Manual de Protecclon
contra Incandlos
Quinta Edicion en Espanol
Volumen II
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MANUAL DE PROTECCION
CONTRA INCENDIOS
Quinta Edicion en Espano.
Editores de la Edicion en Espanol
Ing. Jaime Moncada Perez, CEPI
Ing. Jaime Andres Moncada, PE
Revision Revisor en Jete
Ing. Ramon Dominguez, CEPI
Revisores Principales Ing. Luis Cestari, PE Ing. Federico Cvetreznik, CEPI Revisores Adicionales Ing. Santiago Alvarado, CEPI Ing. Bernardo Bohorquez Ing. Seti Fern~ndez, CEPI Ing. Juan carlos Guilbe, CEPI Ing. Jorge Marmolejo Ing. Javier Ramirez
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Lie. Jorge Su~rez-Peredo, CEPI
Ing. Jaime S~nchez Ing. Raul S~nchez Ing. Fernando Silva Ing. Javier Sotelo, CEPI Ing. Rafael Torres, CEPI Ing. Oscar Vega
Produccion Coordinador de Produccion Giovanny Valencia
Diagramacion Clara Moreno
Traductores Berta Sabogal (Traductora Principal) Monica Sabogal, Luz Stela de Narvaez, Alfredo Fajardo, Ing. Sara Montanez
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Co-Editores:
Editor de la Edici6n en Ingles:
Revisor en Jefe:
Revisores Principales:
Coordinador de Produccion:
Diagramacion:
Traductora Principal:
Traductores:
Disefio de las Cubiertas:
lmpresor:
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NFP~
lng. Jaime Moncada-Perez, CEPJ lng. Jaime A. Moncada, PE lng. Arthur E. Cote, PE lng. Ramon Dominguez, CEPI lng. FedericoCvetreznik, CEPI Lie. Jorge Suarez Peredo, CEPI lng. Luis Cestari, PE Giovanny Valencia Clara Moreno Chala Berta Sabogal M6nica Sabogal Estela de Narvaez Alfredo Fajardo lng. Sara Montanez Vamp Studio, Bogota, Colombia Quebecor World Bogota
Copyright ©2009 National Fire Protection Association One Batterymarch Park Quincy, Massachussetts, 02269. E. U.A
Todos los Derechos Reservados (All Rights Reserved). Ninguna parte del material completo de esta obra, el cual es protegido por estos derechos de autor, puede ser reproducido 0 utilizado de cualquier manera sin reconocimiento del duefio de los derechos de autor, ni pueden ser utilizados de eualquier manera para su reventa, sin la autorizacion previa y escrita por parte de la NFPA. Avisos sobre Responsabilidad Civil: La publicacion de este Manual tiene como prop6sito el de circular informacion y opinion a aquellos iriteresados en la seguridad contra incendios, seguridad electrica y temas relacionados. Aunque se ha hecho todo 10 posible para lograrun trabajo de alta calidad, ni la NFPA, ni los autores, editores, revisores u otros contribuidores de esta obra garantizan que sea exacta 0 entera, ni asumen ninguna responsabilidad civil en conexi6n con la informaci6n y opiniones aqui contenidas. La NFPA, los autores, editores, revisores y otros contribuidores de ninguna manera seran responsables de cualquier dana personal, a bienes, 0 cualquier otro dano de cualquier tipo, el que sea, sea este especial, indirecto, conse cuente 0 compensatorio, ya sea directa 0 indirectamente, como resultado de la publicaci6n, usa 0 depen dencia de esta obra. Esta obra es publicada con el entendimiento que la NFPA, los autores, editores, revisores y otros con tribuidores de la misma estan proporcionando informacion y opini6n, ) que a traves esta obra no procuran prestar servicios de ingenieria u otros servicios profesionales. Si dichos servicios fuesen necesarios, la ayuda por parte de un profesional apropiado debe ser solicitada. NFPA no se hace responsable por la exactitud, entereza y veracidad de las porciones que fueron tra ducidas del Ingles al espano!. En el caso de algun conflicto entre las ediciones en idioma Ingles y espanol, el idioma Ingles prevalecera: La base de este Manual es el Fire Protection Handbook, Nineteenth Edition.
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Numero NFPA: ISBN: Library ofCongress Control Number: lmpreso en Colombia
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FPHl903E 0-87765-851-X 2009923582
Ediciones en Espafiol: Primera Edicion, Noviembre 1978 Primera Reimpresi6n, Sept. 1980 Segunda Edicion, Mayo 1983 Ten;era Edicion, Octubre 1987 Cuarta Edici6n: Octubre 1993 Primera Reimpresion, Abril 2001 Quinta Edici6n, Marzo 2009
Dedicatoria Esta Quinta Edici6n del Manual de Protecci6n contra Incendios en Espanol esta dedicada al Ing. Santiago E. Moncada (1962-1994), quien se gradu6 como ingeniero de protecci6n contra in cendios en la Universidad de Maryland en 1985 y quien tristemente muri6, en su ciudad natal de Bogota, Colombia, cuando su carrera en seguridad contra incendios estaba en plena etapa de madurez. Esta tambien dedicado al personal de la oficina intemacional de la NFPA. En especial al (0 mandante David B. Gratz (qepd), quien fund61a oficina intemacional de la NFPA, par aHa a u nales de los 70's, as! como a la Lic. Olga Caledonia, quien en epocas recientes ha liderado esta oficina con singular distinci6n. Ningun programa de la NFPA en Latinoamerica hubiera podido existir sin el apoyo de nuestros amigos en la oficina intemacional de la NFPA.
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v
CONTENIDO Dedicatoria
v
Prefacio
xiii
Pr61ogo
xv
Introducci6n
XVll
SECCION 1
Principios de Fuego y la Ciencia del Fuego
Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
Fundamentos de Disefio de Edificios Protegidos contra Incendios Quimica y Fisica del Fuego Dimimica del Desarrollo de Incendios en Compartimientos Teoria de la Extinci6n del Fuego Explosiones
SECCION 2
Analisis para Protecci6n contra Incendios
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Capitulo 2.1 Capitulo 2.2 Capitulo 2.3 Capitulo 2.4 Capitulo 2.5
Introducci6n a la Modelizaci6n del Incendio Amilisis del Peligro de Incendio Amilisis del Riesgo de Incendio Calculos Simplificados del Crecimiento del Fuego Repaso del Disefio Basado en el Desempefio en Protecci6n
contra Incendios
SECCION 3
Comportamiento Humano en Emergencias de Incendios Capitulo 3.1 Comportamiento Humano y el Incendio Capitulo 3.2 Metodos de Ca1culo para Predicci6n de la Evacuaci6n Capitulo 3.3 Conceptos de Disefio de Medios de Evacuaci6n
vii
1-1 1-3
1-17
1-37
1-47
1-61
2-1
2-3
2-15
2-23
2-39
2-55
3-1
3-3
3-15
3-35
viii
•
Contenido
SECCION 4
Prevenci6n de Incendios
Capitulo 4.1
Capitulo 4.2
Capitulo 4.3
Capitulo 4.4
Capitulo 4.5
Capitulo 4.6
Capitulo 4.7
Capitulo 4.8
Capitulo 4.9
Capitulo 4.1 0 Capitulo 4.11 Capitulo 4.12 Capitulo 4.13 Capitulo 4.14 Capitulo 4.15 Capitulo 4.16 Capitulo 4.17 Capitulo 4.18 Capitulo 4.19 Capitulo 4.20 Capitulo 4.21 Capitulo 4.22
Equipos y Artefactos Electricos Control de Fuentes de Ignici6n Electrostatica Sistemas deProtecci6n contra Rayos Suministros de Energia de Emergencia y de Reserva Calderas para Homos Fluidos y Sistemas de Transferencia de Calor Motores de Combusti6n Estacionarios y Celdas de Combustible Equipos de Procesos Automatizados Sistemas de Fluidos de Transmisi6n de Potencia Soldadura, Corte y Otros Trabajos en Caliente Instalaciones y Procesos para la Elaboraci6n de Maderas Recubrimiento con Polvo y Acabado por Pulverizaci6n Procesos de Inmersi6n y Recubrimiento Industria de los Plasticos y sus Riesgos Relacionados Equipo para Procesos Quimicos Fabricaci6n y Almacenamiento de Productos en Aerosol Almacenamiento de Liquidos Inflamables y Combustibles Almacenamiento de Gases Almacenamiento y Manejo de Substancias Quimicas Almacenamiento y Manejo de Combustibles S61idos Almacenamiento y Manejo de Productos de Molienda de Granos Sistemas de Refrigeraci6n
4-1 4-3 4-43 4-53 4-65 4-71 4-87 4-93 4-101 4-107 4-111
4-121
4-141
4-153
4-165
4-177
4-191
4-201
4-219
4-225
4-239
4-251
4-273
SECCION 5
Organizaci6n contra Incendios y Servicios de Rescate
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Capitulo 5.1 Operaciones y Administraci6n del Departamento de Bomberos Capitulo 5.2 Planeaci6n Previa al Incidente para Instalaciones Industriales y
Comerciales Capitulo 5.3 Manejo del Incendio Forestal Capitulo 5.4 Manejo de la Respuesta a Incidentes con Materiales Peligrosos Capitulo 5.5 Efectos de la Construccion de Edificios y de los Sistemas de
Proteccion contra Incendios sobre la Seguridad de los Bomberos Capitulo 5.6 Prevenci6n de Perdidas Ocasionadas por el Fuego y Organizaciones
de Emergencia Capitulo 5.7 Prevenci6n de Incendios y Hacer Cumplir el C6digo de Incendios Capitulo 5.8 Instalaciones del Departamento de Bomberos y para el
Entrenamiento contra Incendios; y Sistemas Pliblicos de
Comunicaci6n para los Servicios de Emergencia Capitulo 5.9 Vehiculos y Equipamiento del Departamento de Bomberos
5-1
5-5
5-33
5-41
5-55
5-87
5-105
5-129
5-141
5-163
Contenido
Capitulo 5.10 Indumentaria y Equipo de Proteccion para Servicios de Bomberos
y de Emergencia Capitulo 5.11 Chorros contra Incendio
Capitulo 5.12 Operaciones en el Lugar del Incendio
5-185
5-201
5-215
SECCION 6
Materiales, Productos y Ambientes
Capitulo 6.1 Los Productos de la Combustion y sus Efectos sobre la Seguridad Humana Capitulo 6.2 Madera y Productos a Base de Madera Capitulo 6.3 Fibras y Textiles Capitulo 6.4 Liquidos Inflamables y Combustibles Capitulo 6.5 Gases Capitulo 6.6 Phlsticos y Caucho Capitulo 6.7 Pesticidas Capitulo 6.8 Explosivos y Agentes de Fragmentacion Capitulo 6.9 Desfogue de Deflagraciones (Explosiones) Capitulo 6.10 Polvos Capitulo 6.11 Equipos de Movimiento de Aire
6-1
6-3
6-19
6-35
6-55
6-67
6-89
6-107
6-115
6-125
6-131
6:..143
SECCION 7
Detecci6n y Alarma Capitulo 7.1 Capitulo 7.2 Capitulo 7.3 Capitulo 7.4 Capitulo 7.5
Sistemas de Alarma de Incendio Detectores Automiticos de Incendios Aparatos de Notificacion Interfaces del Sistema de Alarma de Incendios Sistemas de Alarma de Incendios: Inspeccion, Prueba y
Mantenimiento Capitulo 7.6 Servicios de Vigilancia de Proteccion contra Incendios y de Guardia
contra Incendios Capitulo 7.7 Sistemas y Monitores para la Deteccion de Gas y Vapor
7-1
7-5
7-15
7-31
7-37
7-49
7-75
7-83
\.
SECCION 8
Supresi6n a Base de Agua
Capitulo 8.1 Caracterfsticas y Riesgos del Agua y Aditivos del Agua para la Supresion de Incendios Capitulo 8.2 Facilidades Fijas de Almacenamiento de Agua para Proteccion
contra Incendios
8-1
8-5
8-19
•
ix
Contenido
Capitulo 10.7 Estructuras Especiales Capitulo 10.8 Sistemas de Transporte en Edificios Capitulo 10.9 Sistemas de Aire Acondicionado y Ventilaci6n
10-111 10-125 10-137
SECCION 11 Sistemas de Protecci6n para Clases de Ocupaciones Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 11.10 11.11 11.12 11.13 11.14 11.15 11.16 11.17 11.18 11.19 11.20 11.21 11.22
Ocupaciones para Reuniones Publicas Ocupaciones Mercantiles Ocupaciones de Oficinas Ocupaciones para Ensefianza y Guarderfas Instalaciones Penitenciarias y Correccionales Ocupaciones de Cuidado de la Salud Asilos y Centros de Acogida Ocupaciones de Alojamiento Edificios de Apartamentos Casas de Huespedes Ocupaciones para Almacenamiento Recursos Culturales Operaciones de los Almacenes y del Almacenamiento Equipamiento para Manipulaci6n de Materiales Ocupaciones Industriales Estudios y Salas de Grabaci6n de Cine y Televisi6n Extracci6n con Solventes Protecci6n contra Incendios de Laboratorios que Utilizan Productos Quimicos Protecci6n contra Incendios en Centros de Telecomunicaciones Protecci6n del Equipo Electr6nico Plantas Generadoras de Energia Electrica Minerfa y Procesamiento de Minerales
11-1 11-5 11-15 11-23 11-29 11-37 11-45 11-59 11-67 11-73 11-83 11-87 11-97 11-119 11-135 11-147 11-155 11-161 11-171 11-179 11-189 11-195 11-205
SECCION 12 Seguridad contra Incendios en el Transporte Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo Capitulo
12.1 12.2 12.3 12.4 12.5
Vehiculos Automotores Combustibles Altemativos para Vehiculos Sistemas Ferroviarios de Pasajeros y de Guia Fija para Tninsito Aviaci6n Protecci6n contra Incendios para Tuneles Vehiculares
12-1 12-3
12-15
12-39
12-47
12-65
•
xi
xii •
Contenido
Apendices ApendiceA Apendice B Apendice C ApendiceD
Indice
Cuadros y Tablas Unidades SI Tablas de Conversion Organizaciones Globales con Intereses en Proteccion contra Incendios Organizaciones Intereses en Proteccion contra Incendios en los Estados Unidos
A-I B-1
D-l
1-1
PREFACIO
El Fire Protection Handbook es el documento de seguridad contra incendios mas consultado en el mundo. Su historia se remonta a mas de ciento diez anos. La historia del Manual de Pro tecci6n contra Incendios es mas reciente, desde 1978; aunque su impacto en la industria de la proteccion contra incendios, en espanol, es igualmente importante. En cooperacion con la Edi torial MAPFRE en Madrid, la NFPA publico cuatro ediciones del Manual, comenzando con la Primera Edicion en 1978, la Segunda en 1983, la Tercera en 1987 y la Cuarta y ultima edic16n en 1993. Algunas de estas ediciones han sido reimpresas dos veces. Todas estas fueron traduc dones exactas de la edicion en idioma ingles. Esta Quinta Edicion del Manual de Proteccion contra Incendios representa un hito para la NFPA, ya que es la primera vez que la NFPA edita un libro especificamente para el mercado de America Latina. Los coeditores de la Quinta Edicion son viejos y queridos amigos de la NFPA, Jaime Moncada-Perez y su hijo Jaime Andres Moncada. Jaime padre 0 "Don Jaime", como res petuosamente 10 llaman la mayona de las personas que 10 conocen, nos visito y se presento ante nosotros con la idea de que la NFPA debena involucrarse en America Latina. Esto hace mas de treinta anos. EI es un verdadero pionero. Fue el primero que nos ayudo a establecer un programa de traduccion de normas al espanol, a dictar un seminario en idioma espanol, y a organizar un congreso en America Latina. Sirvi6 con distincion como Miembro del Consejo Directivo de la NFPA y su conocimiento de la industria de proteccion contra incendios en America Latina no tiene paralelo. Sus tres hijos varones siguieron sus pasos: Santiago, un ingeniero de protecclon contra incendios quien muri6 prematuramente al comienzo de su carrera y a quien esta dedicado este Manual; Alejandro, un arquitecto especializado con la aplicaci6n del Codigo de Seguridad Humana en el diseno de edificios; y Jaime Andres, coeditor de este Manual, un ingeniero de pro teccion contra incendios que ha realizado proyectos en America Latina durante los ultimos 25 anos y quien actualmente administra nuestros programas de desarrollo profesional en la regi6n. La pUblicacion de este Manual tambien ha sido posible gracias al trabajo desinteresado de un grupo de voluntarios, todos practicantes de la proteccion contra incendios, seguridad humana y seguridad electric a en America Latina, quienes donaron su tiempo y conocimiento revisando las distintas secciones de este Manual. Nuestra gratitud para todos estos voluntarios. Un libro de este tamaiio no seria posible sin la dedicada labor de los traductores, directores de edici6n y ad ministradores de programacion. Nuestro agradecimiento tambien va para ellos. Finalmente, este Manual es importante para la industria de seguridad contra incendios de America Latina ya que provee la mejor informacion disponible sobre las practicas de seguridad contra incendios y la explica a los profesionales de la seguridad contra incendios. A todos aque llos que han adquirido este Manual en su empefio por mejorar sus conocimientos sobre seguri dad contra incendios, mis felicitaciones y mis deseos para que este Manual sirva, de alguna manera, en su esfuerzo por salvar vidas humanas y propiedades de los incendios en el mundo de habla espanola.
James M. Shannon Presidente y CEO National Fire Protection Association
xiii
PROLOGO
I Manual de Protecci6n contra Incendios. es un libro (mico que no tiene equivalente en el mundo de la seguridad contra incendios. Para el novato 0 para el experto, "manio brarlo", conocerlo y entenderlo es un reto. Es el texto de estudio para el examen de Cer tificaci6n de Especialistas de Protecci6n contra lncendios (CEPl), la (mica certificaci6n disponible hasta la fecha para el especialista de la protecci6n contra incendios en Latinoamerica. Esta certificaci6n se ofrece al que toma el primer paso de certificar su conocimiento en seguri dad contra incendios, yes por eso que los contenidos de este Manual, aunque extensos, no son profundos. Debe quedar claro en ellector de este Manual que este no es un texto de ingenieria de protecci6n contra incendios y no debe ser la fuente principal de informacion en el proceso de ingenieria de una instalaci6n. La introducci6n general de esta Quinta Edicion del Manual, asi como las introducciones de cada Seccion, deberian ser las primeras paginas que ellector debe conocer. En elias se resumen los contenidos de este Manual, pero tambien a traves de ellas, es la primera vez que se intenta identificar las caracteristicas, las deficiencias y las fortalezas de la pnictica de la seguridad con tra incendios en Latinoamerica. Pero este Manual no existe en un vacio. Lo acompanan casi se tenta tltulos, entre nonnas, codigos y libros de seguridad humana, proteccion contra incendios y seguridad electrica, traducidos por la NFPA al Espano!. Lo apoyan mas de dos docenas de cur sos tecnicos de la NFPA, tambien en espanol, que se dictan en casi todos los paises Lati noamericanos. Los temas aquf discutidos se ponen al dia en cada edicion del NFPA Journal Latinoamericano, la revista mas importante de seguridad contra incendios en Espanol, que se distribuye gratuitamente a casi 20 000 usuarios por edici6n. Lo mismo ocurre en los Congresos y Foros de la NFPA en la region, donde ingenieros de proteccion contra incendios, instaladores y distribuidores de sistemas de proteccion contra incendios, bomberos y autoridades, asegu radores, educadores y usuarios se reunen a discutir y analizar nuestra problematica. Un libro tan extenso como este requiere mucho trabajo y toma mucho tiempo, sobre todo porque es editado y revisado por voluntarios, que trabajaron en la noche y en sus fines de sem ana. A ellos les debemos una infinita gratitud. En especial al lng. Ram6n Dominguez, CEPI. de la Ciudad de Mexico, un reconocido ingeniero quimico, hoy dedicado a la ingenieria de protec ci6n contra incendios, quien reviso mas de 20 secciones, en temas de su especialidad como son liquidos inflamables y combustibles, materiales peligrosos y riesgos petroquimicos. Debemos mencionar tambien a tres profesionales de la proteccion contra incendios que trabajaron en varias de las secciones mas importantes del Manual: El lng. Federico Cvetreznik, CEPI, de Montev ideo, Uruguay, un ingeniero industrial-mecanico quien tambien se ha especializado en inge nieria de proteccion contra incendios y hoy dfa es uno de los mas reconocidos instructores y consultores en temas de seguridad humana y prevencion de incendios; El lng. Luis Cestari, PE, un venezolano que influenciado por su trabajo en seguridad de incendios se mudo a los Estados Unidos para obtener una maestria en ingenieria de proteccion contra incendios y hoy trabaja as esorando arquitectos en grandes proyectos constructivos; yel Lic. Jorge Suarez Peredo, CEPI, de la Ciudad de Mexico, un reconocido experto en fonnaci6n para bomberos, instructor del curso preparatorio al CEPI y disenador del examen, quien es toda una institucion en su pais. Estos profesionales trabajaron con un grupo de consumados profesionales, todos identificados en la primera pagina de este Manual, que donaron su conocimiento y a quienes les estaremos siempre agradecidos. Para producir esta Quinta Edicion de este Manual, la NFPA llego a un acuerdo con IFST, quien administra a nombre de la NFPA sus programas de desarrollo profesional en Lati noamerica, para que llevaran adelante este ambicioso proyecto. IFST, por su parte, busc6 el apoyo de OPCI, quien ofrecio su logfstica durante la traducci6n, revision y producci6n de este Manual. Este Manual se pudo llevar a cabo por elcalificado trabajo de excelentes traductores, liderados por Dona Berta Sabogal desde Bogota, una instituci6n en la traducci6n de documen-
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Ing. Jaime Moncada Perez, CEPI Ing. Jaime Andres Moncada, PE
tos de seguridad contra incendios. El coordinador de las traductoras y los revisores fue Giovanny Valencia y la diagramaci6n del Manual estuvo a cargo de Clara Moreno. Gracias a enos por su excelente trabajo. Debemos tambien reconocer el trabajo del Ing. Eduardo Alvarez quien trabaj6 en la defmici6n inicial de este Manual. Pero todo este esfuerzo, este inmenso trabajo, posible mente incluye errores de traducci6n, de interpretaci6n 0 de omisi6n. Esto es casi irremediable, pero ofrecemos de antemano nuestras disculpas y nuestra promesa de hacerlo cada vez mejor. Finalmente tenemos que agradecer a la NFPA por la confianza que ha depositado en nosotros y, a traves de nosotros, en los profesionales que nos asistieron en esta tarea. La decisi6n de la NFPA de publicar este Manual, editado por primera vez para el usuario Latinoamericano, es su confirmaci6n de que la industria Latinoamericana de la seguridad contra incendios ha dado un salta gigantesco desde que NFPAnos visit6 por primera vez, hace ya 30 ailos.
INTRODUCCION
iudades Como Santiago y Panama estan construyendo multiples edificios altos de 60 y mas pisos; Sao Paulo tiene una de las mayores concentraciones de edificios de gran al tura en el mundo, muchos de estos con una sola via de evacuaci6n; centros comerciales, tiendas mercantiles, hospitales y bodegas de almacenamiento de dimensiones nunca antes vis tas se construyen todos los dias en Bogota, Buenos Aires, Guayaquil, Lima, Monterrey y Santo Domingo; yen la Riviera Mexicana, Costa Rica, el Caribe y el Sur del Continente se estan cons truyendo megaproyectos hoteleros en sitios remotos, donde el cuerpo de bomberos mas cercano con los equipos necesarios queda a horas de distancia. Algunos de estos proyectos han incorpo rado voluntariamente medidas de seguridad contra incendios. Sin embargo, existen miles de edi ficaciones con la arquitectura del primer mundo, pero con sistemas de seguridad humana y protecci6n contra incendios con la tecnologfa de los edificios de tres pisos de antafio. Es en estos edificios que esta ocurriendo 10 in imaginable, mientras que Ie pedimos a nuestros departamen tos de bomberos que hagan 10 imposible. Existen en nuestro continente muchos problemas y riesgos potenciales en seguridad contra incendios que son tan complejos y tan importantes como los de otros pafses tal vez mas desa rrollados. Riesgos (micos como por ejemplo:
C
• Un buque petrolero cargado de materiales inflamables se accidenta mientras atraviesa una esclusa del Canal de Panama; • EI narcoterrorismo inicia un incendio en un tribunailleno de gente y sobrecargado de ar chivos combustibles; • Un transformador se incendia en una caverna de generacion hidroeIectrica construida 1 krn bajo tierra; • Se incendia un hospital de gran altura con cientos de camas, sin ninguna medida de defensa al avance de un incendio, con escaleras abiertas desde su sotano al piso superior y sin SlS temas de proteccion activa contra incendios. Problemas complejos como por ejemplo: • Como solucionar, en ciudades densamente construidas, la problematica de seguridad hu mana en edificios de gran altura construidos hace muchos afios con una sola escalera abierta de evacuacion; • En una gran refineria de petr61eo, como redisefiar de una manera racional una red contra incendios existente de muchos kil6metros de longitud que no cumple la normativa interna cional y en la cual se han invertido decenas de millones de d61ares; • C6mo iniciar el proceso de certificaci6n profesional en ingenieria de proteccion contra in cendios en una regi6n donde todavia no existen escuelas que formen profesionales en esta materia. l,Sern que nos hemos tirado al agua antes de aprender a nadar? Posiblemente S1. i,Encon trnremos la soluci6n solo con mejores departamentos de bomberos? Seguro que no. l,Sern esta una batalla Quijotesca? Estamos convencidos que no, y vivimos con la esperanza de que todos los Latinoamericanos juntos encontremos la solucion a nuestros problemas de seguridad contra incendios. Esta solucion la podremos encontrar mas rapido de 10 que creemos si reconocemos, si somos concientes del hecho que convivimos en un mundo con paises mas desarrollados que han encontrado ya muchas respuestas a sus problemas de seguridad contra incendios y si acep tamos que los tipos de construcci6n utilizados aquf y alia son mas parecidos de 10 que creemos. Debemos reconocer que poco a poco, a nuestra manera, estamos encontrando consenso sobre cual es la solucion mas apropiada para nuestros problemas de seguridad contra incendios. Cada dfa mas gente esta de nuestro lado tratando de hacerlo mejor, bus cando la excelencia en sus soluciones y que ha encontrado que la mejor politica, la mejor guia, 10 mas costo-eficiente, es respetando los criterios establecidos por la NFPA. Nunca podemos olvidar que los edificios, las estructuras y los sistemas de proteccion con tra incendios que no alcanzan niveles aceptables de protecci6n contra incendios nos afectan a
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Ing. Jaime Moncada Perez, CEPI Ing. Jaime Andres Moncada, PE
xviii •
Introducci6n
todos en nuestra sociedad. En primer lugar, afecta al usuario que no obtiene seguridad acepta ble en su instalaci6n a peSar de haber invertido mucho dinero en protecci6n contra incendios. Tambien pierden las compafiias aseguradoras y las autoridades locales, pues es posible que en los proyectos que estas inspeccionen y/o aseguren no se encuentren los niveles mfnimos acep tables de autoprotecci6n. Pierde el fabricante/instalador ya que, en un ambiente sin niveles mf nimos establecidos de protecci6n, la competencia entre licitantes se convierte en una competencia de precios globales y, muy probablemente, la propuesta ganadora no incluya sufi ciente equipo para que el sistema sea realmente efectivo. Pierden tambien los ingenieros de pro tecci6n contra incendios porque para ellos es dificil competir con disefiadores que no han estudiado nuestra tecnologia, ni entienden la complejidad de este tipo de ingenieria y que dise fian 10 que el cliente qui ere pero no 10 que necesita, suministrando sistemas que simplemente se ajustan al presupuesto disponible. Sobre todo, pierden los ciudadanos comunes, quienes estan expuestos a un riesgo latente en sus sitios de trabajo, de vivienda, de esparcimiento, de estudio y de visita. La soluci6n a corto plazo la tiene el principal interesado, el usuario de la protecci6n contra incendios. EI usuario tiene la potestad de incluir profesionaies calificados, responsables e inde pendientes en el proyecto, tales como ingenieros de protecci6n contra incendios para que 10 ase soren y, a traves de su asesoria, contratar al instalador mas eficaz y calificado, 10 cual no siempre implica una contrataci6n de la oferta de menor costo.
No Tenemos Estadlsticas de Incendios en Latinoamerica: EI director del departa mento de investigaci6n y analisis de incendios de la NFPA, el Dr. John Hall, dice: "Buenas es tadisticas de incendios son esenciales para establecer buenas politicas en seguridad contra incendios". Esto nos debe hacer reflexionar acerca del hecho de que en el contexto Latinoame ricano no existan estadfsticas sobre incendios. Efectivamente, la Asociacion Intemacional para el Estudio de Asuntos Economicos sobre Seguros, conocida como The Geneva Association por que tiene sede en Ginebra, Suiza, y quien publica anualmente el "Informe Mundial sobre Esta dfsticas de Incendios", no incluye ninguna estadistica acerca de Latinoamerica. De igual manera, el Comite Tecnico Internacional para la Prevencion y Extincion de Incendios 0 CTIF, con sedes en Berlin y Paris, que analiza estadisticas de incendios a nivel mundiaI, apenas empezo a traba jar con Costa Rica, Peru y la Ciudad de San Pauloi, pero aun no ha obtenido informacion basica como el numero de muertos por incendios 0 el costa de los incendios en estos paises. Aunque muchos departamentos de bomberos Latinoamericanos tienen estadisticas, estas no se pueden usar a nivel intemacional puesto que no son comparables al no haber seguido el protocolo esta distieo preestablecido por las organizaciones anteriormente mencionadas. A diferencia de los Estados Unidos, donde hay un incendio residencial aproximadamente cada minutoii , en Latinoamerica las residencias son mis seguras porque est{m eonstruidas prin cipalmente de materiales poco combustibles, como elladrillo y el cemento. Desde el punto de vista residencial, es valido decir que estamos mejor en Latinoamerica que en Estados Unidos, pais donde aproximadamente el 80%iii de las muertes por incendio oeurren en el hogar. Sin em bargo, en Estados Unidos, los incendios residenciales ocasionan aproximadamente e150%iV del total de los dafios ala propiedad. Aunque en Estados Unidos no eausan un nUmero estadfstica mente signifieativo de muertes, los incendios en edificaciones grandes y en la industria tienen un costa desproporcionadamente alto. Es alH donde tenemos que fijar nuestra atencion puesto que nuestra realidad es aun mas preocupante. Es precisamente este tipo de arquitectura y de pro cesos industriales los que estamos copiando a pasos cada vez mas acelerados y desafortunada mente, en muchos casos, los disefiamos, construimos y llevamos a cabo sin incluir los requerimientos minimos necesarios para obtener una protecci6n contra incendios aceptable. Los terribles incendios vividos reeientemente en Asuncion, Buenos Aires y Caracas apun tan a que nuestro problema esta centrado en las edificaciones grandes, ya sean ocupaciones sa nitarias, mercantiles, penitenciarias, de reunion publica, edificios de gran altura e industria. Sorprendente para muchos, el recuadro anexo nos demuestra que en los ultimos 10 afios hemos ganado en Latinoamerica la triste distincion de tener cinco de los diez peores incendios a nivel mundiaL Sin embargo, en nuestra region la gran mayoria de los ineendios con muertes multiples o perdidas multimillonarias pasan desapercibidos fuera de su lugar de origen y generalmente no son debidamente documentados desde el punto de vista de la seguridad contra incendios. Por consiguiente, no estamos aprendiendo de ellos.
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Introducci6n
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A manera de ilustracion como ejemplo, en Abril de 2008 ocurrio un incendio en una discoteca en Quito. La Discoteca Factory donde murieron 18 personas, fue un incendio con caracteristicas ya conocidas en la region: fuegos artificiales utilizados por la banda, acabados interiores combustibles, vias de evacuacion inaceptables, falta de sistemas automaticos de extincion y el recinto con sobrecupo, Este incendio fue uno mas de una importante racha de incendios similares en Latinoamerica: Disco Cromagnon, Buenos Aires, Diciembre/04, 191 muertos; Disco La Guajira, Caracas, Febrero/02, 47 muertos; Disco Utopia, Lima, Julio/02, 29 muertos; y Disco Lobohombo, Ciudad de Mexico, Agosto/04, 21 muertos v. Estos son los ejemplos mas recientes, Solo en este mileno, mas de 300 muertos en discotecas sin contar las decenas de otros incendios con pocos muertos en discotecas que han pasado desapercibidos por nuestro radar, Un caso muy diciente para toda nuestra region es el del exclusivo Club El Nogal en Bogota donde, en el afto 2003, una bomba y el incendio asociado causaron la muerte de 36 personas vi , La bomba destruy61a fachada y la (mica escalera de incendios de este edi fieio. Aunque se conoce el numero total de muertos y heridos, no se sabe cuantas personas murieron por el incendio que sigui6 al aten tado y dej6 atrapadas a muchos ocupantes en los pisos superiores del edifieio. Los estudios efectuados posteriormente se centraron en una problematica estructural y de seguridad flsica del edificio, pero no detectaron que el edifieio no tenia una segunda salida de es cape resistente al fuego, ni un sistema automatico de extincion como 10 requiere la normativa NFPA. El edificio fue reinaugurado sin una adecuada protecci6n contra incendios. La mayoria de estos grandes incendios tienen un costo altfsimo para nuestra sociedad, Muchas fuentes en Venezuela han estimado el costo de reconstrucci6n de la Torre Este del Parque Central, luego de un devastador incendio ocurrido en un edifico de 56 pisos en Caracas en Octubre de 2004, en US $250 millones vii , 10 cual no parece demasiado en comparacion con el costo de las Torres Gemelas de Nueva York, estimada en unos US $9.600 millones (daflos a la propiedad linicamente),iii. Lo que pasa desapercibido es que la eco nomia de los Estados Unidos es 100 veces mas grande que la economia Venezolanaix , es decir que el impacto monetario directo sobre la economia local es de mas de dos y media veces mas alto en el incidente de Caracas que en el incidente del II de Septiembre. (,Po dria ser que el impacto de todos los incendios, en relaci6n con el Producto Interno Bruto, fuera mas alto en Latinoamerica que en los paises desarrollados? Es posible, pero simplemente nadie 10 sabe.
,Es la Soluci6n una Mayor Regulaci6n contra Incendios?: Es un hecho que la mayoria de los c6digos de construcci6n de la region incluyen muy poeos requerimientos para la seguridad contra incendios. Las exeepciones son contadas. En los foros de se guridad contra incendios en que participamos es muy comun que los asistentes reclamen una mayor regulaci6n en la seguridad contra incendios. E110s reflejan su frustraci6n al no poder vender mas equipos 0 sistemas, a la fila acogida que tienen sus ideas cuando las exponen ante sus jefes, a la parquedad que muestran los promotores, ingenieros yarquitectos de grandes obras cuando les sugieren la inclusi6n de niveles mfnimos aceptables de seguridad contra incendios. Pero, tal vez la realidad sea otra. Desde nuestra 6ptiea existe en Latinoamerica un extenso y creciente mere ado de seguridad con tra incendios. Es asombroso pensar que miles de obras y proyectos inc1uyen sistemas de seguridad contra ineendios y la gran mayo ria de estos se hacen de manera voluntaria. Sin embargo, aunque hay muchos proyectos que incluyen sistemas de seguridad contra incendios, la mayoria de los proyectos no los inc1uyen 0 incluyen soluciones parciales, y es por eso que existe esta frustraci6n. Tam bien existe frustraci6n porque muchos proyectos de seguridad contra incendios continuan siendo disefiados, instalados y mantenidos
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Introduccion
por compafifas que no esmn capacitadas para elIo. No debe ser extrafio para muchos de los miembros de la NFPA, sobre todo para aque 110s que han tornado nuestros cursos de formacion profesional y que han buscado hacer las cosas eada vez mejor, que encuentren di ficultad para vcnder sus productos y sistemas. Esto ocurre porque tienen que competir contra ofertas de menor eosto y, muchas veces, la oferta ganadora es aquella solucion inferior a la norma, mal diseftada 0 mal instalada. Contrario a 10 que convencionalmente pudieramos pensar, en aque110s paises Latinoamericanos donde los codigos de construc cion exigen mas de la seguridad contra incendios, se encuentran mas instalaciones "sub-estandar" (inferiores a la norma). Esto es sui generis, pero ocurre por dos razones. La primera, por la fuerza de la competencia del mercado y la segunda, por simple corrupcion. En aquellas pocas ciudades Latinoamericanas donde, por ejemplo, es requerida una instalacion de rociadores automaticos 0 sistemas de deteccion en edificios de gran altura, los promotores de csos proyectos, en su afan de buscar un mejor margen economico, contra tan instaladores sanitarios, el6ctricos 0 de seguridad fisica (cuyo conocimiento de la seguridad contra incendios pudicra ser informal), quienes instalan sistemas quc pueden no cumplir con ninglin tipo de normativa y muy posiblemente no detectan 0 eontrolan incendios. Hay reglamentaciones, pero no hay una Autoridad Competente que la haga cumplir Sin embargo, hay areas de real progreso dignas de resaltar, las cuales nos dan ideas sobre como proceder en el futuro. Por ejem plo, varias compafiias de instalacion de sistemas de proteccion contra incendios que se especializan en el sector industrial en Chile, Colombia, Mexico y Venezuela, donde los clientes finales son con frecuencia firmas multinacionales, hacen un excelente trabajo. Ade mas, una buena revision por parte de las comparnas que aseguran riesgos altamente protegidos es cada vez mas com un, motivando a que los disefiadores e instaladores hagan las cosas cada vez mejor. En mercados mas establecidos en seguridad contra incendios, que a propos ito no se encuentran ni en los paises mas avanzados ni en los mas ricos (ejemplos, Colombia y la Republica Dominicana), existen unas pocas compafifas que han educado a un grupo importante de usuarios y e110s a su vez han visto el beneficio de requerir una buena ingenieria de proteccion contra incendios y contratar solo a los eontratistas especializados. En Puerto Rico, el mercado mas avanzado de la region, donde despues del gran incendio del Hotel Dupont Plaza, con 97 muer tos y 146 heridos en 1986x , el Negociado de Prevenci6n contra Ineendios del Departamento de Bomberos ha introducido paulatina mente mejores y mas sofisticadas regulaciones para incrementar los niveles de seguridad eontra ineendios en la isla. Recientemente, Puerto Rico aprobo un nuevo C6digo de Seguridad Humana y Protecci6n contra Incendios (que incluye casi toda la NFPA 1 Y tex tualmente la NFPA 101), adaptado en su parte administrativa a la realidad Puertorriquefia. Sin embargo, la soluci6n para la mayoria de nuestros pafses no es tener mas regulaciones. Una efectiva y eficiente seguridad con tra incendios no se puede obtener por decreto. Se obtiene cuando el usuario entienda que la seguridad contra incendios es importante y cuando entienda que las compatlias especializadas son idoneas para disenar, instalar y mantener los sistemas de proteeeion contra incendios. Se obtiene cuando exista un grupo de disefiadores e instaladores etieos, formados y que ofrezcan calidad como su producto finaL Se obtiene cuando exista una autoridad eompetente seria y capaeitada. Una vez que estos tres factores esten presentes, podre mos entonces decretar regulaciones contra incendios que sean mas amplias y profundas.
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i.C6mo Funciona la Industria de la Seguridad contra Incendios en los Estados Unidos?: Una preguntarecurrente, pro pia de los usuarios Latinoamerieanos de la proteccion contra incendios, es como funciona la proteccion contra incendios en nuestro vecino del norte, pafs de origen de la NFPA. La pregunta es 16gica porque, aunque la NFPA tenga muchas normas sobre diversos temas, no tiene una norma que regule 0 deseriba el modus operandi de la seguridad contra incendios. Sin embargo, en Estados Unidos la in dustria de la seguridad contra incendios esta regulada casi como ninguna otra, sigue canones de etica elaros y sus principales aetores son certificados por divers as entidades. Entonces, describamos la seguridad contra incendios en Estados Unidos, la eua] de manera ilustrativa podriamos equiparar con una mesa solida con cuatro "patas". Estas "patas" estan compuestas por la autoridad competente, el ingeniero de proteccion eontra incendios, el instalador calificado y el usuario. Por otro lado, en Latinoamerica en terminos genera les, la mesa ha estado sostenida solo por dos "patas" representadas por el instalador que casi siempre hace de ingeniero de proteceion contra incendios y el usuario que igualmente, tambien hace de autoridad competente. Describamos en detalle las cuatro "patas" que componen la seguridad contra incendios en los Estados Unidos. La primera "pata" es la autoridad competente representada por la oficina de prevencion de incendios de una ciudad 0 estado (llamado Fire Marshal), que tiene como funcion hacer cumplir las regulaciones de prevencion de incendios. En Estados Unidos, cada estado de la Uni6n Ameri cana tiene su propio codigo de construccion. Estos estados a su vez han adoptado la mayor parte de la normativa NFPA. La autoridad competente revisa los pIanos para construccion en temas de seguridad humana y proteccion contra incendios, utilizando inspectores tecnicos calificados, que en eiertos casos son arquitectos e ingenieros. Muchos de estos inspectores han sido certificados como Ins pectores de Protecci6n contra Incendios (Certified Fire lmpectors), Inspectores de Edificaciones (Certified Building Inspectors) y/o Examinadores de Proyectos de Proteccion contra Incendios (Certified Fire Plan Examiners) por la NFPA y en jurisdicciones grandes pueden ser tambiCn ingenieros de proteccion contra incendios con certificacion profesional (Professional Engineers). La etica y se riedad de la autoridad competente es intachable; es decir, que la interacei6n con la autoridad competente se lleva eon gran seriedad y profesionalismo. Debe mencionarse que en riesgos importantes como edificaciones grandes, industrias e instalaciones petroleras y quimicas, los aseguradores (incluyendo corredores de seguros y reaseguradores) juegan un papel importante que puede ser tambien descrito como el de la "autoridad competente". Este asegurador, a traves de sus asesores de riesgos, define, revisa y aprueba la seguridad contra in eendios en este tipo de instalaciones. Muchos de estos asesores de riesgos redben de sus empleadores un entrenamiento riguroso y es cada vez mas comUn ver que estos mismos asesores de riesgos han sido certificados por la NFPA como Especialistas en Proteccion
Introduccion
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contra Incendios (Certified Fire Protection Specialist 0 CFPS), el equivalente al CEPI. La segunda "pata" es el ingeniero de proteccion contra incendios (Fire Protection Engineer), quien, por su lado, tiene la respon sabilidad de establecer la estrategia de seguridad contra incendios de la instalacion, as! como la de especificar y disefiar los sistemas de seguridad humana y proteccion contra incendios, ademas de inspeccionar y recibir estos mismos sistemas durante y despues de su instalacion. Su funcion es la de ser tambien el interlocutor con la autoridad competente en representacion del usuario 0 duefio de la instalaci6n. La mayoria de este tipo de ingenieros consultores son ingenieros graduados en protecci6n contra incendios. Todos estos ingenieros que deciden practicar consultoria en ingenieria de incendios, ya bean graduados en protecci6n contra in cendios 0 en otras ramas de la ingenieria, deben pasar un examen de certificaci6n (Board Examination) en proteccion contra incen dios, en el Estado donde trabajan. Si apmeban este examen, reciben el titulo de ingenieros profesionalmente certificados (Professional Engineer, conocido mas por su ciclas PE), que les permite legalmente disefiar sistemas y sellar pIanos ante la autoridad competente en su area de especialidad, en este caso, la proteccion contra incendios. Aunque puede sonar irrelevante, se debe mencionar que si guiendo el canon de etica del ingeniero profesional certificado, este no debe recibir compensaci6n econ6mica del fabricante 0 insta lador de ningun equipo que recomienden 0 disefien. La tercera "pata" es el instalador calificado, el conjunto de companias que instalan los sistemas contra incendios (rociadores au tomaticos, alarma y detecci6n de incendios, gases limpios, equipos de protecci6n pas iva, elementos de evacuaci6n y sistemas espe ciales de supresi6n, entre otros). Este conjunto de compafiias es el gmpo econ6micamente mas fuerte y, en el mundo globalizado de hoy, estas compafiias son multinacionales con operaciones verticalmente integradas que realizan desde la fabricacion de los equipos, pasando por su instalaci6n y terminando en el mantenimiento y pmeba de los sistemas contra incendios. Lo que debe quedar claro para la audiencia Latinoamericana es que el instalador muy rara vez especifica 0 disefia los sistemas contra incendios. Es importante re calcar tambien que el conjunto de compafiias instaladoras casi nunca contrata ingenieros protesionales certificados, pues estos insta ladores no tienen que presentar los pianos firmados por un ingeniero ante la autoridad competente para su aprobacion, siendo esta la facultad del ingeniero de incendios. Lo anterior requiere posiblemente una explicaci6n mas profunda. En los Estados Unidos, el ingeniero de protecci6n contra in cendios, ademas de establecer la estrategia de seguridad contra incendios (a traves del Plan Maestro de Seguridad contra Incendios), tambien disefia y especifica los sistemas de proteccion contra incendios. En los proyectos nuevos, el nivel de detalle de la ingenieria es menos profundo que en los proyectos existentes, donde se estaria mejorando las condiciones de seguridad contra incendios. Estos proyectos pasan por una revision por parte de la autoridad competente y si estan correctos, reciben un permiso de constmccion. In mediatamente despues, general mente por licitacion, el proyecto es contratado con un instalador especializado en protecci6n contra in cendios. Este instalador desarrolla una ingenieria de detalle que es generalmente revisada por el ingeniero de protecci6n contra incendios. Luego de la instalaci6n del sistema, el instalador elabora los pianos de instalaci6n (shop drawings), que dependiendo de la jurisdiccion son tambien revisados y aprobados por la autoridad competente. En el desarrollo de la ingenieria de detalle y de los pia nos de instalacion, el instalador utiliza, porque asi 10 requiere la autoridad competente, disefiadores 0 tecnologos certificados (que nor malmente no son ingenieros) que han obtenido un nivel III 0 IV de certificaci6n ante el National Institute for Certification in Engineering Technologies (NICET), en su area de especialidad (rociadores automaticos, alarmaldeteccion, sistemas especiales y pmebalinspecci6n de sistemas). Al final del proyecto, se realiza la recepcion del proyecto la cual es observada por el ingeniero de pro tecci6n contra incendios y la autoridad competente. Finalmente, la cuarta "pata" representa al usuario, quien puede ser el duefio, operador y dllrante la fase de disefio de construc ciones comerciales, generalmente es el arquitecto, quien en los Estados Unidos tiene laresponsabilidad de contratar todas las espe cialidades que requiera el proyecto. En instalaciones industriales, es comun encontrar que el interlocutor, por parte del usuario, es el de seguridad (safety manager) quien posiblemente ha sido Certificado como Especialista en Proteccion contra Incendios (CFPS "' o su equivalente CEPI en espafiol) por la NFPA. Este modus operandi, que debemos recalcar no es perfecto y puede tener diferentes matices entre jurisdicciones, funciona bien en los Estados Unidos y deberiamos tenerlo en cuenta cuando iniciamos proyectos de seguridad comFa incendios en Latinoamerica.
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EI Plan Maestro de Seguridad contra Incendios: La mejor estrategia para identificar y mitigar los riesgos de incendios es la elaboracion de un Plan Maestro de Seguridad contra Incendios, ya sea en una instalaci6n eXlstente 0 en el proceso de disefio de una instalacion nueva. Es la mejor guia para adecuar, de la manera mas racional y coherente posible, la instalaci6n a un nivel aceptable de seguridad contra incendios. Profesionales en ingenieria de proteccion contra incendios externos son la manera mas c01l}un de lograr este objetivo, eso sf, con la debida discusion y revisi6n de todos los interesados en la instalacion, para que las recomendaciones sean factibles y cuenten con el apoyo interno necesario para que puedan ser llevadas a cabo. En el amilisis de la seguridad contra incendios de una instalacion se debe tener, sobre todo, rigor nornlativo. Un nivel aceptable de seguridad contra incendios se obtiene analizando una estructura, edificio 0 complejo como un todo, incluyendo la evaluaci6n de la seguridad humana (medios de egreso, sefializaci6n, iluminaci6n); la definici6n, disefio e instalacion de los sistemas de supresi6n y de alarma, detecci6n y notificaci6n; la especificaci6n y limitaci6n de los contenidos interiores; acceso al departamento de bomberos y exposici6n a riesgos adyacentes; y la definicion, disefio y constmccion de los elementos que confinan un incendio. En el proceso de construccion, entre mas temprano se evaluen todos los elementos que llevan a un edificio 0 estmctura a alcanzar una seguridad con tra incendios aceptable, mas efectiva y, generalmente, mas econ6mica seran las soluciones encontradas. La NFPA ha desarrollado, para la mayoria de los riesgos, una metodologia prescriptiva con la cuallos edificios y estructuras son
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Introducci6n
evaluados desde el punto de vista de su uso u ocupaci6n. Seglin este concepto, cada ocupaci6n tiene requerimientos diferentes a otros tipos de ocupaciones (es decir, los requerimientos de seguridad de un hospital son diferentes que los de un edificio de aImacenamiento). Pero tambien, debido ala diferente arquitectura de cada edifico, el amilisis normativo dara un resultado diferente para cada edificio, asi sean de una misma ocupaci6n. Seglin se menciona en varias secciones de este Manual, todo proyecto debe empezar con un Plan Maestro de Seguridad contra Incendios elaborado por un grupo de ingenieros de proteccion contra incendios competente, experimen tado e independiente, que siguiendo la normativa de la NFPA asesora al equipo de arquitectos e ingenieros disefiando edificios 0 ins talaciones. Para la mayoria de las ocupaciones, esto implica un detallado analisis de las normas NFPA 101, C6digo de Seguridad Humana (Life Safety Code®); NFPA 1, C6digo de Prevencion de Incendios (Fire Code); y el Capitulo 7 (Edici6n 2009) de NFPA 5000, C6digo de Construcci6n y Seguridad de Edificios (Building Construction and Safety Code®). En una regi6n donde la autoridad competente tiene poca incidencia en la calidad del disefio, instalaci6n y mantenimiento de las instalaciones contra incendios y en donde, en rer minos globales, el asegurador no tiene la capacidad de llenar este vacio, el usuario de protecci6n contra incendios tiene limitadas for mas de saber si esta tomando la via correcta. Por consiguiente, el Plan Maestro de Seguridad contra Incendios ofrece la mejor solucion a este problema. l.Que es un Ingeniero de Protecci6n contra Incendios?: Lo hemos ya mencionado y 10 haremos recurrentemente en este Ma nual; nos referimos a la figura del ingeniero de protecci6n contra incendios. La ingenieria de protecci6n contra incendios es uno de los secretos mejor guardados. La historia inicial de la ingenieria de protecci6n contra incendios xi se tiene que remontar a la antigua Roma, donde el Emperador Romano Neron mand6 que escribieran un C6digo Constructivo en el que se requeria la utilizaci6n de materiales resistentes al fuego en los muros exteriores a las viviendas. Mas tarde, en el siglo XII en Londres, se encontraron regulaciones que re querian la construccion de paredes de piedra de 90 cm de ancho y 4,90 m de altura entre edificaciones, con el objetivo de que sirvie ran como barreras cortafuego. Pero, solo fue basta la revoluci6n industrial en Gran Bretafia, en el siglo XVIII y mas tarde en los Estados Unidos en el siglo XIX, cuando se cambia la cara de la ingenieria de proteccion contra incendios. En esa epoca se inicia la construc cion de fabricas de pisos multiples, bodegas de gran tamafio, edificios altos y procesos industriales de alto nivel de riesgo, que hacen evidente la necesidad de desarrollar nuevas tecnologias de protecci6n contra incendios. Fue en Nueva Inglaterra a fmales del Siglo XIX, y luego de varios espectaculares incendios, cuando nace la NFPA, los seguros contra incendios y la ingenieria modema de pro tecci6n contra incendios. Los ingenieros de protecci6n contra incendios a nivel mundial deben colegiarse a traves de la Society ofFire Protection Engine ers (SFPE), con sede en Bethesda, Maryland, Estados Unidos. La SFPE es una instituci6n que asocia aproximadamente 5000 profe sionales de ingenieria de protecci6n contra incendios alrededor del mundo, agrupados en 57 capitulos. La sociedad hace avanzar la ciencia y la practica de la ingenieria de protecci6n contra incendios y promueve la continuidad en la educacion de esta ingenieria a tra yes de publicaciones, conferencias intemacionales y oportunidades de educacion a distancia. La colegiatura en la SFPE se hace a traves de una postulacion como Miembro Profesional (Professional Member). El primer paso es volverse miembro de la asociacion, 10 cual funciona de forma similar a la membrecia en la NFPA. El objetivo de todo profesional con responsabilidades en disefio, asesoria y pericia en proteccion contra incendios es obtener la Membrecia Profesional en la SFPE, ya que esta reconoce que nuestros pares en esta profesi6n certifican nuestra experiencia en ingenieria de protecci6n contra incendios. Los requerimientos para obtener el grado de Miembro Profesional varian dependiendo del tipo de grado profesional que uno tenga y de donde 10 haya obtenido (las universidades del primer mundo que han recibido certificaci6n de sus programas de ingenieria permi ten que sus egresados demuestren menos afios de experiencia). Para nuestros propositos en Latinoamerica, un profesional con un grado de ingenieria requiere seis afios de experiencia en ingenieria de protecci6n contra incendios y de esos seis afios, por 10 menos tres en "responsabilidad directa". Es decir, uno debe demostrar que ha trabajado bajo la tutela de otro ingeniero de incendios por tres afios y tres mas dirigiendo proyectos de proteccion contra incendios. Es importante obtener una carta de recomendaci6n de uno 0 mas Miembros Profesionales de la SFPE. Toda esta informacion se obtiene en el sitio web de la SFPE (www.sfPe.org). En los Estados Unidos, y ojala a1gtin dfa en Latinoamerica, es requerida una licencia como ingeniero profesional (Professional Engineer 0 PE) para poder ejercer esta profesi6n. Para obtener esta calificacion profesional se requiere la aprobaci6n de dos exame nes independientes en tiempo y alcance. EI primer examen se puede tomar inmediatamente despues de obtener el grado universitario y se llama "Fundamentos de Ingenieria" (FE), que es un examen sobre las bases de la ingenieria, con 8 horas de duraci6n y 160 pre guntas de respuesta mUltiple. Las preguntas tocan las ciencias de la electricidad, qufmica, mecanica de fluidos, termodin!imica, mate maticas, dinamica, economfa y estadfstica. Este examen tiene un porcentaje de aprobaci6n de aproximadamente 74% para quien 10 toma la primera vez y del 29% para quienes 10 repitenxii • EI segundo paso es mucho mas complicado, porque para tomarlo requiere evidencia de que el candidato a la certificaci6n ha tra bajado durante cuatro afios bajo la directa supervision de otros ingenieros certificados en el area de experticia en ingenieria que uno haya escogido. Este examen es de 8 horns, y tiene preguntas cuyas respuestas deben desarrollarse y justificarse. Desde 2004 este exa men tiene un 20% de preguntas sobre el aniilisis de la protecci6n contra incendios, 15% sobre la ciencia del fuego y comportamiento humano, 35% sobre disefio de sistemas de proteccion contra incendios y 20% sobre sistemas pasivos de protecci6n contra incendios. De acuerdo al NCEEs xiii , el consejo nacional que en Estados Unidos administra el proceso de certificacion ("licensing" como se llama en Ingles), el examen de ingenieria de protecci6n contra incendios es uno de los mas dificiles de todas las ramas de ingenieria, con un porcentaje de aprobacion del 51 % para quien 10 toma por primera vez y de 32% para quienes 10 repiten. Posiblemente, el porcentaje
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de aprobacion es bajo porque los ingenieros no graduados en ingenieria de incendios toman e1 examen sin haber adquirido las sufi cientes bases de conocimiento en ingenieria de proteccion contra incendios. Comparativamente, los examenes de ingenieria quimica y de industrial tienen un porcentaje de aprobacion del 79%, el de petrolera del 73%, el de mecanica, electrica y computacion del 70% Y el de civil del 60%. Obviamente la manera mas directa y efectiva de seguir una carrera de ingenierfa de proteccion contra incendios es estudiandola. De acuerdo a informacion catalogada por la SFPE, existen hoy dfa programas de ingenieria de proteccion contra incendios en Estados Unidos (2), Canada (1), Escocia (1), Irlanda del Norte (1), Suecia (1), Hong Kong (1) y Nueva Zelanda (1). Existen tambien progra mas de tecnologia de la ingenieria de proteccion contra incendios en Estados Unidos (5), Japon (1), Alemania (1) y Dinamarca (1). La diferencia entre una carrera de ingenieria y una de tecnologia de la ingenieria es que la primera esta acreditada ante los colegios certificadores de ingenieros profesionales y las de tecnologia se concentran prioritariamente en entrenar al ingeniero que trabajaria por ejemplo para una industria 0 una autoridad competente. La tecnologia de ingenieria de incendios mas reconocida en los Estados Uni dos es la de Oklahoma State University (w'Ww.fpst.okstate.edu), por donde han pasado el mayor nfunero de Latinoamericanos, la ma yoria venezolanos. La mejor opcion para residentes Latinoamericanos es la de obtener una maestria en ingenieria de incendios, a traves de forma cion a distancia. Dos de las universidades mas respetadas en ingenieria de proteccion contra incendios, la Universidad de Maryland, en 1a afueras de Washington, DC, Estados Unidos (www.fpe.umd.edu)yWorcesterPolithecmcInstitute.cercadeBoston.MA. Esta dos Unidos (www.wpi.edu/Academics/DeptsfFire/), ofrecen excelentes programas de posgrado en linea. Otra opcion son las Univer sidades Europeas donde existen facilidades de estudio a traves de becas intergubernamentales. Las dos mas reconocidas son la Universidad de Edinburgo, Escocia (www.see.ed.ac.uklfrre/) y la Universidad de Lund, Suecia (www.brand.lth.se). Tanto la SFPE como las universidades antes mencionadas ofrecen en sus sitios web, informacion detallada sobre 10 que es un ingeniero de protec cion contra incendios, inc1uyendo videos y panfietos.
La Certificaci6n de Especialistas en Protecci6n contra Incendios (CEPI): El CEPI es una credencial profesional a nivel de tecn610go (no de ingenieria) de conocimiento en protecci6n contra incendios que por primera vez ofrece una certificaci6n profe sional a la comunidad de la protecci6n contra incendios en el mundo hispano parlante. Siguiendo la estrategia de desarrollo profesio nal de la NFPA, el programa CEPI es ofrecido enteramente en castellano. La meta del programa CEPI es la de fomentar el desarrollo de la disciplina de la proteccion y prevencion contra incendios en paises de habla hispana. Esta certificaci6n es un balance entre la educaci6n y la experiencia, y brinda una oportunidad para que el tecn610go en protecci6n contra incendios con formacion pnictica, logre un reconocimiento como especialista. Esta certificaci6n esta dirigida a gerentes de riesgos, aseguradores, gerentes de seguridad, consultores de riesgos, oficiales de bomberos, inspectores de incendios, e instaladores de sistemas de protecci6n contra incendios, quie nes pueden ser 0 no ingenieros de diferentes especialidades. No esta dirigida a quien 10 toma como ingeniero de proteccion contra in cendios 0 como diseliador de sistemas contra incendios. El programa CEPI inc1uye dos pasos importantes en el proceso de certificacion. Primero, el metoda del programa proporciona al candidato un periodo de autoevaluaci6n, aprendizaje y mejoramiento durante el proceso de documentacion sobre su experiencia pro fesional y la necesaria preparacion para el examen de certificacion. Durante este primer paso, el candidato puede tomar un seminario de preparacion de dos dras y/o comprar una guia de autoestudio. EI segundo paso es ellogro de la certificacion CEPI, la cual proporciona al individuo el reconocimiento de sus colegas, jefes y c1ientes como especialista en seguridad contra incendios. La certificacion se logra a traves de un examen de libro abierto de tres horas de duracion que consta de cien preguntas de seleccion multiple relativas a temas descritos en esta edicion del Manual de Proteccion contra Incendios de la NFPA. Si el candidato acierta el 70% de las preguntas, obtiene su certificacion. Para poder tomar el examen CEPI, los candidatos deben demostrar en un formulario de inscripcion que tienen uno de los siguientes criterios de elegibilidad: • Grado de licenciado de una universidad de ingenieria, quimica u otros campos tecnicos afines mas dos alios de experiencia en el campo de la proteccion contra incendios. • Grado relacionado con tecnologias de un instituto tecnico 0 universidad mas cuatro alios de experiencia en protecci6n contra in cendios. • Diploma de educacion secundaria mas curso pcictico en una escuela tecnica mas seis alios de experiencia laboral verificable, que sea progresiva, en el campo de la proteccion contra incendios. Los poseedores de un certificado CEPI deben ser recertificados cada tres alios. Los requerimientos para la recertificacion se ob tienen a traves de un sistema de puntos que adjudica creditos por la obtencion de estudios continuos y su labor profesional en el campo de la proteccion contra incendios.
c,Es el Tecnicollngeniero CEPI Equivalente a un Ingeniero de Protecci6n contra Incendios?: El Certificado de Espe cialista en Proteccion contra Incendios se ha interpretado, desafortunadamente, en muchos lugares de Latinoamerica como algo equi valente a la certificacion de ingenieria de proteccion contra incendios, 0 a un grado de ingenieria de proteccion contra incendios, 0 a la metodoiogia de trabajo de una firma establecida de ingenieria de proteccion contra incendios. Unicamente el ingeniero de protec cion contra incendios, al recibir su grado profesional de ingenieria, al certificarse como ingeniero de incendios ante una autoridad com
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Introducci6n
petente y al colegiarse como miembro profesional a traves de la SFPE, puede ofrecer legal y moralmente sus servicios como ingeniero. Estos servicios incluyen el disefio de sistemas contra incendios, certificaci6n y/o aprobaci6n de sistemas contra incendios, ofrecer pe ricias y consulta en general sobre seguridad contra incendios. El Especialista CEPI es equivalente a un tecn610go (alguien que no es un ingeniero) quc ha recibido una ecrtificaci6n que avala su conoeimiento general en protecci6n contra incendios. Como 10 establece claramente la NFPA, el proceso de disefio, aprobaci6n, pericia y certificaci6n de sistemas de seguridad humana y protecei6n contra incendios esta limitado a los ingenieros eolegiados dentro de su especialidad especffica, es decir, colegiados en ingenieria de protec ci6n contra incendios. No es el objetivo de la certificaci6n CEPI la de calificar a los ingenieros de protecci6n contra incendios. Sin embargo, la certificaci6n CEPI es muy importante para nosotros en Latinoamerica porque es la primera certificaci6n existente en la materia, aunque sea un primer paso. El CEPI esta dirigido al tecn61ogo (no al ingeniero) en protecci6n contra incendios. Debe mos recordar que esta certificaci6n fue ideada por la Secci6n Industrial de la NFPA para certificar al encargado de seguridad indus trial de una empresa (que puede no ser un ingeniero y que requiere un conocimiento general, no espeeifico, del tema).lnspectores de seguros en Estados Unidos tambien han buscado en la certificaci6n CEPI una manera de mejorar y demostrar su conocimiento gene ral de la protecci6n contra incendios. El examen CEPI, basado en este Manual de Protecci6n contra Incendios, certifica un conoci miento general de la seguridad contra incendios. EI examen no tiene pregtmtas de disefio 0 de aml1isis de riesgos de incendios, temas propios de la ingenieria de incendios. World Fire Statistics, Report 1l, CTIF, Moscow, 2006, p. 12. Fire Protection Handbook, 20th Edition, "An Overview ofthe Fire Problem and Fire Protection ", NFPA, 1999-2002 Annual Average, p, 3-15. iii Fire Protection Handbook, 20th Edition, "An Overview ofthe Fire Problem and Fire Protection, NFPA, 2000-2004 Averages, p, 3-21. iv Fire Protection Handbook, 20th Edition, "An Overview ofthe Fire Problem and Fire Protection, NFPA, 2000-2004 Averages, p, 3-21. v NFPA Journal Latinoamericano, Junio 2008, "Incendio en Quito ", Moncada, J.A., p. 7. v; NFPA Journal Latinoamericano, Marzo 2005, 'Documentacion y Estadisticas de Incendios ", Moncada, J.A., p. 4. vii NFPA Journal, March/April 2005, "Fire Unchecked", Moncada, J.A., p. 47.
viii Risk Management & Insurance Review, November 2005, "The Economic Effects OfFederal Participation In Terrorism Risk", Hubbard, R G., Deal,
B, Hess, P., p. 177. ix World Economic Outlook Database, 2004, International Monetary Fund (USA GDP: US $10.831 mM; Venezuela GDP: US $i 04 mM). x Dupont Plaza Hotel Fire, 1987, Klem, T, NFPA Fire investigations Report, p. Iv. xi History ofFire Protection Engineering, 2003, Richardson, J.K, NFPAISFPE, p. 2-3. xii National Council ofExaminers for Engineering and Surveying, Exam Pass Rates, 2008 (www.ncees.orglexamslpassJatesl). xiii National Council ofExaminers for Engineering and Surveying, Exam Pass Rates, 2008 (w14'W.ncees.orglexamslpass_rates/). i
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sta Secci6n 8 trata sobre los sistemas de supresi6n a base agua, el mas comun de los metodos de supresi6n. Hay un especial enfasis en los sistemas de rodadores automaticos, los cuales son considerados por la NFPA y la comunidad de la ingenieria de la protecci6n contra incendios como el sistema mas eficaz y efectivo de supresi6n de incendios en existencia. No existe otro sistema que conjugue un mismo nivel de confiabilidad (mas del 90% efectivo), con un cic10 de vida largo (NFPA 25 dice que los rociadores fabricados antes de 1920 deben reemplazarse - NFPA 25-2008, Art. 5.3.1.1.1.1) Y un mantenimiento relativamente sencillo y de bajo costo. Los Capitulos 8.1 al 8.4 introducen el empleo del agua como agente extintor. Especificamente, el Capitulo 8.1 presenta el agua como agente extintor y los aditivos para mejorar su acci6n extintora; el Capitulo 8.2 describe formas de almacenamiento y equipos para obtener agua de fuentes superfi ciales; el Capitulo 8.3 discute redes de distribuci6n de agua contra incendio; y el Capitulo 8.4 trata sobre la cantidad requerida de agua y los componentes de las redes publicas. El Capitulo 8.5 describe las propiedades fisicas del agua cuando fluye a traves de tuberias y la hidraulica aplicada a la protec ci6n contra incendio y el Capitulo 8.6 ofrece informaci6n util para evaluar la suficiencia de los sum inistros de agua contra incendios. El Capitulo 8.7 discute la aplicaci6n de bombas contra incendios estacionarias y el Capitulo 8.8 describe el suministro de energia y los controladores como componentes basicos del sistema de bombeo contra incendios. Ellector de este Manual debe entender la importancia de instalar sistemas en bombeo contra incendios que hayan sido listados por un laboratorio independiente reconocido in temacionalmente. Vendedores de bombas en Latinoamerica hacen referencia, en sus visitas a sus po tenciales clientes, de bombas que "cumplen NFPA 20" (la Norma para la Instalaci6n de Bombas Estacionarias de Bombas contra Incendios) y debemos advertir que la norma NFPA 20 es una norma de selecci6n e instalaci6n de sistemas de bombeo, no es una norma de fabricaci6n de bombas. NFPA 20-2007, en suArticulo 5.7.1, requiere que las bombas contra incendios sean dedicadas al servicio de protecci6n contra incendios y listadas para dicha actividad. Los Capitulos del 8.9 al 8.16 discuten conceptos de disefio y el desempefio de los rociadores au tomaticos, como por ejemplo la explicaci6n del RTI (indice del tiempo de respuesta). El Capitulo 8.10 introduce los diferentes tipos de rociadores y el Capitulo 8.11, los metodos de disefio, la distribuci6n e instalaci6n de los rociadores. El Capitulo 8.12 ofrece consideraciones especificas para el disefio de la protecci6n de almacenamientos de diferentes tipos y con diferentes contenidos de bienes. El tema de areaS sis micas 10 trata en el Capitulo 8.13, junto con la soportaria necesaria. El Capitulo 8.14 se re fiere a la protecci6n por medio de aspersores 0 boquillas pulverizadoras de agua, una aplicaci6n muy util en riesgos petroquimicos. El Capitulo 8.16, sobre columnas de agua y conexionespara mangueras, da informaci6n sobre un sistema que es, hoy en dia, utilizado primordialmente por el cuerpo de bomberos. NFPA ya no requiere la instalaci6n de gabinetes de manguera en casi ninglin uso (existen excepciones en prisiones, proscenios y us~s industriales). El Capitulo 8.18, sobre el abastecimiento de agua de sistemas de rociadores automaticos discute los tipos aceptables de suministro de agua y como pueden evaluarse. El Capitulo 8.15 introduce la aplicaci6n de los sistemas de agua nebulizada, una tecnologia in novadora para el control y supresi6n de incendios, que tiene hasta la fecha una utilizaci6n lirnitada, por el numero comparativamente reducido de pruebas de lab oratorio y listados de aprobaci6n disponibles. Esta tecnologia utiliza alta presi6n de agua y boquillas..con pequefios orificios para at omizar el agua. La NFPA 750, Normas Sobre Sistemas de Agua Nebulizada para Protecci6n contra In cendios (Standard on Water Mist Fire Protection Systems) establece los criterios de disefio, instalaci6n, recepci6n y mantenimiento de estos sistemas. Esta tecnologia deberia ser evaluada cuidadosamente por el usuario Latinoamericano a traves de los servicios de una firma de ingenieria de protecci6n con tra incendios calificada e independiente, que debe evaluar el costo-beneficio de esta tecnologia ver sus soluciones mas convencionales, asistir en la selecci6n del proveedor del equipo, revisar el disefio por parte del proveedor inc1uyendo los objetivos de disefio, listados y los protocolos de prueba uti
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Jaime Moncada Perez, CEPI Jaime Andres Moncada, PE
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
lizados, inspeccionar la instalacion y observar la recepci6n del sistema. NFPA 750 requiere, en la may oria de estas instalaciones, una prueba operacional completa usaooo agua. El Capitulo 8.17 sobre inspecci6n, prueba y mantenimiento de sistemas a base de agua resalta la importancia de seguir la NFPA25, Norma para la lnspeccion, Prueba y Mantenimiento de Sistemas de Protecci6n contra lncendios a Base de Agua. Se debe mencionar que para el20 11 NFPA lanzara NFPA 3, Norma para la Recepci6n y Prueba Integral de Sistemas de Protecci6n contra Incendios y Seguri dad Humana (Standard for the Commissioning and Integrated Testing ofFire Protection and Life Safety Systems), que recopila los requerimientos necesarios para aceptar 0 recibir un sistema de pro tecci6n contra incendios una vez se ha instalado y antes de que entre en servicio. En Latinoamerica es frecuente encontrar sistemas de proteccion sobre-disefiados, por ingenieros y tecnicos que tratan de aplicar sentido comim 0 intuici6n no educada, y que 0 no usan normas de disefio e instalacion 0 que solo las emplean parcialmente para bus car una densidad de aplicacion, una ve10ci dad 0 un tiempo, y no aprovechan todas las equivalencias, las opciones que tienen esos documentos. A traves de refinaci6n con e1 correr de los allOS, con el flujo creciente de resultados de pruebas de labora torio, de anaIisis de los incendios ya ocurridos y de eva1uacion a traves de programas de simulacion han hecho de las normas de disefio, instalaci6n y prueba de sistemas contra incendios de la NFPA una sor prendente fuente con soluciones a la mayoria de los problemas del mundo modemo. Desde un punto de vista mas regional, recogiendo experiencias, revisando y probando sistemas, revisando los documentos de disefio y los sistemas actua1mente instalados, podemos establecer una serie de aforismos que creemos son utiles para el usuario de la proteccion contra incendio en America Latina. La mayoria de ellos no serian validos en paises con buenos cOdigos y normas de proteccion contra incendios y regulados por una buena autoridad competente. Son unas "guias filosoficas" que pueden asistir a las personas que compran, disefian, instalan, inspeccionan y mantienen sistemas de proteccion contra incendios. Son el resultado de allOS experiencia, de observar fallas recurrentes en nuestras instalaciones de protecei6n contra incendios, y de esas discusiones que siempre ocurren en foros y seminarios con personas de nuestro gremio. Bases Filos6ficas de la Protecei6n contra Incendios: En el campo de la ingenieria de la proteceion contra incendios cobran fuerza conceptos generales que marcan las pautas de un buen sistema de pro tecci6n contra incendios: • Un sistema de proteceion es tan bueno como la gente que 10 opera y 10 mantiene. • Buenos equipos no hacen buenos sistemas, pero buenos sistemas requieren buenos equipos. • El sobre-disefio de un sistema es tan malo como el bajo 0 sub-disefio. El sub-disefio es critico y puede ser catastrofico, el sobre-disefio es costoso, ineficiente y puede no ofrecer la proteceion ade cuada. • Un sistema contra incendios mas grande no se convierte en uno mejor. • Una excelente ingenieria de detalle no significa un buen sistema. Puede solo resultar en un mal sistema bien instalado. • Una buena ingenieria blisica depende de una buena ingenieria conceptual. • La ingenieria conceptual, Hamada tambien en la nomenclatura NFPA con el Documento de In teneion de Disefio, debe obtenerse del Plan Maestro de Seguridad contra lncendios de la insta lacion. • La caUdad de una ingenieria conceptual depende de la exceleneia tecnica y de la experiencia del disefiador. • La ingenieria de detalle no agrega, ni quita, ni modi fica nada de la ingenieria conceptual ni de la blisica. Solo pudiera restringir la libre partieipaeion de todos los actores en una licitacion. • En proteccion contra incendios no se acostumbra el desarrollo de una ingenieria de detaHe. Lo convencional es salir a licitar con la ingenieria basica, yel ganador de la instalacion elabora pIanos de taller antes de instalarlos, similar a la ingenieria de detalle, los cuales son aprobados por el in geniero de proteccion contra incendios antes de su instalacion. Al finalizar, el instalador debe en tregar "PIanos As-Built!' 0 "Pianos \!Omo Construido". • Un buen sistema se disefia con base en la cultura existente en la planta. • Un sistema nO' se disefia primero y·luego se escoge el personal que 10 puede manejar. Primero se evalua 1a calidad del personal y luego se disefia un sistema para ellos. • Un disefio debe ser tan simple, tan sencillo como 10 exija el personal que 10 atiende. Debe ser flex ible para que posteriormente se sofistique, yJo se automatice cuando crece la caUdad del personal.
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Supresion a base de agua
• El automatismo solo es bueno cuando la gente es culta y academicamente preparada. El automatismo no funciona cuando el per sonal a cargo no 10 entiende. • El automatismo demanda el mejor mantenimiento. • Todo sistema autom;Hico debe incluir la posibilidad de operarlo manualmente, en un sitio accesible en caso de incendio. • Una planta petroquimica, quimica, 0 de alto riesgo no se distribuye (en su Plot Plan) por facilidad en el proceso; se disefia pen sando primero en el riesgo de incendio y explosion. • Al ubicar elementos que deben ser operados durante un incendio se debe seguir el viejo adagio: "Ni tan cerca que queme al santo ni tan lejos que no 10 alumbre". • Cuando inspeccione una planta, imaginesela incendiada. Los problemas logisticos, de evacuacion y de acceso seran evidentes y tambien sera evidente la deficiente 0 la mala ubicacion de elementos que deben operarse 0 moverse durante un incendio. • Trate de no usar su intuici6n y tenga, siempre, disciplina normativa.
TRADUCTORES Y REVISORES DE ESTA SECCION Esta Secci6n fue traducida por Stella Duque de Narvaez y Monica Sabogal y revisada por el lng. Federico Cvetreznik, CEPI, lng. Juan Carlos Guilbe, CEPI, Ing. Jaime A. Moncada, PE, lng. Javier Sotelo, CEPI y el Ing. Rafael Torres, CEPI.
SECCION8
Supresi6n a Base de Agua Capitulo 8.1 Caracteristicas y Riesgos del Agua y Aditivos del Agua para la Supresi6n 8-5 de Incendios Capitulo 8.2 Facilidades Fijas de Almacenamiento de Agua para Protecci6n contra 8-19 Incendios 8-33 Capitulo 8.3 Redes de Agua contra lncendios Capitulo 8.4 Requisitos del Suministro de Agua para los Sistemas PUblicos de Abastecimiento 8-43 Capitulo 8.5 Hidraulica para Protecci6n de 8-53 Incendios Capitulo 8.6 Determinaci6n de la Suficiencia del 8-79 Abastecimiento de Agua Capitulo 8.7 Bombas Estacionarias contra Incendio 8-93 Capitulo 8.8 Suministros de Energia y Controladores para Bombas contra Incendios Accionadas por Motor 8-113
Capitulo 8.9 Capitulo 8.10 Capitulo 8.11 Capitulo 8.12 Capitulo 8.13
Capitulo 8.14 Capitulo 8.15 Capitulo 8.16 Capitulo 8.17 Capitulo 8.18
Principios del Desempefio de los Rociadores Automaticos de Incendio 8-149 RociadoresAutomaticos 8-161 Sistemas de Rociadores Automaticos 8-175 Sistemas de Rociadores para Instalaciones de Almacenamiento 8-195 Soporte y Arriostramiento de los Sistemas de Proteccion contra Incendios a Base deAgua 8-215 Protecci6n Mediante la Pulverizaci6n de Agua 8·227 Sistemas de Supresi6n de Incendios con Agua Nebulizada 8·237 Sistemas de Columnas de Agua y Conexi ones para Mangueras 8·271 Cuidado y Mantenimiento de los Sistemas de Extinci6n a Base de Agua 8-291 Abastecimientos de Agua para Sistemas de Rociadores 8·311
Revisado por
John A. Frank
I agua es el agente extintor mas utilizado y el mas comun. EI agua se consigue facilmente y no es costosa. El agua tam bien posee muchas ventajas sobre otros liquidos en sus caracteristicas para combatir incendios. Sin embargo, no es el agente extintor adecuado para todos los tipos de incendios. Tiene algunas desventajas; por ejemplo, se congela a O°C (32°F). Este capitulo discute las propiedades del agua como agente extintor, inc1uyendo sus ventajas y limitaciones. Los principios de extinci6n de incendios se discuten en Secci6n 1 Capitulo 2 "Quimica y Fisica del Fuego"; y Capitulo 4 "Teoria de Extinci6n del Fuego". Los sistemas y dispositivos usados para el transporte y aplicaci6n del agua como un agente extintor se tratan en otros capftulos de esta secci6n del manual. Para usar el agua como un agente extintor adecuado sobre ma teriales especificos como productos quimicos, liquidos inflama bles, gases y metales, consulte los capitulos Secci6n 6 Capitulo 4 "Lfquidos Inflamables y Gombustibles".
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dio. El agua puede aplicarse como un agente extintor cuando los ocupantes de los edificios estan en compartimientos, a diferen cia de algunos agentes extintores gaseosos, que podrian causar asfixia 0 etectos secundarios adversos.
PRO~EDADESDELAGUA
Las propiedades fisicas que permiten que el agua sea un agente extintor eficaz son las siguientes. 1. A temperaturas normales, el agua existe como un liquido estable. La viseosidad del agua en el rango de temperatura de I a 99°C (34 a 210°F) permanece constante, 10 que per mite su transporte y bombeo. 2. El agua tiene una alta densidad, que Ie permite ser des car gada y proyectada desde boquillas, etc. La tension superfi cial del agua permite que esta exista en forma de pequefias gotas hasta chonos s61idos. 3. El calor latente de fusion es la cantidad de energia requerida para cambiar e1. estado del agua de s6lida (hielo) a O°C (32°F) a liquido. El agua absorbe 333,2 kJ/kg K (143,4 Btu por libra) en este proceso. 4. El calor espedfico del agua es 4186 kJ/kg K (l,0 Btu por libra). Por ejemplo, para elevar la temperatura de 0,45 kg (l lb.) de agua 100°C (l80°C) de O°C (32°F) a 100°C (212°F) se requieren 180 Btus. 5. El agua es efectiva como agente refrigerante debido a su alto calor latente de evaporaci6n (que cambia el agua de Hquido : vapor), que es de 2260 kJ/kg (970.3 Btu por libra) como se describe en el capitulo "Quirnica y Fisica del Fuego". 6. El agua se expande al convertirse de estado Jiquido a vapor hasta 1600-1700 veces el volumen liquido. 3,8 L (1 gal) de liquido [que ocupa 0,004 m 3 (1337 pies 3)] produce mas de 6,3 m 3 (223 pies3) de vapor. Por 10 tanto, se deduce que 3,8 L [(un gal) de agua a temperatura ambiente aplicados a un incendio y convertidos en vapor (conversion completa) ab sorberan calor tanto al elevarse a la temperatura a la que se convierte en vapor como en el cambio de fase de liquido a vapor. (Para unidades SI: OF °C x + 32; 1 Btu 1055 kJ; 1 lb 0,45 kg; I gal 3785 1 pie3 0,0283 m3).
INTRODUCCION AL AGUA El agua es el agente extintor mas usado y de mayor disponibili dad. El agua es barata, abundante, y efectiva para la supresi6n de incendios. El agua es transportable y se puede bombear desde su fuente hasta el incendio. El agua esta disponible en los siste mas de distribuci6n de agua potable (hidrantes), en arroyos, pozos, estanques, lagos y piscinas. El agua es un agente muy eficaz para controlar y extinguir la combusti6n. EI agua es la sustancia mas abundante y de mayor disponibilidad en la superficie de la tierra. El agua existe en tres estados (1) lfquida, (2) gaseosa (vapor) y (3) s6lida (hielo). Se deben analizar los aspeetos de la seguridad humana para escoger un agente extintor de incendios que sea efectivo. El agua como agente es segura, no toxiea, relativamente no corrosiva y estable. El agua (H20) permanece estable al aplicarla a un in cendio y, excepto en circunstancias muy especiales, no se des compone en sus elementos basicos de hidr6geno (H) y oxigeno CO), cada uno de los cuales estimularia el desarrollo del incenJohn A. Frank es jefe de entrenamiento en prevencion de perdidas de GE Global Asset Protection Services y presidente del Comite Tecnico de la NFPA sobre Aditivos del Agua para la Supresi6n de Ineendios y la
Mitigacion con Vapor. Anteriormente fue especialistaen proteccion contra incendios de la Fuerza Aerea de los Estados Unidos.
Calor requerido para elevar la temperatura del agua hasta la ebullicion:
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SECCION 8 •
Supresion a base de agua.
• 212°F - 68°F (temperatura ambiente) 144 L'!,°F • 144 L'!, of x 1 Btu/lb x 8,331b (peso de un galon) = 1200 Btu Calor requerido para cambiar cl agua de lIquido a vapor: • 970,3 Btullb x 8,33 Ib (peso de 1 galon) = 8083 Btu • El calor total absorbido es 1200 + 8083 9283 Btu/gal de agua Por 10 tanto, un chorro de manguera del cuerpo de bombe ros que descarga 100 gpm absorbedI 928 300 Btu por minuto en una eonversi6n completa. El mismo chorro de manguera del cuerpo de bomberos generara 22 300 pies cubicos por minuto de vapor en una conversion completa.
PROPIEDADES DE EXTINCION El agua es un agente extintor muy efectivo debido a su capaci dad de enfriar el combustible, extraer 0 desplazar el suministro de oxigeno, y separar 0 diluir la fuente de combustible. EI me canismo dominante de la extincion, 0 una combinacion de me canismos de extincion, depende de varios factores interre lacionados, incluyendo las propiedades fisicas y quimicas, la ge ometria del compartimiento (si 10 hay), ventilacion, condiciones ambientales, la forma del agua aplicada (ej., niebla contra cho rro s6lido) y la tecnica de aplicaci6n. El conocimiento de la influencia de estos factores y la inte raccion de los mecanismos de extincion varian ampliamente con la magnitud de la investigacion cientifica realizada sobre un de terminado metodo de aplicaci6n. El capitulo 15 de la Seccion 8 "Sistemas de Supresi6n de Incendios con de Agua Nebulizada" es un buen ejemplo del alcance del conjunto de conocimientos que existe con respecto a la interactividad de estos mecanismos para una forma especifica de aplicaci6n del agua.
Extinci6n por Enfriamiento El agua extingue principal mente los incendios de combustibles s61idos al enfriar la superficie del combustible. Ademas de en friar el combustible s61ido en sl, el agua es efectiva como agente de enfriamiento debido a su elevado calor latente de evaporacion (2,4 kJ/g a 25°C). El agua que se introduce a un incendio faci lita la perdida de calor por medio de la transferencia de calor del fuego al agua. Cuando la perdida de calor supera la ganancia de calor del fuego, la superficie del combustible empieza a en friarse hasta que la llama ya no puede subsistir en la superficie. El agua es un enfriador efectivo para las superficies de combus tibles solidos. Ademas del enfriamiento directo del combustible solido el agua puede enfriar indirectamente combustibles solidos po; la reducci6n del flujo de calor radiante desde la llama y desde la capa superior de gas caliente (si la hay), hasta la superficie del combustible. Esto reduce la velocidad de la pirolisis del com bustible, 10 que reduce la tasa de liberacion de calor del incen dio. Este enfriamiento resulta de los efectos de enfriamiento de las gotitas de agua y del vapor. Conceptualmentc, cando la tasa de absorcion de calor del agua se aproxima a la tasa total de liberacion de calor del in
cendio, empieza el control del incendio. Cuando la tasa de ab sorcion de calor del agua supera la tasa de liberaci6n de calor del incendio, se logra la supresion del fuego y finalmente la extin ci6n del incendio. Otros factores que se deben considerar en el control y extincion del incendio incluyen las perdidas de calor a traves de aberturas y las perdidas de calor hacia paredcs, cielos rasos y pisos. Como se discutio en Seccionl capitulo 4 sobre "Teoria de Extincion del Fuego", teoricamente no es necesario absorber todo el calor Iiberado, sino solo el calor suficiente para efectuar la reaccion de combustion Debido a la dificultad de aplicar agua de la manera descrita en dicho capitulo, la aplicacion real nece saria para la extincion puede ser lOa 100 veces la tasa critica de aplicacion. Mawhinney indica que una absorci6n del 30 al 60 por ciento del calor liberado porun incendio puede ser suficiente para extinguir el incendio. 1 La cantidad de agua requerida para extinguir un incendio depende de la tasa de liberacion de calor [Btuls (kW)] del in cendio. La rapidez de la extinci6n depende de la forma de apli caci6n del agua, la cantidad aplicada y la forma en que se aplica el agua. En la aplicaci6n de niebla de agua, mientras mas pcqueiia sea la gotita, mayor sera la vclocidad con la cual el agua extrae el calor y los gases del incendio, usando asi un menor volumen de agua. Sin embargo, una gotita de agua que se aproxima al fuego se puede evaporar en la columna de humo, enfriando so lamente la columna de humo pero sin enfriar efectivamente la superficie del combustible, 10 cual, como se muestra en Sec cion 1 capitulo 4 "Teoria de la Extincion del Fuego" puede ser peligroso. Los calculos demuestran que para muchas aplicaciones, el diametro optimo de una gotita de agua va de 0,3 a 1,0 mm (0,01 a 0,04 pulg), y que los mejores resultados se obtienen cuando las gotitas tiene un tamafio bastante uniforme. Los dispositivos de descarga actuales no son capaces de producir gotitas completa mente uniformes, aunque muchos dispositivos de descarga ro dan gotitas que son cas! uniformes sobre un amplio rango de presiones. La densidad real descargada (ADD) es la tasa real de aplicacion de agua sobre un incendio en la superficie del com bustible en llamas. La cantidad de agua que Ilega hasta un incendio se ve afec tada por la tasa de combusti6n del incendio y la velocidad c.o rrespondiente de la columna de humo ascendente. Las gotitas de agua deben superar los efectos del impulso ascendente de la co lumna de humo, las corrientes de aire, etc., para poder llegar al combustible en llamas y ser eficaces. Por ejemplo, una vez que las gotitas son producidas por un rociador, estan sometidas a altas tcmperaturas que evaporan las gotitas muy pequcfias en el cielo raso. Si las gotitas pequefias sobreviven a la tcmperatura del cielo raso, es posible que estas no tengan la masa 0 el im pulso para podcr penetrar la columna de humo. Yao y Williams informaron que las gotas de 1 mm pueden penetrar una columna de humo de 6,1 mls (20 pies/s), que las gotas de 1,5 mm pueden penetrar una columna de humo de 9,1 mls (30 pies/s) y que las gotas de 2 mm pueden penetrar una columna de 12,2 m/s (40 pies/s), la cual ocurre en incendios de gran intensidad. 2 En al gunas aplicaciones de niebla de agua se encuentran gotas de menos de 0,3 mll. Consulte Isman3 para una discusion completa
CAPiTULO 1 •
Caracteristicas y riesgos del agua y aditivos del agua para la supresi6n de incendios
sobre el tema. Para la aplicaci6n manual a partir de chorros de manguera, vease Clark. 4,5 Como se indica en la discusi6n anterior, la alta absorci6n de calor de una niebla fina debe equilibrarse contra la necesidad de que el agua llegue hasta la superficie del combustible para en friar el combustible. La importancia relativa de estas caracteris ticas contrarias depende de varios factores. Estos factores se pueden justificar especificamente en los sistemas disefiados con tecnicas de ingenieria. Por ejemplo, los sistemas de niebla de agua disefiados con tecnicas de ingenieria hacen enfasis en el enfriamiento general mientras que los rociadores de gota grande enfatizan la penetracion de la columna de humo para enfriar di rectamente el combustible que sufre el proceso de pir6lisis. Para la aplicacion manual proveniente de chorros de man guera, la literatura reporta la extinci6n exitosa con tecnicas que hacen enfasis en el enfriamiento general (como desde un chorro de niebla), a partir de tecnicas que destacan el enfriamiento di recto del combustible (como desde un chorro s6lido) y con otras combinaciones de estas tecnicas. Como es el caso de los siste mas disefiados con tecnicas de ingenierfa, se deben equilibrar las caracteristicas de alta absorcion de calor de un chorro de nie bla con las caracterfsticas de penetracion de un chorro s6lido. Consulte la secci6n de lecturas adicionales para obtener mayor informaci6n. Un metodo de aplicaci6n manual relativamente nuevo, lla mado ataque de niebla 3D 0 enfriamiento de la fase gaseosa ha ganado amplia aceptaci6n en Europa. Para informaci6n adicio nal, vease Grimwood'5,7 0 www.jiretactics.com.
Extinci6n por Sofocaci6n Cuando se aplica agua a un incendio 0 a la superficie de un com partimiento caliente, se forma vapor. La diluci6n del suministro de aire (oxfgeno) alrededor de las fuentes de combustible per mite la supresion por una accion de sofocacion. La supresi6n por este metoda es mas efectiva si las gotitas de vapor y agua se localizan alrededor de la fuente de combustible. Las gotitas de vapor y agua tambien continUan extinguiendo el fuego por en friamiento a medida que las gotitas de agua siguen evap0fi:in dose alrededor del area caliente del incendio. Normalmente, los incendios de combustibles comunes se extinguen por el efecto de enfriamiento del agua (no por el efecto de sofocaci6n creado por el vapor). Se ha descubierto q,j)e los sistemas de niebla de agua, que se pueden usar como una al ternativa para los sistemas de rociadores 0 ciertos sistemas de extinci6n gaseosos, son efectivos para controlar y extinguir in cendios por enfriamiento y sofocacion. Las ventajas y desventajas de la generaci6n de vapor a partir de los chorros de agua aplicados manualmente han sido debatidas intensamente durante muchos afios. Consulte la secci6n de leetu ras adicionales para obtener mayor informaci6n sobre el tema. Se puede usar agua para sofocar un Hquido inflamable en lla mas cuando el punto de inflamacion del liquido es superior a 37,8°C (lOO°F), cuando la gravedadespecffica es superior a 1,0 y no es soluble en agua. Para lograr esto mas eficazmente, se agrega un concentrado de agua-espuma al agua para formar una soluci6n de agua-espuma. La soluci6n de agua-espuma se debe aplicar en tonces suavemente sobre la superficie delliquido inflamable.
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En casos donde se produce oxigeno mientras el material en llamas se descompone, no es posible el sofocamiento con un agente.
Extinci6n por Emulsificaci6n Una emulsion se forma cuando liquidos inmiscibles se agitan en forma simultanea y uno de los Hquidos se dispersa a traves de los otros. La extincion por este proceso se puede lograr aplicando agua a ciertos Jiquidos inflamables viscosos, ya que el efecto de enfriamiento de las superficies de estos Hquidos evita la libera ci6n de vapores inflamables. Con algunos Iiquidos viscosos (como el aceite combustible No.6), la emulsificaci6n es una "espuma" que retrasa la liberacion de vapores inflamables. Sin embargo, se debe tener cuidado con los Iiquidos de profundidad apreciable, porque la formaci6n de espuma puede propagar los liquidos en combustion por encima de los costados del reci piente. Normalmente, para la emulsificaci6n se usa una pulveri zaci6n de agua relativamente gruesa y fuerte. Se debe evitar un chorro s6lido de agua, ya que este ocasionara una violenta for maci6n de espuma. Los aditivos que promueven la emulsifica ci6n se discuten mas adelante en este capitulo.
Extincion por Diluci6n Los incendios de materiales inflamables, solubles en agua, pue den en algunos casos extinguirse por diluci6n. El porcentaje de diluci6n necesario varia ampliamente, asi como el volumen de agua y el tiempo necesario para la extincion. Por ejemplo, la di luci6n se puede usar exitosamente en un incendio donde hay un derrame de alcohol etihco 0 metilico si es posible obtener una mezcla adecuada de agua y alcohol, y si la mezcla puede ser contenida mientras se diluye. La dilucion no es una practica comtin cuando se trata de tanques. EI peligro de desbordamiento debido ala cantidad de agua requerida, y el peligro de formacion de espuma 8i la mezcla se calienta hasta el punto de ebullicion del agua, hace que esta forma de extincion rara vez sea practica.
TASAS DE APLICACION MANUAL Hay tres metodos ampliamente utilizados para determinar la tasa de aplicacion manual necesaria para extinguir un incendio. Estos son: la Iowa Flow Formula, la National Fire Academy (NFA) Formula, y el metoda de lalnsurance Services o.ffice (ISo.). Un cuarto metodo, el metodo del Illinois Institute ojTechnology, no se usa tanto. (Ver la secci6n correspondiente del capitulo "Re quisitos del Suministro de Agua para los Sistemas Pliblicos de Abastecimiento" para obtener informaci6n detallada sobre el metodo del Illinois Institute). Aunque son titiles para el planea miento previo del cuerpo de bomberos y para la planificacion de los suministros municipales de agua, ninguno se adapta facil mente a las aplicaciones de la ingenierfa de proteccion contra in cendios y a un disefio basado en el desempefio. La Iowa Flow Formula y la formula ISO. se discuten mas ampliamente en el ca pitulo titulado "Requisitos del Suministro de Agua para los Sis temas Ptiblicos de Abastecimiento". Consulte Burns andPhelps8
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SECCION 8 •
Supresion a base de agua.
para obtener mas infonnaci6n sobre la f6nnula NFA. El metodo del Iowa State cuenta con investigaciones cien tificas que 10 respaldan y que enfatizan tanto el efecto de en friamiento del agua como el efecto sofocante del vapor. Las mediciones se enfocaron en la reducci6n de la temperatura del cielo raso y el compartirniento. Los calculos de la ingenieria de protecci6n contra incendios estan orientados por las tasas de Ii beraci6n de calor 0 por sus componentes que integran la tasa de perdida de mas a del combustible y el calor de combustion del combustible. No se midi6 el efecto de la tasa de enfriamiento y del sofocamiento del vapor sobre estos parametros de ingenie ria, 10 cuallimita la utili dad del metodo. Ademas, la f6nnula es para aplicarse al area abierta mas grande de una estructura, no a areas parcialmente afectadas. La cantidad de agua necesaria para las areas adyacentes y para las exposiciones no esta inc1uida. Para obtener infonnacion adicional consulte Clark,4,5 Fomell,9 Roger. 10 Se deben leer en su totalidad Wiesman y el Boletfn No. 18 de lalowa State University La fonnula NFA se desarrollo a partir de la experiencia de los comandantes en la escena de incendios estructurales. La for mula se puede aplicar a estructuras parcialmente comprometi das; sin embargo, no existe un metodo para que los ingenieros de proteccion contra incendios detenninen una "huella" de un incendio que pueda ser sustituida dentro de la parte de implica ci6n porcentual de la f6nnula. La f6nnula ISO se basa principalmente en la cantidad de agua necesaria [en incrementos de 946,25 a 1892,5 lpm (250 0 500 GPM)] para controlar una estructura totalmente compro metida (0 una seccion predefinida de una instalaci6n de vados pisos) y para evitar la propagaci6n del incendio a las estructuras adyacentes. Esta no es adecuada para detenninar la tasa de apli cacion manual necesaria para extinguir un incendio en creci miento dentro de una estructura. Para mayor infonnaci6n consulte Hickey. 11 Puede ser tentador utilizar los conocimientos sobre la tasa de absorci6n de calor del agua y de la tasa de Iiberaci6n de calor de un incendio para detenninar sl la tasa de flujo es adecuada. Como se discuti6 anterl0nnente, un chorro de 378,5 1 pm (100 GPM) absorbenl 979 356,5 kJ por minuto 0 16 322,6 kW (928 300 Btus por minuto) en una conversion complcta. El mismo chorro de manguera de 378,5 lpm (100 GPM) formani 631 m 3/min (22 300 pies 3/min) de vapor en una conversion com pleta. La dificultad para aplicar esta informaci6n a los problemas de ingenierfa de proteccioncontra incendios se basa en el efecto compuesto de las siguientes incognitas: • La cantidad de agua que se convierte en vapor • La cantidad de agua que llega hasta las llamas • La cantidad de agua que realmente llega hasta la superficie del combustible • El efecto combinado de los vapores sofocados y enfriados • La gran importancia de que el agua Uegue hasta la superfi cie del combustible y la enfrie contra el enfriamiento gene ral del area para el incendio detenninado • La cantidad de calor que debe eliminarse para ocasionar un colapso de las reacciones de combustion Buckley et al. infonnaron que el Fire Brigade Intervention
Model utilizado en Australia toma en consideraci6n la descarga efectiva de agua del 5 al 30 por ciento basandose en observa ciones de las operaciones de lucha contra incendios.1 2 Kimball observ6 que se tiende a usar de dos a cuatro veces la tasa de flujo sugerida por el estudio del Iowa State. 13 Grim wood calcula una capacidad practica de enfriamiento de una manguera que equivale al 30 por ciento de la capacidad teodca de enfriamiento. 14
OPACIDAD V REFLECTIVIDAD Pruebas realizadas por Undenvriters Laboratories. Inc. (UL), que utilizan la pulverizacion de agua para proteger contra las ex posiciones a una superficie de lamina metalica de un incendio de git~;V1Jl1it, indican que, cuando la pulverizaci6n se aplico como una delgada pelicula de agua sobre la lamina de metal, la tem peratura del metal se mantuvo dentro de los limites que prote gian al metal de dallos sigmficativos. Sin embargo, esto no fue cierto, cuando se ajust6 la pulverizaci6n de agua para que esta no tocara la lamina de metal, pero esta sf gener6 una cortina de agua entre el metal y el incendio. En este ultimo caso, la tempe ratura del metal fue tres a cuatro veces mayor que cuando el agua coma sobre el metal. Estas pruebas indican que, debido a su falta de opacidad, el agua no evita muy bien el paso del calor radiante. La principal utilidad del agua que se emplea para la protecci6n contra exposiciones proviene del enfdamiento obte nido por la evaporacion de la pelicula de agua sobre las superfi cies expuestas. La NFPA 13, Norma para fa Instalacion de Sistemas de Ro ciadores, requiere que los rociadores exteriores que protegen contra los incendios por exposici6n se instalen de modo que el agua moje totalmente las ventanas de vidrio expuestas y escurra sobre la hoja de la ventana y el vidrio, mojando 10 mas posible toda la ventana. Recomendaciones similares requieren que la mayor parte posible de la cormsa se moje cuando se instalan ro ciadores de comisa. Estas recomendaciones reflejan la eviden cia experimental. En Inglaterra, se hicieron pruebas para medir la tansmisi6n de calor radiante a traves de pulverizaciones de agua con dos tipos de boquillas. 15 Las pruebas demostraron que la transmi si6n de esta clase de calor depende principalmente del disefio de la boquilla y que, con ciertas boquillas, se podia producir una cortina de agua de baja transmision para flujos de agua compa rabIes a los de las instalaciones de los rociadores. Por supuesto, los bomberos han usado cortinas de agua en situaciones donde hacfa demasiado calor 0 era peligroso para ellos pennanecer ex puestos a las llamas y al calor.
EL AGUA COMO UN AGENTE EXTINTOR Se admite que los incendios que involucran distintos combusti bles y materiales reaccionan de manera diferente a vados agen tes extintores y que el agua 120 es el mejor agente para todos los tipos de combustibles. El agua no es adecuada para todos los tipos de incendios.
CAPiTULO 1 •
Caracteristicas y riesgos del agua y aditivos del agua para la supresi6n de incendios
Hay cuatro c1asificaciones tipicas de los incendios: (1) Clase A, combustibles comunes, (2) Clase B, liquidos inflamables y com bustibles, (3) Clase C, electricos, y (4) Clase D, metales com bustibles. Se ha agregado una quinta c1ase, la Clase K, para aceites de cocina. Para los incendios Clase A, el agua es suma mente efectiva y se utiliza muy comunmente. El agua no es apropiada ni es el agente mas deseable para incendios Clase B, Clase D 0 Clase K. (Se han hecho pruebas exitosas con sistemas de pulverizacion de agua sobre algunos incendios Clase B y Clase K.) Se debe considerar cuidadosamente e1 uso de agua para incendios Clase C antes de aplicar el agua. Es posible que el agua no sea un agente aceptable cuando se considera inacep table el dafio colateral ocasionado por el agua. Una buena referencia de consulta para obtener recomenda ciones acerca del uso de agua sobre materiales especificos en los lugares donde se pueden encontrar problemas, es la Guia de Pro teccion contra Incendios para Materiales Peligrosos de la NFPA. 16 Se ha encontrado que el agua aplicada a los incendios por ciertos tipos de sistemas de supresion de incendios con niebla de agua, es efectiva en los incendios que involucran liquidos infla mables y equipos electricos con corriente. Los sistemas de nie bla de agua tienen el potencial para proteger los cerramientos del motor a bordo de las embarcaciones, el interior de las aeronaves, obras de arte valiosas y equipos de computadores. La niebla de agua es especialmente eficaz en espacios confinados donde un sistema de deteccion acciona el sistema de supresion de incen dios de niebla de agua. Los sistemas de niebla de agua tambien son una opcion atractiva para las aplicaciones donde el almace namiento 0 la descarga de agua se debe reducir al minimo. La NFPA 750, Norma sobre Sistemas de Proteccion contra Incen dios de Pulverizacion de Agua, contiene instrucciones para el uso de la niebla de agua como un sistema de extincion. El agua se puede usar en algunos casos de incendios de pro ductos quimicos y metales combustibles, donde la cantidad de agua puede dominar algunas reacciones quimicas adversas yex tinguir el incendio. Se deben considerar los siguientes riesgos posibles para el personal cuando se escoge el agua como agente extintor: (1) ex posicion y/o inhalacion de vapor en todos los incendios, (2) e1ec trocucion 0 lesiones de choque en incendios electricos, y (3) reacciones adversas 0 explosivas en incendios de productos qui micos y metales combustibles.
Agentes Humectantes 17 Los agentes humectantes son compuestos que se afiaden al agua para cambiar algunas 0 todas las caracteristicas del agua, por ejemplo, la tension superficial 0 la viscosidad. La experiencia, asi como las pruebas indican que la adicion de un agente hu mectante adecuado, cuando se aplica correctamente, aumenta la eficiencia de extincion de esta agua con respecto a la cantidad us ada y al tiempo para lograr el control 0 la supresion del in cendio. El valor de un factor como este puede muy bien vol verse importante, especialmente en las areas rurales donde no siempre hay disponibles cantidades adecuadas de agua para combatir los incendios. Ciertos tipos de incendios, como los de algodon embalado, forraje apilado, algunos compuestos de caucho y algunos liqui
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dos inflamables que generalmente no responden al tratamiento con agua, se pueden extinguir cuando se utiliza un agente hu mectante adecuado. Esto se puede atribuir a un aumento en la capacidad de penetracion, propagacion y emulsificacion del agua debido a la disminucion de la tension superficial. Esta dis minucion en la tension superficial puede describirse como una alteracion de las fuerzas que mantienen unida la pelicula super ficial del agua, permitiendo que esta fluya y se propague uni formemente sobre superficies solidas. El agua tratada posee la capacidad de penetrar en pequefias aberturas y nichos por los cuales el agua no tratada se rebosaria, por la simple accion de llenado de la pelicula superficial. El agua tratada no solamente muestra cualidades de penetracion y propagacion, sino que tam bien presenta un incremento en la velocidad de absorcion y una adhesion superior a las superficies solidas. Algunos agentes humectantes tienen caracteristicas espu mantes cuando se mezclan con agua y aire. La espuma retiene las caracteristicas humectantes y de penetraci6n del agente hu mectante y proporciona una acci6n sofocante eficaz para la ex tinci6n de incendios Clase A y algunos Clase B. Tambien proporciona un aislamiento fluido que protege contra la exposi cion al fuego. La espuma producida de esta forma tiene la ven taja adicional de descomponerse aproximadamente a 79.4°C (175°F) y vue1ve entonces a su estado liquido original y man tiene sus cualidades de penetraci6n y humectacion. Aunque los agentes humectantes pueden usarse en algunos incendios Clase B, estos no se desempefian tan bien como la es puma y en muchos casos el desempefio de un agente humectante en incendios Clase B puede ser insatisfactorio con respecto a la extincion 0 a la resistencia a volver a quemarse (burnback). Un agente humectante que ha sido listado para incendios Clase B por UL no ha sido sometido a pruebas tan rigurosas como las que se requieren para que sea listado como una espuma bajo UL 162, Foam Equipment and Liquid Concentrates. Existen numerosos productos quimicos que cumplen la funci6n principal de un agente humectante, que consiste en re ducir la tension superficial del agua. Sin embargo, muy pocos de estos productos quimicos son adecuados para la protecci6n con tra incendios, porque su aplicaci6n se complica debido a las con sideraciones de riesgo, como toxicidad, acci6n corrosiva sobre los equipos y estabilidad en el agua. El agua humeda, es agua mas un agente humectante. El agua humeda tiene las mismas limitaciones que el agua en in cendios de productos quimicos que reaccionan con el agua. El uso de agua hUmeda en incendios de liquidos inflamables y combustibles no es comun. No se debe usar agua humeda en in cendios de liquidos inflamables 0 combustibles si los liquidos son solubles en agua, como los a1coholes, glicoles y algunas ce tonas. Debido a su conductividad, la aplicacion de soluciones de agua humeda sobre eqmpos electricos con corriente requiere las mismas precauciones que la aplicaci6n de agua sobre incendios Clase C (electricos). El agua hUmeda aplicada por pulverizacion o en forma de niebla podria utilizarse con precaucion debido a sus caracteristicas de penetraci6n. El agua hlimeda puede tener efectos mas dafiinos sobre los motores, transformadores y equi pos similares que el agua pura. Cualquier equipo electrico que haya sido penetrado por agua hUmeda debe enjuagarse y lim
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SECCION 8 •
Supresion a base de agua.
piarse completamente antes de que vue Iva a ponerse en servicio. Un uso especifico del agua hfuneda es el de penetrar los materiales combustibles. Uno de los objetivos es usar menos agente que cuando se usa agua pura, especiaimente en combus tibles Clase A con el potencial para un incendio de asentamiento profundo. Esta mayor absorcion del agua puede aumentar el po tencial para que ocurra un desplome estructural 0 de un producto basico ("commodity") si se absorbe demasiado agente, aumen tando asi el peso del producto basico. Los agentes humectantes pueden estar premezclados con agua 0 agregarse al agua en el momento en que se van a usar por medio de equipos adecuados de dosificacion. No se recomienda mezclar agentes humectantes que provienen de diferentes fabri cantes, 0 mezclar un agente humectante con concentrados de es puma mecanicos 0 quimicos. Se debe diferenciar entre los agentes humectantes y las espumas con agentes humectantes y otras espumas tipo detergente (espuma de alta expansion) y los agentes de espuma formadores de pelicula. La NFPA 18, Norma sobre Agentes Humectantes, contiene las directrices para el uso de agentes humectantes.
Espuma Clase A En afios recientes los aditivos para el agua conocidos como es pumas Clase A se han hecho muy populares. Fornell describe siete ventajas de la espuma Clase A sobre el agua sola. 18 Se debe leer en su totalidad Colletti y Liebson. Consulte tambien la NFPA 1150, Norma sobre Productos Quimicos de Espuma para ia Lucha contra Incendios en Areas Ruraies, Suburbanas y con Vegetaci6n, y la NFPA 1145, Gula para el Uso de Espumas Clase A en la Lucha Manual contra Incendios Estructurales.
La Proxima Generacion de Aditivos para el Agua Los fabricantes han desarrollado aditivos para el agua que po drian ser mucho mas efectivos en incendios Clase A y B que los agentes humectantes tradicionales. Con frecuencia, estos fabri cantes tambien promueven los beneficios ambientales de sus agentes. Al momento de escribir este documento, el Comite Tec nieo sobre Aditivos del Agua para la Supresion de Incendios y Mitigacion de Vapores, esta trabajando en La revision total de la NFPA 18, la cual ahora se Hamam Norma sobre Aditivos del Agua para la Supresion de lncendios y Mitigacion de Vapores. El desafio para el comite es como cuantificar las mejoras que estos agentes dicen ofrecer. Algunos fabricantes afirman que el desempefio en incen dios Clase B se acerca 0 supera el desempefio de la espuma; sin embargo, las comparaciones directas han sido dificHes debido a los diferentes mecanismos de extincion. En los combustibles Clase B, un mecanismo comitn de extincion citado en la litera tura de los fabricantes es la emulsificacion de las moleculas de hidrocarburos. Actualmente, un grupo de trabajo esta explo rando metodos de prueba que cuantifiquen la cantidad de agente que se requiere para extinguir un incendio Clase B determinado. Tambien se estan evaluando metodos para probar e informar sobre la protecci6n contra la reignicion (rejlash).
Ademas de las aplicaciones mas tradicionales para los in cendios Clase A y Clase B bidimensionales, algunos fabricantes sostienen que estos agentes tienen la capacidad de extinguir in cendios tridimensionales presurizados y no presurizados, que presentan un enfriamiento mas rapido de las superficies calien tes y que tienen la capacidad de extinguir algunos tipos de in cendios Cla.'le D. EI comite tambien estii desarrollando pruebas para cuantificar estas capacidades. La Marina Real Inglesa probo recientemente dos aditivos, junto con dos tipos de espuma que forman una pelicula acuosa y una espuma de fluoroproteina formadora de pelicula, en siste mas de rociadores y de niebla de agua. Liu y Kim informaron que "los resultados de las pruebas mostraron que los cinco tipos de aditivos mejoraron el desempefio tanto de los sistemas de ro ciadores como de niebla de agua pero este mejoramiento fue mucho mas significativo para la niebla de agua".19
AGUA V LlQUIDOS INFLAMABLES V COMBUSTIBLES - INCENDIOS CLASE B Se debe tener cui dado al usar agua como agente extintor en los incendios Clase B (liquido inflamable y combustibLe). La den sidad del agua puede crear problemas con los liquidos inflama bles y combustibles. Cuando el liquido es mas Hviano (gravedad especifica inferior a 1,0) que el agua, el agua se puede sumergir debajo del Hquido y puede hacer que el Hquido inflamable 0 combustible se derrame de su contencion, propa gando el incendio. Con el petroleo crudo, el agua puede su mergirse hasta el fondo del recipiente y hacer que el petroleo crudo se rebose por ebullici6n (boilover). Otros riesgos son el rebosamiento por espumacion (slopover) y el rebosamiento por ebullicion superficial (frothover). El agua es inmiscible con los combustibles de hidrocarburos, no proporciona un recubri miento efectivo de la superficie del combustible y no diluye la mezcla inflamable 0 combustible por debajo de los limites in flamables. Sin embargo, cuando el agua se mezc1a adecuada mente con ciertos tipos de concentrado de espuma, es un agente supresor de incendios que es efectivo para ciertos tipos de H quidos inflamables y combustibles. EI aceite combustible pesado, el aceite lubricante, el asfalto y otros liquidos con altos puntos de inflamaci6n no producen vapores inflamables a menos que se calienten. Una vez se han encendido, el calor del fuego generara la pirolisis debido a la combustion constante. Si se aplica agua en forma de pulveriza cion a la superficie de estos liquidos que arden con un alto punto de inflamacion, el enfriamiento retrasara la tasa de pirolisis 10 suficiente para que esta pueda extinguir el incendio. Si se aplica agua a liquidos que arden con un alto punto de inflamacion por medio de una pulverizacion gruesa, se puede lograr la extincion por medio de la emulsificacion. Los concentrados de espuma usados para liquidos inflama bies y combustibles son llamados comunmente espumas Clase B para distinguirlas de las espumas Clase A mencionadas ante riormente. Por 10 general, ahora las bombas del cuerpo de bom beros estan equipadas con un tanque para espuma Clase A y otro para espuma Clase B.
CAP iTU LO 1 •
Caracteristicas y riesgos del agua yaditivos del agua para la supresi6n de incendios
La espuma para combatir incendios con Hquidos Clase B es (1) un agregado de burbujas llenas de aire que se forma a partir de soluciones acuosas (agua y concentrado de espuma) y (2) de menor densidad que los liquidos inflamables. Se usa principal mente para formar una cubierta flotante cohesiva sobre los li quidos inflamables y combustibles que evita 0 extingue el incendio allimitar la cantidad de aire y enfriar el combustible. Esta tambien evita la reignicion al suprimir la formacion de va pores inflamables. Las espumas para combatir incendios de liquidos Clase B consisten en una combinacion de agua, concentrado de espuma y aire. Normalmente, las espumas de baja expansion utilizan una proporcion de 3 por ciento de concentrado a 97 por ciento de agua para una solucion de espuma-agua, 0 una proporcion de 6 por ciento de concentrado a 94 por ciento de agua para una so lucion de espuma-agua. El agua sigue siendo el componente principal de las espumas usadas para combatir incendios. La capacidad del agua sin aditivos (agentes espumantes) para extinguir un incendio esta limitada a liquidos inflamables con un bajo punto de inflamacion, como los liquidos inflamables Clase I [puntos de inflamacion por debajo de 37,8°C (100°F), como se define en la NFPA 30, C6digo de Liquidos Inflamables y Combustibles. Generalmente, los rociadores y la pulverizacion de agua son efectivos en la extincion de incendios de liquidos combustibles con puntos de inflamacion de 93,3°C (200°F) y mas elevados, en liquidos inflamables con una gravedad especi fica superior a 1,0 y en liquidos solubles en agua. El agua puede ser efectiva en incendios de hidrocarburos con un alto punto de inflamacion cuando esta es introducida como una pulverizacion de alta velocidad 10 que ocasiona la penetracion de las gotitas y el enfriamiento de la capa superficia1. 20 Si el agua no se evapora y enfria la superficie del combustible, esta se puede acumular y sumergirse y puede desplazar el hidrocarburo. El control del in cendio, pero no la extincion, es posible con liquidos inflamables con un bajo punto de inflamacion [93,3°C [200°F)]. Cualquier cantidad de agua que llegue hasta la superficie de un liquido in flamable en combustion con un bajo punto de inflamacion en un tanque puede hundirse y hacer que el tanque se rebose. En el caso de un incendio por derrame, el agua puede hacer que el in cendio se propague. El manejo especial de ciertos tipos de bo quillas de pulverizacion de agua puede provocar la extincion de incendios en estos liquidos 0, como minimo, el control efectivo del incendio. Se puede usar el agua como un agente efectivo de enfria miento en incendios Clase B; esta tambien puede (1) proteger contra la exposicion a las llamas al recipiente de almacena miento y (2) proteger las exposiciones como un agente de en friamiento.
"
AGUA Y EQUIPOS ELECTRICOS CON CORRIENTE - INCENDIOS CLASE C El agua en su estado natural contiene impurezas que la hacen conductiva. Si se aplica agua a incendios donde hay equipos electricos con corriente, se podria formar un circuito continuo que conduciria la electricidad de regreso al usuario y ocasionar
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un choque, especialmente si hay voltajes 0 potenciales altos. Los agentes extintores de espuma tambien son conductivos. La can tidad de corriente y no el voltaje, determina la magnitud del cho que. La conductividad del agua cuando se usa en equipos electricos con corriente depende de diferentes variables. 1. El voltaje y la cantidad de corriente que fluye. 2. La "fragmentacion" del chorro como resultado del disefio de la boquilla, las presiones utilizadas y las condiciones del viento. Esta fragmentacion influye en la conductividad del chorro porque los espacios de aire que se forman entre las gotitas interrumpen la trayectoria de la electricidad a tierra. Las boquillas de pulverizacion de agua (en la posicion de pulverizacion) mantienen la dispersion efectiva de las goti tas de agua. Los riesgos de estas son menores que las de los chorros solidos de agua. 3. La pureza del agua y la resistividad relativa del agua. 4. La longitud y el area de la seccion transversal del chorro de agua. 5. La resistencia a tierra a traves del cuerpo de una persona segUn la localizacion (ya sea sobre suelo mojado 0 no), la humedad de la piel, la cantidad de corriente que puede re sistir el cuerpo, la duracion de la exposicion a la corriente y otros factores como la indumentaria de proteccion. 6. La resistencia a tierra a traves de la manguera.
Conductividad y Riesgo de Choque Hay cierto peligro para los bomberos que dirigen los chorros de agua sobre cables de menos de 600 V a tierra, desde una distan cia que es muy probable encontrar bajo las condiciones norma les en que se combate un incendio. Es mas peligroso si los bomberos que estan parados en charcos de agua 0 sobre super ficies mojadas, entran en contacto con equipos electricos con corriente. En estos casos, los cuerpos de los bomberos comple tan un circuito electrico y la corriente del equipo electrico que pasa a traves de sus cuerpos, llega a tierra mas rapidamente que si fuese transmitida a traves de superficies secas no conductoras. A menudo, las botas de caucho contienen suficiente negro de carbOn para permitir el paso de corriente a traves del cuerpo y no proporcionan una proteccion fiable. Las investigaciones realizadas por UL sobre cercas electri cas indican que existen diferencias en la corriente electrica a la cual se puede someter a las personas de forma segura y que la que corriente continua maxima (no interrumpida) a la cual se puede someter una persona en forma segura, es de 5 rnA (mi liamperios) de CA aplicada sobre la superficie del cuerpo.21 Las impurezas en el agua (principalmente el contenido mi neral), tambien afectan su conductividad. Las pruebas de la re sistividad en suministros publicos de agua en Indiana (EUA) mostraron resultados que iban desde 710 a 5400 ohm por cm3 ; los valores mas bajos se encontraron en suministros de pozos profundos. La resistividad de los suministros de pozos profun dos estaba en un rango de 1000 a 2000 ohm por cm3 ; y la resis tividad de las aguas de los rios fue de aproximadamente 4000 ohm por cm3 . En las pruebas realizadas por la Commonwealth Edison Company en colaboracion con el Cuerpo de Bomberos de Chicago, la resistividad del agua del Rio Chicago vario de
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SECCION 8 •
Supresi6n a base de agua.
1671 a 2393 ohm por cm3 •22 Cuando se hicieron las pruebas, el agua normal de los hidrantes en el area de Chicago tenia una re sistividad de aproximadamente 3800 ohm por cm3.
lido de 16 mm (%pulg) (Tabla 8.1.1). E1 informe recomienda que no se deben usar chorros solidos superiores a 16 mm pulg) cerca de equipos electricos con corriente, pero las pruebas se limitaron a una distancia maxima del chorro de 9,1 m (30 pies). Las boquillas mas grandes podrian producir una disper sion suficiente del chorro sobre distancias mayores, 10 que per mitiria su uso. Los resultados de las pruebas realizadas en 1934 por la Bri gada de Incendios de Paris, Francia, presentan quizas la guia mas completa24 (Tabla 8.1.2). Las distancias se basan en evitar la transmision de una corriente de 1 rnA a un bombero en con tacto con una boquilla 0 manguera. Las pruebas incluian sola mente voltajes a tierra que iban desde 115 hasta 150000 V y las agrupaciones de los voltajes no corresponden a los voltajes es tandar en los EUA. EI tamafto maximo de la boquilla usada tam poco es estandar en los EUA. La infomlacion anterior indica que existen peligros defini dos de choque a menos que se mantengan las distancias ade cuadas y estas distancias solamente se pueden calcular a partir
Distancias Seguras desde los Equipos con Corriente De vez en cuando, las autoridades han tratado de detenninar las 'distancias seguras entre las boquillas y los equipos electricos con corriente. La bibliografia al final de este capItulo cita mas documentos sobre el asunto. La conductividad de los chorros de agua varia segun el tipo de equipo desde el cual estos se expulsan, como: (1) boquillas manuales de chorro s6lido 0 de soporte manual, (2) boquillas manuales de pulverizacion de agua (niebla de agua), (3) siste mas fijos de pulverizacion de agua para los servicios de protec cion contra incendios y (4) extintores portatiles de incendios de agua pura y de soluci6n de agua. Los datos disponibles sobre las distancia.'l minimas seguras entre las line as de mangueras manuales de chorro solido y los equipos electricos con corriente con voltajes superiores a 600 V no son totalmente consistentes, porque los resultados de las di ferentes pruebas varian. Estas variaciones se pueden atribuir a los diferentes metodos de prueba utilizados, a las discrepancias en los propositos de las pruebas, a las limitaciones de las prue bas debidas a las circunstancias fisicas y a los equipos disponi bies yal hecho de que no se usaron los mismos voltajes en todas las pruebas. La informaci6n del American Insurance Services Group (AISG), division de las Insurance Services Offices, Inc. (ante riormente AlA), fue publicada en ediciones anteriores de este ManuaL LaAISGha solicitado que se retire esta informacion ya que los datos se bas an en un Boletin del AlA que ya no se publica y se considera obsoleto. LaAISG no recomienda la informaci6n publicada en la Tabla 6-1A de la 18 ava edici6n de este manual. Algunas pruebas limitadas realizadas en 1958 por la Hy droelectric Power Commission de Ontario, en colaboracion con la Office of the Fire Marshall de Ontari.o, Canada?3 produjeron recomendaciones para las distancias minimas seguras desde los equipos electricos con corriente para una boquilla de chorro 80
TABLA 8.1.1 Limite del acercamiento segura a equipos electricos con corriente23
Boquilla de chorro solido de 16-mm (%_pulg.)8
Voltaje a tierra
Voltaje entre conductores
2400 4800 7200 8000 14400 16000 25000 66000 130000
4160 8320 12500 13800 24900 27600 44000 115000 230000
Distancia minima segura pies
m
15 20 20 20 25 25 30 30 30
4,6 6,1 6,1 6,1 7,6 7,6 9,1 9,1 9,1
apresi6n de la boquilla 690 kPa (100 psi) resistencia del agua de 600 ohm por pie cubico.
TABLA 8.1.2 Distancias minimas seguras entre boquil/as de mangueras y equiposefectricos con corriente recomendados por fa brigada de incendios de Paris, Francia24 Diametro del orificio de la boquilla 6 mm (JA pulg.) Voltaje a tierra
Voltaje entre conductores
115 460 3000 6000 12000 60000 150000
230 480 5195 10395 20785 103820 259800
19 mm (% pulg.)
32 mm (1%
Safe Distance
1,6 2,5 6,6 8,2 9,8 14,8 19,7
0,50 0,75 2,00 2,50 3,00 4,50 6,00
m
m
m 3,3 9,8 16,4 19,7 21,4 39,4 49,2
1,00 3,00 5,00 6,00 6,50 12,00 15,00
6,6 16,4 32,8 39,4 49,2 72,2 82,0
2,00 5,00 10,00 12,00 15,00 22,00 25,00
CAPiTULO 1 •
Caracteristicas y riesgos del agua y aditivos del agua para la supresion de incendios
de los datos disponibles. Es dificil para los bomberos que estan en el incidente saber exactamente que potenciales electricos existen en una situacion determinada. Por esta razon y las que se dan mas adelante, es mejor, siempre que sea posible, utilizar chorros de pulverizacion de agua en lugar de chorros solidos. Como se ha dicho anteriormente, la pulverizacion de agua reduce el riesgo de conductividad. EI disefio de la boquilla y las caracteristicas de la pulverizacion determinan la cantidad de co rriente de fugas que realmente puede fluir en el chorro y cada boquilla debe probarse para determinar precisamente las carac terfsticas que esta posee. Las pruebas de varias boquillas co merciales de pulverizacion de agua indican que se debe mantener una distancia minima de 1,2 m (4 pies) para los volta jes a tierra de hasta aproximadamente 10 kV Realmente, esta distancia no es superior a la distancia que es prudente para evi tar que el personal se acerque peligrosamente a los equipos elec tricos con corriente. Se deben aumentar las distancias cuando se atacan incendios que involucran equipos electricos que operan por encima de este voltaje. La Figura 8.1.1 muestra los resulta dos de cuatro investigadores analizados por el UK. Fire Offices' Committee, Joint Fire Research Organization. 25 La Toledo Edison Company realizo pruebas en las que se descargaba agua sobre una criba con un potencial a tierra de 80 500 V (equivalente a un sistema 0 voltaje de linea de 138 kV fase a fase). Como consecuencia, en 1967 el Edison Elec tric Institute adopto las siguientes reglas de seguridad. (Las distancias en estas reglas limitan las corrientes de fugas a menos de 1 rnA). 1. Cuando se utilizan boquillas manuales de pulverizacion de agua, la distancia minima de aproximacion es 3 m (10 pies). 2. Cuando se utilizan boquillas manuales de chorro directo (solido) de 38 mm (l Y, pulg), la distancia minima de apro ximacion es de 6 m (20 pies). 3. Cuando se utilizan boquillas manuales de chorro directo (solido) de 64 mm (2Y, pulg), la distancia minima de apro ximacion es de 9 m (30 pies). Cuando se usa una combinacion de boquillas de pulveriza cion de chorro directo sobre equipos electricos con corriente, los bomberos deben asegurarse de tener el patron de pulverizacion deseado antes de aplicar el chorro. EI uso de boquillas de pul
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1000
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FIGURA 8.1.1 Variacion de la distancia segura segun el voltaje del conductor para las boquil/as de pulverizacion
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verizacion sobre "aplicadores" aumenta la posibilidad del con tacto accidental entre la boquilla y el equipo electrico cOn co rriente por 10 que la mayorfa de las autoridades recomienda que no se utilicen.
Distancia desde los Sistemas Fijos de Pulverizacion de Agua Los sistemas fijos de pulverizacion de agua se usan ampliamente para proteger equipos valiosos y/o indispensables, como trans formadores, interruptores de aceite y motores. Estos sistemas estan disefiados para proporcionar un control efectivo, la extin cion, prevencion 0 proteccion contra la exposicion del incendio. La NFPA 15, Norma para Sistemas Fijos de Pulverizacion de Agua para la Proteccion contra Incendios, proporciona las re comendaciones para la instalacion de estos sistemas e incluye una tabla de distancias recomendadas entre los equipos de pul verizacion de agua y los componentes electricos con corriente sin cerramiento 0 sin aislamiento a un potencial que no sea a tie rra (Tabla 8.1.3). La practica modema consiste en coordinar la distancia requerida con el disefio electrico. Se usan como base los valores del nivel basico de aislamiento (ElL) del equipo, aun que la distancia entre los componentes con corriente sin aislaTABLA 8.1.3 Distancia del equipo de pulverizacion de agua a componentes electricos con corriente sin aislamiento
Voltaje nominal del sistema (kV)
Voltaje maximo del sistema (kV)
Hasta 13.8 23 34,5 46 69 115 138 161 230
14,5 24,3 36,5 48,3 72,5 121 145 169 242
345
362
500
550
765
800
Distanciaa minima
Bilde disefio (kV)
pulg.
110 150 200 250 350 550 650 750 900 1050 1050 1300 1500 1800 2050
7 10 13 17 25 42 50 58 76 84 84 104 124 144 167
mm 178 254 330 432 635 1067 1270 1473 1930 2134 2134 2642 3150 3658 4242
apara voltajes de hasta 161 kV, las distancias se tomaron de la NFPA 70, C6digo Electrico Nacional®. Los voltajes encima de las distancias se tomaron de la Tabla 124 de ANSI C2, National Electric Safety Code. Nota: Los valores BIL estan expresados en kilovoltios (kV), siendo el numero el valor maximo de la prueba de impulsos de onda completa que el equipo electrico esta disefiado para soportar. Para valores BIL que no esten relacionados en la tabla, las distancias se pueden encontrar por interpolaci6n. Fuente: NFPA 15, Norma para Sistemas Fijos de Pulverizaci6n de Agua para la Protecci6n contra Incendios.
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SECCION 8 •
Supresion a base de agua.
miento del equipo y cualquier parte del sistema de pulveriza cion de agua no debe ser inferior a las distancias minimas que existen en otras partes para el aislamiento del sistema electrico en cualquier componente individual (la distancia minima sin proteccion en linea recta desde las partes electricas expuestas hasta los objetos cercanos conectados a tierra). La BIL (expre sada en kilovoltios (kV) es el valor maximo de la prueba de im pulso de onda completa.
Extintores Portatiles y Riesgo de Choque Los extintores portatiles de incendios a base de agua 0 solucion de agua no se reeomiendan para ser utilizados sobre equipos electricos con corriente, es decir en incendios Clase C. La NFPA 10, Norma para Extintores PortatUes de Incendios, recomienda que se utilicen extintores que se hayan probado especificamente para utilizarse en incendios Clase C. Cuando se desaetivan los equipos electricos, los agentes extintores a base de agua y los ex tintores para incendios Clase A 0 B pueden utilizarse de manera segura. Las pruebas de conductividad de los extintores portati les que contienen agua indican que la espuma de ehorro eargado (ya deseontinuada), de soda y
Agua Sobre Equipos Electricos, Electr6nicos y de C6mputo Los sistemas de protecci6n de rociadores automatieos y los sis temas fijos de pulverizacion de agua son valiosos para el control de incendios, aun cuando esten presentes equipos electricos, electronicos 0 de computo. No debe existir una gran preocupa cion acerea de la posibilidad de un choque 0 de que el agua oca sione dafios excesivos a los equipos. La experienciaha demostrado que, si un incendio activa los rociadores, los rocia dores, si estiin debidamente instalados y tienen un manteni miento apropiado, ofrecen proteccion efectiva con respecto al choque electrico, sin un aumento apreciable de dafio a los equi pos, en comparacion con los dafios que ocasionan el calor, las llamas, el humo y los chorros de mangueras manuales. 26 La NFPA Norma para fa Proteccion de Equipos Elec tronicos de Computo y Equipos para el Procesamiento de Datos, reconoce la importancia de la proteccion con rociadores automaticos en los cuartos de computadoras. La norma reco mienda que,cuando se instalan rociadores para proteger equipos electronicos de computo, se debe desconectar la energia que
Uega al equipo antes de aplicar agua.
AGUA V METALES COMBUSTIBLES - INCENDIOS CLASE D La reaccion entre el agua y los metales combustibles varia am pliamente desde reacciones menores hasta impactos explosivos. En algunos cas os, se puede usar agua para superar algunas re acciones quimieas adversas SI se aplica una gran cantidad. Como regIa general, no se debe usar agua en incendios de metales com bustibles, por ejemplo, magnesio, titanio, sodio metalico, y haf nio, 0 en metales que son combustibles bajo ciertas condiciones, por ejemplo, calcio, zinc y aluminio. Sin embargo, se puede uti lizar agua como agente enfriador para proteger las exposiciones.
usa DEL AGUA SOBRE RIESGOS ESPECIALES Aunque generalmente el agua es un agente extintor universal, existen ciertas prohibiciones y precauciones que deben obser varse cuando esta se aplica manualmente sobre ciertos materia les en combustion que reaccionan quimicamente 0 explosivamente al contacto con el agua. En otros casos, la ac ci6n mecanica de aplicar agua se debe controlar cuidadosamente para evitar que se generen condiciones que intensifican el riesgo en lugar de controlarlo. Los siguientes piirrafos son una guia sobre el uso del agua en diferentes materiales que pueden presentar problemas si el agua se usa arbitrariamente como agente extintor.
Riesgos Quimicos Como regia general, no se debe usar agua sobre materiales que reaccionan con el agua y que pueden liberar oxigeno, gases in flamables y calor. Algunos ejemplos incluyen alcalis, anhidri dos, carburos, hidruros, nitratos, peroxidos (organicos e inorganicos) para nombrar algunos. Cuando ciertos materiales se humedecen, como la cal viva, estos se calientan espontiinea mente despues de cierto tiempo 8i no se puede disipar el calor debido a las condiciones de almacenarniento.
Metales Radioactivos El agua no se debe usar continuamente sobre metales radioacti vos. Generalmente, los requisitos de proteccion contra incendios de los metales radioactivos concuerdan con sus contrapartes no radioactivas (para propositos practicos, la radioactividad no in fluye, ni es influenciada por las propiedades de incendio de un metal). El control del agua contaminada que se derrama es un factor que complica el uso de agua sobre metales radioactivos.
Gases Inflamables En emergencias de incendios por gases, generalmente se usa
CAPiTULO 1 •
Caracteristicas y riesgos del agua yaditivos del agua para la supresion de incendios
agua para controlar el calor proveniente del incendio mientras se hacen esfuerzos para cerrar 0 detener el flujo de gas que se esta escapando. Generalmente, se usa agua en fonna de pulveriza cion, que se aplica desde Hneas de mangueras 0 boquillas del monitor, 0 por sistemas fijos de pulverizacion de agua para la dispersion 0 dilucion de concentraciones de gases inflamables.
ADITIVOS DEL AGUA PARA
USOS ESPECIALIZADOS
Temperaturas de Congelacion
y Aditivos Anticongelantes Como el agua se congela a O°C (32°F), su uso como un agente extintor es limitado en climas 0 situaciones donde hay tempera turas de congelacion. Existen varios metodos que se usan co munmente para evitar problemas de congelacion. Entre estos esta el uso de sistemas de rociadores de tuberla seea en lugar de sistemas de tuberia humeda, circulacion 0 suministros de agua en tanques de calefaccion que existen para la proteceion contra incendios, la adieion de depresores del punto de congelacion del agua, 0 una combinacion de estos metodos. Los depresores del punto de congelacion solubles en agua mas utilizados en los equipos de incendio son el clorura de cal cio con un aditivo inhibidor de la corrosion. Las soluciones de cloruro de caleio no se usan cuando los sistemas de proteccion contra incendios tienen snministro de las conexiones del acue ducto municipal. . El cloruro de sodio (sal comun) no es satisfactorio debido a su capacidad limitada de deprimir el punto de congelacion del agua y por ser altamente corrosivo.
Aditivos Anticongelantes para Sistemas de Rociadores La glicerina quimicamente pura (grado 96,5 por ciento de Far macopea de los EUA) 0 el propilenglicol puro se pueden utili zar para deprimir el punto de congelacion del agua en las partes de los sistemas de supresion con agua que estan conectados a los suministros publicos de agua, si 10 autorizan las autoridades locales sanitarias 0 de los acueductos. Se puede usar dietilen glicol, etilenglicol, 0 cloruro de calcio, as! como glicerina 0 propilenglicol para los mismos prapositos cuando el agua pu blica no esta conectada al sistema. Tanto el etilenglicol como el dietilenglicol son toxicos y no se puede permitir que contami nen el agua potable.
Aditivos Anticongelantes para Extintores de Agua Las soluciones salinas de metal alcalino brindan proteecion con tra temperaturas de congelacion tan bajas como -40°C (-40°F). Solamente se deben usar soluciones anticongelantes especifica das por los fabricantes. No se deben usar soluciones de glicol en los extintores porque la cantidad requerida para proteger contra la congelacion seria muy alta; se necesitaria una solucion de eti
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lenglicol de 52,5 por ciento para deprimir el punto de congela cion hasta -40°C (-40°F). Dichas cantidades alteran la efectivi dad del extintor y tambien pueden producir complicaciones si el agua "se elimina par ebullicion" y deja una gran concentracion de glieol, que puede encenderse bajo ciertas condiciones. Se han hecho esfuerzos para desarrollar otros aditivos que puedan mezdarse con agua para bajar el punta de congelacion a -54°C (-65°F). Este trabajo se ha visto favorecido por la cre ciente aetividad en reglOnes con temperaturas extremadamente bajas donde la mayor parte de la investigacion la ha realizado el ejercito de los EUA. Hasta la fecha, se han usado con exito for mulas de clorura de litio, clomro de litio-domro de calcio y clo rura de litio-cromato de sodio anhidro. No se conocen usos comerciales de estas soluciones; sin embargo, el Naval Rese arch Laboratory de los EUA ha desarrollado una solueion de clomro de !itio para extintores de incendios que estan expuestos a bajas temperaturas equivalentes a -54°C (-65°F).
Aditivos para Modificar las Caracterlsticas de Flujo La perdida par friccion en las mangueras de incendios ha sido siempre un obstaculo para los bomberos. Mientras mas larga sea la manguera 0 mayor sea la cantidad de agua bombeada a traves de la misma, mayor sera la perdida de presion. En las mangue ras con un revestimiento interior liso, gran parte de la perdida de presion se debe a la fricci6n entre las particulas de agua que se gene ran por la turbulencia en el chorro. Cuando el flujo es uni forme 0 laminar, la perdida por friccion tiende a ser muy baja con un chorro de agua lento. Sin embargo, la cantidad de agua descargada bajo un flujo laminar es par 10 general muy poca para poder combatir un incendio. La lucha contra incendios re quiere chorros de alta velocidad que generan turbulencia, la cual, a su vez, produce ftiecion entre las particulas de agua. Esta friccion representa aproximadamente un 90 por ciento de la per dida de presion en las mangueras de incendios. La frieci6n entre el agua que fluye y la pared interior de la manguera representa solamente un 5 a un 10 por ciento de la perdida. Hasta 1948, la creencia general era que no se podia haeer mucho para reducir la perdida por fricci6n. En ese entonces, se descubrio que vestigios de ciertos polimeros reducfan la perdida por friccion de los chorros turbulentos. La mayoria de los in vestigadores informan que los polimeros lineales (ej., polimeros que forman una sola cadena quimica en linea recta sin ramitica ciones) son los mas eficaces para reducir las perdidas por fric cion turbulenta. De estos, la cadena de polietileno (oxido de polietileno) es la mas efectiva. La eficiencia para reducir la fric ci6n es una funcion directa de la linealidad del polimero. Los sinteticos de cadena de polietileno no son toxicos, no tienen efeeto sobre las plantas 0 la vida marina y se degradan con la luz del sol. Un sintetico de cadena de polietileno es una larga cadena lineal de un poHmero de alto peso molecular, y es dos a tres veces mas efectivo como agente reductor de la friccion que otros materiales que han sido probados hasta la fecha. Es una pasta aguada, blanca, inodora y opaca que pesa 1,1 kgIL (9,1 Ib por galon) y se debe mantener entre -17 a 49°C (-0 a l20°F). Cuando se inyecta a un chorro de manguera, se disuelve com
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SECCION 8 •
Supresi6n a base de agua.
pletamente y no se separa. Es compatible con todos los equipos para combatir incendios y se puede usar con agua dulce y salada. 2,6 L (un gal6n) de aditivo tratan 22710 L (6000 gal) de agua y por 10 menos aseguran una descarga de agua que es superior en un 40 por ciento. Las pruebas realizadas en el Cuerpo de Bomberos de la ciu dad de Nueva York y la Union Carbide Corporation comproba ron que una manguera de 38 mID (1 Y2 pulg) con un aditivo descargaba 946 Llmin (250 gpm), 0 una cantidad igual que una manguera de 64 mm (2Y2 pulg) sin el aditivo. Con el aditivo, una manguera de 64 mm (2Y2 pulg) podia descargar mas agua que una manguera de 76 mm (3 pulg), y casi tanta agua como una manguera de 89 mm (3Yz pulg). Estas pruebas tambien demos traron que el aditivo casi duplic6la presion de la boquilla. EI al cance del chorro aumento casi en un 30 por ciento y el chorro era mas coherente. EI autor no sabe si actualmente algun cuerpo de bomberos esta usando estos aditivos. Ciertamente, su uso no se ha gene ralizado.
Aditivos para Aumentar la Viscosidad del Agua La viscosidad relativamente baja del agua hace que esta tienda a derramarse rapidamente de las superficies de combustibles s6 lidos y limite la capacidad de cubrir un incendio fonnando una barrera en la superficie. Los aditivos hacen mas eficiente el uso del agua sobre ciertos tipos de incendios. La mayoria de las apli caciones del agua viscosa se han concentrado en la lucha contra incendios forestales. EI agua viscosa ha tenido varios agentes de espesamiento que Ie han sido agregados. En las proporciones adecuadas, el agua viscosa tiene las siguientes ventajas sobre el agua que no ha sido tratada: capacidad de asirse y adherirse a la superficie del combustible; proporciona un recubrimiento continuo sobre la superficie del combustible; proporciona una capa mas gruesa que el agua; absorbe calor proporcionalmente a la cantidad de agua presente; se proyecta mas lejos cuando es descargada desde una boquilla; y resiste el movimiento debido a las corrientes de aire y el viento. El agua viscosa tiene las siguientes desventajas sobre el agua: no penetra en el combustible tan bien como el agua; pro duce una mayor perdida por friccion en las mangueras y tube rias, aumenta el tamafio de la gotita de agua, hace que las superficies sean resbalosas y dificiles para caminar sobre ellas y requiere que se mezcle antes de·utilizarse. EI autor desconoce si hay sistemas que actualmente usen este aditivo. Ciertamente, su usc no esta generali7.ado.
ci6n qufmica que ocasione danos, 0 si los equipos electricos con corriente pueden poner en peligro al personal. Los bomberos tambien deben considerar el derrame de agua al usar agentes extintores a base de agua. EI agua puede transportar contaminantes de un incendio al suministro de agua o puede ocasionar la contaminaci6n del agua subterranea. Cuando se usa agua para extinguir incendios de materiales peli grosos, como pesticidas y llquidos inflamables, parte del com bustible sera transportado por el vapor de agua, parte del agua puede ser absorbida por el combustible y el agua que se derrama puede transportar parte del combustible.
BIBLIOGRAFIA Referencias citadas 1. Mawhinney, J. R., Dlugogorski, B. Z., and Kim, A. K., "A
Closer Look at the Fire Extinguishing Properties ofWater Mist," Fire Safety Science-Proceedings of the 4th International Sym
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
13.
14. 15.
CUIDADO EN EL USC DE AGUA
COMOAGENTE EX"rlNTOR
16. Existen numerosos factores que se deben considerar antes de usar el agua como un agente extintor, como ya se ha discutidd en este capitulo. Se debe tener en cuenta si el uso de agua pro vocara que el incendio crezca 0 se propague, si habra una reac
17. 18.
posium at the Ottawa Congress Centre, Ottawa, Ontario, Canada, T. Kashiwagi, Ph.D. (Ed.), International Association of Fire Safety Science, 1994, p. 5 L Yao, C., and Marsh, W., "Early Suppression-Fast Response: A Revolution in Sprinkler Technology," Fire Journal, Vol. 78, No.1, 1984, pp. 42-44, 46. Isman, K., "Which Sprinkler to Choose?" Fire Protection Engi neering, No.9, Winter 2001, pp. 25-36. Clark, W. E., Firefighting Principles and Practices, Fire Engi
neering Books & Videos, Saddlebrook, NJ, 1991, pp. 29-49.
Clark, W. E., "Fighting Fire with Water: Using Water Wisely,"
Fire Engineering. Vol. 148, No.9, 1995, pp. 33-34,38,40.
Grimwood, P., Fog Attack. Firefighting Strategy & Tactics-An International View, FMJ International Publications Limited, UK, 1992, pp. 65-98. Grimwood, P., " 'New Wave' 3-D Water Fog Tactics: A Re sponse to Direct Attack Advocates," Fire Engineering, Vol. 153, No. 10,2000, pp. 89-99. Bums, E., and Phelps, B., "Redefining Needed Fire Flow for
Structure Fires," Fire Engineering, Vol. 147, No. 11, 1994,
pp.22-26.
Fomell. D. P.• Fire Stream Management Handbook, Fire Engi
neering, Saddlebrook, NJ, 1991, pp. 33-75.
K., "Iowa Rate of Flow Formula, for Fire Control," Fire Engineering, Vol. 148, No.9, 1995, pp. 40-43. Hickey, H., ISO Fire Suppression Rating Schedule Handbook, Society of Fire Protection Engineers, Bethesda, MD, 1993. Buckley, G., Bradborn, w., Edwards, J., Marchant, R., Terry, P., and Wise, S., "The Fire Brigade Intervention Model," Fire Safety Science-Proceedings of the 6th International Symposium at the University of Poitiers, France, M. Curtat (Ed.), International As sociation of Fire Safety Science, 1999, pp. 183-194. Kimball, W., Fire Attack:::, National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1968, pp. 125-126. Grimwood, P.,"Compartment Firefighting, Part One-Finding the Flow Rates," Fire (UK), Vol. 93, No. 1143,2000. pp. Heselden, A. J. M., and Hinkley, P. L., "Measurement of the Transmission of Radiation through Water Sprays," Fire Research Note No. 520,1963, Department of Scientific and Industrial Re search and Fire Offices' Committee, Joint Fire Research Organi zation, Boreham Wood, Herts, UK. NFPA, Fire Protection Guide to Hazardous Materials, 11 th ed., National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1994. NFPA 18, Standard on Wetting Agents. National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1995. Fornell, D. P., Fire Stream Management Handbook, Fire Engi neering, Saddlebrook, NJ, 1991, pp. 308-309.
CAPiTULO 1 •
Caracterfsticas y riesgos del agua yaditivos del agua para fa supresi6n de incendios
19. Liu, Z., and Kim, A., "Review of Water Mist Suppression Tech nology: Part II-Application Studies" Journal ofFire Protection Engineering, Vol. II, No.1, 2001, 21. 20. Drysdale, D., An Introduction to Dynamics, 1st cd., John Wiley and Sons, New York, 1985, p. 224. 21. UL, "Electric Shock as It Pertains to the Electric Fence," Bul letin of Research No. 14, Underwriters Laboratories Inc., North brook, IL, 1939. 22. Commonwealth Edison Co., "Conductivity of Electricity through Various Sizes and Types of Fire Streams," 1947. (An engineering report of tests conducted in cooperation with the Chicago Fire Department. ) 23. Fitzgerald, G. W. N., "Fire Fighting Near Live Electrical Appara tus," Research Division Report No. 58160, Hydro-Electric Power Commission of Ontario, Canada, 1958. 24. Buffet, "Peut-on Employer les Lances d'Incendie sur des Con ducteurs Electriques?" 1934. 25. O'Dogherty, M. J., "The Shock Hazard Associated with the Ex tinction of Fires Involving Electrical Equipment," Fire Research Technical Paper No. 13, Ministry of Technology and Fire Of fices' Committee, Joint Fire Research Organization, 1965. (Pub lished by Her Majesty's Stationery Office.) 26. Keigher, D. J., "Water and Electronics Can Mix," Fire Journal, Vo1. 62, No.6, 1968, pp. 68-72.
Referencias Bryan, J., Automatic Sprinkler and Standpipe Systems, 2nd ed, Na tional Fire Protection Association, Quincy, MA, 1990.
8-17
Friedman, R., Principles ofFire Protection Chemistry, 2nd ed., Na tional Fire Protection Association, Quincy, MA, 1989. Layman, L., Attacking and Extinguishing Interior Fires, National Fire Protection Associatlon, Quincy, MA, 1952.
Codigos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, normas y practicas recomendadas de la NFPA proporcionaran infomlacion adicional sobre el agua yadi tivos del agua para la lucha contra incendios discutidos en este capitulo (Con suite la ultima version del Catalogo de la NFPA para conocer la disponibilidad de las edidones actuales de los siguientes documentos). NFPA 10, Standardfor P'Jrtable Fire Extinguishers NFPA 11, Standardfor Low-Expansion Foam NFPA llA, Standardfor Medium- andHigh-Expansion Foam Systems NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems NFPA 15, Standardfor Water Spray Fixed Systems for Fire Protection NFPA 16, Standardfor the Installation ofFoam-Water Sprinkler and Foam-Water Spray Systems NFPA 18, Standard on "fVetting Agents (to be renamed Standard on Water Additives for Fire Suppression and Vapor Mitigation) NFPA 30, Flammable and Combustible Liquids Code NFPA 70, National Electrical Code® ~'FPA 75, Standardfor the Protection ofElectronic Computer/Data Processing Equipment NFPA750, Standard on Water Mist Fire Protection Systems NFPA 1145, Guide for the Use of Class A Foams in Manual Struc tural Fire Fighting NFPA 1150, Standard on Fire-Fighting Foam Chemicals for Class A Fuels in Rural, Suburban, and Vegetated Areas
Revisado por William E. Wilcox
n un sentido amplio, las instalaciones de almacenamiento de agua y suministros de succion incluyen todos los cuer pos de agua disponibles como fuentes de suministro, ya sean contenidos en tanques fabricados 0 en barreras naturales. Los tanques de almacenamiento elevados 0 a nivel del suelo de metal, madera 0 tela encauchada son ejemplos de instalaciones fabricadas: los rios, estanques, lagos y puertos u otras fuentes de agua de superficie son ejemplos de facilidades naturales de al macenamiento. Las extensiones abiertas de agua, como las reservas creadas por un embalse, se usan a veces en la proteccion privada contra incendios para complementar los suministros publicos de agua 0 para proveer fuentes prim arias de agua para proteccion contra in cendios 5i los suministros publicos son insuficientes en volumen o presion, 0 ambos, 0 si estos no son confiables. Sin embargo, estas medidas son posibles solamente en casos especiales. Un metodo comun es el uso de tanques por gravedad elevados 0 tan ques de superficie de succion con bombas de incendio. Los tan ques a presion, con su capacidad limitada, se pueden usar cuando los requisitos de almacenamiento son relativamente pequefios. Este capitulo contiene informacion sobre el disefio, instala cion y mantenimiento de instalaciones fabricadas de almacena miento de agua y las maneras en que pueden usarse las fuentes de agua naturales, ya sean de superticie 0 subtem'meas, para pro teccion contra incendios. De interes especial son las estipula ciones que se dan para evitar que el agua almacenada se congele durante el clima frio y mantenga la estabilidad y funcionamiento en areas sismicas despues de un sismo.
E
TANQUES DE ALMACENAMIENTO (DE GRAVEDAD Y SUCCION) Con la llegada de sistemas hidraulicos de rociadores, cl uso de tanques elevados para protecci6n contra incendios ha decaido. EI uso de de tanques de succi6n a nivel del suelo combinado con bombas de incendio ha aumentado. Sin embargo, todavia hay muchos tanques por gravedad elevados en uso solamente para
William E. Wilcox, P.E., es ingeniero especialista en extinci6n de in cendios a base de agua en FM Gobal de Norwood, Massachussets. Es miembro del Comite Tecnico de la NFPA sobre Sistemas de Rociadores, Bombas de Incendio, e Inspecci6n, Prueba y Mantenimiento de Sis temas a Base de Agua.
servicio de proteccion contra incendios y estos requieren altas nOlmas de mantenimiento para que conserven su confiabilidad como fuentes para los sistemas. Es preferible que no se usen tanques para proteccion con tra incendios con ningun otro fin. Los tanques usados para otros fines generalmente tienen que volverse a llenar con frecuencia y se convierten en receptaculos que recogen grandes acumula ciones de sedimentos. Al extraer agua del tanque, el sedimento tambien sale hacia el patio 0 sistema de extincion y puede bloquear el sistema. Si el tanque es de madera y se vuelve a Ilenar frecuente mente, la sequedad y humedad altemas de la madera pueden re ducir apreciablemente la vida del tanque; en los tanques de acero, se requiere la pmtura mas frecuente, 10 que significa no solamente un gasto mayor sino mas tiempo fuera de servicio. Otra consideraci6n importante en relaci6n con los tanques de doble uso es el agua dlsponible en el momenta de un incendio. Estos tanques rara vez estan llenos, porque el consumo domestico e industrial constantemente los disminuye. Ademas, el nivel nor mal del agua puede seguir reduciendose si la industria crece. Si hay un incendio varios afios despues de haber sido instal ado el tanque, puede que no haya agua disponible a presi6n suficiente. Para superar este problema, la salida para el suministro domestico e industrial debe colocarse a un nivel del agua por encima del agua dedicada al servicio de proteccion contra incendios.
Ubicaci6n El mejor arreglo es un tanque por gravedad sobre una torre inde pendiente de acero con cimientos en el suelo en lugar de sobre un edificio. El tanque debe estar constmido de manera no que este sometido a exposicion de incendios de edificios adyacentes 0 de los almacenamientos del patio. Si no es posible por falta de es pacio en el patio, la armaz6n expuesta de acero debe estar prote gida con constmcci6n 0 cubierta resistente al fuego. La proteccion del acero, cuando sea necesaria, debe incluir cons truccion de acero a 6 metros (20 pies) de distancia de edificios 0 aberturas combustibles desde los cuales podria salir fuego. Si el tanque 0 el caballete de soporte se van a colocar sobre las paredes de un nuevo edificio, el edificio debe estar disefiado y constmido para soportar las cargas maximas. Los tanques de succi6n deben estar situados de manera que requieran la menor cantidad posible de tuberia de patio. La ca seta de la bomba generalmente se sima cerca de los tanques para
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Supresion a base de agua
Tanques a Nivel del Suelo. Los tanques a nivel del suelo que proporeionan el suministro de succion para una bomba de in cendios adyacente 0 actuan como tanques por gravedad para provcer suficiente presion de agua para el sistema de proteccion contra incendios son los mas comunes en areas donde se re quiere proteccion contra sismos. Hay cuatro consideraeiones sismicas principales para los tanques a nivel del suelo:
2
1. Tanque de succi6n de Ja bomba 2. Salida protegida con criba 3. Tubo corto de desagOe 4. Serpentln de vapor para calentamiento 5. Acoplamientos extra-pesados soldados al fondo de tanque 6. Placa de v6rtice 7. Junta corrediza impenneable deplomo
8. Junta angular alrededor del tanque 9. Registro de inspecci6n con tapa 10. Pared en anillo de concreto 11. Huella de arena 0 concreto (dependiendo del estado del suelo) 12. Foso de valvula 13. 14. 15. 16.
Tubo de desague Escalera Llave de vaciado Desague del 1000 de valvula
FIGURA 8.2.1 Tanque de succion a nivel del suelo can tuberia de descarga conectada al fonda del tanque en un foso para valvula (Fuente: FM Global)
reducir al minimo la tuberia de suceion. Los tanques no se deben colocar donde esten expuestos a incendios de construc eiones combustibles a a incendios que salen par las ventanas 0 de los almacenamientos del patio. (Figura 8.2.1).
Diseno de Resistencia Sismica Los tanques de almacenamiento de agua se pueden disefiar para resistir terremotos. En un terremoto, el temblor de tierra desen cadena una accion de oscilacion y agitacion del agua en el tan que. Estas fuerzas pueden producir cargas mas aHa de las previstas en el disefio que permite solamente cargas muertas vivas y de viento. En areas de posibles sismos, 0 donde los co~ digos 0 autoridades locales requieren proteccion contra terre motos, los tanques de almacenamiento de agua deben estar disefiados con resistencia sismica. Tener en cuenta que las dos metas prineipales aqui son: primero, mejorar Ia probabilidad de que el sistema de protecci6n contra incendios siga en servicio despues de un terremoto y segundo, redueir al minimo el posi ble de dafio par el agua debido a escapes del sistema de protec cion contra incendios, teniendo en cuenta que la magnitud y gravedad de los eventos sismicos son imprevisibles. Los tanques y depositos de agua son de trcs categorias: tan ques a nivel del suelo, tanques elevados y tanques soportados por terraplen.
1. Flexibilidad de las conexiones de tuberia al tan que. Cuando la tuberia de descarga del tanque va horizontal mente hacia la bomba, se deben proveer dos acoplamientos flexibles en la tuberfa entre el tanque y Ia bomba. Una debe estar 10 mas cerca posible a la pared del tanque y Ia otra mas o menos a 0,6 m (24 puIg.) de la bomba. Cuando la tube ria de descarga del tanque alimenta una cafieria maestra subterranea, se deben proveer dos acoplamientos flexibles entre el tranque y la entrada al suelo. Una debe estar 10 mas cerca posible a la pared del tanque; la otra debe estar a 0,6 m (24 pulg.) mas 0 menos de la entrada al suelo. 2. Anclaje del tanque y eimientos para evitar el desplaza miento horizontal y vertical. Los tanques a nivel del suelo deben estar anclados para proteccion contra sismos de acuerdo a la zona sismica. Adicionalmente, el diseno de los cimientos que con frecuencia se hace separadamente del di seno del tanque, se debe coordinar con el disefio del tanque para garantizar que los cirnientos tienen la masa y tamafio suficientes para evitar la oseilacion del tanque. Los detaHes de disefio del anclaje y cirnientos deberian ser provistos y/o revisados por un ingeniera de estructuras calificado. Las normas D 100, Welded Steel Tanks for Water Storage, y DI03, Factory-Coated Bolted Steel Tanks for Water Stor age, de la American Water Works Association, proveen cri terios de diseiio sismico para el anclaje de tanques. 3. Despeje alrededor de las penetraciones de la tuberia en la caseta de la bomba u otras paredes estructurales. Se debe proveer un despeje de por 10 menos 5] mm (2 pulg.) en todos los lados de la tuberia que pasa a traves de paredes es tructurales u otras estructuras fijas. 4. Adecuado espesor del acera cerca de Ia base del tanque para evitar "elephant footing". En areas de temblores fuertes, los tanques no anclados pueden tener desplazamientos ver ticales y horizontales significativos. Dependiendo del dia metro del tanque y la proporcion altura-diametro, estos desplazamientos esperados pueden variar. Sin embargo, el punto principal es que los tanques sin anclaje pueden pro ducir desplazamientos que pueden dafiar no solamente el tanque sino tambien romper las tuberias adjuntas.
Tanques Elevados. Los tanques elevados, donde el cuerpo del tanque esta montado sabre patas 0 un pedestal, son poco comu nes en areas donde se requiere proteccion contra sismos. Debido a la complejidad de cualquier amilisis sismico de este tipo de tanques, un ingeniero de estructuras calificado deberia manejar el analisis y diseiio sismico. Tanques Sostenidos por Terraplen. Los tanques de tela so portados por terraplenes tienen un parapeto de tierra que soporta el deposito revestido. Debido a la complejidad del cualquier
CAPiTULO 2 •
Facifidades fijas de almacenamiento de agua para proteccion contra incendios
analisis sismico de este tanque, el disefio y amilisis sismico de beria ser manejado por un ingeniero de estructuras.
Escotilla de techo con cubierta Desahogo de remale de embisagrada y peslillo para lamina perforada 0 malli:l\ mantener cerrado \
Escalera exterior lija
Tubo corto de desague
Capacidad de los Tanques Actualmente POI; 10 general es antieconomico instalar un tanque por gravedad suficientemente grande y alto para conectarlo di rectamente al sistema de proteccion contra incendios y proveer un suministro adecuado para chorros de manguera de los hidrantes y para los sistemas de proteccion de incendios a base de agua. Hace ailos, debido a la capacidad limitada y requisitos de presion, un tanque por gravedad con capacidad de por 10 menos 114 m3 (30 000 gal.) y un fondo por 10 menos a22,9 m (75 pies) por encill1a del suelo podia proveer adecuadamente tanto las li neas de mangueras de los hidrantes como los sistemas de extin cion. La escogencia del tanque de almacenanliento todavla se determina por la capacidad y presion requeridas para los chorros de mangueras y rociadores por la duracion posible de un incen dio, pero debido al aumento de estipulaciones actuales, el tanque de succion y la bomba son mas economicos que el tanque por gravedad 0 un tanque por gravedad y bomba de refuerzo. Los tanques por gravedad y succion generalmente se cons truyen en tamanos estandar (Tablas 8.2.1 y 8.2.2). La capacidad requerida se determina por el uso previsto el tanque y se especi-
8-21
Tum de agua caliente {extensiOn de menguHo alrededor del tum en I------""T de salida a '/, de a~ura del tanque '<---.~-~--I
~
Fondo del tanque
I.l
il i
I
TABLA 8.2.1 Tamafios estimdar de tanques por gravedad Tanques de acero
Tanques de madera
sa
gal
30060 40000 50000 60000 75000 100000 150000 200000 300000 400000 500000
115 150 190 230 290 380 570 760 1100 1480 2000
sa
gal
m
30000 40000 50000 60000 75000 100000
Altura estandar a
m
pies
m
114 150 190 230 290 380
75 100 125 150
22,9 30,5 38,1 45,7
alos numeros estlln redondeados como aproximaciones de los tamafios nominales de tanques norteamericanos.
FIGURA 8.2.2 Tanque elipsoidal doble sostenido por una torres
fica en la cantidad de metros cubicos (galones) disponibles en cl tanque (l galon =000379 m3). Los tanques por gravedad de acero con fondos suspendidos generalmente se construyen sobre torres de cuatro columnas con capacidades globales de 190 a 750 m3 (50000 a 200000 ga1.), sets columnas para capacidades globales de 750 a 1100 m 3 (200000 a 300 000 gal.), y ocho colunmas para tanques de mas de 1100 m3 (300 000 ga1.).
Construcci6n de los Tanques TABLA 8.2.2 Tamafios comunes de tanques de acero por succion de bomba
msa I
\
50000 75000 100000 125000 150000 200000
190 290 380 475 575 750
m38 250000 300000 400000 500000 750000 1000000
950 1100 1500 2000 3000 4000
aLos numeros estim redondeados como aproximaciones de los tamafios nominales de tanques norteamericanos.
Los tanques por gravedad generalmente se construyen de ma dera 0 acero y son sostenidos por torres de acero. A veces se usan torrcs de concreto reforzado, y los tanques tambien puedcn colocarse directamente encima de las estructuras a las que sirvan de suministro. En unos pocos casos, tambien se ha usado con creto para los cascos de los tanques. La Figura 8.2.2 muestra ta ques por gravedad tipicos. Los tanques deben ser disefiados e instalados de acuerdo con la NFPA 22, Standardfor Water Tanks for Private Fire Pro tection, que da los rcquisitos complctos para materiales de cons troccion, cargas, esfuerzo unitario, detalles de disefio, cimientos, accesorios y mano de obra. La soldadura de las torres debe ser
8-22
SECCION 8
•
Supresion a base de agua
de acuerdo con las cstipulaciones de los codigos para soldadura en construcci6n de edificios. I El acero de los tanques y torres debe ajustarse a las especi ficaciones de la I\TfPA 22. Entre las especificaciones mas im portantes estan las nonnas de la American Water Works Association para tanques de acero,2,3 que dan los espesores de las placas de acero y las practicas de soladura y empernado que se deben seguir. Otras nonnas mencionadas en la NFPA 22 cu bren los perfiles laminados de acero, materiales de planchas, pernos, bulones de anclaje y varillas, moldeo, forjaduras, acero de refuerzo y material de aportacion para soldadura. La NFPA 22 tambien da infonnacion sobre tanques de ma dera, incluyendo tipos y dimensiones de madera adecuada para este usc, procesos que deben hacerse, y materiales y diseiios adecuados de los aros, 10 mismo que cargas unitarias y esfuer zos unitarios para tanques de acero y torres, y esfuerzos de tra bajo para la madera de los tanques. Los tanques y las torres de acero deb en ser remachados, soldados, 0 empernados si son recubiertos en la fabrica. se deben usar pemos sin tenninar solamente en (I) conexi ones de campo 0 elementos de tension no ajustables que soportan es fucrzos de viento y (2) conexiones de campo de elementos de compresion y enrejados en las torres que sostienen tanques de 114 m3 (30 000 gal.) de capacidad. Durante el montaje e instalacion, las placas se deben ator nillar finnemente antes de remacharse. No se deben usar pernos tlotantes para unir las piezas 0 para agrandar agujeros falsos. No se deben dejar materiales de desecho como tablas, ele mentos de techo, latas de pintura, etc., en el tanque 0 en el es pacio arriba del tanque despues de tenninados porque pueden caer en el agua y obstruir la tuberia. Los tanques deben ponerse en servicio 10 mas pronto posi ble despues de tenninados. Los tanques de madera pueden su frir dana por contraccion si se dejan vados.
BASES DE TANQUES V TORRES A continuacion se ofrecen principios fundamentales sobre bases adecuadas para taques de succi6n y torres de tanques por gravedad.
Bases en el Suelo Las bases 0 cimientos se deben estar disefiadas para soportar las cargas maximas sin asentamiento excesivo. 8i se usan pilotes de madera por encima del nivel inferior pennancnte del agua subte rranea, estos deb en estar protegidos como 10 especifica la Ame rican Wood Preservers Association.4 No se deben construir bases sobre tuberias enterradas 0 inmediatamente adyacentes a exca vaciones profundas existentes 0 antiguas a menos que las bases de los cimientos se prolonguen por debajo de la excavaci6n. Materiales. Las bases deben ser construidas de concreto con resistencia a la compresi6n no menor de 20,69 mPa (3000 psi). El cementa y agregados y 1a mezcla y colocaci6n del concreto deben ser de acuerdo con las estipulaciones actuales del Ameri can Concrete Institute para el concreto reforzado. 5 La obra en concreto debe ajustarse a todas las estipulaciones ACI 30 L 6
Los tanques de sucei6n de madera 0 acero se deben colocar sobre bases de piedra triturada, arena 0 concreto. Si el suelo es bueno, se sugiere por 10 menos 100 mm (4 pulg.) de piedra tri turada 0 arena. El material se debe saturar entonces con aceite y extenderse sobre grava humedecida y compactada despues de retirar el suelo inapropiado. Se deben tener consideraeiones es peciales (que se describen mas adelante) si el suelo no es bueno. Una pared de concreto en anillo de 760 mm (2 y 'h pies) de profundidad y 250 mm (1 0 pulg.) de espesor debe rodear la base del tanque. Este anillo nonnalmente se proyecta 150 mm (6 pulg.) sobre el gradiente e incluye hoop tension reinforcing steel equivalente a 0,25 por ciento del area de la secci6n transversal, o 10 que se necesite. Si el muro en anillo esta fuera del casco del tanque, se debe instalar plancha escurridiza de asfalto entre el tanque y el muro en anillo a nivel del suelo. Para suelo deficiente, se aconseja una losa de concreto re forzado de 200 mm (8 pulg.) con un muro en anillo de concreto directamente debajo de los lados del tanque, que se prolongue pOT debajo de la linea de congelacion. Para tanques remachados, se debe colocar un capa de 38 mm (l Y 'h pulg.) de mezcla seca de arena y cementa sobre la losa de concreto. Para tanques de construcci6n soldada, no se necesita amortiguaci6n de arena sobre la losa de concreto. Se pueden usar pilotes ademas de la losa de concreto reforzado si es suelo es muy malo. Formato. Los topes de las bases deben estar nivelados y por 10 menos 150 mm (6 pulg.) por encima del suelo. Los fondos de los estribos de base de las torres deben estar situados por debajo de la linea de congelacion y, en el. caso de los estribos, por 10 menos 1,2 m (4 pies) por debajo de la superficie de terreno, des cansando sobre suelo bien apisonado 0 roca. Lechada y SeIladura. Las placas de soporte 0 de base deben tener soporte completo sobre los cimientos 0 tenderse sobre le chada de cementa para asegurar el soporte totaL La parte de los bulones de anc1aje sometida a esfuerzo no debe quedar expuesta a menos que sea necesario. Si las partes de los bulones de an claje sometidas a esfuerzo deben quedar expuestas, deben ence rrarse en mezcla de cementa para protegerlas contra la corrosion a menos que esten accesib les para limpieza total y pintura. Si las formas estructurales, placas y bulones penetran 0 estan sos tenidos POf argamasa 0 concreto, la union entre el metal y la ar gamasa 0 concreto debe estar sellada con asfalto. (Esto no se refiere a las placas de base debajo de las columnas.) Presion de Soporte del Terreno. Para encontrar la profundidad adecuada de la base, se debe detenninar la presion de soporte del terreno analizando el subsuelo y revisando las bases de otras es tructuras en el area. Se deben hacer perforaciones de prueba por un ingeniero experimentado de sue los 0 bajo su supervison 0 por un laboratorio de pruebas de suelos. Las perforaciones deben ser suficientemente profundas para detenninar la sufi ciencia del soporte, que generalmente es de 6 a 9 m (20 a 30 pies) minimo.
Estribos Las bases de los estribos pueden ser de cualquier fonna ade
CAPiTULO 2 •
Faci/idades fijas de almacenamiento de agua para proteccion contra incendios
8-23
Escaleras y Balcones
cuada ya sea de concreto comun 0 reforzado. Si estos sostienen una torre, su centro de gravedad debc cstar en el centro continuo de 1a linea de gravedad de la columna de la torre 0 debe ser de diseiio excentrico. La altura de los estribos no debe ser menor que e1 ancho medio. La supcrficie superior se debe prolongar por 10 menos 75 mm (3 pulg.) mas alia de las placas de soporte por todos los lados y general mente es achaflanada en los bordes.
Todos los tanques deben tener escaleras tanto exteriores como interiores, can pasajes convenientes de una escalera a otra. Las escaleras son para inspeccion y mantenimiento de las superficies interiores y exteriores del tanque; deben estar construidas de ma teriales compatibles con los del tanque y la torre, y ser de facil acceso. Las escaleras de mas de 6 m (20 pies) de longitud deben estar equipadas con una jaula u otro dispositivo de seguridad di· seftado para proteger al escalador. 8e reeomiendan balcones y pasarela para torres de mas de 6 m (20 pies) de altura. ~ormalmente, los balcones no deben ser de anchura de menor de 610 mm (24 pulg.) y las pasarelas no menos de 457 mm (18 lmlg.) de anchura. Las barandas deben tener porIo menos 1067 rom (42 pulg.) de altura. Los balcones y pasarelas tambien deben estar hechos de materia1es compati bles con los materiales del tanque y la torre.
AncIaje. El peso de los estribos debe ser suficiente para aguan tar 1a elevacion neta maxima que ocurre cuando el viento sopla desde cualquier direccion sobre el tanque vacio. Se puede in cluir en los caIculos el peso della tierra excavada directamente encima de 1a base del estribo. Los bu10nes deanclaje deben estar dispuestos para empotrar un peso por 10 menos igual a la elevacion neta con el tanque vado y el viento sop lando desde cualquier direccion. Sus extrem~s in feriores deben estar enganchados 0 fijos con placas de anclaje. Los bulones de anclaje deben estar situados exactamente con suficiente longitud libre de rosca para asegurar complctamente sus tuercas. No son aceptablcs los bu10nes de expansion. EI tamafio minimo de los bulones de anclaje debe ser 38 rom (llh pulg.).
Construccion de las Torres Durante 1a instalacion en el campo, las columnas de las torres deben estar eonstruidas de cuiias de metal delgado martilladas hasta obtener resistencia igual de manera que todas las colum nas queden cargadas igualmente despucs de que se complete la estructura. Los espaciosdebajo de las planchas de la base y los huecos de los estribos deben llenarse completamente con mez cIa de cemento. Las partes de los elementos estructurales de las torres deben ser simetrieas y construidas de formas estructurales estandar 0 partes tubulares. Las formas estructurales deben estar diseftadas con secciones abiertas de manera que todas las superficies co rrosibles que van a estar expuestas al aire 0 a la humedad se pue dan pintar. Las secciones tubulares de columnas y montantes deben ser hermeticas.
Estribo Central. Ademas del peso del agua en un tubo vertical grande, el peso de la columna de agua directamente encima del tubo vertical en el tanque y el pcso de la plancha de acero, el es tribo central debe proycctarsc para soportar un cilindro hueco de agua en el tanque. 8i el fondo hemisferico 0 e1ipsoidal esta ase gurado rigidamente al tope de tubo vertical grande con una placa plana de diafragma horizontal, se debe determinar el radio del cilindro hueco de agua como se especifica para tuberias vertica les de gran tamafio discutidas mas adelante en este capitulo.
TORRES PARA TANQUES Generalmente se usa el acero para 1a construccion de torres para tanques. En la NFPA 22 se pueden encontrar detalles sobre los tipos especfficos de acero usados en tanques. Se deben considcrar tanto las cargas vivas como las mucr tas en el diseiio de las torres. La carga muerta es un estimado del peso de la estructura y todos sus accesorios. La carga viva es el peso del agua cuando el tanque esta lleno y rebosado. Tambien se deben tcner cn cuenta las cargas temporales, tales como el hiclo y la nieve. No es necesario considerar el peso del agua en la tuberia vertical al calcular las cargas a menos que la tuberfa vertical este colgada del fonda del tanque. Si se usa la tuberia vertical para sostener el fondo del tanque, se debe tener en cuenta el peso total sostenido por la tuberia, incluyendo el peso del agua. Otros factores adicionales a tener en cuenta son las cargas del viento, de balcones y sismicas. Las cargas de viento se basan en 207 kPa (30 psi) para superficies verticales lisas y 124 kPa (I8 psi) sobre la proyeccion vertical de las superficies cilfndri cas. Estas cargas se aplican al centro de gravedad de las areas proyectadas. La carga de balcon es el peso del material de ba· randas de balcones y escaleras y, si esta expuesto, el peso de la nieve. La carga sismica se debe proyectar especificamente para las condiciones locales.
EQUIPO DE CALENTAMIENTO
DE LOS TANQUES
Un equipo adecuado de calentamiento de los tanques ocupa el segundo lugar en importancia despues del diseiio estructural. Un tapon de hielo en una tuberia vertical puede hacer que no haya agua disponible en caso de incendio y puede romper la tu beria. El hielo dentro 0 sobre las estructuras de tanques ha sido la causa de su derrurnbe en varios casas. El equipo de calenta miento debe, por 10 tanto, ser confiable y permitir la operacion conveniente y economica a 10 0 e (50 0 P). Sin embargo, el so brecalentamiento puede causar danos graves a los tanques de madera y a la pintura dc los tanques de acero y, por 10 tanto, se debe evitar.
Determinacion de Capacidad
del Calentador
Para evitar la congelacion en cualquier parte de un tanque en los climas mas frios, el sistema de calentamiento debe ser de capa cidad tal que la temperatura del agua mas fria en el tanque 0 tu
-~
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -....................
...............
-~
8-24 SECCION 8 •
Supresion a base de agua
beria vertical, 0 en ambos, se mantenga en 0 por encima de 5,6°C (42°F). La temperatura del clirna mas frio usada para de terminar la necesidad de calentarniento debe estar basada en la temperatura media mas baja de un dia, que se muestra en un mapa isotermico. La tabla 8.2.3 muestra las perdidas de calor de tanques de tamafios comuncs cxpuestos a diferentes tempcraturas atmosfe ricas. Para determinar, por ejemplo, que capacidad del calenta dor que se necesitaria para un tanque dc acero de 284 m 3 (75000 gal.) en Duluth, Minnesota, se podria interpolar la tem peratura media mas baja de un dia en Duluth [-33°C (-28°F)]. De acuerdo a la tabla, la perdida de calor a -33°C (-28°F) para un tanque de acero de 284 m 3 (75 000 gal.)es aproximadamente 65900 BTU por hora (193000 W).
Circulacion de Agua Caliente por Gravedad El calentamiento con circulacion por gravedad es confiable y economico si se proyecta correctamente. El agua fria recibida a traves de una conexion desde el tuba de descarga 0 de cerca al fondo de un tanque de succion 0 tuberia vertical se calienta y sube hasta el tanque por una tuberia separada de agua caliente. Generalmente se usa vapor, quema de carbon 0 calentadores de aceite combustible; tambicn son satisfactorios los calentadores de gas 0 electricos. Un calentador de vapor generalmente consiste en un casco de hierro fundido 0 acero a traves del cual circula el agua por gravedad alrededor de tubos Q serpentines de vapor de bronce o cobre. Este debe estar situado en un foso para valvula, caseta para calentador, 0 en un edificio cercano en la base 0 cerca de la base del tanque. Cuando el tanque esta encima de un edifi cio, el calentador de vapor debe estar situado en el ultimo piso (piso superior).
SELECCION DEL METODO
DE CALENTAMIENTO
La seleccion del metodo de calentarniento depende principal mente de la altura, material de construccion, tarnafio y forma del tanque, y de la temperatura de exposicion mas baja. Los meto dos recomendados de calentamiento se tratan detalladamente en la NFPA 22. Hay tres metodos basicos de calcntamiento del agua de un tanque: (1) circulacion de agua calientc por gravedad, (2) ser pentincs de vapor dentro de los tanques y (3) descarga directa de vapor en el agua.
Term6metro del Calentador. La conveniencia del sistema de gravedad es que permite descubrir la temperatura del agua mas fria en el sistema. Se debe colocar un termometro de registro en el tuba de retorno del agua fria cerca al calentador; y se debe re visar frecuentemente para asegurarse de que la temperatura no descienda por debajo de los 5,6°C (42°F). Si se deja de obser var la temperatura se corre el ricsgo de congelarniento del cquipo. [El agua tiene su densidad maxima a 4°C (39,2°F).
TABLA 8.2.3 Perdida de calor de tuberfas verticales y tanques de succi6n de acero
Miles de BTUs perdidos por hora cuando la temperatura del agua mas fria es de 5,6°C (42°F'I. Para determinar la capacidad del calentador necesaria, buscar la temperatura atmosferica media minima de un dia en el mapa isotermico y tomar nota de la de calor correspondiente a continuaci6n. Capacidades de tanques (miles de galones) Temperatura
100000 gal (378 m3)
150000 gal (567 m3 )
200000 gal (757 m3 )
300000 gal (1135 m3)
400000 gal (1514m 3)
500000 gal (1892 m3)
750000 gal (2838 m3 )
OF
°C
Btu/hr
W
Btu/hr
W
Btu/hr
W
Btulhr
W
Btulhr
W
Btu/hr
W
Btu/hr
35 30 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -50 -60
2 -1 -4 -7 -9 -12 -15 -18 -21 -23 -36 -29 -32 -34 -37 -40 -46 -51
85 121 161 202 245 290 337 388 441 498 557 619 685 752 825 898 1059 1229
25 35 47 59 72 85 99 114 129 146 163 181 201 220 242 263 310 360
114 162 216 271 329 389 452 521 592 669 748 830 920 1010 1108 1206 1422 1651
33 47 63 79 96 114 132 153 173 196 219 243 270 296 325 353 417 484
135 193 257 323 391 463 539 620 705 797 891 989 1096 1203 1320 1437 1694 1966
40 57 75 95 115 136 158 182 207 234 261 290 321 352 387 421 496 576
175 248 330 414 502 595 691 796 905 1023 1143 1270 1406 1545 1694 1844 2175 2524
51 73 97 121 147 174 202 233 265 300 335 372 412 453 496 540 637 740
206 294 393 493 597 707 822 947 1076 1216 1360 1510 1673 1837 2015 2193 2586 3002
60 86 115 144 175 207 241 277 315 356 398 442 490 538 590 643 758 880
238 340 453 568 689 816 949 1093 1241 1403 1569 1742 1930 2119 2325 2531 2984 3463
70 100 133 166 202 239 278 320 364 411 460 510 565 621 681 742 874 1015
312 445 594 745 904 1071 1244 1434 1628 1841 2058 2286 2532 2781 3050 3320 3915 4544
W
1000000 gal (3785 m3 ) Btu/hr
380 91 542 130 722 174 907 218 265 1099 314 1232 364 1514 420 1744 477 ·1987 539 2239 603 2503 670 2787 742 3080 815 3383 894 3710 973 4039 1147 4762 1331 5528
W
111 159 211 266 322 361 443 511 582 656 733 816 902 991 1087 1183 1395 1619
CAPiTULO 2 •
Faci/idades fijas de almacenamiento de agua para protecci6n contra incendios
Cuando la temperatura del agua desciende a menos de 4°C (39,2°F), hay una inversion y el agua mas tibia se asienta en el fondo del tanque mientras que el agua mas fria se eleva. En con secuencia, para que el calentador por circulacion sea eficiente, se debe suministrar suficiente calor para que la temperatura del agua mas fria este por encima de los 5,6°C (42°F).] Tuberias de Circulaci6n de Agua. La tuberia debe ser de cobre o bronce (85 por ciento cobre). El agua caliente se descarga en el tanque a traves de una conexion en T al final del tubo de agua caliente a una altura aproximada de un tercio desde el fondo del tanque. La tuberia de retorno se conecta a la tuberia de descarga en un punto que garantice la circulacion por toda la parte del tubo de descarga sometida a congelacion. Una distribucion t1 pica de calentador por circulacion y tuberia es en un foso de val vula como se muestra en la Figura 8.2.3.
8-25
c1inados para escurrir, provisto de vapor a presi6n no menor de 69 kPa (10 psi) por un tubo de diametro suficiente para proveer la cantidad requerida de vapor de una fuente confiable.
Descarga Directa de Vapor EI vapor de una fuente confiable se inyecta directamente en el agua del tanque a traves de un tubo que entra al tanque por el fondo, se prolonga por encima del nivel maximo del agua y luego retorna a un punto a 0,9 0 l,2 m (3 a 4 pies) por debajo del nivel normal del servicio de bomberas. Una salida de aire y val vula de retenci6n en el tuba sobre la superficie del agua evita el sifonamiento del agua otra vez por la linea de vapor. Este me toda se emplea cuando la temperatura media mas baja de un dfa es -15°C (5°F) 0 mas.
Calentamiento Solar de Tanques Elevados de Acero
Serpentines de Vapor Dentro de los Tanques Los serpentines de vapor dentro del tanque no permiten la ob servaGion conveniente de las temperaturas del agua y tienen otras fallas que los hacen inapropiados para calentar tanques ele vados excepto en zonas del Sur de EUA donde solo se necesita calentamiento intermitente. Sin embargo, este metodo puede usarse para calentar tanques por succi6n y tuberias vertica1es con fondos pianos apoyados cerca del nivel del suelo si los ser pentines estan continuamente sumergidos. E1 serpentin es un tubo de bronce 0 cobre de por 10 menos 32 mm (1 \-{ pulg.), in
•
Hacia el tanque , dentro de la cu : bierta a prueba de congelaci6n
Debido al aumento en los precios de los combustibles fosHes se ha trabajado en Canada en la posibilidad del calentamiento solar de tanques elevados de acera. 7 La tecnica basic a consiste en ais lar todo el tanque dejando una ventana hacia ellado sur a traves del aislamiento. La abeltura del casco del tanque se pinta de negro mate para absorber el calor del sol y la abertura se vidria doblemente. La instalacion modificada de sistemas de calentamiento solar en tanques existentes involucra precauciones especiales en la fijaci6n de partes al tanque, tales como el uso de adhesivos. Los costos serian relahvamente altos y el periodo de recupera cion del gasto largo. Para tanques nuevos, se pueden usar tecnicas de soldadura de bajo costo para fijar las partes colectoras al tanque. Con casi toda la energia provista por el sol, el sistema de calentamiento de reserva puede ser un equipo electrico debajo costo. Compa rado con un tanque convencional con sistema de calentamiento de caldera de combustible f6si!, un tanque calentado por el sol con sistema electrico de reserva probablemente tendra un costo de capital menor. Los hallazgos pre1iminares indican que los tanques de agua con calentamiento solar serian adecuados en instalacio nes nuevas.
EQUIPOS V ACCESORIOS
PARA TANQUES
La insta!aci6n completa de un tanque por gravedad, incluye las tuberias de conexi6n necesarias, cercamientos para valvulas y, cuando sea del caso para determinados tanques, detalles como cercamiento a prueba de congeli:lCion para la tuberia vertical.
Fosos de Valvulas FIGURA 8.2.3 Distribuci6n de tuberfa para calentador de agua de vapor de elementos multiples para un sistema de circulaci6n por gravedad
Generalmente es suficiente un foso de 2, I m (7 pies) de profun didad e interior de l,8 X m (6 X 9 pies) para albergar las val vulas necesarias, calentadores del tanque, y otros accesorios.
8-26
SECCION 8
•
Supresion a base de agua
Los detalles de construccion del foso y su disposicion, inclu yendo distancia de separacion de los equipos, impenneabiliza cion, registro de inspeccion y escalera, y drenaje, deben ser de acuerdo con las recomendaciones dadas para fosos de valvulas (Figura 8.2.4).
tuberias expuestas de los tanques en lugares donde la tempera tura media de un dia segUn el mapa isotennico sea de -6,7°C (200 P) 0 menos. Las tuberias de tanques sometidas a tempera turas por debajo de congelaci6n dentro de edificios sin calefac cion tambien deben estar protegidas adecuadamente. Se debe usar cubiertas incombustibles cuando hay peligro grave de ex posicion al fuego.
Encerramiento de Valvulas
Tuberfas Verticales de Gran Tamano
A veces se instala el calentador del tanque y otros accesorios en un recinto sobre la superficie del suelo. En este caso, la valvula indicadora y la valvula de retencion generalmente se siruan en el tubo horizontal debajo de la linea de congelacion en un pe queno foso suficientemente calentado para mantener una tem peratura de por 10 menos 4,4°C (400 P) durante el clima mas frio. El cerramiento puede ser de concreto, ladrillo, yeso y ce mento sobre list6n de metal 0 cualquier otro material incom bustible con propiedades aisladoras del calor adecuadas. EI techo debe ser suficientemente fuerte para sostener el encierro a prueba de congelacion y otras cargas sin sullir mayor deflexion.
Muchas veces son convenientes las grandes tuberias verticales de lamina de acero de 0,9 m (3 pies) de diametro 0 mas, sin cu biertas a prueba de congelaci6n. As! se evitan los riesgos de in cendio y el mantenimiento de la cubierta a prueba de congelaci6n, se elimina la junta de expansion en la tuberia de descarga, y no es necesario tener una pasarela para llegar hasta las valvulas. Cuando el tanque esta en una torre independiente, generalmente se construye un foso de concreto para valvula en la base de la tuberia de descarga y los estribos en una sola pieza para sostener la tuberia vertical (vease la Figura 8.2.2). Ade mas, el foso para valvula de mayor tamafio en la base de la tu beria vertical hace que el costo inicial sea mayor que para equipos con tuberias verticales mas pequeiias.
Cubiertas a Prueba de Congelacion Excepto en casos de tuberias verticales de acero de gran tamafio, se necesita una cubierta a prueba de congelacion alrededor de las
Tubo del calentador por 10
menos de 51 mm (2 pulg.)
Valvula de compuerta de poste indicador; puede reemplazarse con un valvula OS&Y en el loso en ellado del patio de la valvula de retenci6n, si no hay espacio disponible.
¢~~mjttt-- Abrazaderas de tubos situadas aprox. a 7,6 m (25 pies) de distancia montadas Ilojamente alrededor del tuba de alentador
Por 10 menos 152 mm (6 pulg.) a nivel del patio
Uni6n giratoria 0 uni6n de expansi6n de bronce de 4 cod os (aqui 0 debajo de la valvula del tanque)
Por 10 menos Valvula de seguridad por 10 menos de 19 mm ('l
QJ:~::=:!t~~51 mm
•f
No menos de 0.9 m (3 pies)
· · " . oHb I
i
Foso por 10 menos de 2 m (7 pies) de profundidad con separaci6n de 0,5 m (18 pulg,) alrededor de todas las lIalvulas .
1+--+0"'-+- Tubo de vapor por 0 menos a 25 mm
D.
.0
!
~-''''-'r-~
Valvula de relenci6n con derivacion de 51 mm (2 pulg.) con valvula de compuerta OS&Y y 51 mm (2pulg.) en la derivacion. 76 mm (3 pulg.) aceptable en casos especiales
':
(1 pulg.) directamente de la caldera
Linea de retorno de vapor por 10 menos a19 mm (~pulg.) del r-....;:.-_-.l~...J pozo caliente 0 de la aicantarilla
'-/'-----' Asegurarse que el codo de base liene cimiento suficienle para evilar el asentamienlo.
FIGURA 8.2.4 Foso de valvula y conexiones del tanque en la base de la tuber/a vertical
CAPiTULO 2 •
Facilidades fijas de almacenamiento de agua para proteccion contra incendios
Indicadores de Nivel del Agua Se debe proveer un indicador de nivel de agua de disefio ade cuado. EI indicador de mercurio no es el indicador de agua mas confiable para tanques. Una alarma electrica de nivel de agua alto y bajo confiable de circuito cerrado es un sustituto adecuado del indicador de mercurio en ciertas instalaciones. El indicador de mercuric se instala normalmente en un cuarto eon calefac cion, como en el cuarto de calderas, sala de maquinas u oficina, donde sea dc facil acceso. El indicador debe estar instalado correctamente de manera que, cuando el tanque se Hene hasta el nivel de desbordamiento, el nivel del mercurio quede opuesto a la marca "LLENO" en el panel del indicador. Los procedimientos para instalacion y prueba de indicadores de mercurio se detallan en la NFPA 22 y NFPA 25, "Normapara fa Inspeccion, Prueba y Mantenimiento de Sistemas de Proteccion contra Incendio a Base de Agua".
Tuberias de Rebose El tubo de rebose situado en la linea mas alta de capacidad de agua del tanque no debe ser de menos de 76 mm (3 pulg.) de dia metro. Si el goteo de agua 0 una pequefia acumulacion de hielo no son inconvenientes, el rehose puede pasar a traves del cos tado del tan que cerca al tope y extenderse no mas de 1,2 m (4 pies), con una pequefia inclinacion hacia abajo para descargar mas aHa del bale6n y lejos de las escaleras. Cuando no es conveniente un tubo corto, el tube de rebose se puede prolongar hacia abajo a traves del fonda del tanque y dentro de la cubierta a prueba de congelacion 0 el tuba vertical de lamina de acero, descargando a traves de la cubierta cerca al nivel del suelo 0 del techo. La seccion del tubo dentro del tan que debe ser de bronce excepto en tanques con tuberias vertica les de lamina de acero, donde los tubos de desbordamiento de 89 mm (3 12 pulg.) 0 mayores pueden ser de tuba de hierro forjado pesado 0 hierro fundido rebordeado.
Protecci6n Cat6dica Se puede usar proteccion catodica en lugar de pintura para evi tar la corrosion de superficies interiores que sc humedecen con
el contenido del tan que. Se deben pintar las otras superficies dentro del tanque. La corrosion interna es causada por la corriente galvanica que fluye en el agua desde diversas areas anodicas del casco del tanque hacia las areas catOdieas adyacentes. La proteccion ca todica contrarresta este proceso al pasar una corriente suficien temente directa desde una fuente exterior (anodos suspendidos en el agua) hasta el casco del tanque para mantener todas las su perficies internas hUmedas del tanque a un potencial negativo. La corriente directa de bajo voltaje se suministra desde un rec tificador. Se aconseja la verifieacion frecuente y regular de las lecturas del amperimetro y el voltimetro para determinar si el sistema esta funcionando. Los anodos de aluminio, que son comunes, requieren reno varse anualmente. En tanques sin calefaccion, el hielo puede dafiar los anodos en invierno, y es necesario darle servicio a
8-27
principios de la primavera. Las partes dafiadas de los anodos se deben retirar del tanque. En los tanques con calefacci6n, se usan a veces anodos de alambre fino de platino (el cual no se deteriora con la corriente eiectrica), pero cuestan mucho mas que los anodos de aluminio.
TANQUES SOPORTADOS
POR TERRAPLENES
Los tanques soportados por terraplenes (ESF - Embankment Supportedfabric) se pueden usar como tanques de succi on para proteccion contra incendios. La NFPA 22 contiene detalles sobre construccion instalaci6n y mantenimiento de tanques ESF. Los tanques ESF se consiguen en tamafios de 75 y 190 m 3 (20000 y 50 000 gal.) yen incrementos de 378,5 m3 (100 000 gal.) hasta 3785 m3 (1 miHon de gal.). El tanque generalmente consta de un revestirniento interior del deposito con un techo in tegral flexible y esta disefiado para estar sostenido por la tierra debajo y en los cuatro costados. EI material de algunos tanques ESF es una tela de nylon recubierta con un elastomero com puesto para proporcionar resistencia a la abrasion y a los ele mentos. El soporte se provee por medio de una excavaci6n preparada especificamente y una berma de tierra. La preparacion del sitio de instalacion es de importancia critica para la confiabilidad del tanque ESF. Generalmente, se hace una excavaci6n poco profunda del tamafio del fondo del tanque. La tierra excavada entonces se nivela para formar una berma 0 terraplen para los costados superiores del tanque. EI ex terior de la berma se debe nivelar de manera que permita el de sagi1e de la lluvia y la meve y de las conexi ones de tuberias, y el interior nivelado siguiendo el contorno del tanque, inc1uyendo las esquinas redondeadas. Los tanques ESF se pueden colocar bajo tierra con el tope del tanque a nivel de la superficie, 0 pue den colocarse sobre la superficie cuando la berma de tierra pro vee soporte total. Cuando la excavacion cumple las estipulaciones de forma del tanque y se han retirado todos los objetos agudos del piso de la excavacion del tanque, se extiende una capa de arena de 150 mm (6 pulg.) 0 tierra limpia sobre una capa de soporte de 75 mm (3 pulg.) de grava menuda, que proporciona una base firme para drenaje adecuado. Entonces se coloca el tanque en ellecho y se hacen todas las conexi ones. (Los tanques se despachan al sitio totalmente armados.) Despues que se ha llenado eI tanque, se apJica una capa protectora a la superficie expuesta para pro tegerla de la atmosfera. Vease la Figura 8.2.5 de la instalacion tipica de un ESF. Como sucede con otros tipos de tanques de acopio, la tem peratura del agua en los tanques ESF se debe mantener a no menos de 5.6°C (42°F), Un metodo aceptable de proveer calor es un sistema de reeirculacion de agua con un permutador ter mico (Figura 8.2.6). Cuando la temperatura ambiental del agua baja a menos de 5.6°C (42°F), un termostato activa una bomba que recoge agua del tanque a traves de un conexion de entrada y salida y bombea el agua calentada de nuevo al tanque a traves de un conexi6n de recirculaei6n situada en el fondo de tanque opuesta diagonalmente a la conexi6n de entrada-salida. Las per
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SECCION 8
Supresi6n a base de agua
•
./
,t
~ '.:::::::::::::::::::::::::: ::: :: ::~~::::::::::::::::::, F"~~;~""':"~:~"~:";::;";':;;;;;;;;;if Salida del tubo poroso de concreto
....
Vertedero ];orrado en concreto
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•
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/.
Linea de recirculaci6n
Correas de sujeci6n
...
..
i
~.
lp.
, /
l/'
/
/
Vista sencilla Vertedero forrado en concreto a 152 mm (6 pulg.) debajo de tope del tanque Declive de las paredes del dique interior y exterior es 0,5 m (1 'h pies) a 0,3 m (1 pie)
'm"" po.,
Situaci6n de valvula de lIave en aja de acera co tapa y extensi6n Conjunto de indicador de agua
Conjunto de aocesorios de acceso
=i==;;;~~~T===1~:tl:===::::::Ii:n:::=====77\·~·:·~···...... /
li;~
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d, ",",!do d, J
arena para el tubo de desague de concreto poroso de 102 mm (4 pulg.) de diametro
0-,::,
;::::ct
Altura manometrici'-! del tanque lIeno ~as ..•. 0,3 m (1 pie
.........
Abrazadera estand. de tubo de 37 mm (1 Y2 pulg.) asegura en concreto
L:~;~'::m:~;;~~;5~!;:~;:';;:;;~;;::;;:,,~g~ de sumldero ~e 76 mm (3 pulg.)
102 mm (4 pulg.) minimo
t
al vertedero de concreto
.
Valvula Indlcador~ aprobada
Seoci6n transversal del terraplen
FIGURA 8.2.5 Detalles de instalaci6n de un tanque de tela sostenido por terrapl{m (ESF), incluyendo accesorios
9,
didas de calor de tanques ESF se dan en la Tabla 8.2.3.
-- --
3
, 1..-----
TANQUES A PRESION
0-----, + :, 4,
, ,,
----
----
)
1. Bomba de recirculaci6n 2. Permulador termico 3. Dispositivo sensible de temperature almosferica inicia la bba y recircula ci6n del agua permitiendo que el calor almacenado e e suelo se tranfiera al agua a una tasa mas alta. 4. La pieza sensible a la temperature del agua inicia el permutador lermico cuando se requiere
FIGURA 8.2.6 Sistema de recirculaci6n y calentamiento de un tanque ESF
Los tanques a presion se usan para servicios limitados de pro teccion privada contra incendios, como sistemas de rociadores, sistemas de tuberfas verticales y mangueras, y sistemas de rocio de agua. A veces se usan con bombas de incendio y tanques por gravedad situados a elevaclOnes 10 mas altas posibles para su descarga mas nipida. La Figura 8.2.7 muestra la instalacion ti pica de un tanque a presion. La capacidad del tanque se considera como los contenidos totales, tanto de agua como aire, sin incluir los extremos conca vos. En ocupaciones de alto riesgo solamente, el tanque puede tenerun capacidadminima de 11 m3 (3000 gal.), de lacual7,5m3 (2000 gal.) son agua, pero la capacidad del tanque generalmente debe ser por 10 menos de 17 m3 (4500 gal.) para ocupaciones de riesgo ordinario. Los tanques para este servicio generalmente no tienen capacidad mayor de 34 m 3 (9000 gal.). Para suministros
Faeilidades fljas de a/maeenamiento de agua para proteeeion contra ineendlos
CAPiTULO 2 •
I
psig). Cuando la ultima cantidad de agua sale del tanque a pre sion, la presion residual mostrada en el indicador no debe ser menor de cero, y deben dar por 10 menos presion de 103 kPa (15 psi) en el dispositivo automatico de descarga mas alto bajo el techo principal del edificio. La presion del aire de los tanques se puede suministrar por compresores capaces de descargar no menos de 0,045 m3 /min. (16 pies 3/min.) de aire libre para tanques de capacidad total de 28 m 3 (7500 gal.), y no menos de 0,057 m 3/min. (20 pies 3/min.) para tamafios mayores.
Hacia olros tanques a presion
C::::[J]::::[:.]::==::;;;:::::::U::::n:
_:l
J Valvula esferica de----",: 19 mm (% pulg.) ~~rr-i'------"",=I para desahogo / Tap6n de bronce de
19 mm (% pulg.)
Valvula esferica de 25 mm (1 pulg.) abierta
Tde25x25x 19 mm
(1 x 1 x % pulg.)
,--: '~ ,~~icador ,.
de agua
---
,
Relacion de Presion del Aire
Marcador de nivel de agua
y Volumen en Tanques
NOTA: Las vaJvulas en el indicador de agua sa deben mantener cerradas
Valvula esferica-
El volumen de aire en e1 tanque en eualquier momento varia in versamente con la presion:
Las presiones son presiones absolutas, no presiones mano metrieas, como se usan en la formula general anterior. Apli quemos esta formula a la condicion especial de un tanque usado para suministrar agua para roeiadores. Excepto cuando hay pe ligro de bolsas de aire. es aconsejable que quede una presion manometrica de 103 kPa (15 psi) en el tanque cando sale 10 ul timo del agua. Por 10 tanto,
retencion
4
Tubo para lIenado de agua por 10 menos de 38 mm (1 % pulg.)
FIGURA 8.2.7 /nsta/aeion tipiea de un tanque
P2 = presion residual requerida + presion atmosferiea
a presion
15 psi + 15 psi 30 psi Como en esta eondicion el tanque esta Ileno de aire,
mayores, se emplearfa mas de un tanque (Tabla 8.2.4) En la Tabla 8.2.4 la longitud del tanque se ha calculado como si 10 extremos fuesen pianos en lugar de concavos. La longitud real de los tanques de las siguientes capacidades y dia metros sera por 10 tanto un poco mayor. El tanque general mente se mantiene Ileno de agua ados ter cios, y a una presion manometrica de por 10 menos 517 kPa (75 TABLA 8.2.4 Dimensiones tipieas de tanques Capacidad bruta aproximada
11355 11355 11355 17033 17033 17033 22710 22710 22710 28388 28388 28388 34065 34065 34065
Si el tan que esta en la linea superior de rociadores 0 por en eima de esta, el tanque normalmente se mantendra Heno de agua, de manera que,
a presion horizontafes de tamafios estandar
Capacidad neta aproximada % lIeno
Diametro interne
l
l 3000 3000 3000 4500 4500 4500 6000 6000 6000 7500 7500 7500 9000 9000 9000
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2000 2000 2000 3000 3000 3000 4000 4000 4000 5000 5000 5000 6000 6000 6000
7570 7570 7570 11355 11355 11355 15140 15140 15140 18925 18925 18925 22710 22710 22710
60 66 72 66 72 78 72 78 84 78 84 90 84 90 96
1,5 1,7 1,8 1,7 1,8 2,0 1,8 2,0 2,1 2,0 2,1 2,3 2,1 2,3 2,4
interna
Peso aproximado a %de lIenado
pies
rn
Ibs
20,2 17,0 14,2 25,4 21,3 18,2 28,2 24,2 21,0 30,3 26,2 22,7 31,4 27,3 24,0
6,2 5,2 4,3 7,7 6,5 5,5 8,6 7,4 6,4 9,2 8,0 6,9 9,6 8,3 7,3
16670 16670 16670 25000 25000 25,000 33340 33340 33340 41670 41 670 41 670 50000 50000 50000
7568 7568 7568 11350 11350 11350 15136 15136 15136 18918 18918 18918 22700 22700 22700
8-30
SECCION 8
•
Supresion
a base de agua
Entonces,
Vo
i
11
Pz x 30 x = 30 x 3 = 90 psi 1 La presion manometrica correspondiente seria 710 kPa (90 psi), menos la presion atmosferica, 103 kPa (IS psi), 0 517 kPa (75 psi). Si el tanque esta debajo de la linea superior de rociadores, P2 , la presion residual requerida, se aumentaria 0,434 psi por cada pie (0,912 kPa/m) de elevacion representado en la distan cia entre 1a base del tanque y el rociador mas alto. Si llamamos H a esta valvula, tenemos,
PI
Vo
~ X v~ 1
(30
Vo
+ OA34H) ,; VI
La presion manometrica en el tanque serta PI
IS,
0
V
(30 + O.434H)y-2 ~ 15 I
Para un tanque lleno a metrica seria
1/3
de aire V 2N j = 3 y la presion mano
3 (30 + 0,434H)
IS = 75 + 1,30H
Para un tanque Y2 lleno de aire V ~ 1 = 2 y la presion manome trica seria 2 (30 + 0,434H)
15
45 + 0,87H
Balsa de Aire Una condicion conocida como bolsa de aire puede ocurrir cuando un tanque a presion y un tanque por gravedad se conec tan al sistema de rociadores por medio de una tuberia vertical comun. La bolsa de agua se presenta si la presion de gravedad en la valvula de retencion del tan que por graved ad es menor que la presion del aire atrapado en el tanque a presion y la tuberia vertical comun por una columna de agua en el sistema de rocia dores, despues que se ha escurrido el agua del tanque a presion. Por ejemplo, si e1 tanque a presion se mantiene :y. Heno de agua con una presion de aire de 517 kPa (75 psi), y se abre un rocia dor a 10,5 m (35 pies) por encima del punto donde las conexio nes de ambos tanques se introducen en 1a tuberia vertical comlin que alimenta e1 sistema de rociadores, el tanque a presion se vacia, dejando una presion de aire de 103 kPa (l5 psi) equili brada por una columna de agua de presion igual [10,5 m (35 pies) de caida] en el sistema de rociadores. La valvula de re tencion del tanque por gravedad se mantiene cerrada a menos que 1a presion del agua del tanque a gravedad sea mas de 103 kPa (IS psi) [105, m (35 pies) de cafda]. La bolsa de aire se puede evitar aumentando el volumen del agua y disminuyendo la presion del aire en el tanque a presion
de manera que quede muy poco 0 nada de aire despues de que se haya extraido el agua. Por ejemplo, si el tanque a presion se mantiene lleno a de agua, con una presi6n de aire de 414 kPa (60 psi), la presion de aire que queda en el tanque despues de que el agua se ha escurrido es de cero, y la valvula de retencion del tanque por gravedad se abre tan pronto como la presi6n en ese punto del tanque a presion cae por debajo de la carga estatica del tan que por gravedad. La bolsa de aire se puede evitar convenientemente en equi pos nuevos conectando las tuberias de descarga del tanque por gravedad y el tanque de presion juntas a 12 m (40 pies) 0 mas por debajo del fondo del tanque a gravedad (Figura 8.2.8).
Construcci6n de los Tanques a Presi6n Los tanques a presion est{mdar se construyen de acuerdo con el Boiler and Pressure vessel Code ASklE,8 con las modificaciones dadas en la NFPA 22. Las modificaciones importantcs son una prueba hidrostatica minima a 1034 kPa (150 psi) y una prueba de impermeabilidad. Los tanques deben estar situados en alojamientos incom bustibles solidos a menos que esten dentro de un recinto con ca lefaccion de un edificio. Deben ser suficientemente grandes para proporcionar acceso bbre a todas las conexiones, acceso rios y registros de inspeccion, con separacion de por 10 menos 0,9 m (3 pies) alrededor de las valvu1as e indicadores y por 10 menos 451 m (18 pulg.) a1rededor el resto del tanque. La dis tan cia entre el piso y cualquier parte del tanque debe ser por 10 menos de 0,9 m (3 pies). El interior de los tanques a presion se debe inspeccionar cada tres atlos para verificar si se presenta corrosion y si se ne cesita pintura 0 reparacion. Cuando sea necesario, los tanques deben rasparse, limpiarse con cepillo de alambre y volverse a pintar con una pintura protectora adecuada. Las valvulas de se guridad se deben probar por 10 menos una vez al meso Se debe programar el drenaje de cada tanque independien temente de los demas y escurrir el sistema de rociadores con un tubo no menor de 38 mm (l 12 pulg.) de diametro. El suministro 0 bomba de llenado deben ser confiables y ca paces de llenar de agua de nuevo a guardarse en el tanque con tra 1a presion normal del tanque en no mas de 4 horas.
Tanque par gravedad Tanque a preSion
---f 12,2 m (40 pies)
H+-_--I ____
_-+_
L
FIGURA 8.2.8 Tanque par gravedad y tanque a presion que muestran como se canectan las tuberfas verticales para evitar las balsas de aire
CAPiTULO 2 •
Facilidades fijas de almacenamiento de agua para proteccion contra incendios
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas
8-31
7. Testing and Monitoring Program for Solar-Heated Water Stor age Tanks, Prepared for the National Research Council of
Canada, Ottawa, Ontario, 1984.
8. Boiler and Pressure Vessel Code, American Society of Mechani cal Engineers, New York, 1992.
LAWS Dl.l-94, Structural Welding Code, Steel, American Weld ing Society, Inc., Miami, FL, 1994. C6digos, N ormas y Pr:icticas Recomendadas JliFPA 2. AWWA DlOO-84 (AWS D5.2-84), Welded Steel Tanksfor Water Storage. American Water Works Assoeiation, Denver, CO. La consu1ta de los siguientes codigos, normas y practicas rccomendadas 3. AWWA DI03-87, Factory-Coated Bolted Steel Tanksfor Water de la NFPA proporcionarn informacion adicional sobre instalaciones de Storage, Ameriean Water Works Association, Denver, CO. almacenamiento de agua y suministros de suecion discutidos en este 4. Standard Specifications ofthe American Wood Preservers Asso capitulo. (Vease la ultima version del Catalogo de 1a NFPA para ciation. American Wood Preservers Association, Washington, disponibilidad de ediciones actuales de los siguientes doeumentos.) DC, 1983. NFPA 20, Standardfor the Installation ofStationary Pumps for Fire 5. ACI 318M-1989, Building Code Requirements for Reinforced Protection Concrete, American Concrete Institute, Detroit, MI. NFPA 22, Standardfor Water Tanks for Private Fire Protection 6. ACI 301-89, Specifications for Structural Concrete for Build NFPA 25, Standardfor the Inspection, Testing, and Maintenance of ings, American Concrete Institute, Detroit, MI. Water-Based Fire Protection System
Revisado por Gerald R. Schultz
a mayoria de sistemas publicos de abastecimiento de agua de cualquier tamafio estan disefiados para satisfacer las demandas de agua para proteccion contra incendios y de consumo domestico. Muchos sistemas de distribucion de agua en propiedades privadas que proveen agua para protecci6n contra incendios tambien suministran agua para servicios sani tarios. En algunas insta1aciones con grandes plantas privadas, existen extensos sistemas de distribuci6n de agua principal mente para proveer agua para procesos de fabricaci6n 0 purifi cacion y ademas suministran agua para protecci6n contra incendios. En otras plantas privadas, grandes 0 pequefias, los sistemas de distribucion de agua existen con el imico fm de pro veer protecci6n contra incendios. Este capitulo incluye informaci6n sobre los componentes que conforman un sistema para la distribuci6n de agua, desde las fuentes de suministro hasta las areas de uso especifico para ofre cer proteccion contra incendios, y en sistemas combinados, in formacion sobre suministro simultaneo de agua para las demandas de consumo domestico. Especificamente, este capi tulo cubre las fuentes de suministro, los sistemas de distribu cion, las normas para la instalaci6n de tuberfas y los tipos de tuberia y equipos utilizados en los sistemas con prop6sitos de control y distribucion. Los principios son los mismos ya sea que el sistema de distribuci6n pertenezca a una municipalidad, a una empresa de servicios publicos 0 sea de propiedad privada para suministro de agua a un solo predio. Los requisitos para suministro de agua (ej., cantidadde agua necesaria para el control adecuado de incendios), se inc1u yen en 1a seccion "Requisitos de Suministro de Agua para Sis temas Publicos de Suministro", y los procedimientos de prueba para determinar la suficiencia de suministro para protecci6n contra incendios se encuentran en 1a Seccion "Estableciendo 1a Suficiencia del Suministro de Agua." En la bibliografia se encuentra una lista de normas y prac ticas recomendadas de la NFPA aplicables a sistemas de distri bucion de agua. La bibliografia tambien ineluye normas y manuales de la American Water Works Association (AWWA), Underwriters Laboratories Inc. (UL), y Underwriters Labora tories ofCanada (ULC) sobre sistemas de distribuci6n de agua y sus componentes. La American National Standards Institute
L
(ANSI) tambien aprueba muchas de estas normas.
SISTEMAS DE DISTRIBUCION
INDEPENDIEN"rES Y COMBINADOS
El sistema de distribucion puede ser: (1) independiente, para ser vicio exc1usivo en proteccion contra incendios solamente, 0 (2) un sistema combinado, que sirve para proteccion contra incen dios y para algim otro proposito (ej., agua de procesos, con sumo domestico ).
Sistemas Independientes Cuando se tiene 1a posibilidad de contar con un sistema de dis tribuci6n completamente independiente dedicado a la proteccion contra incendios, hay ventajas y desventajas. Entre las ventajas se pueden mencionar: 1. Los que estan a cargo de la proteccioT\ contra incendios tie nen control total del sistema. 2. El sistema esrn diseiiado adecuadamente para cumplir todas las exigencias de incendios. 3. El sistema no esta expuesto a reduccion del suministro cuando un incremento en la poblacion aumente el uso de agua para demanda domestic a 0 cuando se presentan pro cesos que utilizan cantidades mayores de agua. 4. Hay poco peligro de introducir el suministro de agua no po table para protecci6n contra incendios al suministro de agua potable a traves de conexiones cruzadas. Sin embargo, una de las desventajas es que las bombas, mo tores primarios y demas maquinaria y equipos generalmente no estan en operaci6n. En una emergencia contra incendio este equipo se debe poder arrancar, controlar y operar exitosamente. Por esta razon, muchas de las normas NFPA sobre la inspeccion, prueba y mantenimiento de sistemas de proteccion contra in cendios hablan espeeificamente de la necesidad de realizar prue bas peri6dicas constantes.
Sistemas Combinados Gerald R. Schultz, P.E., es director de The FPI Consortium, Inc. en Woodridge, Illinois. Fue miembro del Comite Tecnico de Rociadores Automaticos de la NFPA.
El sistema de distribuc16n de doble prop6sito (0 sistema com binado) tiene la ventaja de que los equipos de bombeo esta ope
8-33
8-34
SECCION 8 •
Supresion a base de agua
rando casi continuamente, y en muchos casos son de tipo re dundante. Ademas, en los sistemas combinados, las fallas de funcionamiento se evidencian rapidamente, ya que los usuarios probablemente se quedan sin agua. Ademas, los sistemas pu blicos de abastecimiento de agua tienen personal entrenado listo en todo momento, no solamente para operaciones de emergencia. En sistemas que suministran tanto la demanda de consumo normal como la de protecci6n contra incendios, podria ser ne cesario aislar la parte del sistema que penetra en la propiedad privada de la parte publica del sistema. Esto se hace general mente con la instalaci6n de dispositivos anti-reflujo listados 0 aprobados para ofrecer protecci6n contra la posible contamina ci6n de la fuente de agua potable. Aunque las valvulas sencillas de retenci6n por gravedad logran el mismo objetivo, las autori dades regionales 0 locales pueden exigir la instalaci6n de estos dispositivos adicionales. Los sistemas ubicados en propiedad privada y que proveen agua para uso en procesos deben estar disponibles para los sis temas de incendios mediante de la apertura automatica de val vulas normalmente cerradas u otro tipo de interconexi6n. Los sistemas de agua para procesos generalmente tienen gran capa cidad y podrian ser de valor significativo para aumentar la su ficiencia y confiabilidad de los sistemas de protecci6n contra incendios.
FUNCION DE LOS SISTEMAS DE
SUMINISTRO Y DISTRIBUCION
En general, los sistemas para abastecimiento de agua se subdi viden en dos grupos: (1) sistemas de suministro y (2) sistemas de distribuci6n. Sin embargo, en pequefios sistemas puede que no haya manera de diferenciar entre el sistema de suministro y el de distribuci6n ya que las funciones de ambos podrian ser re alizadas por un solo elemento de sistema.
Sistemas de Suministro La parte de suministro de un sistema de abastecimiento de agua generalmente es la parte del sistema donde se encuentran la fuente 0 fuentes de suministro. Tambien inc1uye el almacena miento y la conducci6n de ese suministro a traves de grandes tu berias y acueductos y, en algunos casos, inc1uye las redes matrices que se prolongan hasta el sistema de distribuci6n.
Sistemas de Distribuci6n El sistema de distribuci6n es la parte del sistema de abasteci miento de agua que realmente entrega el agua a cada una de las conexiones de los consumidores y a la cual estan conectados los hidrantes contra incendio.
FUENTES PARA
ABASTECIMIENTO DE AGUA
Las fuentes para abastecimiento de agua tienen dos divisiones principales: (1) Fuentes subterraneas y (2) Fuentes superficiales.
Fuentes Subterraneas El suministro subterraneo es el agua proveniente de la precipi taci6n, que percola al suelo y se almacena en estratos subterra neos. El estrato subterraneo que contiene agua se puede definir como acuifero. La superficie libre del agua en los estratos sub terraneos se conoce como ni vel freatico 0 tabla de agua. La al tura del nivel freatico varia durante el afio, dependiendo de las variaciones en precipitaci6n, el movimiento del agua en el acui fero, y el agua extraida del acuifero por medio de pozos exca vados 0 manantiales. Hay sitios, que actualmente han disminuido en su nlimero debido al uso, donde el agua se almacena en los estratos subte rraneos bajo la acci6n de una cabeza de presi6n positiva y cuando se perfora el acuifero, el agua sube hasta una elevaci6n mayor que la del acuifero, produciendo un flujo libre en la su perficie. La cantidad de agua en los estratos subterraneos y su dis ponibilidad depende de la naturaleza del material del estrato. La cantidad de agua que un material puede contener se define como porosidad. (Porosidad es la relaci6n entre el volumen de vados y el volumen total de material) Por ejemplo, la porosi dad de la arena y grava natural puede ser mayor al 40 por ciento, mientras que la porosidad de la roca volcanica es de aproximadamente del 1 por ciento. Aunque la porosidad es importante, la permeabilidad (la capacidad de una sustancia de permitir que el agua fluya a tra yeS de ella) es mas importante ya que el movimiento del agua a traves del estrato hacia pozos perforados 0 excavados depende de la permeabilidad del suelo. Por ejemplo, algunas arcillas tie nen porosidad mayor a140 por ciento pero son impermeables al flujo de agua. El suministro de acuiferos subterraneos disponible para pozos esta afectado, entre otros factores, por la precipitaci6n que cae en el area de recarga y la cantidad de agua extraida de todos los pozos que se alimentan del mismo acuifero. Cuando el acui fero es de gran tamafio, los niveles de agua estatica general mente retrasan los efectos ocasionados por sequias y tambien retrasan los efectos por aumento en la precipitaci6n. Hay mu chos tipos diferentes de pozos que se pueden construir; sin em bargo, los pozos de gran capacidad que se usan para abastecimiento de agua municipal generalmente han sido perfo rados y equipados con turbinas de pozo profundo 0 con bombas sumergib1es. La NFPA 20, "Norma para la Instalacion de Bombas Esta cionarias para Proteccion contra Incendios", permite la insta laci6n de bombas de turbina vertical en pozos debidamente construidos y probados bajo las condiciones descritas en la norma.
CAPiTULO 3 •
Fuentes Superficiales Las fuentes superficiales son los rios, lagos, arroyos y cmbalses. Al igual que las fuentes subtemineas, la disponibilidad y con fiabilidad del suministro depende de la precipitaci6n que caiga dentro del area de drenaje 0 cuenca de aporte. Sin embargo, en general, las fuentes supcrficiales responden mas rapidamente a la disminuci6n en la precipitaci6n 0 sequia. Los niveles del agua pueden variar substancialmente entre los periodos humedos y secos. En ciertas epocas del ano, puede haber gran escorrentia proveniente de la cuenca, produciendo altos niveles de agua en las captaciones y estaciones de bombeo de toma directa. En otras epocas, en condiciones de sequia, los niveles las fuentes superficialcs podrian scr tan bajos que requieren la instalacion de bombas en un pozo profundo descargando en las bocatomas que normalmente abastecen por gravedad. Las grandes fuentes superficiales alimentadas por grandes cuencas 0 areas aferentes son fuentes confiables, siempre y cuando las demandas de con sumo de agua no aumenten mas aHa de las capacidades de re carga de la cuenca. Hay varios factores que pueden afectar la operaci6n de las bocatomas de las fuentes superficiales, especialmente en los cli mas muy frios. Por ejemplo uno de los riesgos es la formaci6n de hielo. Hay varias clases de hielo que se pueden formar y afectar el funcionamiento 0 amenazar la estabilidad de las reji lIas 0 bocatomas. Los bloques de hielo, que se forman sobre los tubos metalicos oscuros sumergidos, accesorios 0 enrejados, pueden restringir el flujo hacia las bocatomas. El hielo superfi cial y el hielo superficial que forma monticulos pueden ejercer una presi6n considerable sobre bocatomas y rejillas. Las escar chas de hielo (hielo esponjoso desprendido de grandes bloques o hielo que se ha formado alrededor de pequenas particulas sus pendidas) pueden obstruir las bocatomas. Cuando los bloques 0 escarchas de hielo empiezan a obs truir una toma, un cambio relativamente pequeno de temperatura liberara la obstruccion. Hay algunas tomas disenadas con una rejilla, que es realmente una resistencia. En estos casos, todo 10 que se necesita es la activaci6n del circuito, el que a su vez ca lentara el elemento de toma suficientemente para mantenerlo libre de hielo. Este es un metodo que resulta econ6mico en mu chos sitios, porque requiere pequenas eantidades de energia electrica y se u,<;a solamente unas pocas veces al ano. Cuando la toma se disefia de manera que hay un registro continuo de tem peratura, se puede predecir la inminencia de la formaei6n de b10 ques 0 escarchas de hielo. Un rio tambien puede ser una fuente confiable de suminis tro si los caudales durante los periodos de sequfa no se afectan seriamente. Un rio tambien puede ser susceptible al riesgo de congelamiento, socavacion del1echo, cambio del eauce, y sedi mentaci6n. Antes de construir una toma de rio, se debe haeer un estudio cuidadoso del fondo de la corriente de agua, el grado de socavacion y el alcance de formaci6n de hielo en la superficie, y se debe establecer la probabilidad de formaci6n de atasca mientos de hielo. Una toma puede ser destruida facilmente por un atascamiento de hielo, 0 el hielo puede detener e1 flujo total
Redes de agua contra incendio
8-35
de un no. Se deben tomar medidas en el diseiio de la toma para asegurarse que esta puede soportar las fuerzas que actuaran sobre ella en tiempos de crecientes, sedimentaci6n pesada 0 for maci6n de hielo.
SISTEMAS POR GRAVEDAD
YDE BOMBEO
Hay dos tipos blisicos de sistemas de distribucion de agua: (1) sistemas por gravedad y (2) sistemas de bombeo directo. La ma yona de sistemas de agua son una combinacion de los dos tipos.
Sistemas por Gravedad Un verdadero sistema por gravedad es el que entrega el sumi nistro desde la fuente direetamente al sistema de distribucion sin usar equipo de bombeo. Este tipo de sistema generalmente es ideal para un suministro de bomberos, siempre y cuando las pre siones sean adecuadas para abastecer las demandas de incendio y los caudales norma1es de consumo. Un sistema por gravedad es muy confiable porque el suministro no depende de la opera ci6n de equipos mecanicos; sin embargo, la confiabi1idad de un sistema de bombeo bien disefiado y protegido se puede desarro lIar hasta el punto en que no haya diferencia entre los sistemas por gravedad y de bombeo.
Sistemas de Bombeo Cuando no se puede obtener agua a una elevaci6n suficiente para proveer las presiones de trabajo requendas con la altura disponi bIe, es necesario proveer bombas en el sistema. Estas bombas estan generalmente situadas en la fuente del suministro y se usan para generar la presion necesaria para superar la perdida por fric ci6n en el sistema de abastecimiento y proporcionar presiones de trabajo satisfactorias en el sistema de distribuci6n. Los sistemas publicos a veces tienen mstalaciones de tratamiento de agua aso ciadas con la estacion de bombeo. Las instalaciones de trata miento de agua afectan los caudales y vollimenes de agua disponibles para el sistema de distribuei6n. Muchas veees las caracteristicas que limitan el suministro se deben a algun ele mento del tratamiento de agua. Por 10 tanto, es imperativo que se conozcan y comprendan totalmente los efectos del tratamiento de agua sobre la disponibilidad del surninistro.
Sistema Combinados Freeuentemente, los sistemas de bombeo estan asociados a ins talaciones elevadas de almacenamiento y distribuci6n de agua. Estas permiten el almacenamiento de agua durante los perfodos de menor demanda y posteriormente suministran agua durante perfodos de demanda maxima. E1 almacenamiento se puede situar de manera que las bom bas alimenten direetamente las instalaciones elevadas de alma cenamiento, y que el agua se conduzca al sistema de distribuci6n
8-36
SECCI6N 8 •
Supresion a base de agua
desde las instalaciones de almacenamiento. EI almacenamiento elevado tambien se puede proveer en un lugar remoto dentro del sistema de distribucion, y el agua se puede bombear directa mente al sistema de distribucion, y cualquier excedente se vacfa automaticamente en el almacenamiento elevado. Entre mayor sea la cantidad de agua que se mantenga en el almacenamiento elevado, mas confiable se puede considerar el sistema porque el agua que fluye desde el almacenamiento elevado es un sistema de gravedad. Cualquier falla del equipo de bombeo no impedira que este disponible el agua para proteccion contra incendios. EI almacenamiento para distribucion tambien puede cons tar de grandes tanques de agua situados a elevaciones de super fide iguales y alin un poco menores que las areas del sistema de distribucion que sirven. Estos tanques se llenan durante perio dos de consumo relativamente bajo en el sistema. Cuando los consumos son altos, las bombas descargan agua al sistema de distribucion desde estas instalaciones de almacenamiento. La duplicaci6n del equipo de bombeo y el disefio y operad6n ade cuados pueden mejorar la confiabilidad de estas instaladones casi igualando las de almacenamiento elevado.
CONDUCTOS, ACUEDUCTOS Y TUBERiAS DE SUMINISTRO Dos terminos que se usan a veces para describir el transportador de agua desde la fuente de acopio al sistema de distribucion son conducto y acueducto. Un conducto es un tubo bajo terreno capaz de soportar las presiones internas del agua, mientras que un acueducto puede ser un tube cerrado, una zanja, canal 0 ca naleta por los que fluye el agua pero que no soportan presi6n la teral 0 en el fondo diferente a la producida por el peso del agua. Los acueductos generalmente no estan disefiados para soportar presi6n interna diferente a la atmosferica.
Tuberias Las tuberias estiin disefiadas para soportar presion y distribuir agua al punto de uso. En grandes sistemas, las tres clases de tu berias, 0 redes principales de distribuci6n sistemas son:
1. Las redes matrices 0 alimentadorcs primarios que consisten de grandes tubos relativamente distantes que transportan grandes cantidades de agua a diferentes puntos del sistema para distribuci6n local a tuberfas mas pequefias. 2. Las redes secundarias 0 alimentadores secundarios que for man una red de tubos de tamafio intermedio conforman la red de distribuci6n dentro de varias zonas de la red matriz y contribuyen proporcionar el caudal de incendio requerido en cualquier punto.
"'Los diametros nominales de las tuberias no son convertibles direc tamente a medidas metricas. Los siguientes equivalentes metricos de medidas de tubos eomunes (rcdondeadas por conveniencia) pUeden ser titHes como puntos de referencia: 4 pulg. = 100 mm: 5 puJg. 125 mm; 6 pulg. 150 mm; 8 puJg. 200 mm; 10 pulg. 250 mm; 12 pulg. 300 mm; 16 pulg. 400 mm y 20 pulg. 500 mm.
3. Las redes menores de distribucion que consisten en un con junto de mallas de pequefias tuberfas que sirven directa mente a los hidrates individuales y bloques de consumidores. Con e1 fin de ofrecer confiabilidad, se debe contar con dos o mas alimentadores primarios por rutas separadas desde 1a fuente de suministro hasta los principales distritos de Ia ciudad. Igualmente, los alimentadores secundarios deben estar confor mados en tanto sea posible en circuitos, para permitir que cual quier punto se pueda alimentar desde dos rutas diferentes. Esta practica aumenta la capacidad del suministro en cualquier punto y asegura que en caso de que se presente un dano en una tube ria de alimentacion no se suspenda completamente e1 suminis tro. Los alimentadores secundarios generalmente deben localizarse con una separacion no mayor de 914 m (3000 pies) en areas urbanizadas. Cuando los sistemas para abastecimiento de agua estan di vididos en zonas de presion, e1 agua se puede transferir de una zona a otra por medio de 1a operacion de va1vulas 0 usando bom bas del departamento de bomberos para bombear desde los hi drantes de una zona a los hidrantes de la otra. Operaciones similares se puede realizar entre sistemas para abastecimiento de agua de comunidades limftrofes 0 entre un sistema privado y el sistema publico. Este metodo de apoyo a una parte de la red de distribuci6n de agua se uso exitosamente por el Departamento de Bomberos de Los Angeles despues del terremoto de North ridge en 1994. Sin embargo, se debe tener mucho cui dado para evitar el dana debido al sometimiento de partes del sistema a presiones excesivas y a una posible contaminacion. General mente esta no es una buena practica y no se debe intentar sin pla nificaci6n previa, controles adecuados y aprobaci6n especifica por escrito de las autoridades de salud.
Diametro de Tuberias No se recomienda tuberia de menos de 150 mm (6 pulg.)1 de diametro para el servicio de incendios, y la tuberia de 150 mm (6 puIg.) se deben usar solamente cuando este en un circuito ce rrado en una malla en la que ninguno de sus tramos tenga una Iongitud mayor de 183 m (600 pies) de longitud. Se puede usar tuberfa con diametro menor de 150 mm (6 pulg.) cuando se use como linea de suministro directo a un sistema de rociadores y cuando los calculos hidraulicos demuestran que el tube de menor diametro va a ser eficiente. En distritos populosos, se re comienda que las redes menores de distribuci6n no sean de dia metro menor a 200 mm (8 pulg.) y esten interconectadas cada 183 m (600 pies). En vias principales y para todas los tramos largos, los distribuidores deben ser de 300 mm (12 pulg.) de dia metro 0 mayor. El costo de una linea de tuberia incluye entre otras activi dades la excavacion (a veces con pilotaje), tcndido de los tubos, relleno yprueba. Todas estas actividades estan presentes sin im pOrtar el diametro de tuberia que se use. A esto se Ie anade e1 costo de los tubos entregados en ellugar de trabajo. Por 10 an terior, generalmente es una buena practica, instalar una tuberia para proteccion contra incendios que sea uno 0 dos tamafios mayor que el minima requendo. El aumento del diametro de la
CAPiTULO 3 •
pulg.
mm
Capacidad relativa
6 8 10 12 14 16
150 200 250 300 350 400
1,0 2,1 3,8 6,2 9,3 13,2
tuberfa tan solo al diametro siguiente, generalmente permite casi duplicar su capacidad en caudal teniendo la misma caida de pre sion. Las cifras en la Tabla 8.3.1 muestran la capacidad relativa de la tuberia obtenida al aumentar los diametros para tuberfas mayores de 150 mm (6 pulg.). Al diseftar lUl sistema, tambien es importante considerar el desarrollo probable del area en consideracion; planificar, por 10 menos de manera general, la proteccion para este desarrollo final; e instalar inicialmente la parte del sistema que se necesita inmediatamente. El diametro real de la tuberia necesaria se basa en el caudal de agua requerida (consumo domestico mas consumo de incen dio) y el gradiente hidraulico del area abastecida. Otra manera de demostrar las ventajas de una tuberia de mayor calibre es indicando el mejor desempefio para cuatro dia metros diferentes y comparando sus caracteristicas de perdida por friccion bajo un sencillo rango de demandas de caudal con tra incendio (ver Tabla 8.3.2).
Condici6n Interna de los Sistemas de Tuber!as Con el paso del tiempo, la seccion transversal interna de las tu berias de hierro fundido sin recubrimiento se puede reducir 0 su interior se vuelve mas rugose debido a la tuberculizacion, a la incrustacion 0 a la sedimentacion. La tuberculizaci6n es cau sada por la corrosion intcrna del tubo y la acumulaci6n de oxido. Las incrustaciones se pueden originar por (1) el desarrollo de tuberculos; (2) Los depositos de constituyentes quimicos que normalmente estan disueltos en el agua; 0 (3) el crecimiento de organismos biologicos 0 vivos como el molusco cebra 0 la al meja asiatica. La sedimentacion se puede presentar por acumu laci6n de lodo, arcilla, hojas 0 descomposicion vegetaL Ademas, toda materia cxtrafia que no sea sedimento tambien puede perjudicar la capacidad de flujo. Rccientemente se ha re portado un incremento en la corrosion microbio16gicamente in ducida (MIC) en tuberias metalicas, que puede causar un aumento dramatico en la tuberculizaci6n y el desarrollo de fugas por picaduras. La existencia de problemas graves se puede detectar gene ralmente con pruebas cuidadosas mediante lavado interior de la tuberia. El flujo de agua en e1 sistema eliminani e1 sedimento or dinario. La operacion de las valvulas a veces mostrara la presen cia de sedimento 0 corrosion. Las condiciones del agua local se tienen en cuenta para establecer un procedimiento regular de la vado y prueba. Las tuberias se pueden limpiar usando un raspa tub os 0 barrena rotatoria. El dispositivo de limpieza se puede halar por el tube con un cable 0 empujar con presion de agua. Cuando se ha limpiado la tuberia de esta manera, la tasa de
Disposici6n de los Sistemas de Tuber!a Los sistemas de tuberias deben disponerse en anillos siempre que sea posible. Esto permite alimentar los hidrantes y otras co nexiones desde por 10 menos dos direcciones y aumenta consi derablemente la descarga posible de agua sin perdida por friccion excesiva. En sistemas de agua privados en los que las tuberias sola mente alimentan hidrantes y en los que hay presiones adecuadas para obtener unos buenos chorros en los hidrantes, es practica general usar tubos de 150 mm (6 pulg.) para abastecer hidrantes de dos salidas y tubos de 200 mm (8 pulg.) 0 mas en las si
TABLA 8.3.2 Perdida por frice/on en tuberfas de hierro fundido (Diametro nominal)
Coeficiente de Hazen-Williams, C
100 Perdida 8
Caudal
150 mm (6 pulg.)
Llmin
500 1000 1500
1892 3785 5678
aDiametros nominales de tuberia.
pies) de tuberia
89 320 676
300 mm a
200 mm8 (8 pulg.)
kPa
12,9 46,4 98,0
8-37
guientes condiciones: tramos terminales aislados, si se debe abastecer mas de un hidrante 0 la distancia es mayor de 152 m (500 pies); tuberias en anillo, si se van a alimentar dos hidran tes en un circuito de mas de 457 m (1500 pies) de tuberia; si se van a alimentar tres hidrantes en un circuito cerrado con mas de 305 m (1000 pies) de tuberia; 0 si se van a alimentar cuatro hi drantes 0 mas. Cuando las presiones son bajas 0 cando hay instalados so lamente hidrantes de tres 0 cuatro salidas, las tuberias tienen que ser mayores. Sin embargo, el disefio y trazado del sistema de tu berias debe poder suminisirar el maximo caudal requerido con tra incendio al mismo tiempo que suministra la demanda correspondiente al maximo consumo diario.
TABLA 8.3.1 Comparacion de capacidad de tuberias
Diametro de la tube ria
Redes de agua contra incendio
(12 pulg.) kPa
kPa
3,1 11,1 23,6
21 76 163
1,1 3,9 8,2
7,6 26,9 56,5
0,4 1,6 3,4
2,7 11,0 23,4
8-38
SECCION 8 •
Supresi6n a base de agua
tuberculizacion posterior a la limpieza es general mente muy ni pida, produciendo pronto una disminucion en la capacidad de conduccion. Por 10 tanto, se debe hacer un amilisis de costa para determinar si la tuberia se debe revestir 0 limpiar periodica mente durante su vida util.
TIPOS DE TUBERIAS Las tuberias y accesorios para proteccion contra incendios insta lados bajo terreno deben ser adecuados para las presiones y con diciones de trabajo bajo las cuales se van a instalar y deben cumplir con las especificaciones de laAmerican Water Works As sociation (AWWA). Las tuberias se instalan generalmente sin atraques en zanjas de fondo plano y con relleno compactado de soporte. El reHeno que se debe aplicar sobre las tuberias varia de pendiendo del diametro del tubo, el tipo de suelo y la situacion geografica. Generalmente y debido a la penetracion de heladas en los estados del norte, se requiere una cubierta minima de 1,2 a 1,5 m (4 a 5 pies) para tuberias de gran diametro y hasta de 2, I a 2,4 m (7 a 8 pies) para tuberias de menor diametro. Con fre cuencia se utili zan tuberias con c1ases de presion para trabajo de mas de 1034kPa(150 psi) si se deseacontarcon una tuberiamas pesada y de mayor espesor de pared (por ej., en suelos inestables o corrosivos 0 en lugares que sean de dificil acceso y se puedan presentar roturas 0 escapes). La construccion flexible es venta josa en situaciones dificiles, como debajo de vias ferreas, en areas con maquinaria industrial pesada, en area sismicas, 0 cuando se encuentran condiciones de terreno inestable 0 pendientes pro nunciadas. La tuberia y accesorios usados para redes principales de sistemas contra incendio instalados bajo terreno tambien deben estar listadas por un laboratorio de pruebas reconocido. Los tftulos y disponibilidad de normas y manuales de di sene e instalacion para los diferentes tipos de tuberias y acceso rios discutidos en los siguientes parrafos se pueden encontrar en la bibliografia al final de este capitulo.
Tuberia de Asbesto Cemento El uso de tuberia de asbesto cemento, aunque es aceptable desde el punto de vista de la proteccion contra incendios, ha dismi nuido considerablemente en los Estados Unidos debido a la pre ocupacion sobre el uso y manejo de la tuberia. La tuberia de asbesto cementa esta especialmente bien adaptada para lugares donde los materiales de tuberia ferrosa sin revestimientos 0 cu biertas de proteccion especial pueden ser atacados por condi ciones corrosivas del suelo 0 por electrolisis. Cuando la tuberia de asbesto cementa se debe enterrar en suelos muy acidos 0 al calinos, se pueden instalar revestimientos que protejan la tube ria de las condiciones del suelo. El tipo de union mas frecuente para tuberias de asbesto ce mento es un manguito de asbesto cementa dentro del cual se in serta un empaque de caucho de forma especial en una ranura perimetral localizada en cada extremo del manguito (Figura 8.3.1). En tuberias de asbesto cemento, se pueden usar acceso rios de hierro fundido. Cuando se manipula la tuberia de as besto cementa hay riesgos ambientales asociados a la salud del personal y por 10 tanto, se debe tener especial cui dado en el ma-
Empaque de caucho
TUberia\
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-
FIGURA 8.3.1 Union para tuberia de asbesto cemento
nejo y preparacion de la tuberia. La Occupational Safety and Health Administration (OSHA) ha preparado un documentol que prescnta las practicas recomendadas cuando se trabaja con cual quier producto que contiene asbesto incluyendo tuberfas de as besto cemento.
Tuber!a de PVC (Cloruro de Polyvinilo) La tuberia de PVC presion. fabricada de acuerdo con laAWWA C900, es aceptable para redes contra incendio. La tuberia de PVC generalmente se especifica en situaciones donde se espe ran problemas de corrosion severa. La tuberia de PVC no sufre corrosion electrolitica, ni tuberculizacion por subproductos de la corrosion. Gracias a su flexibilidad yalta resistencia al impacto, la tu berfa de PVC fabricada segUn las especificaciones AWWA C900 no es susceptible a falla por deformacion, deflexion 0 impacto en condiciones de suelo inestable. El producto se considera es pecialmente adecuado cuando se tengan suelos inestable 0 con fallas, cargas vivas 0 cargas sismicas. La AWWA C900 especifica tuberias de PVC con tres cla ses de presiones: 100, 150 y 200). Las denominaciones de c1ase de presion definen las clasificaciones maxima..'> de presion de trabajo para las tuberias. EI producto esta disponible en dos se ries de diametros exteriores: tuberia de hierro fundido (CI) y tu beria de acero (IPS). La tuberiaAWWAC900 esta disponible en diametros nominates de 100 mm a 300 mm (4 a 12 pulg.). En sistemas de distribucion de agua potable y proteccion contra incendios la tuberia de PVC generalmente se suministra con juntas de union mecanica con empaque. Tambien se pueden especificar uniones de campana integral y sella preinstalado que satisfagan los requerimientos de la ASTM D3139. Al instalartu berfa de PVC de union mecanica con empaque, se deben proveer los bloques 0 anclajes que sean necesarios para evitar el movi miento de la tuberia 0 accesorios por las fuer.las de empuje ge neradas por la presion hidrostatica intema.
Tuberia de Hierro Fundido En la Tabla 8.3.3 se presentan las dimensiones y pesos de tube rias de hierro fundi do con espesor de pared c1ase 22, la cual esta disefiada para condiciones estandar de instalacion. Las especifi caciones completas de la AWWA tienen informacion adicional referente a diametros de tuberia, pesos, clases de presion y clases de espesor para otras condIciones de instalacion. La tuberia se debe se1eccionar basada en la maxima presion de trabajo, te niendo en cuenta las sobre presiones por transientes hidraulicos y las condiciones de instalacion. La tuberia de hierro fundido rara
CAPiTULO 3 •
Redes de agua contra incendio
8-39
TABLA 8.3.3 Diametros y pesos estandarizados para tuberias de hierro fundido B Clase 150 (150 psi 0 1034 kPa)
Diametro nominal
Diametro exterior
Espesorde pared mm
4 6 8 10 12 14 16 18 20 24
100 150 200 250 300 350 400 460 500 610
4,80 6,90 9,05 11,10 13,20 15,30 17,40 19,50 21,60 25,80
122 175 230 282 335 388 442 495 548 655
0,35 0,38 0,41 0,44 0,48 0,51 0,54 0,58 0,62 0,73
8,89 9,65 10,41 11,18 12,19 12,95 13,71 14,73 15,75 18,54
Peso por cada 5,5 m (18 pies) de tuberla instaladab
Clase 200 (200 psi 0 1379 kPa)
Espesorde pared
Ib 290 131 460 209 297 655 870 395 1125 510 1410 639 771 1700 2050 930 2430 1102 3405 1540
0,35 0,38 0,41 0,44 0,48 0,55 0,58 0,63 0,67 0,79
(250
Peso por cada 5,5 m (18 pies) de tuberia instaladab
mm
Ib
8,89 9,65 10,41 11,18 12,19 13,97 14,73 16,00 17,02 20,07
290 460 655 870 1125 1510 1815 2210 2610 3665
Clase 250 01723 kPa)
Peso por cada 5,5 m (18 pies) Espesorde de tuberla instaladab pared mm
131 209 297 395 510 685 823 1002 1184 1662
0,35 0,38 0,41 0,44 0,52 0,59 0,63 0,68 0,72 0,79
8,89 9,65 10,41 11,18 13,20 14,99 16,00 17,27 18,28 20,07
Ib 290 131 460 209 297 655 870 395 551 1215 1610 730 1960 889 2370 1075 2785 1263 3665 1662
aANSl/AWWA C150/A21,50-199z, Basado en las condiciones de instalaci6n estandar [Relleno de 1,5 m (5 pies), zanja de fondo plano, Y relleno compactado].
blncluye campana.
cRedondeado para conveniencia.
vez se usa en instalaciones nuevas y tiene disponihilidad limi tada. Ha sido reemplazada en gran medida por el hierro ductil. Hay varios tipos de uniones aceptables. Las mas comunes son las uniones por presion con un solo empaque y las uniones mecanicas estandar. Actualmente, las uniones de campana por espigo son muy poco utilizadas. Todas estas uniones dependen de la friccion entre las partes y del confinamiento del terreno circundante para evitar su separacion.
FIGURA 8.3.2 Union por presion
Uniones por Presion: La union por presion se realiza coloc~do una empaquetadura circular de caucho con seccion transversal especial en el extremo acampanado del tuba e introduciendo pos teriormente el extremo del tubo en espigo y empujandolo para que pase la empaquetadura hasta Uegar al extremo de la campana (Figura 8.3.2). No se requiere de sellamiento ni calafateo. Uniones Mecanicas Estandarizadas. Las uniones medinicas estantarizadas son uniones en las cuales se coloca una empa quetadura de caucho en forma de anillo que se fija mediante un collarin que se atomilla a la campana (Figura 8.3.3). La union mccanica no permite mucha flexibilidad; si se utiliza una junta con rotula esf6rica se consigue algo mas de flexibilidad. La tu beria con este tipo de union es la que generalmente se utiliza para redes que cruzan puentes 0 se instalan en suelo inestable, para aprovechar su caracteristica de flexibilidad.
Collarin de hierro fundido Tornillo en HF con cabeza ochavada Empaquetadura
r
FIGURA 8.3.3 Union mecanica normalizada con accesorios de anclaje
Yute
Uniones de Campana y Espigo: Estas uniones tienen empa ques de yute u otro material en forma de aniUo y se calafatean con plomo (Figura 8.3.4). Hay compuestos especiales para uniones que no requieren calafateo. Hay una preocupaci6n cre ciente por el uso de plomo y sus efectos ambientales adversos. Cuando se utilicc tuberia y accesorios con uniones de cam pana y espigo, los camhios de direcci6n 0 pendiente nunca se deben realizar doblando la tuberfa en las uniones. Esto origina
1---
FIGURA 8.3.4 Union de campana yespigo, calafateada conplomo
8-40 SECCION 8 •
Supresi6n a base de agua
ria un sella y calafateo irregular por 10 que dichas uniones esta nin propensas a presentar fugas. Solo se pennite variaciones minimas con respecto al alineamiento nonna!.
Tuber!a de Hierro Ductil El hierro ductil tiene la resistencia a la corrosion del hierro fun dido y su resistencia mecanica y ductilidad son muy similares a las del acero. Actualmente se usa el hierro ductil en lugar del hierro fundido. La Tabla 8.3.4 presenta los espesores minimos de pared disponibles para tuberias de hierro ductil de 100 a 610 mm (4 a 24 pulg.) de diametro. La tuberfade hierro ductil se fa brica con uniones por presion y uniones mecanicas. Con las tuberfas de hiero ductil se usan uniones de hierro fundido. No es necesario el revestimiento 0 proteccion cato dica, excepto cando existen condiciones muy corrosivas. Se re comienda tuberfa con revestimiento interior de cementa para todas las instalaciones nuevas 0 para el reemplazo de tuberfas de hierro fundido 0 hierro ductil para protegerlas de la accion co rrosiva del agua. EI material que mas comunmente se utiliza para realizar el revestimiento interior es el cemento Portland. Existen revestimientos interiores con esmalte de alquitran de hulla pero su uso no es tan frecuente. Un gran porcentaje de las tuberias de hierro fundido se revisten interionnente con cementa en la fundicion.
Tuber!a de Acero Para el servicio de proteccion contra incendios se puede usar tu berfa de acero con espesor de pared y fabricacion adecuados, siempre y cuando este esta revestida interior y exterionnente, tanto para acueductos subterraneos como para lineas de sumi nistro en mueles yedificios. La NFPA 13, "Norma para fa Ins talacion de Sistemas de Rociadores", presenta los requisitos especificos para la instalacion de tuberias de acero subterraneas,
y generalmcnte su uso no esta pennitido. La tuberia debe estar listada especificamente para uso subterraneo 0 debe estar reves tida y envuelta extemamente y galvanizada intemamente, yade mas solo se puede instalar entre la valvula de retencion y el acople de la seccion anterior extema para la conexion de bom beros. Debido a su alta resistencia a la tension, la tuberta de acero es espeeialmente adecuada cuando pueda estar expuesta al choque 0 impacto de vias ferreas, carreteras, equipos de forja en caliente y situaciones similares. La mayor resistencia del acero tambien es conveniente en suelos inestables 0 con pendientes pronunciadas. En la Tabla 8.3.5 se presentan las dimensiones y pesos aproximados. Las uniones para tuberfas de acero pueden ser soldadas, he chas con bridas 0 acoples mecanicos (Figura 8.3.5). Para framos largos de tuberia por tuneles, puede que se requiera la instala cion de juntas de expansion. Los anclajes y soportes deben cum plir con las normas y buenas practicas de ingenieria aplicables.
Tuber!as de Concreto Reforzado Existen diferentes disefios de tuberias de concreto y acero de 610 mm (24 pulg.) de diametro y mayores. La tuberia de con creto generalmente se utiliza en redes matrices y largas conduc eiones pero normalmente no se usa en sistemas de distribucion. El diseno "no pretensado" es un cilindro de acero con uno 0 dos refuerzos en malla de acero recubiertos en concreto. EI disefio "pretensado modificado" es un cilindro de acero con refuerzo en varilla de acero pre-esforzado y dispuesto en espiral para pro veer una leve tension inicial en el cilindro y un revestimiento in terior de concreto. Los disenos "pretensados" consisten en un cilindro forrado interionnente de concreto 0 un cilindro de acero envuelto helicoidalmente bajo tension con varilla de alta resis tencia a la traccion. Los revestimientos exteriores son de mor tero de cemento. En la Figura 8.3.6 se muestran detaJles de una union de tuberia de concreto reforzad
TABLA 8.3.4 Dimensiones y pesos estandar de tuberias de hierro dt1ctif'
Diametro nominal
Diametro exterior
Presion de trabajo
Espesorde pared
pulg,
mm
pulg,
mm e
psi
kPa
pulg,d
4 6 8 10 12 14 16 18 20 24
100 150 200 250 300 350 400 460 500 610
4,80 6,90 9,05 11,10 13,20 15,30 17,40 19,50 21,60 25,80
122 175 230 282 335 388 442 495 548 655
350 350 350 350 350 350 350 300 250 250
2413 2413 2413 2413 2413 2413 2413 2068 1723 1723
0,29 0,31 0,33 0,35 0,37 0,36 0,37 0,38 0,39 0,41
Peso p~r cada 5,5 m (18 pies) de tuberia instaladab
mm
Ib
kg
7,37 7,87 8,38 8,89 9,40 9,14 9,40 9,65 9,91 10,41
240 375 530 695 875 1000 1175 1360 1555 1965
109 170 241 316 398 454 534 618 706 892
8ANSIIAWWA C151/A21 ,51-1991, 8asado en las condiciones de instalaci6n esMmdar [Relleno de 1,5 m (5 pies), zanja de fondo plano, Y relleno compactado]. blncluye campana. cRedondeado para conveniencia. dOistancia minima.
CAPiTULO 3 •
Redes de agua contra incendio
8-41
TABLA 8.3.5 Diametros y pesos min. recomendados para tuberfa de acero en conducciones principales de protecci6n contra incendios Para acoples flexibles o uniones roscadas
Para uniones soldadas Diametro nominal
Diametro exterior
pulg.
mm b
pulg.
mm
6 8 10 12 14 16
150 200 250 300 350 405
6625 8625 10750 12750 14000 16000
168 219 273 324 355 406
Espesor minimo de pared
0,188 0,188 0,188 0,188 0,239 0,250
Peso por pie a
Peso
mm
Ib
4,77 4,77 4,77 4,77 6,07 6,35
12,9 16,9 21,2 25,1 35,1 42,0
Ib
5,85 7,67 9,61 11,38 15,92 19,05
0,219 0,239 0,250 0,281 0,281 0,312
5,56 6,07 6,35 7,14 7,14 7,92
15,0 21,4 28,0 37,0 41,2 52,4
6,8 9,7 12,7 16,78 18,69 23,77
81 pie = 305 mm. bRedondeado para conveniencia.
Corrosion de las Tuberras
FIGURA 8.3.5 Uni6n mecanica en acero para tuberia de acero con extremos liso
Mortero (colocado luego de la instaiacion)
Varilla perimental enrollada a tension
FIGURA B.3.6 Uni6n para tuberia de concreto reforzado
Accesorios Los accesorios utilizados deben ser adecuados para e1 mismo rango de presiones de trabajo que 1a tuberia con la cua1 se insta Ian. Actualmente, por 10 general se utiliza una sola clase de ac cesorios de hierro fundido para tuberias de diametro de 75 a 300 mm (3 a 12 pulgadas) y que permiten presiones de trabajo hasta de 1723 kPa (250 psi). Los accesorios de hierro fundi do (codos y tes) se utilizan con tuberias de asbesto cemento, ya que tienen campanas diseliadas para utilizarse con las uniones tipo empa quetadura de asbesto cemento. Los accesorios tanto en hierro fundido como en acero que se utilicen para redes subterraneas de suministro de agua para proteccion contra incendios estan listados por laboratorios de prueba.
El agua es corrosiva para las tuberias y para los accesorios de hierro fundi do, hiero ductil y de acero. La tasa inicial de corro sion para las tuberias de acero puede ser mas rapida que para el hierro fundido 0 ductil, pero despues de varios alios de exposi cion, hay muy poca diferencia. La corrosion extern a de las tuberias de hierro y acero ente rradas, es el resultado directo de complejas reacciones electro quimicas. En suelos que contengan sales metalicas, acidos u otras sustancias, la presencia de humedad promueve la separa ci6n de los iones del hierro del tubo. Hace algunos ailos, cuando se utilizaba la escoria volcanica como material de reHeno de la tuberia se presentaban problemas adicionales. La masa del metal en la superficie de la tuberia se degrada y el tuba se pica o corroe. No se debe instalar tuberias de hierro 0 acero bajo pilas de carbon 0 en rellenos de escoria vo1canica, 0 donde pue den penetrar el suelo acidos, a1calis, salmueras 0 sustancias si milares. Las comentes electric as parasitas provenientes de fuentes externas pueden a1canzar y propagarse por las tuberias enterra das hasta los sitios en que la resistencia del terreno sea menor que 1a de 1a tuberia, presentimdose ionizacion en los puntos donde 1a coniente se desprende de la tuberia, produciendo un efecto similar al de 1a corrosion del suelo. Cuando exista la po sibilidad de que se presenten corrientes electricas panisitas, se debe determinar su a1cance y origen mediante amilisis tecnicos del suelo. 8i las corrientes parasitas no se pueden eliminar 0 desviar, la tuberia se podra proteger siempre y cuando no haya sufrido corrosion grave, interconectando todas las uniones y proporcionando conexiones metalicas de baja resistencia co nectadas directamente a tierra. En conducciones de agua. 8e utilizan frecuentemente los metodos catodicos para la protecci6n externa de tuberias de hie rro y de acero. La proteccion catodica es una tecnica que ap1ica 1a corriente electric a directa proveniente de unanodo galvanico a la tuberia enterrada. En muchos casos, la proteccion catOdica es mas economica que el revestimiento interior y el recubri miento exterior. Las tuberias de hierro fundido 0 hierro ductil que se utilicen en sistemas para suministro de agua deben estar
8-42
SECCION 8 •
Supresi6n a base de agua
revestidas interionnente con cementa de acuerdo con las nor mas de laAWWA. Aunque la infonnacion anterior se refiere a la corrosion extema, una de las preocupaciones mas recientes asociada con las tuberias metalicas es la corrosion por influen cia microbiologica (CIM 0 MIC, por sus siglas en Ingles). (Vease la discusion referente al estado intemo de los sistemas de tuberias presentado en la Secci6n 8, del Capitulo 17, "Cuidado y Mantenimiento de Sistemas de Extincion a Base de Agua".) Es necesario que el revestimiento intemo sea liso, para re ducir al minimo la perdida en la capacidad de conducci6n. Las tuberias enterradas requieren de un recubrimiento de protecci6n contra la corrosion del suelo. EI recubrimiento exterior se puede aplicar en el campo sl se desea, pero esto es pnictico so lamente en gran des obras. Las tuberias expuestas se deben pin tar 0 proteger de alguna manera dependiendo de 10 que se requiera segun las condiciones atmosfericas. Las tuercas y tor nillos de las conjuntos de uniones enterrados deben estar muy bien recubiertos. Cualquier dana que se presente en los revesti mientos intemos 0 extemos se debe reparar completamente.
AWWA C151/A2l.51-91, American National Standardjor Ductile Iron Pipe, Centrifugallv Cast in Metal Molds or Sand-Lined Molds,for Water or Other Liquids AWWA C200-86, Standard/or Steel Water Pipe 6 in. and Larger AWWA C203-86, Standardfor Coal-Tar Protective Coatings and Lin ingsfor Steel Water Pipelines-Enamel and Tape-Hot Applied AWWA C205-89, Standardfor Cement-Mortar Protective Lining and Coatingfor Steel Water Pipe--4 in. and Larger--Shop Applied AWWA C206-91, Standardjor Field Welding ofSteel Water Pipe AWWA C207-94, Standardjor Steel Pipe Flanges for Watern'orks Service--Sizes 4 in. through 144 in. (100 mm through 3600mm) AWWA C300-89, Standardjor Reinforced Concrete Pressure Pipe--- Steel Cylinder Type, for Water and Other Liquids AWWA C30 1-84, Standardfor Prestressed Concrete Pressure Pipe· Steel Cylinder Type, for Water and Other Liquid~ AWWA C302-87, Standardjor Reinforced Concrete Pressure Pipe Noncylinder Type,for Water and Other Liquids AWWA C303-87, Standardj()r Reinforced Concrete Pressure Pipe Steel Cylinder Type, Pretensioned,for Water and Other Liquids AWWA C400-80/{R86), Standardfor Asbestos Cement Distribution Pipe 4 in. through 16 in. NPS for Water and Other LiqUids AWWA C40 l-83/{R86), Standard Practice for the Selection ofAs bestos Cement Distriburion Pipe; 4 in. through J6 in. for Water and Other LiqUids AWWA C500-93, Standardjor Gate Valves 3 in. through 48 in. NPS BIBLIOGRAFIA for Water and Sewage Svstems Referencias citadas AWWA C502-94, Standardfi>r Dry Barrel Fire Hydrants AWWA C503-88, Standardjhr Wet Barrel Fire Hydrants 1. OSHA 306, Asbestos Standard for the Construction Industry,
AWWA C51 0-92, Standardfor Double Check Valve Backjlow Occupational Safety and Health Administration, Washington,
Prevention Assembly DC, 1995.
AWWA C51l-92, Standardfor Reduced-Pressure Principle Backjlow Prevention Assembly C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA AWWA C600-93, Standardfor Installation ofDuctile-Iron Water La referencia a los siguientes c6digos, normas y practicas recomendadas lvlains and Appurtenances AWWA C603-90, Standardfor Installation ofAsbestos Cement Pres de la NFPA proporcionanin informaci6n adicional sobre la adminis sure Pipe traci6n y las operaciones el departamento de bomberos.(Consulte la ul AWWA C703-86, Standardfor Cold Water Meters-Fire Service Type tima versi6n del Camlogo de la NFPA para conocer la disponibiJidad de AWWA C900-89, Standardfor Po(winyl Chloride (PVC) Pressure los siguientes documentos.) Pipe. 4 in. through 12 in. for Water Distribution NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems AWWAM6 (30006)-86, Water Meters-8election, Installation, Test NFPA 20, Standardfor the Installation ofStationary Pumps for Fire ing, and Maintenance Protection AWWAM9 (30009)-95, Concrete Pressure Pipe NFPA 24, Standardfor the Installation ofPrivate Fire Service Mains AWWAMll (30011)-89, Steel Water Pipe-Design and Installation and Their Appurtenances A WWA M14 (30014)-90, Recommended Practice for Backjlow Pre NFPA 25, Standardfor the Inspection, Testing, and Maintenance of vention and Cross-Connection Control Water-Based Fire Protection Systems A"VWA M17 (30017)-88,Installation. Field Testing, and Mainte NFPA 291, Recommended Practice for Fire Flow Testing and Mark nance ofFire Hydrants ing ofHydrants AWWA M23 (30023)-80, PVC Pipe
Otros C6digos, Normas y Manuales ASTM, D3139, Standard Specification for Joints for Plastic Pressure Pipes Using Flexible Elastomatic Seals, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA.
Lo siguiente fue publicado por: American Water Works Association, 666W. Quincy Avenue, Denver, Co 80235.
Lo siglliente file pubUcado por Underwriters Laboratories of Canada, 7 Crouse Road, Scarborough, Ontario. ULC C-312, Check Valves for Fire Protection Service, 1981 ULC C-789, Indicator Postsjor Fire Protection, 1975 ULC S-520, Fire Hydrants, 1991
Lo siguiente fue pllblicatio porUnderwriters Laboratories Inc.,333
AWWA CI04/A21.4-90, American National Standardfor Cement Pfingsten Road, Northbrooke. IL 60062. Mortar Liningfor Ductile-Iron Pipe and Fittingsfor Water UL 107, Asbestos Cement Pipe and Couplings AWWA CIlO/A21.10-93, American National Standardfor Ductile UL 194, Gasketed Jointsfor Ductile-Iron and Gray-Iron Pressure Iron and Gray-Iron Fittings, 3 in. through 48 in., for Water and Pipe and Fittings, for Fire Protection Service Other LiqUids UL 246, Hydrants for Fire Protection Service AWWA C 1111A2l. 11-90, American National Standard for Rubber GL 262, Gate Valves for Fire Protection Service Gasket Joints for Ductile-Iron and Gray-Iron Pressure Pipe and GL 312, Check Valves for Fire Protection Service Fittings GL 385, Play Pipes for Water Supply Testing in Fire Protection Service AWWA C1501A21.50-91, American National Standard for the Thick UL 753, Alarm Accessories for Automatic Water Supply Control ness Design ofDuctile-Iron Pipe Valves for Fire Protection Service GL 789, Indicator Posts for Fire Protection Servic
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Revisado por
Lawrence J. Wenzel
FACTORES QUE AFECTAN EL
DISENO DEL ABASTECIMIENTO
PUBLICO DE AGUA
La mayoria de los sistemas publicos de abastecimiento de agua que prestan servicio a una cantidad sustancial de clientes estan, y deben estar, disefiados para un proposito doble: (l) Suminis trar agua para las demandas domesticas normales, por ejemplo, el agua para beber y para propositos sanitarios, al iguaJ que para usos de procesamiento e industriales y (2) para proveer agua para propositos de emergencia. Esto incluye el abastecirniento para el uso por parte del cuerpo de bomberos, por ejemplo, a tra yeS de los hidrantes y para los sistemas fijos y automaticos de supresion, tales como Jos rociadores autorruiticos y los sistemas de tuberias verticales. Al evaluar estos objetivos, se deben tener en cuenta la va riedad de riesgos que se encuentran en la mayoria de las comu nidades y Ja necesidad de planear pensando en el crecimiento futuro. En algunas ciudades, puede existir una demanda indus trial muy alta. Al mismo tiempo, las demandas para el uso in dustrial y el riego de prados pueden afectar la capacidad requerida del sistema. La suficiencia del acueducto publico para la proteccion contra incendios no se puede dar por sentada y se deben determinar las otras demandas para estimar sus efectos sobre la capacidad del sistema. Los acueductos publicos tambien deben ser fiables. Ya que la ocurrencia de un incendio no debe afectar las demandas do mesticas, el acueducto debe estar disenado para cumplir con las tasas de demanda sirnultaneas para ambos propositos. Ademas, algunas partes del sistema de bombeo 0 de distribucion pueden estar fuera de servicio debido a una averia 0 al mantenirniento programado, as! que las consecuencias de estas interrupciones deb en examinarse para su aceptabilidad cuando se esta eva luando la fiabilidad del sistema. Al evaluar la fiabilidad, otro factor que se debe tener en cuenta es la capacidad del sistema para suministrar cantidades de agua cada vez mayores en periodos pico que pueden durar solo un tiempo relativamente corto. Por ejemplo, las comunidades frente al mar en climas del norte, tales como las areas en Cape Cod, Massachussets, tendrtin una demanda estacional mas alta
Lawrence 1. Wenzel, P.E., es un ingeniero que pertenece a las direc tivas de Hughes Associates, Inc; en Baltimore, Maryland.
que empieza cada ano el Dia de Conmemoracion de los Caidos y termina alrededor del Dfa del Trabajo. El incremento en la de manda debido ala afluencia de personas tiene un efecto definitivo sobre la capacidad del sistema para suministrar agua en el mo mento de una emergencia. En cualquier evaluacion se debe tener en cuenta la capacidad del sistema para proporcionar un caudal de agua contra incendios durante las temporadas de consumo pico.
REQUISITOS DEL AGUA
Demandas para Propositos Domesticos Para determinar las demandas domestic as sobre un abasteci miento publico de agua, es necesario concentrarse en las varia ciones en el consumo de agua con respecto a la temporada del ano, el dia de la semana y hasta la hora del dia. Obviamente, a medida que en un determinado sistema se utiliza mas agua para el consumo normal, queda menos agua para la proteccion con tra incendios. Las demandas del consumo normal por 10 general se expresan en los siguientes terminos: • EI promedio de la cantidad total de agua que se usa diaria mente durante un perfodo de I ano. • La demanda diaria maxima 0 la cantidad total maxima de agua utilizada durante cualquier periodo de 24 horas en un periodo de 3 anos. Las situaciones inusuales que pueden haber provocado un usa excesivo de agua, como el Henar nuevamente un reservorio luego de su limpieza, no se deben tener en cuenta al determinar esta cifra. • La demanda pico por hora 0 la cantidad maxima de agna utilizada a una hora determinada del d!a. Un in forme conjunto de los comites de la American Society of Civil Engineers, la American Water Works Association (AWWA) y otras organizaciones sugirio que la demanda maxima del servicio general sobre un sistema de una planta de agua po table se asuma como la demanda pica por hora durante un ano de prueba. l El informe senalo que esta cifra era la unica cifra que podia compararse equitativamente con el requisito del caudal de agua contra incendios maximo. La demanda diaria maxima puede estimarse como 1,5 veces el consumo diario promedio si no se conoce la demanda maxima real. La tasa pico por hora normalmente varia de 2 a 4 veces la
8-43
8-44
SECCION 8
•
Supresi6n a base de agua
tasa normal por hora. El efecto que estas tasas de consumo va riables tienen sobre la capacidad del sistema para suministrar los caudales de agua contra incendios requeridos varia de acuerdo can el diseno del sistema. Tanto el consumo diario maximo eomo el consumo pico por hora se deben tener en cuenta para garanti zar que los suministros y presiones del agua, no alcancen niveles peligrosamente bajos durante estos periodos y que el agua dis ponible sea adecuada si se presenta un incendio.
Requisitos del Agua para Combatir Incendios Los requisitos del agua para combatir incendios incluyen el cau dal de flujo, la presion residual requerida para ese flujo y la can tidad total requerida. La American Water Works Association define el caudal de agua contra incendios como "la tasa de flujo de agua, a una presion residual de 20 psi y para una duracion es pecificada la cual es necesaria para controlar un incendio im portante en una estructura especifica.,,2
CALCULO DE LAS TASAS DEL CAUDAL DE AGUA CONTRA INCENDIOS
generalizado. El metodo ISO tiene en cuenta la construccion del edificio, la ocupacion, los edificios expuestos adyacentes y los medios de comunicacion entre los edificios. La formula basica en e1 programa es:
NFFj
=
(CJ (OJ(X + P) i
donde
NFF; caudal de agua contra incendios necesario (NFF) en L por min (gal/min) un factor de constTUccion que depende de la construc cion de la estructura bajo consideracion 0;= un factor de ocupacion que depende de la combustibi lidad de la ocupacion (X + P) ; un factor de exposicion que depende de la exten sion de la exposicion desde y hasta las estructuras adya centes Los subindices en la formula indican que, cuando las par tes de un edificio tienen caracteristicas que difieren, un factor puede ser ca1culado para cada seccion y multiplicarse por el por centaje que representa del area efectiva para obtener un factor con un valor. El factor con un valor Ci no debe ser inferior al fac tor individual requerido para cualquier secci6n individuaL
El caudal requerido para las propiedades protegidas por rocia dores automaticos esta basado en el disefio del sistema de ro ciadores segun 10 requerido por la NFPA 13, Norma para la Instalacion de Sistemas de Rociadores Automaticos (nombrada de ahora en adelante como NFPA 13). (Consulte tambien la NFPA 13R, Norma para la Instalacion de Sistemas de Rociado res en Ocupaciones Residenciales de hasta Cuatro Pisos de Al tura, y la NFPA 13D, Norma para la Instalacion de Sistemas de Rociadores en Unidades de Vivienda Unifamiliares y Bifamilia res y Viviendas M6viles.) El flujo requerido es el del sistema de rociadores mas el chorro de manguera esperado 0 los requisitos para combatir el fuego manual mente. Existen varios metodos que se utilizan actualmente para calcular los caudales requeridos de agua para las propiedades que no tienen rodadores. Estos incluyen:
Factor de Construcci6n. El factor de construccion, C;, se cal cula mediante la siguiente formula:
• El metodo de la Insurance Services Office (ISO) • EI metoda de la Iowa State University (ISU) • El metoda del Illinois Institute o/Technology Research In stitute
El area efectiva del edificio es el area total en metros cua drados (pies2) del piso de mayor tamano mas:
Metodo de la Insurance Services Office (ISO) Uno de los metodos ntas completos y mas ampliamente reco mendados para calcular los requisitos del caudal de agua contra incendios se encuentra en el Fire Supresion Rating Schedule de laInsurance Services Office ·S.3 Este ofrece una guia para calcu lar los requisitos del caudal de agua contra incendios para es tructuras especificas y fue diseiiado para los propositos de clasificacion de las aseguradoras. Normalmente, los caudales determinados mediante este metodo se eonsideran como una buena estimacion, y como resul tado, el metodo ISO Hene un uso
donde F
coeficiente re1acionado con la c1ase de construccion 1,5 para la construcdon clase 1 (estTUctura) = 1,0 para la construccion clase 2 (mamposteria con vigas) 0,8 para la construccion clase 3 (incombustible) 0 cons truccion clase 4 (mamposterfa, incombustible) 0,6 para la construccion c1ase 5 (resistente al fuego mo dificada) 0 construccion clase 6 (resistente al fuego) Ai area efectiva del edificio =
=
• Para las construcciones c1ase I a 4, el 50 por ciento de todos los otros pisos • Para las construcciones clases 5 y 6, el 25 por ciento del area que no supera los otros dos pisos de mayor tamano cuando todas las aberturas verticales tienen una proteccion con resistencia al fuego de por 10 menos 1Y2 horas, 0 el 50 por dento del area que no supere otros ocho pisos cuando las aberturas vertic ales no tienen proteccion 0 tienen una proteccion inferior a 1~2 horas El valor de C j no debe ser inferior a 1893 Llmin (500 gpm) ni superior a 30 280 Llmin i 8000 gpm) para las construcciones clase I y 2, y 22 710 Llmin (6000 gpm) para las construcciones clase y 6 0 para cualquier edificio unico de un solo piso,
CAPiTULO 4
•
Requisitos del suministro de agua para los sistemas publicos de abastecimiento
sin importar su construccion.
donde
Factor de Ocupaci6n. El factor de ocupacion, a" refleja la combustibilidad de la ocupaci6n en el caudal de agua contra in cendios necesario y se determina a partir de la clase de combus tibilidad de la ocupacion. Los factores de la ocupaci6n pueden encontrarse en la Tabla 8.4.1. Las ocupaciones tipicas y su cla sificacion pueden encontrarse en la Tabla 8.4.2. Para obtener in formacion mas detallada acerca de la clasificacion de las ocupaciones, ver la NFPA 10]®, C6digo de Seguridad Humana@. Factores de Exposicion y Comunicacion [(X = P}j)' Los fac tores de exposicion y comunicacion se deterrninan como 11
(X + P);
8-45
= 1 + LXi + If
n
numero de lados del edificio en cuestion = un valor maximo de 1,75
(X + P)j
TABLA 8.4.1 Factores de ocupaci6n
Clase de combustibilidad de la ocupacion CCC C C-
1 (Incombustible) 2 (de Combustion limitada) 3 (Combustible) 4 (De combustion libre) 3 (De combustion rapida)
Factor de ocupacion (0;)
0,75 0,85 1,00 1,15 1,2
jcx;g
TABLA 8.4.2 Clasificaci6n de las ocupaciones
C-1 (Sin combustible)
C-4 (De combustion
Almacenamiento de productos de acero 0 concreto sin empacar
Hangares para aeronaves, con 0 sin mantenimiento/ reparacion Fabricacion de ropa Auditorios Hlbricas de cerveza Ventas y almacenamiento de materiales de construccion Desmotadoras de algodon Procesamiento de alimentos Estaciones y terminales de transporte Muebles nuevos 0 usados Recubrimiento 0 acabado metalico Ventas y almacenamiento de papel y productos de papel Fabricacion de productos de papel Talleres de impresion e industrias similares Fabricacion de productos de caucho Teatros distintos a los teatros de cine Depositos Ventas y almacenamiento de productos de madera Industrias de carpinteria
C-2 (Combustible Limitado) Apartamentos Fabricacion de ceramica Iglesias Fabricacion de productos de concreto Palacios de justicia Dormitorios Hospitales Hoteles Fabricacion de productos de metal Industrias de Metales (Primarios) Moteles Oficinas Estacionamientos Escuelas C-3 (Combustibles) Edificios de parques de diversiones, incluyendo las salas de juegos y videojuegos Venta y revision de automoviles Panaderia y reposteria Procesamiento de lacteos Tiendas por departamentos Tiendas de descuentos Venta, servicio 0 almacenamiento de alimentos y bebidas Venta 0 almacenamiento de mercancia en general Ferreteria, incluyendo accesorios y suministros electricos Procesamiento de cuero Teatros de cine Venta al detal y almacenamiento de medicamentos Talleres de reparacion 0 mantenimiento Embotellamiento de bebidas no alcoh6licas S upermercados Procesamiento de tabaco Edificios vacios
C-5 (De combusti6n rapida) Molinos de cereales 0 harina Fabricacion de productos qulmicos Venta y almacenamiento de productos quimicos Venta y almacenamiento de materiales de limpieza y para tefiir Destilerias Procesamiento de carnes 0 aves de corral Venta y almacenamiento de pintura Venta y almacenamiento de plasticos 0 productos de plastico Venta y almacenamiento de trapos Fabricacion de textiles Fabricaci6n de productos textiles, excepto ropa Talleres de tapiceria Venta y almacenamiento de deshechos y materiales recuperados
8-46
SECCION 8
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Supresion a base de agua
El factor de exposici6n, Xi' refleja la necesidad de contar con una cantidad adicional de agua para reducir la exposici6n de los edificios adyacentes. La construcci6n del muro expuesto del edificio, depende de la distancia de separaci6n y de un valor de longitud y altura, es decir, la longitud del muro expuesto en me tros (pies) multiplicada por la altura en pisos. Los valores pue den obtenerse a partir de la Tabla 8.4.3. El factor de comunicaci6n, Pi' refleja la propagaci6n poten cial del fuego a traves de pasadizos de comunicacion abiertos 0 encerrados entre los edificios y se extrae de la Tabla 8.4.4. Cuando existe mis de una conexion, s610 se utiliza aquclla con el factor mas grande. Cuando no hay aberturas, Pi O.
• Para edificios con un techo de madera, sume 1893 Llmin (500 gpm). • El caudal necesario no debe ser superior a 45 420 Llmin (12000 gpm) ni inferior a 1893 Llmin(500 gpm). Laraz6n practica de estas cifras es que es poco probable que los me todos manuales para combatir incendios que utilizan cho rros de manguera y aparatos para chorros grandes requieran un abastecimiento mayor, teniendo en cuenta la disposicion general de los edificios )- la disponibilidad de los hidrantes. • Para edificios de vivienda, utiliee el NFF ca1culado hasta un maximo de 13 248 L (3500 gpm). • Para agrupamientos de viviendas unifamiliares yviviendas bifamiliares pequefias con una altura maxima de dos pisos, se puede utilizar el caudal de agua contra incendios reque rido que aparece en la Tabla 8.4.5.
Caudal Necesario del Agua contra Incendios (NFF). EI cau dal necesario del agua contra incendios se caleula mediante la formula presentada anteriormente y con los factores anterior mente meneionados. EI NFF ca1culado eon la formula debe re dondearse hasta los 946 Llmin (250 gpm) mas eereanos para los caudales por debajo de 9463 Llmin (2500 gpm) y hasta los 1893 Llmin (500 gpm) para los caudales superiores y luego, ajustarse mediante 10 siguiente:
Metoda de la Iowa State University (ISU) EI metodo de la Iowa State University4 es otm metodo comun utilizado para determinar los caudales de flujo de agua para combatir incendios. Este utiliza un enfoque mas teorico y esta
TABLA 8.4.3 Factores para la exposici6n, Xii Clases de construcci6n del muro de enfrente del edificio en cuesti6n Construcci6n del Muro Frontal del Edificio en Cuesti6n
Distancia (pies) hasta el Edificio
Estructura, metal 0 mamposteria con aberturas
0-10
EXnllAf'ltn
1,3
Aberturas sin Protecci6n
Aberturas Semiprotegidas (vidrio reforzado 0 rociadores exteriores abiertos
1-100 101-200 201-300 301-400 Mas de 400 1-100 101-200 201-300 301-400 Mas de 400 1-100 101-200 201-300 301-400 Mas de 400 1-100 101-200 201-300 301-400 Mas de 400
0,22 0,23 0,24 0,25 0,25 0,17 0,18 0,19 0,20 0,20 0,12 0,13 0,14 0,15 0,15 0,08 0,08 0,09 0,10 0,10
0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,15 0,16 0,18 0,19 0,19 0,10 0,11 0,13 0,14 0,15 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10
0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,11 0,12 0,14 0,15 0,15 0,07 0,08 0,10 0,11 0,12 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08
11-30
31--60
61-100
Muro liso de mamposteria
r
2,4,5, y6
Longitud altura del muro frontal del edificio en cuesti6n
Muro liso
° °° ° °° 0
0
0 0 0
° ° °° °° ° 0
0
EI muro frontal del edificio expuesto es mas alto que el edificio en cuesti6n. Utilice la tabla anterior, excepto que uti lice unicamente la longitud altura del muro frontal del edificio expuesto por encima de la altura del muro frontal del edificio en cuesti6n. Los edificios con una altura de cinco pisos 0 mas se deben considerar como de cinco pisos. Cuando la altura del muro frontal del edificio expuesto es igual 0 inferior a la altura del muro frontal del edificio en cuesti6n, ~ = 0.
Nota: Para Unidades Sl: 1 pie 0,305 m.
Fuente: Insurance Services Office© 1980.
CAPiTULO 4
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8-47
Requisitos del suministro de agua para los sistemas publicos de abastecimiento
TABLA 8.4.4 Factores para las comunicaciones, Pi Comunicaciones resistentes al fuego, incombustibles 0 que arden lentamente Encerrada
Abierta Descripcion de la proteccion 10 pies de las aberturas en los 0 Cualquier pasadizos menos Sin protecci6n Puerta cortafuego sencilla Clase A en un extremo del pasadizo Puerta cortafuego sencilla Clase B en un extremo del pasadizo Puerta cortafuego sencilla Clase A en cada extremo 0 puertas cortafuego dobles Clase A en un extremo del pasadizo Puerta cortafuego sencilla Clase B en cada extremo o puertas cortafuego dobles Clase B en un extremo del pasadizo
Comunicaciones con construccion combustible
b
Abierta
Encerrada 11 pies 21 pies 10 pies 0 a20
11 pies a20
21 pies
10 pies 11 pies 21 pies 0 a20
b
b
0 0
0,20
0,30 0,10
0,20 0
0,30 0,20
0,20 0,15
0,10 0
0,30
0,20
0,30 0,10
0
0,30
0,20
0,10
0,25
0,20
0,10
0,35
0,25
0,15
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0,10
0,05
0
0
0
0
0,15
0,10
0
"Para mas de 50 pies, Pi '" O. bpara los pasadizos sin protecci6n con esta longitud, considere los dos edificios como una divisi6n contra incendios sencilia. Nota: Cuando una pared medianera tiene aberturas de comunicaci6n protegidas mediante una puerta cortafuego sencilla automatica 0 autocerrante Clase S, esta califica como una pared divisora (definida en mayor detalle en ellSO Gomerciat Fire Rating Schedule) para las reducciones de area. Nota: Cuando las comunicaciones estan protegidas mediante una cortina de agua reconocida, el valor de Pi es 0, Nota: Para unidades SI: 1 pie = 0,305 m.
bas ado en la cantidad de agua necesaria para ago tar el oxi geno en un area confinada cuando el agua se convierte en vapor por el calor del fuego. Las pruebas realizadas por la uni versidad indican que la mejor forma de controlar un incendio es aplicar el agua necesaria para agotar el oxigeno dentro de un tiempo de 30 s. El flujo requerido en gpm esta dado como:
TABLA 8.4.5 Caudales de agua contra incendios para grupos de viviendas
Distancias de la exposici6n
Caudal de agua contra incendios requerido
m Mas de 100 31-100 11-30 100 menos
30,5 9,5-30,5 3,4-9,2 3,10 menos
Umin 500 750-1000 1000 1500
1893 2839-3785 3785 5678
Flujo requerido 100 donde Ves el volumen encerrado en pies cubicos.(Para unida des Sl: 1 gpm = 3,785 Umin; 1 pie3 0,0283 m3). Este metodo es unico en el sentido de que no tiene en cuenta el riesgo de la ocupacion, solo el volumen del edificio que debe llenarse con vapor de agua. Debido a las deficiencias en la aplicacion de agua, algunos expertos piensan que la tasa debe ser de 7,6 a 15 Ll2,8 m3 (de 2 a 4 gal por 100 pies 3 ) del volumen del edificio en lugar de los 3,785 Ll2,8 m3 (1 gal por 1003) en la formula. Otras variaciones incluyen cambiar el valor en el denominador de acuerdo con el riesgo de la ocupacion. Esta formula ha sido utilizada durante treinta aiios aproxi madamente y su aplicaci6n es extremadamente sencilla. Para la mayoria de los edificios, se debe utilizar el volumen total de la estructura, incluyendo el volumen de los sotanos, Micos, espa cios vanos y otros espacios ocultos. Para grupos de edificios, se debe utilizar el caudal de flujo mas grande.
8-48
SECCION 8
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Supresi6n a base de agua
Metodo de investigaci6n del Illinois Institute of Technology
Duraci6n del Caudal de Agua contra Incendios
El metoda del Illinois Institute o.fTechnology estaba basado en un estudio de 134 incendios en el area de Chicago. Los resulta dos del estudio fueron utilizados con un amilisis de regresi6n para desarrollar formulas del caudal de agua contra incendios basadas en el area del edificio. La tasa del caudal de agua con tra incendios esta basada en una de las siguientes formulas:
La cantidad de horas durante las cuales el caudal de agua contra incendios requerido debe estar disponible varia entre 2 y 10 hr, seglin 10 indicado en la Tabla 8.4.6. Se debe tener en cuenta que muchas autoridades encargadas del suministro de agua, estable cen un limite superior de 2 a 4 horas para la duracion del sumi nistro de agua contra incendios por razones de economia.
Evaluaci6n de la Capacidad del Sistema
Caudal para ocupaciones residenciales 9 x 1O-5A2 + 50 X 10-2 A Caudal para otras ocupaciones - 1,3 x 1O-5A2 + 42 x 10-2 A donde A es el area del incendio en pies cuadrados. (Para unidades Sl: 1 pie2 0,0929 m 2)
OTRAS CONSIDERACIONES
SOBRE EL CAUDAL
Sin importar el metoda utilizado para determinar el caudal de flujo, el caudal de agua contra incendios requerido debe estar disponible simulhineamente con el consumo a la tasa diaria maxima. Al evaluar el caudal requerido para la proteccion del pu blico en general, tanto AWWA como ISO sugieren que 13 248 L (3500 gpm) es el limite superior que se debe proporcionar y que las instalaciones gran des 0 aquellas con riesgos severos que ne cesitan caudales de flujo de hasta 45420 Llmin (12 000 gpm) sean analizadas individualmente para determinar el caudal de flujo requerido. Existen incendios en que se utilizan cantidades de agua su periores al caudal requerido de agua contra incendios. Los abas tecimientos de agua de 189 250 Llmin (50 000 gpm) 0 superiores han sido utilizados para la supresion del fuego, pero el diseno de sistemas que sean capaces de descargar eaudales de esta magnitud no es rentable ni practico.
La capacidad de un acueducto esta determinada por la cantidad total de agua que este debe suministrar. Esto equivale a la suma del agua requerida para los LlSOS domesticos 0 industriales y el agua requerida para el cuerpo de bomberos. En los pueblos pe quefios, los requisitos para la proteccion contra incendios casi siempre superan los otros requisitos. La AWWA recomienda que la tasa utilizada sea la tasa pico por hora 0 la tasa diaria maxima mas el caudal de agua contra in cendios, la que sea mayor. En la mayoria de las ciudades gran des, la tasa pica por hora mpera la tasa de consumo diario maximo mas el caudal de agua contra incendios yes, por 10 tanto, el factor determinante en el disefio de un sistema de abas tecimiento. Sin embargo, en las comunidades mas pequefias, su eede 10 contrario y la tasa de consumo diario maximo mas el caudal contra incendios es el factor determinante. Desde hace muchos ailos, en la mayoria de los municipios el consumo de agua se ha ido incrementando, 10 que ha generado un aumento en las tasas pico por hora. Por consiguiente, ha aumentado la cantidad de municipios en los que la tasa pieo por hora controla los disefios del sistema de abastecimiento. Sin embargo, no existe ninguna garantia de que un incendio no ocurrira en la hora pico y algunos expertos reeomiendan que la capacidad del sis tema sea suficiente para cumplir con la tasa pico por hora mas la tasa del caudal de agua contra incendios. Los caudales de agua contra incendios son un aspecto muy importante que se debe tener en cuenta en todas las areas a las que presta servicio el sistema de distribucion y, en muchos casos, estos rigen el tamano de los tubos utilizados en estas ubi-
TABLA 8.4.6 Duraci6n del caudal de agua contra incendios requerido Caudal de agua contra incendios requerido Llmin
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 3000 3500 4000
3785 4731 5678 6624 7570 8516 9463 11355 13248 15140
1,44 1,80 2,16 2,52 2,88 3,24 3,60 4,32 5,04 5,76
Millones de litros dias
Horas de duraci6n
5,45 6,81 8,18 9,54 10,90 12,26 13,63 16,35 19,08 21,80
2 2 2 2 2 2 2 3 3 4
Caudal de agua contra incendios requerido gpm
4500 5000 5500 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000
Llmin
Millones de galiones per dfa
Millones de litros per dfas
Heras de duraci6n
17033 18925 20818 22710 26495 30280 34065 37850 41635 45420
6,48 7,20 7,92 8,64 10,08 11,52 12,96 14,40 15,84 17,28
24,53 27,25 29,99 32,71 38,16 43,61 49,06 54,51 59,96 65,41
4 5 5 6 7 8 9 10 10 1
CAPITULO 4
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Requisitos del suministro de agua para los sistemas ptlblicos de abastecimiento
caciones. En todos los sistemas, el suministro debe ser suficiente para abastecer el sistema de rociadores automaticos y otros sis temas automaticos de supresi6n de incendios a base de agua, ademas de las otras tasas de demanda impuestas sobre el sis tema. Por ejemplo, muchas ciudades pequenas y pueblos gran des restringen el riego de los prados en los meses de verano a periodos especificados, normalmente de dos a cuatro horas du rante la noche. En muchos sistemas de abastecimiento de agua, las tasas de demanda impuestas por el riego de los prados son excesivas, agotando las instalaciones de almacenamiento y re duciendo la presi6n en la totalidad del sistema durante muchas horas. En tales situaciones, habra muy poca agua 0 no habra agua disponible para los sistemas de supresion de incendios, particularmente en los sitios mas altos.
CARACTERISTICAS DE PRESION
DE LOS SISTEMAS
Las presiones para las cualcs normalmentc se disefian los siste mas son el resultado dc intentos pnicticos para suministrar las presiones adecuadas tanto para el consumo domestico como para el consumo quc se requiere para la protecci6n contra in cendios. Si se requieren rangos especiales de presion para cual quiera de estos consumos, existen materiales y metodos de disefio disponibles que permitiran obtener casi cualquier rango que se desee. Por ejemplo, la ciudad de San Francisco tiene un sistema independiente, designado como el "sistema de alta presion," el cual es controlado por el cuerpo de bomberos. Toda la tuberia es de hierro fundido grueso, esta recubierta y revestida con brea, es sometida a pruebas durante la instalacion y se repara a 3103 kPa (450 psi). Dos estaciones de bombas accionadas por vapor pue den bombear agua desde la bahia de San Francisco hasta el in terior del sistema y se pueden enviar 75 700 Llmin (20 000 gpm) a 1724 kPa (250 psi) a la mayoria del distrito comercial mas im portante. San Francisco cuenta con este sistema, principalmente porque un terremoto puede hacer que el acueducto publico nor mal quede fuera de servicio. Unas pocas ciudades mas tienen sistemas similares de alta presion. Las autobombas modernas del cuerpo de bomberos produ cen chorros pesados y altas presiones que pueden obtenerse de los acueductos normales cuando se provee un volumen ade cuado. Las ciudades que anteriormente tenian sistemas inde pendientes de tuberias principales para combatir el fuego las cuales operaban a presiones elevadas, ahora las mantienen a pre siones normales para los acueductos. El segundo sistema toda via tiene una ventaja, porque aun si dicho sistema no esta a alta presion, sigue estando disponible y se convierte en una fuente importante de "volumen." Los sistemas de acueductos publicos reflejan un compro miso con respecto a las presiones. Las presiones dentro del range de 448 a 552 kPa (65 a 80 psi) son comunes. Este rango, el cual es adecuado para el consumo normal en edificios de hasta diez pisos, proporciona un buen abastecimiento de agua para los sistemas de rociadores automaticos en los edificios de aproxi madamente cuatro pis os, en los cuales las ocupaciones esmn cla
8-49
sificadas como "ordinarias." Cuando existen presiones de este orden, es razonablemente facil compensar las fluctuaciones lo cales en las corrientes de agua. Debido al incremento en el costa de la energfa, se debe hacer un analisis minucioso sobre la presi6n del agua que debe ser suministrada pOI los sistemas. Una reduccion en la presi6n del agua reducira sustancialmente los costos de bombeo. Sin embargo, antes de hacer una reduccion general, se debe realizar un estudio sobre los etectos que esto puede tener en los rocia dores y los otros sistemas fijos de supresion de incendios. Si se planea reducir la presion, es imperativo que el sistema siga te niendo la capacidad de cumplir con las tasas de demanda anti cipadas 0 se deben tomar algunas medidas para disminuir las tasas de demanda hasta un punto en que se encuentren dentro de la capacidad del sistema. Se debe mantener una presion residual minima de 138 kPa (20 psi) en los hidrantes que proveen el caudal de agua contra in cendios requerido. Cuando las presiones de los hidrantes son in feriores, las autobombas pueden funcionar pero con dificultad. Cuando los hidrantes estan bien distribuidos y tienen el tamafio y tipo apropiados de manera que en el hidrante y en la linea de succion no exista un exceso de perdidas por fricci6n, es posible determinar que la presion minima sea de 69 kPa (10 psi). Se debe mantener una presion suficiente en el hidrante para evitar que se desarrolle una prcsion negativa en las tuberias principa les de la calle, 10 cual puede provocar el antisifonaje de las aguas contaminadas provenientes de alguna fuente interconectada. La mayoria de los departamentos estatales de salud prohiben la uti lizacion de presiones residuales inferiores a 138 kPa (20 psi). Se puede considerar que hay un exceso de presion en un sistema del acueducto publico cuando esta se aproxima a 1034 kPa (150 psi). Amedida que las presiones aumentan, estas tien den a provocar escapes en la plomeria domestica y se debe pres tar atenci6n especial a la forma en que se fijan las tuberias en e1 suelo. Los tubos y accesorios utilizados en los acueductos pu blicos comunes estan disefiados para presiones de trabajo de 1034 kPa (150 psi), pero trabajar con presiones tan altas no es una buena practica. Las valvulas reductoras de presion pueden uti1izarse en las secciones de un sistema donde las variaciones topograficas generan presiones excesivas. Las tomas individua 1es de agua para los edificios pueden requerir valvulas reducto ras de presion para mantener a niveles seguros la presion de la tuberfa domestica
SISTEMAS PARA
ELEVACIONES MAYORES
Cuando se debe suministrar agua hacia grandes elevaciones, normal mente se cuenta con un sistema independicnte de distri buci6n de agua para la parte elevada de manera que se manten gan presiones razonables. En tales casos, el area elevada debe tener su propia instalacion de almacenamiento de agua y se deben proporcionar bombas para impulsar e1 agua desde otras partes del sistema. Asi mismo, los pisos superiores de un edificio de gran al tura algunas veces tienen tuberias verticales especiales (express
8-50
SECCION 8
•
Supresion a base de agua
risers) para llevar el agua hasta esos pisos superiores. Nonnal mente, las estructuras de gran altura estan divididas en cierta cantidad de zonas de presion y las zonas de mas de doce pisos pueden estar por fuera de los rangos nonnales de presion. En cualquier caso, cada zona de presion debe tener agua en las can tidades necesarias para el uso del sistema de rociadores y el cho rro de manguera. Por 10 general, cada uno de los sistemas es abastecido por una serie de bombas y tanques dispuestos de ma nera que cada zona es alimentada desde la zona que se encuen tra por debajo. Se deben tomar medidas para garantizar que las bombas serm capaces dc fuucionar incluso cuando haya fallas de energia. Para obtener infonnacion onentacion relacionada con los abastecimientos de agua para estructuras de gran altura, consulte la NFPA 13; la NFPA 14, Norma sobre la Instalacion de Siste mas de Tuberfas Verticales. Hidrantes Privados y Mangueras y la NFPA 20, Norma sobre la Instalacion de Bombas Estaciona rias para La Proteccion contra Incendios.
SUFICIENCIA Y FIABILIDAD
DEL ABASTECIMIENTO
La suficiencia de cualquier sistema de abastecimiento de agua puede detenninarse mediante estimaciones de ingenieria. La fuente (es decir, las instalaciones de almacenamiento y el sis tema de distribucion) debe ser suficiente para proveer toda el agua que se pueda requerir para cubrir las necesidades combi nadas de la proteccion contra incendios y domesticas en cual quier momento dado. La disposicion de las instalaciones de suministro y bombeo puede hacer que el abastecimiento no sea adecuado 0 puede afectar su fiabilidad. Nonnalmente, los sistemas de bombeo estan dispuestos de manera que un conjunto de bombas succiona desde pozos 0 desde un rio, lago u otro cuerpo de agua. Si el agua no tiene que ser filtrada, las bombas pueden descargar directamente hacia el interior del sistema de distribucion. Cuando se requiere una fil tracion u otTO tratamiento, las bombas succionan desde la fuente principal 0 desde la fuente de agua cruda y descargan en tanques de decantacion u otras instalaciones y luego en lechos de filtra cion. Despues de que el agua es procesada, esta fluye hacia re servonos de agua limpia desde los cuales, un segundo conjunto de bombas succiona y descarga el agua directamente hacia el in terior del sistema de abastecimiento. Infortunadamente, la faHa de cualquier parte del sistema puede afectar el sistema completo. Al valorar la fiabilidad del mecanismo de abastecimiento, se debe evaluar 10 siguiente: • El rendimiento minimo • La frecuencia y duracion de las sequias • La condici6n de las tomas • La posibilidad de terremotos, inundaciones e incendios fo restales • Las fonnaciones de hielo • La sedimentacion 0 el cambio de direcci6n de los cauces de los rios
• La ausencia de guardias 0 vigilantes, donde son necesarios, para proteger a la instalacion de dafios fisicos Los reservorios que estin fuera de servicio para su limpieza
y 1a interdependeneia de las partes de la planta de agua potable tambien afectan la fiabilidad. La condieion, disposicion y fiabi lidad de las unidades individuales de los equipos de la planta, tales como bombas, motores, generadores, motores electricos, abastecimiento de combustible, instalaciones de transmision electrica y elementos similares, tambien son factores que se deb en tener en cuenta. Las estaciones de bombeo de construc cion combustible pueden ser destruidas por el fuego a menos que esten protegidas por sistemas de roeiadores automaticos. La duplicacion de las umdades de bombeo y de las instala ciones de almacenamiento y la disposicion de las tuberias prin cipales y de los distribuidores, de manera que el agua pueda ser abastecida para cualquier area desde mas de una direcci6n, son medidas que pueden asegurar un funcionamiento continuo. La importancia de tener instalaciones dobles esta representada por la frecuencia de su uso. Muchos servicios publicos disefian sus sistemas de manera que la tasa pico por hora y la tasa del caudal de agua contra incendios requeridas puedan ser abastecidas cuando cualquier bomba 0 secci6n del sistema de distribuci6n se encuentra fuera de servicio. Actualmente, no se puede establecer en tenninos precisos la cantidad de agua necesaria para controlar y extinguir un in cendio en una propiedad dada. Unas mejores bascs de datos sobre experiencias de incendios harlan posible que se hicieran a la medida caudales de agua contra incendios de manera mas es pecifica para las condiciones que se pueden esperar en el mo mento de un incendio. Unos mejores analisis pueden indicar la necesidad de incrementar el caudal de agua contra incendios mas alia de 10 que se requiere en la actualidad 0 tambien puede dar como resultado un diseno de acueducto basado en un equi librio entre el riesgo involucrado y los costos de mantenimiento del acueducto. Una discusi6n detallada de todos los factores que se deben tener en cuenta en el diseno de un sistema de abastecimiento de agua esta mas alIa del aleance de este manual. Una vision gene ral de este tema puede encontrarse en AWWA M24, Dual Water Systems y AWWA M31, Distribution System Requirements for Fire Protection.
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas 1. ASCE, "Fundamental Considerations in Rates and Rate Struc tures for Water and Sewage Works: A Joint Report ofCommit tees of the American Society of Civil Engineers and the Section of Municipal Law of the American Bar Association and of Rep resentatives of the American Water Works Association, National Association of Railroad and Utilities Commissioners, Municipal Finance Officers Association, Federation of Sewage Works As sociation, American Public Works Association, and Investment Bankers Association of America," ASCE Bulletin No.2, Ameri can Society of Civil Engineers, New York, 1951. 2. AWWA M31, Distribution System Requirements for Fire Protec tion, American Water Works Association, Denver, CO, 1989.
CAPiTULO 4
•
Requisitos del suministro de agua para los sistemas publicos de abastecimiento
8-51
No. 266, National Board of Fire Underwriters (now American 3. Fire Suppression Rating Schedule, Insurance Services Office,
Kew York, 1980. Also see
Insurance Service Group), New York] http://www.isomitigation.com/fire73.htm!.
Referenda 4. Iowa State University, Engineering Extension Service, Bulletin No. 18, Water for Fire Fighting, Rate-of-Flow Formula, Iowa Davis, L. W., Rural FireJighting Operations, International Society of State University, 1959. Fire Service Instructors, Ashland, MA, 1986. 5. Shedd, 1. H., Discussion on a paper by William B. Sherman, "Ratio of Pumping Capacity to Maximum Consumption," Jour COdigos, Normas y Pnicticas Recomendadas Nli'PA. nal ofNew England Water Works Association, Vol. 3, 1889, p.I13. La consulta de los siguientes codigos, normas y pnicticas recomendadas 6. Fanning, 1. T., "Distribution Mains and the Fire Service," Pro
de la NFPA proporcionani informacion adicional sobre los requisitos ceedings of the American Water Works Association, Vol. 12,
del abastecimiento de agua para la proteccion contra incendios discuti 1892, p. 61.
dos en este capitulo. (Consulte la ultima version del CataJogo de la 7. Kuichling, E., "The Financial Management of Water Works,"
NFPA para conocer la disponibilidad de las ultimas ediciones de los Transactions of the American Society of Civil Engineers,
siguientes documentos.) Vol. 38, 1897, p. 16.
NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems 8. Freeman, J. R., "The Arrangement of Hydrants and Water Pipes NFPA 13D, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems in One for the Protection of a City against Fire," Journal ofthe New and Two-Family Dwellings and Manufactured Homes England Water Works Association, Vol. 7,1892, p. 49. NFPA 13R, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems in Resi 9. Metcalf, L., Kuichling, E., and Hawley, W. c., "Some Funda dential Occupancies up to and Including Four Stories in Height mental Considerations in the Determination of a Reasonable Re NFPA 14, Standardfor the Installation ofStandpipe, Private Hydrant, turn for Public Fire Hydrant Service," Proceedings of the and Hose Systems American Water Works Association, Vol. 31, 1911, p. 55. NFPA 20, Standardfor tne Installation ofStationary Pumps for Fire 10. Hutson, A. C., "Water Works Requirements for Fire Protection," Protection Journal ofthe American Water Works Association, Vol. 40, Ko.9, 1948, p. 936. [Also reprinted in Special Interest Bulletin
Revisado por Kenneth W. Linder
a hidn'tulica es una sub-aplicacion de la mecanica de flui dos que trata con el flujo de agua. Como se aplica a pro teccion de incendios, involucra el flujo de agua a traves de tuberias, valvulas, accesorios y orificios tales como salidas de hidrantes, boquillas y rociadores. Este capitulo describe las pro piedades fisicas del agua que son pertinentes para ca1culos hi dniulicos y las formulas basicas usadas para calcular flujo y perdida de presion en sistemas de proteccion de incendios. No incluye detalles sobre las reglas especificas requeridas para cal culos de disefio hidrilUlico de sistemas rociadores en concor dancia con NFPA 13 0 los algoritmos usados para determinar como se divide el flujo en sistemas de anillos 0 en los mas com plejos sistemas de tuberia en cuadrfcula.
L
PROPIEDADES HIDRAuLiCAS DEL AGUA Como es usada en este manual, agua se refiere a agua dulce, a menos que sea especificada otra cosa. Todos los di1culos estan hechos en galones U.S. (gal), a menos que se indique otra cosa. Un galon U.S. es igual a 3,78 L. Un galon imperial es igual a 1,20 gaiones U.S. (4,54 L).
Propiedades Fisicas Densidad. Densidad, p, es definida como masa por unidad de voiumen:
p
(masa! volumen)
La densidad de agua, como con muchos otros lfquidos, varia con la temperatura. La densidad maxima del agua ocurre a 39,2° F (4.0° C) y es de 62,43 ibm (Libras masa) por pie cubico [1000 kg/m3 (kiiogramos por metro 3) en vacio 0 62,35 Ibm pOT pie ciibico (998,7 kg/m3) en aire. Para ia mayoria de los cft1cu los hidraulicos, es usualmente usado un valor aproximado de 62,4 Ibm por pie cubico (1000 kg/m3). En promedio ei agua de mar tiene una densidad de 64,1 Ibm por pie cubico (1030 kg/m3) a 39,2°F (4.0°C). Peso Especifico. El peso especifico de un elemento, w, es defi nido como w = pg, donde g es la aceleracion debida a la grave dad. EI peso especffico es usualmente medido en Ibf (libra Kenneth W. Linder es vicepresidente asistente de servicios tecnicos de prevenci6n de perdidas para GE GlobalAsset Protection Services, Hart ford, Connecticut.
fuerza) por pie 3 en unidades usuales U.S. y kgf (kilogramos fuerza)/m3 en unidades SI y es
w=pg
~ ibf·s2 Ibm 62,4 -.-, X 32,2 2 X I 32 21b' pres S , m'pies
= 62 4 i?f = 1000 kgf por m 3 , Pies'
Una practica comun, aunque incorrecta, es usar los termi nos libra masa (Ibm) y libra fuerza (lbf) en forma intercambiabie en vista de que una Ibm tiene un peso de una Ibfbajo gravedad estandar. [Una situacion similar existe en unidades SI con kg (ki logramo) y kgf (kilogramo fuerza)]. En este capitulo, libra (lb) significa libra fuerza (Ibf) y kilogramo (kg) significa kilogramo fuerza (kgf), como es comlin en la practica de ingenieria. Un pie cubico (0,028 m3) es igual a 7,48 galones U.S. Asu miendo que el peso especifico del agua es 62,4 Ib por pie cubico (1000 kg / m 3), ] gaion de agua por consiguiente pesa 62,4libras por pie cubico 7,48 galones por pie cubico u 8,34 Ib (3,78 kg). Viscosidad. La viscosidad es una medida de la resistencia de un tluido a circular y es usualmente medida en libras segundo por pie cuadrado (lb s Ipie2 ) en unidades usuales U.S. 0 newton se gundopormetr02 (N·s I m2) en unidades SI. La viscosidad, equi valente a densidad, varia con la temperatura. A 32° F (0,0° C), el agua tiene una viscosidad absoluta, fl, de 3,746 x 10 -5 Ib s /pie2 (1793 x 10.5 N· s/m2). En problemas hidraulicos, la visco sidad es a menudo dividida por la densidad. Esta viscosidad re lativa, Hamada viscosidad cinematica, u, es definida como
u Mientras La viscosidad es un factor importante en La circu Iacion de fluidos, la mayoria de las apiicaciones hidr£tulicas en proteccion de incendios asumen agua a condiciones ambientales y las f6rmulas empiricas normalmente usadas para calcular per didas no tienen en cuenta los cambios en la viscosidad.
Presion La presion,p. es la unidad que mide la fuerza, causada por com presion, por unidad de area en un fluido. En hidraulica de pro tecci6n de incendios, la presi6n es normalmente medida en libras por pulg. cuadrada (psi) 0 en kilo-pascales (kPa), como sea indicado por un medidor de presion, 0 como cabeza, h, en pies 0 metros (m) de agua. La presion es tambien comunmente
8-53
8-54
SECCION 8
Supresion a base de agua
•
medida tal como una cabeza de mercurio, atmosfera, bar 0 new tons por metro cuadrado (N/m2). Para flujo de agua en tuberias, la presion total, Pf' es la suma de presion normal,PnY presion de velocidad,pv'
la presion de velocidad puede ser expresada como
p\) = 0,433
(psi)
En unidades S1 Presion Normal. Presion neta 0 presion normal es la presion ejercida contra el costado de una tuberia 0 recipiente por el H quido en tal tuberia 0 recipiente con 0 sin flujo. Sin flujo, esta presion es Hamada "presion estatica" 0 "cabeza de presion". Con flujo, esta presion es Hamada "residual". La presion ejercida por una columna de agua esta relacio nada con su peso especifico. Expresado de manera un poco di ferente, el peso especifico es
62,4 lb = pies'
X pies2 pies
I pies2 I 44puig.2
Ii
IV
wI!
= 0,433h
=-p0,433
2,31p
Para unidades S1, el peso de 1 m de columna de agua es igual a una fuerza de 9,81 kPa 0: p
= 9,8\.
para v en m Is. Los valores de presion de velocidad para diferentes tasas de flujo en variados tamafios de tuberia son mostrados en la Figura 8.5.1. (Para unidades 81 yea la Figura 8.5.2). La cabeza de ve locidad 0 presion de velocidad puede ser calculada por formu las que involucran velocidad y diametro de tuberla:
0,433 psi por pies
Observese que esa presion Y la cabeza estatica estan rela cionadas por las formulas siguientes: P
P..," (k Pa)
En unidades S1
Una ecuacion conveniente para calcular velocidad en pies por segundo (en Ingles fps) de la tasa de flujo puede ser desa rrollada del principio de conservacion de masa. Para una estable -condicion uno- de flujo dimensional con velocidad promedio , este principio puede ser expresado como
Q=a
= 9,8111 de 10 cual resulta
Ii
9:S1 = O,102p
Una cabeza de mercurio de 1 pulgada (25,4 mm) genera una presion de 0,491 psi (3,39 kPa) Y es equivalente a una ca beza de agua de 1,135 pies (0,3456 m). La presion atmosferica normal es tomada como 14,7 psi (101,4 kPa), equivalente a una cabeza de agua de 33,95 pies (10,35 m) yunacabezademercurio de 29,9 pulgadas (760 mm). Cabeza de Velocidad 0 Presion de Velocidad. La velocidad, producida en una masa de agua por presion que actua sobre ella es 10 mismo como si la masa fuera a caer libremente, arrancando del reposo, a traves de una distancia equivalente a la presion de cabeza en pies. Esta relacion es representada por la ecuacion de Torricelli:
u=
a
donde v = al promedio de velocidad en pies/segundo, Q al flujo en pies cubicos/segundo y a = el area seccional en cruz de la tuberia en pies cuadrados. Para una tuberia con flujo en gpm y diametro en pulgadas, la velocidad es (f )
\) ps
=
2
Q(gal/min) + 1Cd 60 S/min X 7.48 gal/pies' -4-X-}-44-'-p-'ulg=-N-PI-·es-,
_ Q x 4 X 144 _ 0,4085 X Q - 60 x 7,48 X 1Cd 2 d2
de 10 cual resulta que h v y P t' son
u={2ih donde v = a la velocidad producida en pies/segundo (m/se gundo), gala aceleracion deb ida a la gravedad 0 32,2 pies/ segundo 2 (9,81 mlsegundo2) y h ala cabeza en pies (m) pro duciendo la velocidad. Precisamente como una cabeza estatica puede ser conver tida en una cabeza de velocidad, la cabeza de velocidad puede ser convertida en una cabeza de presion estatica equivalente. Esta relacion es
En unidades S1, la formula para presion de velocidad es expre sada como
donde h\) (Cabeza de velocidad) Dado que
p urn = presi6n de velocidad (kPa) Qm = flujo (Umin) d.n = diametro interno (mm)
CAPiTULO 5
•
Hidraulica para proteccion de incendios
8-55
15
10 8 5 4 3 2 "iii
.s "C til "C
"u
.Q
~
(J)
"C
c '0 "iii
!!1
0
1,0 0,8 0,6 0,5
~
0,3 0,2
0,1UL~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~I~~~~~~~~~~ 10
20
30 40 50
100
200
300
600
1000
2000
5000
Flujo(gpm)
FIGURA 8.5.1 Grafico para /a determinacion de la presion de ve/ocidad
0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02
0,01 ;:!
a
g(\') 8'<:t g1.0 88888 c.or-....o:Jeno
C\l
Flujo (Umin)
FIGURA 8.5.2 Grafico para la determinacion de la presion de velocidad (Unidades 81)
EJEMPLO 1: Encuentre la presi6n de ve10cidad en un tubo Ce dula 40 de 1 pulg, con un flujo de 36 gpm. EI diametro real de la tuberia es de 1049 pulg. SOLUCION:
Po
Q2
362
= 891(dt =
891(l,049t
.
= 1,20pSl
EJEMPLO 2: Encuentre la presi6n de velocidad en un tubo de 25 mm (diametro real) con un flujo de 100 Llminuto, SOLUCION:
5.8 kPa
8-56
SECCION 8
•
Supresi6n a base de agua
Cabeza Total. En cualquier punto dentro de un sistema de tu berra que contiene agua en movimiento, hay una cabeza de pre sion, hp (cabeza de presion normal), actuando perpendicular ala pared de la tuberia independientemente de la velocidad y una cabeza de velocidad, h actuando paralela a la pared pero no ejer ciendo presion contra ella. Por 10 tanto, la cabeza total, H = hp + h, expresada como presion (psi) en lugar de pies es: PI
O,433h p
+ 0,433
En unidades SI, la cabeza total expresada en kPa es: Pun
= 9,81h',m , + 9,81
Los sistemas reales no son los de menor friccion, sin embargo y en la practica, son explicables las perdidas debidas a la fricdon de la tuberia y otros factores. Expresado matematicamente, el teo rema de Bernoulli, cuando es aplicado a las ubicaciones A y B, es
Donde
Plm
vM
Teorema de Bernoulli Expresado Matematicamente
\?m 2g
Donde
hpm
en pies (m). Cuando son usadas velocidades en pies por segundo (mls) y presion manometrica en psi (kPa), elIas deben ser conver tidas a pies (m) 0 todos los terminos expresados como presiones].
'"
=
presion total (kPa)
cabeza (m)
velocidad (mls)
Fuentes de Presion Las fuentes de cabeza de presion comunmente encontradas en sistemas hidnlulicos de proteccion de incendios incluyen 10 si guiente.
velocidad en pies por segundo (mls) aceleraci6n de gravedad [32,2 pies por segundo (9,81 mls2 ) I P (Pm) presion [lb/pic cuadrado (kPa)] Z (zm) =cabeza de elcvacion [(distancia sobre la informacion asumida), en pies (m)] W (w m ) = peso especifico del fluido en libras por pie cubico (64,4 pies por pie cubico 0 9,81 kN/m 3 para agua) V (vrnJ
:::
g (gm)
=
Gravedad (Tanques Elevados, Embalses, Tuberias Vertlca les). Cabeza es la elevacion de la superficie de suministro de agua por encima del punto bajo consideracion, medido directa mente en pies (m) 0 convertido de una lectura de presion ma nometrica.
Bombeo. Cabeza es la combinacion de presion de descarga de la bomba y cualquier diferencia en elevacion entre la descarga manometrica de la bomba y el punto bajo consideraci6n. Neumatlco (Tanques de Presion). Cabeza es la presi6n de aire del tanque combinada con cualquier diferencia en elevacion en la superficie de agua del tanque y el punto bajo consideraci6n.
Combinacion. Cualquier combinacion de las fuentes de presion anteriores.
Cabeza de velocidad en pies (m)
=
Cabeza de presion en pies (m)
Perdida de cabeza entre la ubicacion A y la ubicaci6n B en pies (m)
Aplicacion del Teorema de Bernoulli Considere un embalse y una linea de tuberia descargando agua a la atmosfera en B (Figura 8.5.3). Asumiendo la informaeion a traves de B, el teorema de Bernoulli aplicado desde la superfi cie del agua en A hasta la salida en B es
TEOREMA DE BERNOULLI EI teorema de Bernoulli expresa la ley f'isica de conservaci6n de energia aplicada a problemas de flujo de fluido incompresible. EI teorema puede ser definido como sigue: "En flujo estable sin fricci6n, la suma de la cabeza de velocidad, cabeza de presion y cabeza de elevacion es constante para cualquier partfcula de fluido incompresible a 10 largo de su curso". En otras palabras, la presion total (cabeza) es la misma en todas las ubicaciones dentro del sistema. [Notese que, en e1 teorema de Bernoulli, todos los t6rminos de cabeza individual, por ejemplo, cabeza de velocidad, cabeza de presion, cabeza de elevacion y perdida de cabeza, son expresadas
La velocidad en A es pnicticamente cero dado que el tanque es muy grande y la presi6n manometric a es cero porque solo la pre si6n atmosferica trabaja sobre la superficie del agua. En A, la elevaci6n es zAmedida en pies (m) superior a la informada. En B, la elevacion por encima de la informada es cero; la presion manometrica es cero, aunque el agua es descargada a la atmosfera y solamentc la presion de velocidad estii disponible cuando el agua deja la salida. (Un man6metro en iingulo recto en direccion al chorro que emerge podria registrar cero presiones). Por consiguiente,
CAPiTULO 5
---
--T
Nivel de agua
ZA
-....,.; Linea de tuberia _ _In~i~ _ _ "'::":::=""'--_=-= __==_~
L
B
FIGURA 8.5.3 Representacion gratica de la ap/icacion del teorema de Bernoulli a un embalse y lineas de tuberia
•
Hidraulica para proteccion de incendios
8-57
Dado que estamos usando el punto B como nuestra informaci6n o referencia de cero elevaciones, Z A es la diferencia de elevacion entre los puntos A y B. Podemos usar la ecuacion de Bernoulli sin flujo para determinar esta diferencia. Como no hay flujo, los terminos de cabeza de velocidad son cero. Tambien, dado que no hay flujo, no hay friccion 0 perdida de cabeza. Sabemos que como la presi6n estatJca en B es mayor que la presi6n estiitica enA, la elevacion de A es positiva. Para resolver la diferencia de elevaci6n tenemos Po _
w
o tambien,
La perdida de cabeza, hAB' es la suma de (1) las perdidas hi dniulicas en el embalse donde el agua entra a la tuberia, en la valvula y en la salida de descarga, mas (2) la perdida por fric cion en la linea de tuberta. Los val ores de los componentes que producen perdida de cabeza pueden ser estimados y discutidos mas tarde en el capitulo. Como otro ejemplo, ca1cular la perdida de cabeza a traves de 1000 pies de tuberia de 8 pulgadas con 750 gpm fluyendo desde la salida de un hidrante de 2 Yo en By una presi6n residual en el hidrante A de 40 psi. Sin flujo, el hidrante A tiene una pre sion estatica de 60 psi y el hidrante B tiene una presion estiitica de 80 psi. Asumir una informacion a traves del hidrante B. Nue vamente, es utilizado el teorema de Bernoulli aplicado del punto Ahacia el punto B:
w
Sabemos que la cabeza de presion en B es de 80 psi y que la ca beza en A es de 60 psi. Dado que la elevacion en B es cero, sus tituyendo y convirtiendo las unidades tenemos ZA
= (80 psi - 60 psi) X 2,31 pies/ psi = 46,2 pies
La velocidad en B es calculada de la misma manera que en A:
t)B
=
Q=
60 slmin = 4902 fps 3,1416 X (2,5 pulg.)" ' 4 X 144 pulg.'/pies'
a
t)~
2g
(49,02 fpS)2 64,4 fps
37,3 pies
No hay normalmente presion, cuando el flujo descarga a la atm6sfera. PH =0. tv
Dado que estamos interesados en encontrar la perdida de cabeza desde A hasta B (hAB), disponemos la ecuacion Bernou lli para resolver esta cuesti6n:
0, puesto que la informaci6n pasa por el hidrante "B"
ZB
Asi que hAB
El siguiente paso es usar la informacion provista para cal cular cada uno de los terminos sobre ellado derecho de la ecua ci6n, arrancando con la cabez.a de velocidad en A:
Q rcd 2 4 X 144
750gpm 7.48 gal/pies'X 60 s/min 3,1416 X (8 pulg.r 4 X 144 pulg.'fpies'
4,79 fps
0,4 + 92,3 + 46,2
37,3 - 0 - 0 = 101,6 pies
Un problema nueyo es expresado en unidades SI. EI agua es bombeada via una linea de tuberia, hacia arriba a 5.0 m de in clinacion desde "A" hasta HB". La linea de tuberta en "A" tiene un diametro interno de 80 mm y una presion estatica de 300 kPa. Si la linea de tuberia ha cambiado de diametro a 70 mm en HB" y hay una perdida de cabeza por friecion a traves de la longitud de la tuberia (h AB) de 12 m, determine la presion residual en "B" para una tasa de flujo de 4200 Llmin. La solucion es expresada como \l~ PA -+-+7 2g IV' '·A
(4,79fpsi 036' 04' ~64,4 {psis = ,- pies = , pJes
Re-ordenando para la cabeza de presion en "B", Ahora ca1cularnos la cabeza de presi6n en A: . 144 pulg.2 40 pSI X •. PA _ ples- _ . 62.4 pcf - 93.2ples ?
wZA
= (80 psi -
Substituyendo 60 psi) X 2.31 pies/psi
46.2 pies
8-58
SECCION 8
Supresion a base de agua
•
4200Llmin Q 60 s/min x 1000 Llm3 -=---....... .')
a" D~ 2g
n(80mmY 4 X 106 mm2/m 2 (13,9 m/sf 9,81 mls2
m
=2X
300kPa 9,81 kPaim
w
= 30,6 m
o (infonnaci6n a traves de "A") 4200 Lfmin
60 s/min X 1000 LIm]
n(70 mm)2
donde
Qm tasa de flujo (Lim) Dm diametro interno (mm) Pm= presion de velocidad (kPa) Las ecuaciones anteriores (y tablas derivadas de ellas) asu men que (1) el chorro es una corriente solida que llena el tamafio total del orificio de descarga y (2) 100 por ciento de la cabeza total disponible es convert ida a cabeza de velocidad, la cual es unifonne a traves de la secci6n en cruz. Sin embargo, esta es solo una situaci6n te6rica, cuando estas dos condiciones no son total mente alcanzables, tal como 10 mostrara el debate siguiente.
18.2 mls
COEFICIENTES DE FLUJO (18,2 mlS)2
= 169m
2 X 9,81mls2
'
ZB =
hAB
=
5,0 m
12 In (perdida de fiiccion)
Entonces w
=
9,8 I + 30,6 + 0 - 16,9
5 - 12 = 6,5 m
En tenninos de presion
kPa 6,5 . m X 9,81 m = 64 kPa ~'l1.0
es, la presion residual en "B" es 64 kPa
FLUJO DE AGUA A "rRAVES
DE ORIFICIOS
Tal como un liquido deja una tuberia, conducto 0 recipiente a traves de un orificio y descarga a la atmosfera, la presion nonnal es convertida en presion de velocidad. La tasa de flujo a traves de un orificio puede ser expresada en tenninos de velocidad y area seccional en cruz del chorro, siendo las relaciones basicas Q a donde Q a la tasa de flujo en pies cubicoslsegundo (m3/s); a "" area de la seccion en cruz en pies euadrados (m2) y = la velocidad en la seecion en cruz en pies/s (m/s) (Tabla 8.5.1). Del discusion previo de este capitulo sobre cabeza de ve loci dad, es sabido que Q
aftih
y h (pies) = 2,307p (psi). Se busca que, con el diametro del ori ficio cn pulgadas, Q en gal/min y h en psi
Q
60 X 7,4805 X 4 ;t:44
Q
~64,4 X 2,3077pl)
= 29,84d 2jPo
En unidades Slla forruula de flujo es expresada como
Qm
O,0666d!/i:
En flujo real de boquillas u orificios, la veloeidad, considerando que sea la velocidad promedio a traves de la seccion en cruz en tera de la corriente, es en cierto modo menor que la velocidad calculada de la cabeza. La reduccion es debida a la friccion del agua contra la boquiUa u orificio y la turbulencia dentro de la bo quill a y es considerada por un coeficiente de velocidad, desig nado Cu. Los valores de c son detenninados por pruebas de lab oratorio. Con boquillas bien disefiadas, el coeficiente de ve locidad esta constantemente eercano y es aproximadamente igual a 0,98. Algunas boquillas estan disefiadas de modo que el area sec cional en cruz de la corriente es en cierto modo menor que el area seccional en cruz del orificio. Esta diferencia es explicada por el coeficiente de contraccion, designado ce• Los coeficientes de contracci6n varian grandemente con el disefio y calidad del orificio 0 boqui11a. Para un orificio de bordes en filo, el valor de C c es de cerca de 0.62. Los coeficientes de velocidad y contraccion estan usual mente combinados como un coeficiente individual de descarga, designado Cd:
La ecuaci6n basica de tlujo puede ahora se escrita como
Q == 29. 8cdd 2
JPo
En lll1idades Siia f6rmula es
Q = Q,0666cd d;'.jP:, El coeficiente de desearga, Cd' es definido como la relacion de la descarga real eon la descarga teorica. Para eualquier orifi cio 0 boquilla espeeificos. los valores de cdestan detenninados por procedimientos de prueba nonnalizados usando eSta defini cion. La tasa real de flujo es medida con aparatos calibrados 0 "pesadores de tanques". El flujo teorico es ealculado usando Cd = 1,0, el diametro del orificio 0 boquilla cuidadosamente medido y la presion de velocidad medida en la ecuaci6n de flujo.
Orificio Normalizado Un orifieio con un borde en filo entrante, mostrado como fonna (1) en la Figura 8.5.4, es conocido como un orificio estandar y
CAPiTULO 5
es comunmente usado para medir flujo de agua. Si la conforma ci6n del orificio es cambiada a fin de disminuir la contracci6n, su capacidad sera incrementada. La Forma (1) en la ilustraci6n es un orificio estandar que tiene un borde en filo sobre ellado de aproximaci6n. La forma 2, si esta en una lamina delgada, da las mismas caracterfstica.<; de corriente de la Forma 1. La Forma 3 es el reverso de 1. En la Forma 4, el borde es redondeado para tomar la configuraci6n de la corriente. Los coeiicientes de des carga de 3 y 4 son mayores que aquellos de orificios estandar, aproximandose a un valor de 1,0 en el caso del 4. Cuando el agua deja el orificio, se contrae para formar un chorro cuya area seccional en cruz es menor que la del orificio. La contracci6n es completa en el plano a', el cual esta ubicado a una distancia del plano del orificio igual a aproximadamente la mitad del diame tro del chorro. (Figura 8.5.5). La cantidad que fluye es obviamente la misma en el orifi cio a que en la secci6n contraida a', de modo que la cantidad de flujo podria ser obtenida por medici6n de la velocidad y area en uno u otro de estos pianos. Expresada en una f6rmula, donde Q es pies cubicos por segundo (m3/s), es velocidad en pies/se gundo (mls) ya es el area en pies cuadrados (d).
Q va
•
Hidraulica para proteccion de incendios
8-59
contra el orificio 0 boquilla. Un coeficiente de velocidad de 0.97 es aplicado usualmente a los tamafios de chorro de incendio de las boquillas para explicar esta fricci6n. Los coeficientes de descarga estan disponibles para el flujo a traves de hidrantes, boquillas de manguera, rociadores auto maticos y otras salidas comunes de descarga de protecci6n de in cendios. Los valores representativos para los coeficientes de descarga estan dados en la Tabla 8.5.2. Nuevamente, estos coe ficientes solo aplican donde hay flujo a traves del orificio total o abertura de boquilla con un perfil de velocidad razonable mente uniforme. Ires tipos generales de salidas de hidrante y sus coeficientes de descarga son mostrados en la Figura 8.5.6.
Flujo en Tubos Cortos Un tubo fijado a un onficio es conocido como un tubo corto es tandar si es de 2 'h a 3 veces mas largo que el diametro del ori ficio y su diametro es el mismo del orificio. Un tubo corto no flu ira totalmente y las perdidas por fricci6n en un tubo largo afectaran los resultados cuando sea usado como un dispositivo de medici6n, de aqu! el limite de longitud especificado.
v' a'
EI coeficiente de descarga de un orificio estandar es el pro ducto del coeficiente de velocidad y el coeficiente de contrac ci6n 0 C = 0,98 x 0,62 0,61.
Otros Orificios Las caracteristicas hidraulicas de las buenas boquillas de chorro solido son consistentes dentro de un rango amplio de condicio nes de flujo. La velocidad y la superficie del chorro de la mayo ria de tales boquillas son reducidas ligeramente por fricci6n
Salida lisa y bien redondeada coeliciente 0.90
Salida cuadrada yen filo coeficiente 0.80
Salida cuadrada y proyectada dentro ael tambor coeficiente 0.70
FIGURA 8.5.6 Tres tipos de salidas de hidrante y coeficientes de descarga
LLLL
TABLA 8.5.2 Coeficientes de descarga tipicos de boquilla de chorro s6lido
Rociador de aspersion, promedio (nominal de Y2-pulg. de diametro) Rociador de aspersion, promedio (nominal de 17132 de pulg. de diametro) Rociador de gota grande (0,64 pulg. de diametro) Orificio estandar (borde en filo) Boquillas de anima putida, general Tuberfas de agitacion Underwritero igual Boquillas monitoras 0 de diluvio Tuberia abierta, de abertura con rebaba Tuberfa abierta, lisa, bien redondeada Hidrante al tope, liso y salida bien redondeada, con flujo total a Hidrante al tope, cuadrado y en filo en el tambor del hidrantea Hidrante al tope, salida cuadrada, proyectada dentro del tambor"
rrrr
(1 )
(2)
(3)
(4)
FIGURA 8.5.4 Orificios de vadas configuraciones
FIGURA 8.5.5 Flujo a traves de un orificio estandar
aVer FIGURA 8.5.6.
0,75 0,95 0,90 0,62
0,96-0,98 0,97 0,997 0,80 0,90 0,90
0,82
0,70
TABLAS.5.1
Flujo te6rico
a traves de orificios circulares - gpm (Uminuto)
=
Esta tabla puede ser computada de la f6rmula 0 29,$4cd 2 .Jj) (0 O,0666cd 2m -vPm) con c =1,00, La descarga le6rica del agua de mar, como la de boquillas del barco bomba, puede ser encontrada por sustraccion del 1 par ciento de las figuras en la tabla siguiente 0 del valor computado usando las formulas. Cuando las presiones son leldas con un tubo Pitot en una boquilla, la descarga de esta en la mayorla de los casos correspondera a los valores de la tabla denlro de un rango del 1 a 3 por ciento para boquillas hasta de 1 3/a de pulgada (35 mm) de diametro, Para boquillas de diametro mayor, aplican los principios debatidos en "EI Metodo de Medici6n de Flujo en la Boquilla" en este capitulo del manual, Debieran ser aplicados coeficientes apropiados don de elias sean leidas de la salida de un hidrante. Donde sean requeridos resultados mas precisos, debe ser seleccionado y aplicado un coeficiente apropiado a la boquilla particular a las figuras de la tabla. La descarga de aberturas circulares 0 tamafios diferentes de aquellos en la tabla puede ser computada facilmente por aplicacion de los principios de que la cuantificacion de la descarga bajo una cabeza dada varia como el cuadrado del diametro de la abertura Diametro del Orificio en pulgadas (mm) pulg. (mm) Presi6n Velocidad 3,75 1,125 1,25 1,5 1,75 2,25 2,375 2,5 2,625 2,75 3,25 3,5 4 4,5 psi pies/s 0,375 0,5 0,625 0,75 0,875 2 3 (19,1) (22,2) (31,8) (38,1) (44,5) (50,8) (57,2) (60,3) (63,5) (66,7) (69,9) (76,2) (82,6) (88,9) (95,25) (102) (114)
Q)
I
0')
0
1 (6,89) 2 (13,8) 3 (20,7) 4 (27,6) 5 (34,5) 6 (41,4) 7 (48,3) 8 (55,2) 9 (62,0) 10 (68,9) 11 (75,8) 12 (82,7) 13 (89,6) 14 (96,5) 15 (103) 16 (110) 17 (117) 18 (124)
12,2 (3,71) 17,2 (5,25) 21,1 (6,43) 24,4 (7,43) 27,3 (8,31) 29,9 (9,10) 32,3 (9,83) 34,5 (10,5) 36,6 (11,1) 38,6 (11,7) 40,4 (12,3) 42,2 44,0 (13,4) 45,6 (13,9) 47,2 (14,4) 48,8 (14,8) 50,3 (15,3) 51,7 (15,7)
4,20 (15,9) 5,93 (22,4) 7,27 (27,5) 8,39 (31,7) 9,38 (35,5) 10,3 (38,9) 11,1 (42,0) 11,9 (44,9) 12,6 (47,6) 13,3 (50,2) 13,9 (52,6) 14,5 (54,9) 15,1 (57,2) 15,7 (59,4) 16,3 (61,3) 16,8 (63,4) 17,3 (65,4) 17,8 (67,3)
7,46 (28,2) 10,6 (39,9) 12,9 (48,9) 14,9 (56,4) 16,7 (63,1) 18,3 (69,1) 19,7 (74,7) 21,1 (79,8) 22,4 (84,6) 23,6 (89,2) 24,7 (93,5) 25,8 (97,7) 26,9 (102) 27,9 (106) 28,9 (109) 29,8 (113) 30,8 (116) 31,7 (120)
11,7 16,8 22,8 (44,1) (63,4) (86,4) 16 23,7 32,3 (62,4) (89,8) (122) 20,2 29,1 39,6 (76,4) (110) (150) 23,3 33,6 45,7 (88,2) (127) (173) 26,1 37,5 51,1 (98,6) (142) (193) 56,0 28,6 41,1 (108) (156) (212) 30,8 44,4 60,4 (117) (168) (229) 33,0 47,5 64,6 (125) (180) (244) 35,0 50,4 68,5 (132) (190) (259) 53,1 72,2 36,9 (139) (201) (273) 55,7 75,8 38,7 (146) (210) (286) 79,1 40,4 58,1 (153) (220) (299) 42,0 60,5 82,4 (159) (229) (311) 43,6 62,8 85,5 (165) (237) (323) 45,1 65,0 88,5 (170) (245) (334) 67,1 91,4 46,6 (176) (253) (345) 48,1 69,2 94,2 (182) (261) (356) 71,2 96,9 49,5 (187) (269) (366)
29,8 (113) 42,2 (160) 51,7 (195) 59,7 (226) 66,7 73,1 (276) 78,9 (299) 84,4 (319) 89,5 (338) 94,4 (357) 99,0 (374) 103 (391) 108 (407) 112 (422) 116 (436) 119 (451) 123 (465) 127 (478)
37,8 (143) 53,4 (202) 65,4 (247) 75,5 (286) 84,4 (319) 92,5 (350) 100 (378) 107 (404) 113 (428) 119 (451) 125 (473) 131 (495) 136 (515) 141 (534) 146 (552) 151 (570) 156 (588) 160 (606)
46,6 (176) 65,9 (249) 80,8 (305) 93,3 (353) 104 (394) 114 (432) 123 (467) 132 (499) 140 (529) 147 (557) 155 (585) 162 (611) 168 (636) 174 (660) 181 (681) 187 (704) 192 (726) 198 (748)
67,1 (254) 95,0 (359) 116 (440) 134 (508) 150 (568) 164 (622) 178 (672) 190 (718) 201 (761) 212 (802) 223 (842) 233 (879) 242 (915) 251 (950) 260 (981) 269 (1010) 277 (1050) 285 (1080)
91,4 (345) 129 (489) 158 (599) 183 (691) 204 (773) 224 (847) 242 (915) 258 (978) 274 (1040) 289 (1090) 303 (1150) 317 (1200) 329 (1250) 342 (1290) 354 (1340) 366 (1380) 377 (1420) 388 (1470)
119 (451) 169 (638) 207 (782) 239 (903) 267 (1010) 292 (1110) 316 (1190) 338 (1280) 358 (1350) 377 (1430) 396 (1500) 413 (1560) 430 (1630) 447 (1690) 462 (1740) 477 (1800) 492 (1860) 506 (1910)
151 (571) 214 (808) 262 (990) 302 (1140) 338 (1280) 370 (1400) 400 (1510) 427 (1620) 453 (1710) 478 (1810) 501 (1809) 523 (1980) 545 (2060) 565 (2140) 585 (2210) 604 (2280) 623 (2350) 641 (2420)
168 (636) 238 (900) 292 (1100) 337 (1270) 376 (1420) 412 (1560) 445 (1680) 476 (1800) 505 (1910) 532 (2010) 558 (2110) 583 (2200) 607 (2290) 630 (2380) 652 (2460) 673 (2540) 694 (2620) 714 (2700)
187 (705) 264 (998) 323 (1220) 373 (1410) 417 (1580) 457 (1730) 493 (1870) 528 (2000) 560 (2110) 590 (2230) 619 (2340) 646 (2440) 672 (2540) 698 (2640) 722 (2730) 746 (2820) 769 (2900) 791 (2990)
206 (777) 291 (1100) 356 (1350) 411 (1560) 460 (1740) 504 (1910) 544 (2060) 582 (2200) 617 (2330) 650 (2460) 682 (2580) 712 (2690) 741 (2800) 769 (2910) 796 (3000) 822 (3110) 848 (3200) 872 (3300)
226 (853) 319 (1210) 391 (1480) 451 (1710) 505 (1910) 553 (2090) 597 (2260) 638 (2410) 677 (2560) 714 (2700) 748 (2830) 782 (2960) 814 (3080) 844 (3190) 874 (3300) 903 (3410) 930 (3510) 957 (3620)
269 (1020) 380 (1440) 465 (1760) 537 (2030) 601 (2270) 658 (2490) 711 (2690) 760 (2870) 806 (3040) 849 (3210) 891 (3370) 930 (3520) 968 (3660) 1000 (3800) 1040 (3920) 1070 (4060) 1110 (4180) 1140 (4310)
315 (1190) 446 (1690) 546 (2060) 630 (2380) 705 (2670) 772 (2920) 834 (3150) 891 (3370) 946 (3570) 997 (3770) 1050 (3950) 1090 (4130) 1140 (4300) 1180 (4460) 1220 (4610) 1260 (4760) 1300 (4910) 1340 (5050)
366 (1380) 517 (1960) 633 (2390) 731 (2770) 817 (3090) 895 (3390) 967 (3660) 1030 (3910) 1100 (4140) 1160 (4370) 1210 (4580) 1270 (4790) 1320 (4980) 1370 (5170) 1420 (5340) 1460 (5520) 1510 (5690) 1550 (5860)
420 (1590) 593 (2240) 727 (2750) 839 (3170) 938 (3550) 1030 (3890) 1110 (4200) 1190 (4490) 1260 (4760) 1330 (5020) 1390 (5260) 1450 (5490) 1510 (5720) 1570 (5940) 1630 (6130) 1680 (6340) 1730 (6540) 1780 (6730)
477 (1800) 675 (2550) 827 (3130) 955 (3610) 1070 (4040) 1170 (4420) 1260 (4780) 1350 (5110) 1430 (5410) 1510 (5710) 1580 (5990) 1650 (6250) 1720 (6510) 1790 (6750) 1850 (6980) 1910 (7210) 1970 (7440) 2030 (7660)
604 (2280) 855 (3230) 1050 (3960) 1210 (4570) 1350 (5110) 1480 (5600) 1600 (6050) 1710 (6460) 1810 (6850) 1910 (7220) 2000 (7580) 2090 (7910) 2180 (8240) 2260 (8550) 2340 (8830) 2420 (9130) 2490 2560 (9690)
Presion Velocidad 1 psi pies/s 0,375 0,5 0,625 0,75 0,875 1,125 (kPa) (m/s) (9,53) (12,7) (15,9) (19,1) (22,2) (25,4) (28,6)
CO
&, .....
19 (131 ) 20 (138) 21 (145) 22 (152) 23 (159) 24 (165) 25 (172) 26 (179) 27 (186) 28 (193) 29 (200) 30 (207) 31 (214) 32 (221) 33 (228) 34 (234) 35 (241) 36 (248) 37 (255) 38 (262) 39 (269) 40 (276) 41 (283)
53,1 (16,2) 54,5 (16,6) 55,9 (17,0) 57,2 (17,4) 58,5 (17,8) 59,7 (18,2) 61,0 (18,5) 62,2 (18,9) 63,3 (19,3) 64,5 (19,6) 65,7 (20,0) 66,8 (20,3) 67,9 (20,7) 69,0 (21,0) 70,0 (21,4) 71,1 (21,6) 72,1 (22,0) 73,1 (22,3) 74,2 (22,6) 75,2 (22,9) 76,1 (23,2) 77,1 (23,5) 78,1 (23,8)
18,3 (69,2) W,8 (71,0) 19,2 (72,8) 19,7 (74,5) 20,1 (76,2) 20,6 (77,6) 21,0 (79,2) 21,4 (80,8) 21,8 (82,4) 22,2 (83,9) 22,6 (85,5) 23,0 (86,9) 23,4 (88,4) 23,7 (89,8) 24,1 (91,2) 24,5 (92,4) 24,8 (93,8) 25,2 (95,2) 25,5 (96,5) 25,9 (97,8) 26,2 (99,1) 26,5 (100) 26,9 (102)
32,5 (123) 33,4 (126) 34,2 (129) 35,0 (132) 35,8 (135) 36,5 (138) 37,3 (141) 38,0 (144) 38,8 (147) 39,5 (149) 40,2 (152) 40,9 (155) 41,5 (157) 42,2 (160) 42,9 (162) 43,5 (164) 44,1 (167) 44,8 (169) 45,4 (172) 46,0 (174) 46,6 (176) 47,2 (178) 47,8 (181)
50,8 (192) 52,1 (197) 53,4 (202) 54,7 (207) 55,9 (212) 57,1 (216) 58,3 (220) 59,4 (225) 60,6 (229) 61,7 (233) 62,8 (237) 63,8 (241) 64,9 (246) 65,9 (250) 67,0 (253) 68,0 (257) 69,0 (261) 69,9 (264) 70,9 (268) 71,9 (272) 72,8 (275) 73,7 (279) 74,6 (282)
73,2 (277) 75,1 (284) 76,9 (291) 78,7 (298) 80,5 (305) 82,2 (310) 83,9 (317) 85,6 (323) 87,2 (330) 88,8 (336) 90,4 (342) 91,9 (348) 93,5 (354) 95,0 (359) 96,4 (365) 97,9 (370) 99,3 (375) 101 (381) 102 (386) 103 (391) 105 (396) 106 (402) 107 (407)
100 (377) 102 (386) 105 (396) 107 (406) 110 (415) 112 (423) 114 (431) 116 (440) 119 (449) 121 (457) 123 (465) 125 (473) 127 (481) 129 (489) 131 (497) 133 (503) 135 (511) 137 (518) 139 (525) 141 (532) 143 (540) 144 (547) 146 (553)
130 (492) 133 (505) 137 (517) 140 (530) 143 (542) 146 (552) 149 (564) 152 (575) 155 (586) 158 (597) 161 (608) 163 (618) 166 (629) 169 (639) 171 (649) 174 (657) 177 (667) 179 (677) 182 (686) 184 (695) 186 (705) 189 (714) 191 (723)
1,25 (31,8)
2,625 (66,7)
2,75 (69,9)
3 (76,2)
3,25 (82,6)
3,5 (88,9)
293 520 658 165 203 398 734 813 896 (622) (768) (1110) (1510) (1970) (2490) (2770) (3070) (3390) 169 209 300 676 753 834 920 409 534 (639) (789) (1140) (1550) (2020) (2560) (2850) (3150) (3480) 214 173 308 419 547 692 771 855 942 (655) (808) (1160) (1580) (2070) (2620) (2920) (3230) (3570) 964 177 219 315 429 560 709 789 875 (670) (828) (1190) (1620) (2120) (2680) (2990) (3310) (3650) 181 224 322 572 724 438 807 894 986 (686) (847) (1220) (1660) (2170) (2740) (3060) (3390) (3730) 185 228 329 448 740 825 914 1010 585 (699) (862) (1240) (1690) (2210) (2790) (3110) (3450) (3800) 842 189 233 336 457 597 755 933 1030 (713) (880) (1270) (1730) (2250) (2850) (3180) (3520) (3880) 342 466 193 238 609 770 858 951 1050 (728) (898) (1290) (1761) (2299) (2910) (3240) (3590) (3960) 196 242 349 475 620 785 875 969 1070 (742) (916) (1320) (1795) (2344) (2970) (3310) (3660) (4040) 200 247 355 484 632 799 891 987 1090 (755) (933) (1340) (1830) (2390) (3020) (3370) (3730) (4110) 251 203 362 492 643 814 906 1004 1110 (769) (949) (1370) (1860) (2430) (3080) (3430) (3800) (4190) 654 827 1130 207 255 922 1020 368 501 (782) (966) (1390) (1890) (2470) (3130) (3490) (3860) (4260) 210 260 374 509 665 841 937 1040 1140 (796) (982) (1410) (1920) (2510) (3180) (3550) (3930) (4330) 214 264 1160 380 517 675 855 952 1060 (808) (998) (1440) (1960) (2560) (3230) (3600) (3990) (4400) 217 268 386 525 686 868 967 1070 1180 (821) (1014) (1460) (1990) (2600) (3280) (3660) (4050) (4470) 220 272 391 533 696 881 981 1090 1200 (832) (1030) (1480) (2010) (2630) (3330) (3710) (4110) (4530) 541 276 397 223 706 894 996 1100 1220 (844) (1040) (1500) (2040) (2670) (3380) (3760) (4170) (4600) 227 716 1230 280 403 548 906 1010 1120 (856) (1060) (1520) (2070) (2710) (3430) (3820) (4230) (4660) 284 408 556 726 919 1020 1130 1250 230 (868) (1070) (1540) (2100) (2740) (3470) (3870) (4290) (4730) 414 233 287 563 736 931 1040 1150 1270 (880) (1090) (1560) (2130) (2780) (3520) (3920) (4350) (4790) 419 745 1050 1160 1280 236 943 291 571 (892) (1100) (1590) (2160) (2820) (3570) (3980) (4400) (4860) 239 295 425 578 755 1060 1180 1300 955 (903) (1120) (1610) (2190) (2860) (3610) (4030) (4460) (4920) 242 299 430 585 764 967 1080 1190 1320 (915) (1130) (1630) (2210) (2890) (3660) (4080) (4520) (4980)
984 (3720) 1010 (3820) 1030 (3910) 1060 (4010) 1080 (4100) 1110 (4170) 1130 (4260) 1150 (4350) 1170 (4430) 1190 (4510) 1220 (4600) 1240 (4680) 1260 (4750) 1280 (4630) 1300 (4910) 1320 (4970) 1340 (5040) 1350 (5120) 1370 (5190) 1390 (5260) 1410 (5330) 1430 (5400) 1440 (5470)
1170 (4430) 1200 (4540) 1230 (4660) 1260 (4770) 1290 (4880) 1320 (4970) 1340 (5070) 1370 (5170) 1400 (5270) 1420 (5370) 1450 (5470) 1470 (5560) 1500 (5660) 1520 (5750) 1540 (5840) 1570 (5920) 1590 (6000) 1610 (6090) 1630 (6180) 1660 (6260) 1680 (6340) 1700 (6420) 1720 (6510)
1370 (5190) 1410 (5330) 1440 (5470) 1480 (5600) 1510 (5720) 1540 (5830) 1580 (5950) 1610 (6070) 1640 (6190) 1670 (6310) 1700 (6420) 1730 (6530) 1750 (6640) 1780 (6750) 1810 (6850) 1840 (6940) 1860 (7050) 1890 (7150) 1920 (7250) 1940 (7350) 1970 (7440) 1990 (7540) 2020 (7630)
1590 1830 2080 (6020) (6920) (7870) 1630 1880 2140 (6180) (7100) (8080) 1680 1920 2190 (6340) (7280) (8280) 1710 1970 2240 (6490) (7450) (8480) 1750 2010 2290 (6640) (7620) (8670) 1790 2060 2340 (6760) (7760) (8830) 1830 2100 2390 (6900) (7920) (9020) 1860 2140 2430 (7040) (8080) (9200) 2180 1900 2480 (7180) (8240) (9380) 1930 2220 2530 (7310) (8390) (9550) 1970 2260 2570 (7440) (8550) (9720) 2000 2300 2620 (7570) (8690) (9890) 2040 2340 2660 (7700) (8840) (10100) 2070 2370 2700 (7820) (8980) (10200) 2740 2100 2410 (7950) (9120) (10400) 2130 2450 2780 (8050) (9240) (10500) 2160 2480 2820 (8170) (9380) (10700) 2190 2520 2860 (8290) (9520) (10800) 2220 2550 2900 (8410) (9650) (11000) 2250 2590 2940 (8520) (9780) (11100) 2280 2620 2980 (8630) (9910) (11300) 2310 2650 3020 (8740) (10000) (11400) 2340 2690 3060 (8850) (10200) (11600)
1,5 (38,1)
1,75 (44,5)
2 (50,8)
2,25 (57,2)
2,375 (60,3)
2,5 (63,5)
3,75 (95,25)
4 (102)
4,5 (114) 2630 (9960) 2700 (10 200) 2770 (10500) 2830 (10700) 2900 (11 000) 2960 (11200) 3020 (11 400) 3080 (11 600) 3140 (11900) 3200 (12100) 3250 (12 300) 3310 (12 500) 3360 (12700) 3420 (12900) 3470 (13100) 3520 (13300) 3570 (13500) 3630 (13700) 3680 (13900) 3720 (14100) 3770 (14300) 3820 (14500) 3870 (14600)
TABLAS.5.1
Continuaci6n
Presi6n Velocidad 1 piesls 0,375 0,5 0,625 0,75 0,875 psi (9,53) (12,7) (15,9) (19,1) (22,2) (25,4) (kPa) (m/s)
42 (290) 43 (297) 44 (303) 45 (310) 46 (317) 47
CO
I
en
N
48 (331) 49 (338) 50 (345) 52 (358) 54 (372) 56 (386) 58 (400) 60 (414) 62 (427) 64 (441) 66 (455) 68 (469) 70 (483) 72 (496) 74 (510) 76 (524)
79,0 (24,1 ) 79,9 (24,4) 80,9 (24,6) 81,8 (24,9) 82,7 (25,2) (25,5) 84,5 (25,7) 85,3 (26,0) 86,2 (26,3) 87,9 (26,8) 89,6 (27,3) 91,2 (27,8) 92,8 (28,3) 94,4 (28,8) 96,0 (29,2) 97,5 (29,7) 99,0 (30,2) 101 (30,6) 102 (31,1) 103 (31,5) 105 (31,9) 106 (32,4)
27,2 (103) 27,5 (104) 27,8 (105) 28,1 (106) 28,5 (1 08) 28,8 (109) 29,1 (110) 29,4 (111 ) 29,7 (112) 30,3 (114) 30,8 (117) 31,4 (119) 32,0 (121) 32,5 (123) 33,0 (125) 33,6 (127) 34,1 (129) 34,6 (131) 35,1 (133) 35,6 (135) 36,1 (136) 36,6 (138)
48,3 (183) 48,9 (185) 49,5 (187) 50,0 (189) 50,6 (191) 51,1 (193) 51,7 (195) 52,2 (197) 52,8 (200) 53,8 (203) 54,8 (207) 55,8 (211) 56,8 (215) 57,8 (219) 58,7 (222) 59,7 (226) 60,6 (229) 61,5 (233) 62,4 (236) 63,3 (239) 64,2 (243) 65,0 (246)
75,5 (286) 76,4 (289) 77,3 (292) 78,2 (296) 79,1 (299) 79,9 (302) 80,8 (305) 81,6 (309) 82,4 (312) 84,1 (318) 85,7 (324) 87,2 (330) 88,8 (336) 90,3 (342) 91,8 (347) 93,3 (352) 94,7 (358) 96,1 (363) 97,5 (369) 98,9 (374) 100 (379) 102 (384)
109 (412) 110 (417) 111 (421) 113 (426) 114 (430) 115 (435) 116 (440) 117 (444) 119 (449) 121 (457) 123 (466) 126 (475) 128 (483) 130 (492) 132 (499) 134 (508) 136 (516) 138 (523) 140 (531) 142 (538) 144 (546) 146 (553)
148 (560) 150 (567) 152 (573) 153 (579) 155 (586) 157 (592) 158 (599) 160 (605) 162 (611) 165 (622) 168 (634) 171 (646) 174 (658) 177 (669) 180 (680) 183 (691) 186 (702) 188 (712) 191 (723) 194 (733) 197 (743) 199 (753)
193 (732) 196 (740) 198 (748) 200 (757) 202 (765) 205 (773) 207 (782) 209 (790) 211 (798) 215 (813) 219 (829) 223 (844) 227 (859) 231 (874) 235 (888) 239 (902) 242 (917) 246 (931) 250 (944) 253 (957) 257 (970) 260 (984)
1,125 (28,6)
1,25 (31,8)
1,5 (38,1)
1,75 (44,5)
2 (50,8)
2,25 (57,2)
2,375 (60,3)
2,5 (63,5)
2,625 (66,7)
2,75 (69,9)
3 (76,2)
245 (926) 248 (937) 251 (947) 253 (957) 256 (968) 259 (979) 262 (989) 264 (1000) 267 (1010) 272 (1030) 278 (1050) 283 (1070) 288 (1090) 293 (1110) 297 (1120) 302 (1140) 307 (1160) 311 (1180) 316 (1200) 320 (1210) 325 (1230) 329 (1240)
302 (1140) 306 (1160) 309 (1170) 313 (1180) 316 (1200) 320 (1210) 323 (1220) 326 (1230) 330 (1250) 336 (1270) 343 (1290) 349 (1320) 355 (1340) 361 (1370) 367 (1390) 373 (1410) 379 (1430) 384 (1450) 390 (1480) 396 (1500) 401 (1520) 406 (1540)
435 (1650) 440 (1670) 445 (1680) 450 (1700) 455 (1720) 460 (1740) 465 (1760) 470 (1780) 475 (1800) 484 (1830) 493 (1860) 502 (1900) 511 (1930) 520 (1970) 528 (2000) 537 (2030) 545 (2060) 554 (2090) 562 (2120) 570 (2150) 578 (2180) 585 (2210)
592 (2240) 599 (2270) 606 (2290) 613 (2320) 620 (2340) 627 (2370) 633 (2390) 640 (2420) 646 (2440) 659 (2490) 672 (2540) 684 (2590) 696 (2630) 708 (2680) 719 (2720) 731 (2760) 742 (2810) 754 (2850) 765 (2890) 775 (2930) 786 (2970) 797 (3010)
774 (2930) 783 (2960) 792 (2990) 801 (3030) 810 (3060) 818 (3090) 827 (3130) 836 (3160) 844 (3190) 861 (3250) 877 (3310) 893 (3380) 909 (3440) 925 (3500) 940 (3550) 955 (3610) 970 (3670) 984 (3720) 999 (3780) 1010 (3830) 1030 (3880) 1040 (3930)
979 (3700) 991 (3750) 1000 (3790) 1010 (3830) 1020 (3870) 1040 (3920) 1050 (3960) 1060 (4000) 1070 (4040) 1090 (4120) 1110 (4200) 1130 (4270) 1150 (4350) 1170 (4430) 1190 (4490) 1210 (4570) 1230 (4640) 1250 (4710) 1260 (4780) 1280 (4840) 1300 (4910) 1320 (4980)
1090 (4130) 1100 (4180) 1120 (4220) 1130 (4270) 1140 (4320) 1150 (4360) 1170 (4410) 1180 (4460) 1190 (4500) 1210 (4590) 1240 (4670) 1260 (4760) 1280 (4850) 1300 (4930) 1330 (5010) 1350 (5090) 1370 (5170) 1390
1210 (4570) 1220 (4630) 1240 (4670) 1250 (4730) 1260 (4780) 1280 (4830) 1290 (4890) 1310 (4940) 1320 (4990) 1340 (5080) 1370 (5180) 1400 (5280) 1420 (5370) 1440 (5460) 1470 (5550) 1490 (5640) 1520 (5730) 1540 (5820) 1560 (5900) 1580 (5980) 1600 (6060) 1630 (6150)
1330 (5040) 1350 (5100) 1360 (5150) 1380 (5210) 1390 (5270) 1410 (5330) 1420 (5390) 1440 (5440) 1450 (5500) 1480 (5600) 1510 (5710) 1540 (5820) 1570 (5920) 1590 (6020) 1620 (6120) 1640 (6220) 1670 (6320) 1700 (6410) 1720 (6510) 1740 (6590) 1770 (6690) 1790 (6780)
1460 (5530) 1480 (5600) 1500 (5660) 1510 (5720) 1530 (5790) 1550 (5850) 1560 (5910) 1580 (5970) 1600 (6040) 1630 (6150) 1660 (6270) 1690 (6380) 1720 (6500) 1750 (6610) 1780 (6710) 1810 (6820) 1830 (6930) 1860 (7040) 1890 (7140) 1910 (7240) 1940 (7340) 1970 (7440)
1740 2370 2040 2720 (6590) (7730) (8960) (10300) 1760 2070 2400 2750 (6660) (7820) (9070) (10400) 1780 2090 2420 2780 (6730) (7900) (9160) (10500) 2110 2450 2810 1800 (6810) (7990) (9270) (10600) 1820 2480 2850 2140 (6890) (8080) (9370) (10800) 1840 2510 2880 2160 (6960) (8170) (9470) (10900) 2180 2910 1860 2530 (7040) (8260) (9580) (11000) 2560 1880 2210 2940 (7110) (8340) (9680) (11 100) 1900 2580 2970 2230 (7180) (8430) (9780) (11 200) 1940 2270 2640 3030 (7320) (8590) (9960) (11 400) 2320 2690 1970 3080 (7460) (8750) (10200) (11700) 2740 2010 2360 3140 (7600) (8920) (10300) (11900) 2050 2400 2780 3200 (7730) (9080) (10500) (12100) 2080 2440 2830 3250 (7870) (9230) (10700) (12300) 2110 2480 2880 3300 (7990) (9380) (10900) (12500) 2150 2520 2920 3360 (8120) (9530) (11100) (12700) 2180 2970 2560 3410 (8250) (9680) (11200) (12900) 3010 3460 2210 2600 (8370) (9830) (11400) (13100) 2250 2640 3060 3510 (8500) (9970) (11600) (13300) 2280 2670 3100 3560 (8610) (10100) (11700) (13500) 2710 3140 3610 2310 (8730) (10200) (11900) (13600) 2340 3660 2750 3190 (8850) (10400) (12000) (13800)
1410 (5330) 1430 (5400) 1450 (4570) 1470 (5550)
3,25 (82,6)
3,5 (88,9)
3,75 (95,25)
4 (102)
4,5 (114)
3090 (11 700) 3130 (11 800) 3170 (12000) 3200 (12100) 3240 (12200) 3270 (12400) 3310 (12500) 3340 (12600) 3380 (12800) 3440 (13000) 3510 (13300) 3570 (13500) 3640 (13700) 3700 (14000) 3760 (14200) 3820 (14400) 3880 (14700) 3940 (14900) 3990 (15100) 4050 (15300) 4110 (15500) 4160 (15700)
3920 (14800) 3960 (15000) 4010 (15100) 4050 (15300) 4100 (15500) 4140 (15 4190 (15800) 4230 (16000) 4270 (16 200) 4360 (16 4440 (16800) 4520 (17100) 4600 (17400) 4680 (17700) 4760 (18 4830 (18300) 4910 (18600) 4980 (18800) 5060 (19 5130 (19400) 5200 (19600) 5270 (19900)
Presi6n Velocidad psi pies/s 0,375 0,5 0,625 0,75 0,875 (m/s) (9,53) (12,7) (15,9) (19,1) (22,2) (kPa)
CD
J, (.0)
78 (538) 80 (552) 82 (565) 84 (579) 86 (593) 88 (607) 90 (620) 92 (634) 94 (648) 96 (662) 98 (676) 100 (689) 105 (724) 110 (758) 115 (793) 120 (827) 125 (862) 130 (896) 135 (931 ) 140 (965) 145 (1000) 150 (1030)
108 (32,8) 109 (33,2) 110 (33,6) 112 (34,0) 113 (34,4) 114 (34,8) 116 (35,2) 117 (35,6) 118 (36,0) 119 (36,4) 121 (36,8) 122 (37,1) 125 (38,1 ) 128 (38,9) 131 (39,8) 134 (40,7) 136 (41,5) 139 (42,3) 142 (43,1) 144 (43,9) 147 (44,7) 149 (45,4)
37,1 (140) 37,5 (142) 38,0 (144) 38,5 (145) 38,9 (147) 39,4 (149) 39,8 (150) 40,2 (152) 40,7 (154) 41,1 (155) 41,5 (157) 42,0 (159) 43,0 (163) 44,0 (166) 45,0 (170) 46,0 (174) 46,9 (177) 47,8 (181) 48,8 (184) 49,7 (188) 50,5 (191) 51,4 (194)
65,9 (249) 66,7 (252) 67,6 (255) 68,4 (258) 69,2 (262) 70,0 (265) 70,8 (267) 71,6 (270) 72,3 (273) 73,1 (276) 73,9 (279) 74,6 (282) 76,4 (289) 78,2 (296) 80,0 (302) 81,7 (309) 83,4 (315) 85,1 (322) 86,7 (328) 88,3 (334) 89,8 (340) 91,4 (345)
103 (389) 104 (394) 106 (399) 107 (404) 108 (409) 109 (414) 111 (418) 112 (423) 113 (427) 114 (432) 115 (436) 117 (441) 119 (452) 122 (462) 125 (473) 128 (483) 130 (493) 133 (502) 135 (512) 138 (521) 140 (531) 143 (539)
148 (561) 150 (568) 152 (574) 154 (582) 156 (589) 157 (595) 159 (602) 161 (609) 163 (615) 164 (622) 166 (628) 168 (634) 172 (650) 176 (666) 180 (681) 184 (695) 188 (710) 191 (724) 195 (737) 199 (751) 202 (764) 206 (776)
202 (763) 204 (773) 207 (782) 209 (792) 212 (801) 214 (810) 217 (819) 219 (828) 222 (837) 224 (846) 226 (855) 228 (864) 234 (885) 240 (906) 245 (926) 250 (946) 255 (966) 260 (985) 265 (1000) 270 (1020) 275 (1040) 280 (1060)
1 (25,4)
1,125 (28,6)
1,25 (31,8)
1,5 (38,1)
1,75 (44,5)
2 (50,8)
2,25 (57,2)
2,375 (60,3)
2,5 (63,5)
2,625 (66,7)
264 (997) 267
334 (1260) 338 (1280) 342 (1290) 346 (1310) 350 (1320) 354 (1340) 358 (1350) 362 (1370) 366 (1380) 370 (1400) 374 (1410) 378 (1430) 387 (1460) 396 (1500) 405 (1530) 414 (1560) 422 (1600) 431 (1630) 439 (1660) 447 (1690) 455 (1720) 463 (1750)
412 (1560) 417 (1580) 422 (1600) 427 (1620) 432 (1630) 437 (1650) 442 (1670) 447 (1690) 452 (1710) 457 (1730) 462 (1750) 466 (1760) 478 (1810) 489 (1850) 500 (1890) 511 (1930) 521 (1970) 532 (2010) 542 (2050) 552 (2090) 561 (2120) 571 (2150)
593 (2240) 601 (2270) 608 (2300) 615 (2330) 623 (2350) 630 (2380) 837 (2410) 644 (2430) 651 (2460) 658 (2490) 665 (2510) 671 (2540) 688 (2600) 704 (2660) 720 (2720) 735 (2780) 751 (2840) 766 (2890) 780 (2950) 794 (3000) 808 (3060) 822 (3100)
807 (3050) 817 (3090) 828 (3130) 838 (3170) 847 (3200) 857 (3240) 867 (3280) 877 (3310) 886 (3350) 895 (3390) 905 (3420) 914 (3450) 936 (3540) 958 (3620) 980 (3710) 1000 (3790) 1020 (3860) 1040 (3940) 1060 (4010) 1080 (4090) 1100 (4160) 1120 (4220)
1050 (3990) 1070 (4040) 1080 (4090) 1090 (4140) 1110 (4190) 1120 (4230) 1130 (4280) 1140 (4330) 1160 (4380) 1170 (4420) 1180 (4470) 1190 (4510) 1220 (4620) 1250 (4730) 1280 (4840) 1310 (4940) 1330 (5050) 1360 (5150) 1390 (5240) 1410 (5340) 1440 (5430) 1460 (5520)
1330 (5050) 1350 (5110) 1370 (5170) 1380 (5230) 1400 (5300) 1420 (5360) 1430 (5420) 1450 (5480) 1460 (5540) 1480 (5600) 1500 (5660) 1510 (5710) 1550 (5850) 1580 (5990) 1620 (6130) 1650 (6260) 1690 (6390) 1720 (6510) 1760 (6640) 1790 (6760) 1820 (6880) 1850 (6980)
1490 (5620) 1510 (5690) 1520 (5760) 1540 (5830) 1560 (5900) 1580 (5970) 1600 (6030) 1610 (6100) 1630 (6170) 1650 (6240) 1670 (6300) 1680 (6360) 1720 (6520) 1770 (6670) 1800 (6820) 1840 (6970) 1880 (7120) 1920 (7260) 1960 (7390) 1990 (7530) 2030 (7660) 2060 (7780)
1650 (6230) 1670 (6310) 1690 (6380) 1710 (6460) 1730 (6540) 1750 (6620) 1770 (6690) 1790 (6760) 1810 (6840) 1830 (6910) 1850 (6980) 1870 (7050) 1910 (7230) 1960 (7400) 2000 (7560) 2040 (7720) 2090 (7880) 2130 (8040) 2170 (8190) 2210 (8340) 2250 (8490) 2280 (8620)
1820 (6870) 1840 (6960) 1860 (7040) 1880 (7120) 1910 (7210) 1930 (7290) 1950 (7370) 1970 (7450) 1990 (7540) 2010 (7620) 2040 (7700) 2060 (7770) 2110 (7970) 2160 (8150) 2200 (8340) 2250 (8520) 2300 (8690) 2340 (8860) 2390 (9030) 2430 (9200) 2480 (9360) 2520 (9500)
270 (1020) 273 (1030) 277 (1050) 280 (1060) 283 (1070) 286 (1080) 289 (1090) 292 (1110) 295 (1120) 298 (1130) 306 (1160) 313 (1180) 320 (1210) 327 (1240) 334 (1260) 340 (1290) 347 (1310) 353 (1330) 359 (1360) 365 (1380)
2,75 (69,9)
3 (76,2)
3,25 (82,6)
2780 1990 2370 (7540) (8970) (10500) 2020 2400 2820 (7630) (9090) (10700) 2040 2430 2850 (7720) (9190) (10800) 2070 2460 2890 (7820) (9310) (10900) 2090 2490 2920 (7910) (9420) (11100) 2960 2120 2520 (8010) (9530) (11200) 2140 2550 2990 (8090) (9630) (11300) 2160 2580 3020 (8180) (9740) (11400) 2190 2600 3060 (8270) (9840) (11600) 2210 2630 3090 (8360) (9950) (11700) 2230 2660 3120 (8450) (10100) (11 800) 2260 2690 3150 (8530) (10200) (11 900) 2310 2750 3230 (8740) (10400) (12200) 2820 3310 2370 (8950) (10600) (12500) 2420 2880 3380 (9150) (10900) (12800) 2470 2940 3450 (9350) (11100) (13100) 2520 3520 3000 (9540) (11400) (13300) 3060 2570 3590 (9730) (11600) (13600) 2620 3120 3660 (9910) (11800) (13800) 2670 3180 3730 (10100) (12000) (14100) 2720 3230 3800 (10300) (12200) (14300) 3860 2760 3290 (10400)(12400)(14600)
3,5 (88,9)
3,75 (95,25)
4 (102)
3230 3710 4220 (12200) (14000) (15 900) 3270 3750 4270 (12400) (14200) (16 200) 3310 3800 4320 (12500) (14400) (16300) 3350 3850 4380 (12700) (14500)(16500) 3390 3890 4430 (12800) (14700) (16 700) 3430 3940 4480 (13000) (14900) (16 900) 3470 3980 4530 (13100) (15000) (17100) 3510 4020 4580 (13300) (15200) (17 300) 3540 4070 4630 (13400)(15400)(17500) 3580 4110 4680 (13500) (15500) (17700) 4150 4730 3620 (13700) (15700) (17900) 3660 4200 4770 (13800) (15900) (18 000) 3750 4300 3890 (14200) (16300) (18 500) 3830 4400 5010 (14500) (16600) (18900) 3920 4500 5120 (14800) (17000) (19400) 4000 4600 5230 (15100) (17400) (19 800) 4090 4690 5340 (15500) (17700) (20200) 4170 4780 5440 (15800) (18100) (20600) 4250 4880 5550 (16 100) (18400)(21 000) 4330 4970 5650 (16400) (18800) (21400) 4400 5050 5750 (16600) (19100) (21700) 4480 5140 5850 (16900) (19400)(22100)
4,5 (114) 5340 (20200) 5400 (20400) 5470 (20700) 5540 (20900) 5600 (21200) 5670 (21400) 5730 (21 700) 5800 (21900) 5860 (22100) 5920 (22400) 5980 600) 6040 (22800) 6190 (23400) 6340 (24000) 6480 (24500) 6620 (25000) 6760 (25500) 6890 (26000) 7020 (26500) 7150 (27000) 7280 (27500) 7400 (27900)
8-64
SECCION 8
•
Supresion a base de agua
Las caracteristicas de un tuba corto estandar y un tuba corto convergente conico son mostradas en las Figuras 8.5.7 y 8.5.8, respectivamente. Aplican los principios de flujo en orificios, pero con diferentes coeficientes. Con el tubo conico los coefi cientes c y Cc varian con el angulo . Cuando es 0 grados, el tubo convergente se vuelve un tuba ciifndrico, con Cc = 1 y c 0,82; Cdes entonces 0,82. Como el angulo se incrementa, el coefi ciente de contraccion (cc) se desarrolla y el coeficiente de velo cidad c se incrementa, aproximandose al valor 0,98 para un orificio de borde en filo. Las relaciones son tales que el coefi ciente de descarga obtiene un valor maximo de 0,94 con un an gulo de cerca de 13 grados.
FIGURA 8.5.7 Flujo en tubos cilfndricos cortos
FIGURA 8.5.8 Flujo en tubos c6nicos cortos
MEDICION DEL FLUJO Metodo de Medicion del Flujo por Tubo Pitot EI metodo mas comimmente usado de medicion de flujo en una descarga de chorro abierto desde un orificio, boquilla 0 tuberta abierta es por medicion directa de la cabeza de velocidad que produce el flujo. Este proeeso de medicion considera el uso del bien conocido tubo Pitot y la combinacion de la presion mano metrica de la cual sus formas representativas son mostradas en la Seccion 8, Capitulo 6, "Determinacion de la 8uficiencia del Abastecimiento de Agua". Cuando la pequefia abertura [usualmente de no mas de 1116 de pulg. (1,6 mm) de diametro] es insertada dentro del centro de un chorro en el punto de contraccion maxima, con la abertura di rectamente en la linea de flujo, el manometro indican't la cabeza total en esa ubicacion. Con el chorro abierto a la atmosfera, no habra cabeza de presion, de modo que la lectura indicada sera solo de la cabeza de velocidad y entonces la velocidad de la co rriente puede ser ca1culada directamente. Como resultado, La pre sion de velocidad es algunas veces referida como la presion Pitot.
8i el area de la seccion en cruz del chorro en la ubicacion de la localizacion de la medicion de velocidad es conocida, la cantidad de flujo puede ser determinada de la relacion, Q = a = 29,84fl2~ 0 en unidades SI, Qm O,0666 dd2m-.JPum, previa mente derivada. En la practica, las tablas de descarga son usual mente usadas para determinar el tlujo de hidrantes y boquillas (vea Tabla 8.5.1). Un tuba Pitot tipico como los usados en la medicion del flujo de una boquilla de chorro de incendios es mostrado en la Figura 8.5.9. Para las formas usuales de boquillas y orificios, el coeficiente de descarga (c j ) es exactamente conocido, de modo que a CdX la abertura de descarga real. Por ejemplo, con un orificio de borde en filo el area del chorro puede ser determinada del diametro real de la abertura del orificio y el uso del coefi ciente de descarga 0,62, como fue delineado en la seccion pre via sobre flujo a traves de orificios. Cuando la medici6n del flujo es desde una boquilla de in cendios de chorro directo, el uso del metodo del tuba Pitot solo es considerado de razonable prccision para tamafios de boquilla hasta de I %de pulg. (35 mm) alimentadas desde una manguera de 2 pulg. (64 mm). Mas alIa de eso, la tasa de error se in crementa mas alIa de lfmites aceptables, as! como las hipotesis de velocidad uniforme y flujo total se toman menos validas. Una excepcion es la tuberia para agitacion Underwriters la cual mantiene un coeficiente uniforme sobre un amplio rango de flu jos y presiones para tamafios de boquillas de I '18 0 I % de pul gada. (29 045 mm). EI metodo del tubo Pitot es tambien usado comlinmente para medir el flujo descargado desde las salidas de hidrantes de incendio para determinar el suministro de agua disponible para proteccion contra el fuego. Diferente al flujo de entrada a una boquilla sobre e1 final de la tuberia 0 lfnea de manguera, el flujo a traves de salidas de hidrantes gran des 0 a traves de salidas de hidrantes pequefios a altas velocidades, tampoco ha tenido un perfil uniforme de velocidad ni flujo total, puesto que la turbu lencia adicional generada por el flujo pasando a traves del hi drante no se ha disipado. En casos tales como este, las condiciones de flujo deben ser cambiadas de modo que las hipotesis necesarias para el metodo del tuba Pitot son validas 0 debiera ser usado un metoda alter-
FIGURA 8.5.9 Tomando fa presion de boquil/a con un tubo Pitot
CAPiTULO 5
•
Hidrautica para proteccion de incendios
8-65
nativo, tal como el descrito proximamente bajo "El Metodo de Medicion de Flujo de ]a Boquilla". Si el flujo es desde una sa lida de hidrante abierto, mangueras y boquillas, un reductor 0 un tuba corto pueden a menudo ser conectados a la salida para me jorar las caracteristicas del flujo.
quilla no es practica para operaciones con chorros de manguera usuales. Sin embargo, dado que un manometro Pitot es menos usado con boquillas tipo aspersion u otros dispositivos que pro ducen tipos especiales de descarga, es necesario el metoda de presion de base.
Metodo de Medici6n de Flujo de Boquilla
Calculos de Oescarga
La tasa de descarga tambien puede ser calculada de la presion manometrica en la base de la boquilla. La formula de flujo para uso de la presion de base es
El metoda mas camun de estimacion de la descarga de boquilla u orificio es el uso de la Tabla 8.5.1. El flujo de la tabla, corres pondiente a la presion Pitot medida y diametro del orificio, es multiplicado por el coeficiente de descarga (vea Tabla 8.5.2).
Donde
Q flujo en galones por minuto c = coeficiente de descarga d == diametro de salida (pulg.) PI presion manometrica en la base de ]a boquilla (psi) D = diametro interno del accesorio al cual esta fijado el manometro (pulg.) Para unidades SI, la formula es expresada como
Donde
Qm = flujo (Llmin) c = coeficiente de descarga dm = diametro de salida (mm) P'm = presion manom6trica en la base de la boquilla (kPa) Dm diametro interno del accesorio al cual esta fijado el manometro
EJEMPLO 1: Una lectura Pitot de 20 psi fue medida sobre un hidrante al tope bien redondeado y lisa de 2 Y2 pulgadas. De la Tabla 8.5.2, e1 coeficiente de descarga es 0,90. El flujo teorico para una cabeza de velocidad de 20 psi es 834 gpm. La descarga es Q = 834 X 0,90 = 751 gpm. (0 sustraer 10 por ciento de 834 y lograr 751 gpm). EJEMPLO 2: Una lectura Pitot fue de 200 kPa en una tuberia de 38,1 mm con una abertura en filo cuadrada (coeficiente de des carga = 0,80). De la Tabla 8.5.1, 200 kPa dan un flujo teorico de 1370 Llmin. El flujo real debiera ser 0,8 x 1370 = 1100 Llmin. Las curvas de descarga, tales como aquellas mostradas en la Figura 8.5.10, estan disponibles para muchas boquillas y son su ficientemente precisas para la mayoria de los caIculos de flujo de incendios. Estas usualmente ineorporan los coeficientes especf ficos de descarga para la boquilla involucrada, pero ocasional mente delinean el tlujo teorico. La descarga de boquilla tambien puede ser determinada por las formulas estandarizadas previa mente debatidas. (Vea "Flujo de Agua a Traves de Orificios" y "El Metodo de Boquilla de Medicion de Flujo" en este capitulo.)
Presiones de tubo Pito! (kPa)
1400
69 138 207 276 345 4: 4 483552 621 690 7~8 827 5,29 !
13001--"~--+--+~~"-~r-'+--+--"~~"-"+---~~1
1200
Esta es la misma formula que es usada para descarga desde un orificio, excepto que (1) la presion manometric a en la base de la boquilla es sustituida por la presion Pitot y (2) es agregado un factor que representa la relacion entre la presion manom6trica (normal) y la presion total en la base de la boquilla. (Presion total1a del manometro mas la presion de velocidad). Cuando es utilizada la presion de base, el manometro es fi jado a un accesorio cercano a la boquilla con una pieza recta de aproximacion a la tuberia 0 manguera para eliminar la turbulen cia 0 condiciones de flujo inestable. Para obtener gran precision que es provista por un accesorio individual, puede ser usado un piezometro accesorio. Con este dispositivo, el manometro es co nectado a un tubo anular 0 canal que tiene un numero de peque fios orificios perforados dentro de la via de agua alrededor de la circunferencia. El medio 0 presion estatica resultante indicada por el manometro es PI en la formula anterior. A pesar de la precision y conveniencia para fijar las dispo siciones de prueba, la medicion de presion en la base de una bo
1100 1--"+----+--" ~"-i'l--"-;-~·'""---t-"--+-/,,+"-"-+""-i-"-+-"14, 16 1000
3,78
900
3,41
[800
I
303'"'
9 ~ 700
'
5
2,65 ~ ell
I~ m
~IQ
::J 500
1"-"
1,90
400 300 I+I+"~",,"'--+" 200~'~-·-~~~~~--~
100 o
~~~~~~~~
~~~~__~~O
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120 Presiones de tubo Pitol(psi)
FIGURA 8.5.10 Curvas de descarga relat;vas
~
8-66
SECCION 8
Supresion a base de agua
•
EJEMPLO 3: Calcule la tasa de descarga de una boquilla de 2 pulgadas (51 mm) con una presion medida por un anillo de pie zometro de 2 Y2 pulg. (64 mm) y un manometro de 80 psi (552 kPa) en la base de la boquilla. La boquilla tiene un coeficiente de descarga de 0,99. Usando la formula para el metodo de medicion de flujo de la boquilla, Q
29,84 X 0,99 X (2)\/86
Q=~,====b-
~l _ (0,9W(2~5)
4
TABLA 8.5.3 Va/ores de k para varios orificios de descarga
Tipo de orificio Rociador Rociador Rociador Rociador Rociador Rociador Rociador Rociador Rociador Rociador
Diametro nommal (pulg.)
1/4 5h6
% 7116
112 171s2
5/8 3/4 251s2 15
116
los valores k de las boquillas aspersoras pueden ser calculados de la investigacion en los listados de boquillas de los laborato rios de prueba. Para algunas boquillas, la tasa de flujo es dada a 25 y 125 psi (170 y 162 kPa) de presion, de las cuales e1 factor k es calculado.
112 Boquilla 7/8 Boquilla 1 Boquilla 1 1116 Boquilla 1 1/8 Boquilla 1 3116 Boquilla 1 1/4 Boquilla Boquilla 1 5he 1 3/8 Boquilla 1 7116 Boquilla (c= 0,97 para todas las boquillas) 1112 Boquilla 1 911e Boquilla 1% Boquilla Boquilla 1 11 116 1 3/4 Boquilla Boquilla 1 13116 1 7/6 Boquilla Boquilla 2 15116 Boquilla 2
EJEMPLO 4: Una cierta boquilla aspersora para servicio de incendio esta clasificada para 83 gpm a 50 psi. Entonces,
Hidrante al tope 2 (c=0,90) Hidrante al tope 21/4
1366 gpm (5171 Umin).
Q
Para simplificar calculos para un orificio 0 boquilla espcci ficos, las constantes en la formula de flujo pueden ser combina das, reduciendo la formula a Q=kjP
donde k combina las constantes 29,84 (0,0666 en unidades SI), ci Y La Tabla 8.5.3 enlista los factores kde algunos orificios de descarga comunes us ados para proteccion de incendios. Para unidades SI, use los val ores k m• Dado que
k
k
Q
{P
=~= 83
= 117
""'0 y:J
'
Lpm/Pm l12
1,3-1,5 1,8-2,0 2,6-2,9 4,0-4,4 5,3-5,8 7,4-8,2 11,0-11,5 13,5-14,5 16,0-17,6 23,9-26,5
1,9-2,2 2,6-2,9 3,7-4,2 5,8-6,3 7,6-8,4 10,6-11,8 15,9-16,6 19,5-20,1 23,1-25,4 38,9-43,0
13 22 25 27 29 30 32 33 35 37
7,2 22,2 29,1 32,8 36,8 41,0 45,4 50,1 54,9 60,0
10,3 32,0 41,9 47,2 53,0 59,0 65,4 72,1 79,1 86,4
38 40 41 43 44 46 48 49 51
65,4 70,9 76,8 82,8 89,0 95,5 102,0 109,0 116,0
94,2 102,0 110,6 119,2 128,2 137,5 146,9 157,0 167,0
51
107,4
154,7
57
135,9
195,7
64
167,8
241,6
(mm)
7 8 10 11 13 14 16 19 19,8 23,6
(c =0,90) Hidrante al tope 2112
(c =0,90)
Factor-K gpm/p112
A una presion de 25 psi, la descarga debiera ser
11,7 125 = 11 ,7 X 5 = 58,5 gpm EJEMPLO 5: Determine la descarga de un hidrante al tope de 51 mm (Cd 90) a una presion de 350 kPa. km=0,0666c~
0,0666
X
0,90x512=156
Entonces, Qm
kmJP,:.
156,[356 '" 2918 Llmin
Alternativamente, de la Tabla 8.5.3, km Entonces,
154,7.
Qm = kmJP,:. = 154,7,[356 = 2894 Llmin
Medidores de Flujo Cuando no es conveniente descargar agua a la atmosfera, son usados medidores para determinar flujo.
Thbo Venturi. El principio VentUli tiene un numero de aplica ciones en proteccion contra incendios. El tubo Venturi es esen cialmente una constriccion conica en una tuberia. En la parte estrecha, la velocidad debe ser mayor que en el tuba recto y la presion es correspondientemente menor, en concordancia con el teorema de Bernoulli. Si el incremento en la velocidad a traves de la parte restringida es su1lciente, la presion en ese punto sera menor que la atmosferica y una succion podria crearse en cual quier abertura dentro del costado del tubo. E1 tubo Venturi es
CAPjTULO 5
•
Hidr{wlica para proteccion de incendios
8-67
ilustrado en la Figura 8.5.1 L La parte desviada de un tuba Ven turi sirve solo para restaurar la presion del sistema can un mi nima de perdida par fricci6n. Medidor Venturi. EI principia Venturi como es aplicado en el medidor Venturi para la medici6n de flujo en lineas de tuberia cerradas bajo presi6n es como sigue. Can ninguna diferencia de elevacion a 10 largo de la linea de flujo, el teorema de Bernoulli corresponde a u2
p
u2
p
2g
w
2g
w
Vz -::-+- _-J:L ~........_-r- Area a z 10: Area
ax
FIGURA 8.5.11 EI tubo Venturi
P2 w
-~+-.L+O=·-2+-1.+0
par h]> los cuales son usados en las siguientes ecuaciones. La cantidad de liquido que pasa a traves de todas las partes del medidor Venturi deben ser las mismas. Por tanto,
En la Figura 8.5.11,
P! W
esrn representada por h1 y,
;
40 608010X
2
4
6 810C
4
2
6 810V
Re (Numero de Reynolds basado en d1 )
Flujo_
C 0,78 0,76
c=
0
I-IW
0,74 0,72 0,70 0,68 0,66 0,64
,
;
I
0,62
i
,
I I
I
,!I ,
1i i
0,60
! 4
6 810V
2
2
I
!
ilill
4
6 810N
Re(Numero de Reynolds basado end2 )
FIGURA 8.5.12 Coeficiente C de flujo para medidores de orificio de borde cuadrado
1\
8-68
SECC10N 8
•
Supresion
a base de agua
Cuando es usado como un dispositivo para inducir gas 0 11 quido dentro de un chorro, como resulta posible por la reduccion dc presion, en la seccion de garganta, el desempefio hidniulico no esta en estricta concordancia con los calculos teoricos ante riores dado que la energia es gastada en la substancia inducida.
Para cualquier medidor Venturi especifico, al Y a2 son valores constantes conocidos. Hay tambien un coeficiente de perdida por friccion, el cual esta usualmente determinado por prueba y que no permanece constante con velocidades muy bajas. Com binando los valores constantes conocidos, la formula del medi dor Venturi es generalmente expresada como Q
~-po k VIh - h2' or Q = k ~J ~ - -"-. 1 W W
Para prueba, un valor de k para cualquier medida especifica puede ser establecido con razonable precision, permitiendo as! la medicion del flujo a ser calculado de la presion diferencial a traves del medidor.
Medidor de Orificios. Cuando el flujo de agua a traves de un orificio delgado de borde en filo (tal como el orificio estandar debatido anteriormente) dentro de una tuberia, el diametro de flujo se contrae de la misma manera que 10 hace cuando el flujo descarga a la atmosfera y entonces se incrementa de vuelta hacia el diametro total de la tuberia. La presion en la pared de la tu beria es reducida debido a este cambio en el flujo y es relacio nado en la tasa de flujo (Figura 8.5.12). La ecuacion de Bernoulli puede ser aplicada a un medidor de orificio en la misma forma como es ap1icada al medidor Ven turi. EI factor k resultante 0 coeficiente de descarga depende de varios factores, incluida la relacion del orificio! diametro de tu berfa y la ubicacion de las derivaciones de presion aguas arriba y aguas abajo del orificio. Boquilla de Flujo ASME. EI flujo tambien puede ser medido por una boquilla de flujo ASME, como se muestra en la Figura 8.5.13. Las derivaciones de presion para este servicio son nor malmente de un diametro de tuberia aguas arriba de la boquilJa y de la mitad del diametro de la tuberia aguas abajo de la entrada de la boquilla. Combinando los valores de las constantes cono cidas, la formula del medidor Venturi es generalmente expre sadacomo rPl~---
r---
Q
k..jhj - h2 ,
0
Q = k~"W" -
c;
d/dx=fl
1,20
1,18 1,16 1,14 1,12 1,10 1,08
Flujo1,06
Cd C=
~.--.---
l-fW
J3
dz dx
1,04
1,02
IV
--
Re (Numero de Reynolds basado en d2 )
FIGURA 8.5.13 Coeficiente C de f/ujo para boquillas de flujo ASME
CAPITULO 5
FLUJO DEL AGUA EN TUBERIAS
La teorfa del flujo delliquido en tuberias involucra los mismos principios de continuidad usados en las discusiones previas. E8to ineluye continuidad de energia (Teorema de Bernoulli con friecion) y eontinuidad de flujo. Cuando el agua fluye a traves de una tuberia, hay siempre una caida de presion. Teoricamente, la perdida de cabeza entre dos puntos es causada por (1) fiiccion entre el agua en movi miento y la pared de la tuberia y (2) friceion entre particulas de agua, incluyendo esas producidas por turbulencia cuando el flujo cambia de direccion 0 cuando tiene lugar un nipido incre mento 0 decrecimiento en la velocidad, como en cambios abrup tos en el diametro de tuberfa. Un cambio en la velocidad resulta en alguna conversion de cabeza de velocidad a cabeza de pre sion 0 viceversa. A baja velocidad en una tuberia lisa, se produce muy pe quefia turbulencia y el flujo es Hamado "laminar" 0 "aerodina mico". Con esta condicion, todas las particulas de agua se mueven a 10 largo de la tuberfa en rutas definidas, las cuales son esencialmente lfneas rectas, en capas concentricas. Perdidas por friceion ocurren debido al esfuerzo de cizallamiento, principal mente en una capa limite delgada en la pared de la tuberia y tam bien entre capas adyacentes del ehorro. La perdida por fricci6n es pequefia comparada a esa del flujo turbulento. E1 flujo dentro de una tuberia lisa 0 aspera permanece la minar hasta que la velocidad aIcanza la llamada velocidad cri tica. En este punto, hay un rango de flujo inestable el cual no es ni laminar ni completamente turbulento. Esta es Hamada la zona de transici6n. Como el flujo continua incrementandose, se torna turbu lento. En flujo turbulento el fluido se mueve en una masa re molineante y, en cualquier punto, las particulas individuales de agua se trasladan rapidamente de un modo al azar antes que en una linea recta. Reynolds demuestra que para cualquier fluido, el punto cri tico al cual el flujo cambia de laminar a turbulento podria ser predicho. En tuberias circulares, el punto critico ocurre cuando el parametro de menor dimensi6n dplJl (Hamado el numero de Reynolds) es aproximadamente 2000. La transici6n a turbulen eia completa es consumada para numeros de Reynolds que ex ceden4000. La mayorfa de los sistemas de protecci6n de incendios y distribuciones principales de agua funcionan bajo condiciones de flujo turbulento y perdidas par friccion dentro de la tuberia misma contabilizadas por la mayoria de las perdidas de cabeza. Otras perdidas son usualmente consideradas juntas y son llama das "perdidas menores" 0 "perdidas en accesorios".
Formulas de Flujo por Perdidas de Friccion (Cabeza) La informaci6n experimental ha establecido que la resistencia friccional en la tuberfa es 1. Independiente de la presion en la tuberia 2. Proporcional a la cantidad y caracter del flujo
•
Hidraulica para proteccion de incendios
8-69
3. Variable con la rapidez del flujo (casi proporcional a la se gunda fuerza de la velocidad mas alia de la critica; si la ve locidad esta por debajo de la critica, la resistencia varia con la primera fuerza). La Formula Chezy. Una de las mejor conocidas y mas antiguas expresiones relacionadas con la velocidad para perdidas por fric cion en tuberfa es conocida como la f6rmula Chezy: . 11 ""
c cvrs
Donde c
un factor que es dependiente de la cIase y rugosidad de la tuberia; r (el radio hidraulico) "" arealcircunferencia = dl4, donde d diametro de la tuberfa en pies (m); y s la declinaci6n hidraulica = hll = dec1inaci6n del gradiente hidraulico en el eual h es la perdida de cabeza en longitud de tuberia 1en pies (m). (vea Seccion 8, Capitulo 2, "Facilidades Fijas de Almacenamiento deAgua para Protecci6n de Incendios". Para una discusi6n sobre gradientes hidraulicos). Por tanto,
La Formula Darcy-Weisbach. Otra formula cIasica para per dida por friccion, aplicable a tuberias largas, rectas de diametro uniforme y de superficie aspera, es atribuida a Darcy, Manning, Fanning y otros. Ellibrosde texto modernos, la f6rmula es de rivada por analisis de fuerzas que actUan sobre un flujo de par ticulas de agua en una tuberia. A menudo Hamada la f6rmula Darcy-Weisbach, es una variacion de la formula Chezy, con un factor de friccionf reemplazando c y expresada como sigue: 1 v2
h=f- d 2g Donde h = Cabe741 de fricci6n factor de friccion 1 longitud de tuberfa d diametro de tuberia v velocidad g = aceleracion de gravedad
f =
La f6rmula Darcy-Weisbach es apropiada para todos los fluidos Newtonianos. (Un fluido Newtoniano es uno donde la viscosidad es constante a una temperatura especifica, sin consi deraciones de presi6n y la tasa de cizallamiento). EI factor de friccion f es de menor dimension y variable y depende de la nt gosidad de la tuberia y el numero Reynolds. El valor de f puede ser computado por la ecuacion Cole brook-White, la cual no es una formula teorica completamente empirica ni rigida. Esta ecuacion es usualmente escrita como
8-70
SECCION 8
•
Supresion
a base de agua
donde E == una medida lineal de rugosidad
f
== factor de friccion Darcy-Weisbach D diametro de la tuberfa (pies) R = numero de Reynolds (para unidades SI: I pie = 0,305 m.)
El c6mputo de f por la formula puede ser evitado por el uso de tablas y cartas conocidas como diagramas "Moody". La Figura 8.5.14 es un diagrama Moody (©Hydraulic Insti tute, 1954) del cualf puede ser leido directamente fuera de la carta. Los valores para el factor de fricci6n estan sobre la escala vertical, ala izquierda. El parametro de menor dimension, ID, es algunas veces dificil de obtener y puooe ser necesario asumir un valor para ID, basado en la experienda yjuicio. El factor de rugosidad de tu beria nueva usualmente puede ser provisto por el fabricante.
es velocidad, c el coefiClente de fricdon, r el radio hidniulico (area dividida por circunferencia) y s el declive hidraulico (per dida de cabeza dividida por longitud). La formula exponencial mas popular es la Hazen-Williams, su conformacion basica siendo v = 1,31 Cl/J,63S 0,54. Los coeficientes de mcdon en formu las de este tipo son constantes para una rugosidad especifica de tuberia e independientes de la velocidad de modo que la preci sion de estas formulas es variable, Sin embargo, los val ores fijos generalmente asumidos para viscosidad y densidad son consi derados adecuados para la mayoria del trabajo hidraulico de pro teccion contra incendios. La conformacion basica de la formula Hazen-Williams (v I,3Ic;iJ.63s0,54) no es practica para calculos ordinarios de flujo de proteccion de incendios. La conformacion normaImente usada es expresada en terminos de perdida de presion en psi antes que velocidad, en terminos de diametro real antes que radio hidrau lico y en terminos de flujo en gpm, Dado que el radio hidraulico es el area dividida por la cir cunferencia, el puede ser expresado como rcd 2j4
Area
La Formula Hazen-Williams. Las formulas de friccion-flujo comunmente usadas en hidnl.ulica de proteccion de incendios han sido desarrolladas por la experimentacion y la experiencia. Estas formulas (las cuales son variaciones de la formula Chezy) son usualmente exponenciales en la forma v = Cr'sY', donde v
r
= Circooferencia
=
Donde el diametro es en terminos de pies r
!i x 4
d
-:rr;r = 4" 0,
1 pies = ~ 12 pulg. 48
0,10 IE:!"'''''''''~'''' 0,09 0,08 0,05
0,07,m~ 0,06 E
0,04
0,05
0,02
0,03
0,015 0,04 0,01 0,008 ~
0,006 0,03 0,004 0,003 0,002 0,0015 0,001 0,0008 0,0006 0,015
0,008
Ll.W.w.u~UJ.J.l.LllWCl!WlIJ~.lJ.J..J..l.i.!.>..lJ.WJ.J.I.u.wJ.U.U"'"
10C
2
3
4 5 6 8 10V
2
3
4 5 6 8 lOB
2
3 4 5 6 810N
Numero Reynolds (R)
2
3 4 5 6 810M
.§
i
!!
'0
~'" c
if.'"
0,0004 0,0003 0,0002 0,00015 0,0001 0,00008 0,00006 0,00004 0,00003 0,00002 0,000015 0.00001 "2, 3 '4-56.610< ~ O,OQ - - 0.000005 0001
FIGURA 8.5.14 Diagrama Moody para friccion en tuberia
~--.-.~~
CAPiTULO 5
Donde el diametro es expresado en pulgadas El a1cance hidrimlico (s) cs simplemente la perdida de pre sion dividida por la longitud. La formula Hazen-Williams es usualmente usada para determinar la perdida de presion por pie de tuberia, de modo que la longitud es 1 y puede ser reempla zada por la perdida de presion (P), nuevarnente en pies. Dado que necesitarnos usar flujo antes que velocidad, sa bemos de la discusi6n sobre presion de velocidad que
•
Hidr{w(ica para proteccion de incendios
c = 100 para tamafios de tuberia estandar de 1 Y2 pulg. a 30 pulg. de diametro. Para valores de C distintos de 100, los valores ta bulados de perdidas son rnultiplicados por el factor correspon diente en la Tabla 8.5.5. Donde es usado un diferente tipo de tuberia, la perdida por fricci6n de la tabla puede ser corregida usando la f6rmula
!J.Pa 0,4085Q
d2
8-71
d 40
4,87
!J.p40 ( d; )
donde
Donde Q es expresado en gal ones por minuto y des expresado en pulgadas. Substituyendo,
0,~~5Q = 1,31C(:sf
Apa = perdida por friccion real Ap 40 = perdida pOT fricci6n en tuberia Cedula 40 d 40 = diametro interne de tuberia Cedula 40 do = diametro interne de tuberia real
53
(2,31p).54
Resolviendo para p tenemos 2
(231 ).54 _ 0,4085Qld , p, - 1,31C(dI48)o.63 3
_
2,. Ip -
_
0,311SQ
EJEMPLO: Determine la perdida por fricci6n con 700 gpm, fluyendo en 700 pies de tuberia de hierro fundido de 8 pulgadas que tiene un valor C de 80.
0,311S Il0•54 QI/O.54 CIIO,54d2JO,54 (dI48)o,63/0,54
0,3 II 8 1.85Ql.85
- C1.85d 3•7 (dI48) I, 17
0,11579Q1.85 C 1,85d4,lr//48 1.17
_ 4,64QI.85 ~ P - C I,B5d 4.87 = --'::-::i'~;:;-
SOLUCION: De la Tabla 8.5.4, la perdida para 700 gpm para 100 pies de tuberia de 8 pulgadas con C = 100 es 0,662 psi. De la Tabla 8.5.5, el factor para C= 80 es 1,51. Dado que la perdida por friccion es directamente proporcional a la longitud de tube 6,95 psi (respuesta). Puesto multiplique 0,662 x 7 x que es usada tuberia de acero distinta de la Cedula 40, este valor debe ser ajustado usando la f6rmula previamente debatida.
la cual es la formula normalmente usada para propositos de pro tecci6n contra incendios. La con stante derivada 4,64 es ligera mente diferente de la constante normalmente aceptada de 4,52 debido a errores en torno de la derivacion y las constantes en la f6rmula original. El resto de esta discusion sera usar la formula generalmente accptada con una constante de 4,52. En unidades SI la formula es
Donde
Pm Qm dm
perdida de presion (kPa) por metro de tuberia tasa de flujo (Llmin) diametro interno (rnm)
Calculos de Perdida por Friccion. Las soluciones de muchos de los problemas de protecci6n de incendios que involucran flujo y fricci6n en tubcrfa no requieren dilculo directo usando formulas, puesto que cartas y tab las estan facilmente disponi bles. Sin embargo, al usar cartas y tab las simplificadas, debe te nerse mucho cui dado al identificar el valor C (coeficiente de fricci6n) sobre el cual esta basada la carta 0 tabla. Dondc el tipo o condici6n de una tuberia necesita el uso de un valor C dife rente, la perdida por friccion de la tabla debe ser multiplicada por un factor de conversion para obtener los resultados correc tos para el valor C dcscado. Porvia de ilustracion, la Tabla 8.5.4 da valores dep cuando
..........
------
._._---_._._-_.--
d
!J.Pa
= !J.P40 ( d~ _
- 6,95
)4.87
(8,071 )4.87
8,23
= 6,32 psi EI Diagrama Hazen-Williams. La Figura 8.5.15 es una repre sentaci6n grafica de la Tabla 8.5.4, excepto que esta basada en un coeficiente Hazen-Williams de C 120 antes que C = 100, como es usado en la tabla. Para otros valorcs Cuse: Valor de C: 80100 120 130 140 150; factor multiplicador: 2,12 1,40 1,00 0,860,750,66. Esta limitado en alcancc a tuberia de no m:is de 1 pulg. de diametro y debido a la reducida escala es menos pre cisa que la tabla. La Figura 8.5.16 (p. 10-91) da informacion en unidades SI para tuberfas hasta de ]0 pulg. (254 rnm) de diametro, nueva mente basados en un C = 120. Para otros valores C use: Valor de C 80 100 120 130 140 150; factor multiplicador: 2,12 1,40 1,000,860,750,66.
°
EJEMPLO 1: l,Cua\ es la perdida por fricci6n en 300 pies (90 m) de tuberfa de hierro fundido forrada en cementa de 8 pulg., a 1500 gpm (5678 Llmm)? SOLUCION: De la intersecci6n de la linea vertical de los 1500 gpm con la linea oblicua del diametro de tuberia de 8 pulgadas en la Figura 8.5.15, lea horizontalmente a la izquierda para un
8-72
SECCION 8
TABLA 8.5.4
•
Supresi6n a base de agua
Perdida por fricci6n en tuberfa Ib/pulg. 2 por 100 pies de tuberia
Hazen-Williams C = 100a
Diametro real de tuberia desde % hasta 3% pulg. b,c Diametro nominal de tuberia 4 hasta 30 C
5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1,000 1,250 1,500 1,750 2,000 2,250 2,500 2,750 3,000 4,000 5,000
17,9 64,5
5 0,019 0,033 0,050 0,069 0,092 0,118 0,147 0,178 0,250 0,333 0,426 0,529 0,643 0,768 0,902 1,05 1,20 1,36 1,81 2,32 2,88 3,51 4,18 4,91 5,70 6,53 7,42 8,36 9,35 10,4 11,5 12,6 19,1
30 ,007 ,009 ,011 ,013 ,016 ,027 ,040
4,55 16,4 34,7 59,1
6 0,020 0,029 0,038 0,049 0,060 0,074 0,103 0,137 0,175 0,218 0,265 0,316 0,371 0,430 0,493 0,562 0,746 0,955 1,19 1,44 1,72 2,02 2,34 2,69 3,05 3,44 3,85 4,28 4,73 5,20 7,85 11,0
1,40 5,06 10,7 18,2 38,6 65,8
8
11.4
1%
2
0,369 1,33 2,82 4,89 10,2 17,3 26,2 36,6 48,7 62,4
0,174 0,629 1,33 2,27 4,80 8,17 12,3 17,3 23,0 29,4 36,6 44,5 62,3 82,9 106,0
0,052 0,186 0,394 0,671 1,42 2,42 3,66 5,12 6,81 8,72 10,8 13,1 18,5 24,6 31,4 39,1 47,5 56,7
77,6 10 0,034 0,043 0,054 0,065 0,078 0,091 0,106 0,122 0,138 0,184 0,235 0,292 0,353 0,424 0,498
0,577 0,662 0,752 0,848 0,948 1,05 1,17 1,28 1,94 2,71 (18,7) 3,61 4,62
0,018 0,022 0,026 0,031 0,036 0,041 0,047 0,062 0,079 0,099 0,120 0,143 0,168 0,195 0,223 0,254 0,286 0,320 0,356 0,393 0,432 0,653 0,914 1,22 1,56 1,94 2,35 2,81 3,30
12 0,013 0,015 0,Q17 0,019 0,026 0,033 0,041 0,049 0,059 0,069 0,080 0,092 0,104 0,118 0,132 0,146 0,162 0,178 0,269 0,376 0,501 0,641 0,797 0,969 1,16 1,36 2,31 3,49
14
2%
3
0,078 0,166 0,282 0,598 1,02 1,54 2,16 2,87 3,67 4,56 5,55
0,030 0,064 0,109 0,231 0,393 0,593 0,831 1,11 1 Ai 1.76 2.14 3.00 3,98 5,10 6,34 7,71 9,19 10,8 12,5 14,4 16,3 21,7 27,8 34,6 42,0 50,1 58,8 68,2
3%
4
5
7,77 10,3 13,2 16,5 20,0 23,9 28,0 32,5 37,3 42,3
0,012 0,015 0,019 0,023 0,028 0,033 0,038 0,043 0,049 0,056 0,062 0,069 0,076 0,084 0,127 0,178 0,236 0,303 0,376 0,457 0,545 0,641 1,09 1,65
16 0,012 0,015 0,017 0,020 0,023 0,026 0,029 0,032 0,036 0,040 0,044 0,066 0,093 0,123 0,158 0,196 0,239 0,285 0,334 0,569 0,860
18
0,028 0,048 0,102 0,174 0,263 0,369 0,490 0,628 0,781 0,949
1,33 1,77 2,26 2,81 3,42 4,08 4,79 5,56 6,37 7,24 9,63 12,3 15,3 18,6 22,2 26,1 30,3 34,7 39,4 44,5 49,7
20
0,027 0,057 0,097 0,147 0,206 0,274 0,350 0,435 0,529 0,741 0,986 1,26 1,57 1,91 2,28 2,67 3,10 3,55 4,04 5,37 6,88 8,55 10,4 12,4 14,6 16,9 19,4 22,0 24,8 27,7 30,8 34,1 37,5
24 0,089 0,111 0,134 0,160 0,188 0,321 0,485
0,053 0,066 0,081 0,096 0,113 0,192 0,290
0,022 0,027 0,033 0,040 0,046 0,079 0,119
10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 4000 5000
8Para convertir perdida por fricci6n a C = 100 u otros valores de C, yea la Tabla 8.5.5, bTamanos de tuberia Cedula 40 desde Y2 hasta 3 Y2 pulgadas en acero, cUnidades 81: 1 psi =6,895 kPa; 1 gpm =3,378 Umin; 1 pulgada 25,4 mm. Nota; EI diametro interne real para tamanos de % a 3 % pulgadas es dado para la mayor precision cuando estos tamanos incluyen lineas de bifurcaciones de rociador y pequenos tamanos de cruces maestros, Para tamanos de 4 pulgadas y mayo res los diametros nominales fueron usados cemo un promedio de seguridad objetivo para los diametros de varios tipos de tuberia subterranea a saber; hierro fundido sin forro y esmaltada, mayor que la nominal; lineas de cemento-hierro fundido y asbestos cemento Clase 200, menor que el nominal: asbestos cemento Clase 150 de lamanos de 6 y 8 pulg., menores que el nominal y otros tamanos aun nominales, (una variaci6n de 0,10 es valedera solo para cemento Clase 150 forrado- vea ASHD FT-9 hasta 45 para 01 reales). Esta Tabla debera ser util en la aproximacion de perdidas por friction en flujos a traves de tuberia existente subterranea, donde el tipo, diametro interne y condicion son frecuentemente desconocidos, Sin embargo, en tales casos es recomendada una prueba de flujo. Cuando el tipo, diametro interno y condicion son conocidos y en disenos de nuevos sistemas para todos los tamanos y tipos de tuberlas, se deberian usar las tablas de perdidas por fricci6n. Las tablas de fricci6n basadas en la f6rmula Hazen-Williams estan publicadas en Automatic Sprinkler Hydraulic Data por "Automatic' Sprinkler Corporation ofAmerica y las tablas basadas en la formula Darcy-Weisbach esUm publicadas en Standards of the Hydraulic institute.
CAPiTULO 5
TABLA 8.5.5 Factores de conversion para perdidas por triecion en tuberia para va/ores de eoeficiente distintos de 100 C
Factor
C
Factor
C
150 145 140 135 130 125 120 115
0,472 0,503 0,537 0,574 0,615 0,662 0,714 0,772
110 105 100 95 90 85 80 75
0,838 0,914 1,00 1,10 1,22 1,35 1,51 1,70
70 65 60 55 50 45 40 35
Factor
1,93 2,22 2,57 3,02 3,61 4,38 5,48 6,97
valor de perdida de cabeza, el cual se encuentra que es 0,019 psi por pie. Para 300 pies, la perdida debiera ser de 300 x 0,019 psi 05,7 psi. El valor C probable de la tuberia forrada en cemento es 140 (Tabla 8.5.6) y el factor de conversion es 0,75 (Figura 8.5.15). Entonces, la perdida por friccion es 5,7 x 0,75 = 4.3 psi. Puesto que es usada tuberia de acero Cedula 40 distinta, este valor debe ser ajustado usando la formula previamente debatida.
_ (8.071 - 4,3 7,98
)4,87
•
Hidrau/iea para proteccion de ineendios
8-73
TABLA 8.5.6 Guia para estimaeion de/ C Hazen Williams Valor de C
Clase de tuberia Hierro fundido, no forrado 10 anos de edad 15 anos de edad 20 anos de edad 30 anos de edad 50 anos de edad Hierro fundido, no forrado, nuevo Hierro fundido, revestido en cemento Hierro fundido, forro de esmalte bituminoso Acero termino medio, nuevo Acero ribeteado, nuevo Asbestos-cemento Concreto reforzado Plastico
18
2b
3c
110 100 90 80 70
90 75 65 55 50 120 140 140
75 65 55 45 40
140 110 140 140 150
8Agua ligeramente corrosiva. Use los mismos valores para proteccion contra incendios que no tenga uso industrial 0 usa domestico. bAgua moderadamente corrosiva. "Agua severamente corrosiva . Nota: Los val ores C escogidos para disefio de los sistemas de tu beria debieran estar basados en la norma NFPAaplicable 0 en la au toridad competente.
4,54 psi
Flujo (gpm)
FIGURA8.5.15 Perdida por frieeion en tuberfa de acero eMu/a 40, Hazen -Williams C
= 120
8-74
SECCION 8
Supresion a base de agua
•
10 000 900Q 8000 7000 6000 5000
±t:/
3000
/
0
~V
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Il.
t1l -0
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1000 900 800 700 600 500
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000000 000000 000000 000000 1.O<.Of'-..coO)~
Flujo (Umin)
FIGURA 8.5.16 Perdida por friccion (unidades SI) en tuberfa de acero cooula 40, Hazen -Williams C
EJEMPLO 2: l,Cmil es la perdida pOI friccion en 400 m de tu beria de hierro fundido sin forro de 150 mm - de 30 afios de vieja (C= 80) para un flujo de 10 000 Llmin? SOLUCION: De la interseccion de la linea vertical de los 10 000 Llmin con la linea oblicua del diametro de tuberia de 150 mm en la Figura 8.5.16, lea horizontalmente a la izquierda para un valor de perdida de cabeza, el cual es 480 kPa por 100 m. Para 400 m, la perdida debiera ser 4 x 480 kPa 0 1920 kPa, con base en C 120. Para tuberia de hierro fundido, C 80 y el fac tor de conversion es 2,12 (vea Figura 8.5.16). Entonces, la per dida por friccion es 1920 x 2,12 4070 kPa.
'luberias Equivalentes. Los problemas que involueran sumi nistros de agua entubada y sistemas de proteccion de ineendios ocasionalmente requieren substitucion de una tuberia por otra. El termino "tuberia equivalente" usual mente significa una tube ria que tiene la misma perdida por friccion que la tuberia por la eual esta siendo substituida. La formula para uso de la Tabla de perdida por friccion es aplicable aquf.
EJEMPLO: l,Que longitud de tuberfa de 8 pulgadas (C es equivalente a 700 pies de tuberia de 6 pulgadas (C SOLUCION:
donde
110) 85)?
120
N = factor C de conversion para cada tuberia L = longitud de cada tuberia T = perdida por fricci6n de la Tabla 8.5.4 Asurna una tasa de fluJo (digamos, 1000 gpm) y substituya los valores conoeidos:
1,35 X i~
X
5,ZO
L?
0,838 X 100 X 1,28
Resolviendo por L 2 , 1,35 X 700 X 5,20 4581 pies 0,838 X 1,28 Los cuales pueden ser redondeados a 4600 pies,
Perdidas Menores Mientras la perdida por friccion dentro de la tuberfa normal mente euenta para la mayorfa de las perdidas de eabeza, estas tambien ocurren cuando el flujo en una tuberfa cambia de di reccion, el tamafio de tuberia cambia 0 son encontrados una val vula u otro accesorio. Estas perdidas son tipicamente referidas como perdidas menores aunque elias puedan ser significativas para algunos accesorios, tales como valvulas giratorias de no re torno 0 anticipadores de flujo de retorno, que son comUnmente eneontrados en sistemas de proteccion de incendios, La cantidad de perdidas menores de accesorios puede ser
CAPiTULO 5
encontrada en muchas referencias y estil a menudo expresada de diferentes maneras. Las mas comunes son una longitud equiva lente (lid), un coeficiente de resistencia (k) 0 un coeficiente de flujo (CJ.
•
Accesorios o tuberia
tecci6n de incendios, la perdida por fricci6n es obtenida por uso del metodo de longitud equivalente de una Tabla como la 8.5.7, la cttal expresa la perdida por fricdon del accesono como una "longitud de tuberia equivalente" que tiene la misma perdida por friccion que el accesorio. Esta longitud es entonces agregada a la longitud de la tuberia a la cual el accesorio estil conectado para obtener la perdida por fricci6n total de la tuberia y accesorios.
longitud equi valente para accesorios
Numero
Codo estandar Union T Mariposa Tuberia longitud
Longitud Equivalente. Para la mayona de los ca1culos en pro
8-75
Hidraulica para protecci6n de incendios
3 1,5 4,5 1 3,1 3,1 2 1,8 3,6 1 200,0 200,0 equivalente total de tuberia = 211,.2
De la Figura 8.5.15, la pcrdida por fricci6n total de un flujo de 600 Umin en una tuberia de 50 mm (2 pulgadas nominales) es 500 kPa por 100 m de tuberia. Dado que la perdida por fricci6n es directamente proporcional ala longitud de tuberia, la perdida total es dada por
EJEMPLO: Ca1cule la perdida total por fricci6n para 600
2112 _ X ::>00 == 1056 kPa 100
Umin de flujo a traves de 200 m de tuberia de 2 pulgadas no minaJes (50 mm) (C = 120) la cual incorpora tres codos de 90 grados, una union en tee (90 grados de giro) y dos valvulas ma riposa.
.__1-
La perdida debida a accesorios es dada por 11,2 X 500 == 56 kPa 100
SOLUCION: Use la Tabla 8.5.7 para longitudes equivalentes de accesorios (C = 120):
o 5,3 por ciento de la perdida por fricci6n total
TABLAB.S.7
Carta de longitud equivalente de tuberia, Accesorios y valvulas expresados en pies (m) equivalentes de tuberia ---~
20mm (SA pulg.) Codo de 45° Codo estandar de 90° Codo de giro largo de 90° To Cruz(Flujo alterado 90°) Valvula de compuerta Valvula mariposa
1 2 1 4
(0,3) (0,6) (0,3) (1,2)
4 (1,2)
25mm (1 pulg.) 1 2 2 5
32mm (11A, pulg.)
(0,3) (0,6) (0,6) (1,5)
1 3 2 6
5 (1,5)
(0,3) (0,9) (0,6) (1,8)
7 (2,1)
40mm (1% pulg.) 2 4 2 8
(0,6) (1,2) (0,6) (2,4)
50mm (2 pulg.) 2 5 3 10 1 6 11
9 (2,7)
(0,6) (1,5) (0,9) (3,1) (0,3) (1,8) (3,4)
50mm (2% pulg.) 3 6 4 12 1 7 14
(0,9) (1,8) (1,2) (3,7) (0,3) (2,1) (4,3)
80mm (3 pulg.) 3 (0,9) 7 (2,1) 5 (1,5) 15 (4,6) 1 (0,3) 10 (3,1) 16 (4,9)
Accesorios y valvulas expresados en pies (m) equivalentes de tuberia 90mm (3% pulg.) Codo de 45° Coda estandar de 90° Codo de giro largo de 90° To Cruz(Flujo alterado 90°) Valvula de compuerta Valvula mariposa Valvula de retencion a
3 8 5 17 1
(0,9) (2,4) (1,5) (5,2) (0,3)
19 (5,8)
100mm (4 pulg.)
125mm (5 pulg.)
150 mm (6 pulg.)
200mm (8 pulg.)
250mm (10 pulg.)
300mm (12 pulg.)
4 10 6 20 2 12 22
5 12 8 25 2 9 27
7 14 9 30 3 10 32
9 (2,7) 18 (5,5) 13 (4,0) 35 (10,7) 4 (1,2) 12 (3,7) 45(13,7)
11 (3,4) 22 (6,7) 16 (4,9) 50 (15,3) 5 (1,5) 19 (5,8) 55 (16,8)
13 27 18 60 6 21 65
(1,2) (3,1) (1,8) (6,1) (0,6) (3,7) (6,7)
(1,5) (3,7) (2,4) (7,6) (0,6) (2,7) (8,2)
(2,1) (4,3) (2,7) (9,2) (0,9) (3,1) (9,8)
(4,0) (8,2) (5,5) (18,3) (1,8) (6,4) (19,8)
Use con Hazen-Williams C == 120 s61amente, Para otros Valores de C, las figuras en esta tabla deben ser muttiplicadas por los factores de abajo. Valor de C Factor multiplicador
80 0,472
100 0,713
120 1,00
130 1,16
140 1,32
150 1,51
(Esto esta basado en las perdidas por friccion a traves del accesorio que es independiente del factor C aplicable a la tuberfa) Los valores de perdida por friccion especifica 0 longitudes equivalentes de tuberia para valvulas de alarma, valvulas de tuberia seca. valvulas de inundacion, filtros y otros dispositivos 0 accesorios debieran estar a disposicion de la autoridad competente. 8Debido a las variaciones en diseno de valvulas giratorias de no retorno, la tuberia equivalente rnostrada en esta tabla debiera ser considerada termino medio, Nota: Use el valor equivalente pies (m) para el "codo estandar" 0 cualquier giro abrupto de 90° tal como el modelo tipo tomillo, Use el valor equivalente pies (m) para el "codo de giro largo" 0 cualquier giro extenso de 90°, tal como un embridado, soldado 0 union mecanica tipo codo.
8-76
SECCION 8
•
Supresion
a base de agua
Coeficientes de Resistencia. Los coeficientes de resistencia son algunas veces usados para expresar la perdida de cabeza en un COEFICIENTES DE PERDIDA POR FRICCION accesorio como una funci6n de velocidad en concordancia con vX Perdida de eabeza = h" k la relaci6n: 2g v2 Entrada de borde en filo hf '=k 2g v _ k=0,5
La longitud equivalente y los metodos del coeficiente de resistencia estan relacionados. Use la fOrmula basica Darcy Weisbach,
Tuberfa proyeclada af interior
v-
k=0,8 1,0
~ r
o
Entrada redondeada
V_d
La mayoria de las perdidas de entrada son calculadas usando coeficientes de resistencia. La Figura 8.5.17 provee co efieientes de resistencia para algunas condiciones de entrada co munes y accesorios. Coeficientes de Flujo. Donde la perdida en un accesorio es de finida por un coefieiente de flujo C", el coeficiente es definido como el flujo de agua que producini una perdida por fricci6n co nocida (usualmente 1 psi) a traves del accesorio. La relaci6n es usualmente conocida como
I
rid
0,05
0,4
--k-T----~-----+---4---4--0,-04-
CONTRACCION SUBITA
Old
10
k
0,50
CONTRACCION GRADUAL Nota: Use k con V desde fa seccion pequena de tuberia
~az
NOTA: Use keon V desde la tuberia larga
'I\'~
Sabemos par nuestra discusi6n sobre presi6n que ella (ex presada en terminos de psi) y cabeza (expresada en terminos de pies) estan relacionadas por la formula
11=
11'
~
k=O,05 2 IF e <> 45 grados
0,8 sin ( 1- i:\X) k" _________
=-L 0,433
PV
9> 45grados
0,5 (1 - PX)
k=
Substituyendo, tenemos
~V
=xC,.
EXTENSION SUBITA
Ajustando ambos lados y resolviendo para p tenemos p
Q2 0,433 C 2 I'
0,9
EI coeficiente de flujo puede ser mostrado para que sea re
0,04
lacionado con el coeficiente de resistencia. Dado que v2 Q2 p2 Q! h=k Y 11=,- entonees k-~'-
C;
2g -
Re-OlUenando tenemos
c;
EXTENSION GRADUAL
i
d
~ -
~
Si6 <>45grados
NOTA: Use k con Ven la tUberfa grande i3d/D
t
2,6 sin k" _ _ _:..--...;.....c
Porque Q av y a = TC([214 tenemos
i3V
2gd4'rr?v2 _ gd 4n2
16kv 2
-
--gj(
Si 9> 45 grad os
k= (1
i3X)X
pv
Resolviendo para C, tenemos d2n o. rg C,' = .Ji-18k = M"J'Sk
' dida par f i' FI GURA 8.5.17 Coeficientes de pen rice/on
CAPiTULO 5
Para den pulgadas y Cv en gpml'-'psi, la f6rmula es normal mente expresada como
c = 29.9d 2 v
Jk
GOLPE DE ARIETE El golpe de ariete es un efecto de la elevaci6n de presi6n (onda) quc acompana un sub ito cambio en la velocidad del agua que fluye en una tuberia. Cuando la desaceleraci6n de velocidad es cipida 0 completamente detenida, la energia cinetica del movi miento de la columna de agua es absorbida temporalmente por la deformaci6n elastica de la tuberia y por la compresibilidad de agua. Una ola de presi6n es formada entonces as! que se refleja de vue Ita y haeia del ante dentro de la tuberia. Las ondas de presi6n pueden ser iniciadas por el cierre de una valvula, detenci6n de una bomba 0 por el desarrollo sub ito de una demanda anormal de agua cuando un tubo maestro se rompe. Ocasionalmente, la operaci6n de valvulas de control au tomatico en sistemas rociadores puede resultar en la inversi6n del flujo y una formaci6n de alta presi6n en el sistema de pro tecci6n de incendios. La consideraci6n del golpe de ariete y ondas de presi6n mo mentaneas esta tradicionalmente basada en las teorias de la onda elastica de Joukowski y Allievi. EI Capitulo 4-2 del SFPE Hand book ofFire Protection Engineering provee una discusion alter nativo basado en las teorias de la onda elastica de Zhukovsky. La fuerza del golpe de ariete es algunas veces suficiente para romper tuberias, accesorios 0 lineas de manguera. Te6rica mente, las fuerzas resultantes podrian ser infinitas si el sistema fuera totalmente inelastico. La elasticidad de la manguera tiende a reducir el dana del golpe de ariete, dado que el cierre sub ito de las boquillas en grandes lineas de manguera puede causar una elevaci6n de pre sion suficiente para romper la manguera. Pruebas sobre el golpe de ariete fueron conducidas por Robert Fitzgerald del New York Fire Department y publicadas en la Revista WNYF de ese de partamento en Julio de 1949. Pruebas con hidrantes a baja pre sion indicaron que la ondas de presion del cierre de boquillas se torn6 critic a en lineas de manguera largas y que las olas de cho que desarrolladas que viajaban desde la boquilla hasta el hi drante y retornaban hacia la boquilla, desarrollaron ondas de presi6n de aproximadamente dos veces la presi6n del hidrante. Este punto es prueba de la ventaja de operar las valvulas de bo quiIla lentamente. Las !ineas de descarga de bombas esrnn sujetas al golpe de ariete causado por la separacion de la columna de agua. Esto puede ocurrir cuando una bomba subitamente se detiene (debido a falIa de energia, parada manual, etc.) 0 si la valvula de des carga es cerrada muy rapido con la bomba en operacion. La se paracion tiene lugar en alguna parte aguas abajo, especialmente en un apice 0 donde la inclinaci6n descendente de la tuberia se incrementa en forma pronunciada. Cuando el movimiento hacia del ante comienza a agotarse, el flujo revers a su direccion y cie rra la brecha. Cuando la bomba esta ubicada en una elevaci6n sobre la sa lida del sistema, un interruptor de vado en la linea puede proveer
•
Hidraulica para protecci6n de incendios
8-77
control efectivo. Caando hay una cabeza estatica sobre una bomba al descargar. es practicamente imposible eliminar com pletamente una columna de agua inversa. Los supresores de onda o interruptores de vado de tipo especial disenados para derivar una parte del flujo de reversa de la columna de agua alrededor de la valvula de no retorno 0 valvula de control pueden ser efectivos. EI reinicio muy cipido de una bomba de incendio dcspues de un disparo fallido puede causar oleaje excesivo y las instal a ciones sujetas a operacion intermitente debieran estar protegidas por relevadores de tiempo de demora. Las valvulas de alivio in dividual son consideradas inservibles, porque su operaci6n es muy lenta para contrarrestar la velocidad de 1a elevaci6n de pre si6n. En sistemas de proteccion de incendios, una bomba jockey es usada para mantener una alta presion sobre el sistema y re ducir el golpe de aricte que causa la onda cuando la bomba de incendios arran ca. Los principales factores que contribuyen a la separaci6n de la columna de agua son (I) tasa dc flujo de parada, sea por el ra pi do cierre de una valvula 0 la rapida desaceleraci6n de una bomba; (2) longitud del sistema de tuberia (esto determina el tiempo durante el cual la presi6n continua hasta caer antes de que las ondas de presion positiva regresen del extremo alejado de la linea neutralizando la caida de presion inicial); (3) la pre si6n de operaci6n normal en puntos criticos, tales como las cres tas de colin as y (4) la velocidad del agua justo antes de que ocurra la parada de la bomba 0 el cierre de la valvula; la mayor velocidad por la amplitud del tamafio del vacio, la velocidad del flujo de retorno y la elevacion de presi6n final.
TEO RIA DE LA ONDA ELASTICA Los conceptos basicos de la teoria de la onda elastica (en In gles EWT) son 1. La magnitud de la elevacion de presion es proporcional a la velocidad de devastaci6n del fluido y a la velocidad de la ola de presion. 2. La elevaci6n de presion es independiente de la longitud y perfil de la tuberia. 3. La velocidad de la onda de presi6n es la misma que la ve locidad del sonido a traves del agua.
La elevaci6n teorica de presi6n cuando el flujo es detenido al instante puede ser caleulada por la f6rmula tJ.p
= O,4;33a v g
donde elevaci6n de presi6n (psi) a = velocidad de la ola de presi6n (pies/s) v velocidad del flujo de agua (pies por segundo) g = aceleracion de gravedad (pies/s 2) En unidades
sr, la f6rmula es
8-78
SECCION 8
•
Supresi6n a base de agua
donde L\Pm am Vm
gIrl
elevacion de presion (kPa) velocidad de la onda de presion (m/s) velocidad del flujo de agua (m/s) aceleracion de gravedad (m/s2)
En la pnlctica, el p calculado puede ser reducido, toleran dolo a causa de las caracteristicas de cierre de la valvula y per didas por friccion en la tuberia. Usualmente, esta es una cuestion de juicio y experiencia. Para los tamafios usados de tuberia en sistemas de proteccion de incendios, es sugerida una tolerancia de 100 a 125 psi (690 a 860 kPa). La elevacion de presion, P' esta al maximo cuando el flujo es detenido en un tiempo igual a 0 menor al tiempo critico de la tuberia, el cual es el tiempo requerido por la onda de presion para viajar desde el punto de cierre hasta el [mal de la tuberia y regresar. La f6rmula para tiempo crftico es
T= 2L a Donde L longitud de tuberia La velocidad de la onda, a, es
a=
r====c'~===o=
bieran ser mantenidos en buena condici6n y operados cuidado samente para evitar una abmpta reducci6n en el flujo y las val vulas operadas con energia a control remoto debieran ser cuidadosamente retardadas en su duraci6n para evitar su cierre demasiado rapido (nunca menos de 5 segundos). 0'
"0
c
::J
Ol Q)
CJ)
4500
<5 Q. CJ)
S'" 4000 c:
~
i!' Q.
"0
'c" '"
"0
0
3000
C
::J
'" '" 'u
2500
~
2000
"0 "0 "0
.Q
0
Para evitar e1 calculo a, use la carta en la Figura 8.5.18. Las fi guras sobre las curvas representan valores de E en mill ones de libras por pulg.cuadrada (magnitud de los modulos de elastici dad). La elevaci6n de presi6n calculada en una tuberia de hiero fundi do de 6 pulgadas es de cerca de 60 psi por pie (1357 kPa) de vclocidad de detenci6n. El potencial de golpe de ariete de los sistemas de distribu ci6n, especialmente aquellos con bombas automaticas, debiera ser examinado y tornados pasos practicos para reducir la proba bilidad de ondas de presion destructivas. Debiera anotarse, sin embargo, que dadas las condiciones bajo las cuales los sistemas de distribuci6n de proteccion de incendios dedicados son dise nados (operacion automatic a de bombas con valvulas de no re torno en sus lineas de descarga), el potencial de golpe de ariete no puede ser completamente eliminado. Para evitar el golpe de ariete, las valvulas e hidrantes de
- - - -..........
~~
.....-
- -- ..
30
40
50
60
70
80
90
(g.)
FIGURA 8.5.18 Carta de ve/ocidad de movimiento de fa onda para agua
BIBLIOGRAFIA
w "" peso del agua (lb/pie3) aceleracion de (pie/s 2) magnitud del modulo de compresibilidad de agua (psi) m6dulos nuevos de elasticidad del material de la pared de tuberfa (psi) e = espesor de la pared de tuberia (pulg.) d = diametro interno de la tuberia (pulg.)
20
Diametro interno
Donde g k E
10
Referencias AWWA MIl, Steel Pipe-A Guide for Design and Installation, Amer ican Water Works Association, Denver, CO, 1989. Baumeister, T., Avallone, E. A.. Baumeister, T., III (Eds.), Marks' Standard Handbookfor ]o..fechanical Engineers, 8th ed., McGraw-Hill, New York, 1978. Casey, James F. (Ed.), Fire Service Hydraulics. 2nd ed., Dun-Donnel ley, New York, 1970. Crocker, S., and King, R. C. (Eds.), Piping Handbook, McGraw-Hill, New York, 1967. DeNevers, N., Fluid Mechanics, Addison-Wesley, Reading, MA, 1970. Dinenno, P. J. (Ed.), SFPE Handbook ofFire Protection Engineering, 3rd ed., National Fire Protection Association, Quincy, MA, 2002. "Flow of Fluids Through Valves, Fittings, and Pipe," Crane Technical Paper No. 410, Crane Co., Chicago, 1976. Hydraulic Institute, Engineering Data Book, Hydraulic Institute, Cleveland, OH, 1970. Idelchik,1. E. (Ed.), Handbook ofHydraulic Resistance, 2nd ed" Hemisphere, Washington, DC, 1986. Jeppson, R. W., Analysis ofFlow In Pipe Networks, Butterworth, Boston, MA, 1976, Parmakian, J., Water Hammer AnalYSis, Dover, New York, 1963. Perry, R. H., and Chilton, C. H., Chemical Engineers Handbook, 5th ed., McGraw-Hill, New York, 1973. Wass, H. S., Rociador Hydraulics, 2nd ed., Society of Fire Protection Engineering, Bethesda, MD, 2000.
Revisado por
Gerald R. Schultz
n sistema de abastecimiento de agua es uno de los fac tores mas importantes en la proteccion publica 0 pri vada. Los cuerpos de bomberos y los ingenieros de proteccion contra incendios, al igual que aquellas personas res ponsables del disefio, funcionamiento y mantenimiento de los acueductos, se preocupan por dos aspectos del abastecimiento de agua: (I) su suficiencia y (2) su fiabilidad. La suficiencia, en el caso de un acueducto que suministra agua para el consumo normal y para la proteccion contra incen dios, se puede definir como la capacidad de abastecer agua si multaneamente para las demandas del consumo maximo normal y la capacidad que se pueda requerir para combatir y extinguir un incendio importante dentro del area a la que presta servicio dicho acueducto. La suficiencia se preocupa porque exista un caudal y una presion suficientes. La fiabilidad de un acueducto puede definirse como la ca pacidad de abastecer el consumo maximo diario mas una de manda de agua necesaria para apagar un incendio, inc1uso en el caso de que no funcione de acuerdo con su disefio 0 esUin para lizados algunos de los componentes mas importantes del sis tema, como en el caso del rompimiento de una tuberia, la falla de una valvula, una falIa de energfa 0 la paralizaci6n de las bom bas. La fiabilidad es una evaluaci6n mas subjetiva y requiere que el abastecimiento de agua sea observado con un "que tal si". En este capitulo se explican los objetivos de las pruebas de los sistemas de abastecimiento de agua, los procedimientos de prueba y las soluciones graficas a los problemas de las pruebas y del caudaL
U
OBJETIVOS DE LAS PRUEBAS Con frecuencia, las pruebas de caudal de los hidrantes que se re alizan en los acueductos publicos, se hacen para determinar la tasa a la cual esta disponible el agua en ubicaciones especificas dentro del sistema de distribuci6n, para determinar los puntos de conexi6n para las extensiones de tuberias, para las aplicaciones de bombas reforzadoras, para verificar la precision de los mo delos de distribucion y para una amplia variedad de propositos diferentes. La tasa y la cantidad de agua disponible para las areas con
Gerald R. Schultz, P.E., es uno de los directores del The FPI Con sortium Inc., en Woodridge, lIlinois. Anteriormente fue miembro del Comite Tecnico de la NFPA sobre Rociadores Automaticos.
un valor elevado concentrado tales como ceniros comerciales, parques industriales, instituciones y zonas residenciales son fac tores de interes especial para los cuerpos de bomberos y las com pafiias de seguros. Normalmente, el caudal de agua y la integridad de los sis temas privados contra incendios se prueban anualmente. Esto incluye probar el desempefio operativo de las bombas contra incendio, los tanques elevados, las conexiones municipales, otras fuentes de agua y la suficiencia general del sistema. Las pruebas de caudal de los acueductos publicos no deben realizarse sin el consentimiento y la cooperacion del personal de la empresa de acueducto y posiblemente de los cuerpos loca les de policia y bomberos. Por 10 general, el cuerpo de bombe ros 0 los encargados de la empresa de acueducto ayudaran en el trabajo que involucra la realizacion de las pruebas; puede ser ne cesario tambien el auxilio de la policia para controlar el trafico vehicular y peatonal. Las pruebas de hidrantes y de caudal de un abastecimiento de agua comun se realizan con tan poca frecuencia y los resul tados que se obtienen son tan importantes que es obligatorio que la persona encargada de la operacion, direccion, 0 manteni miento de un sistema de abastecimiento de agua este al tanto de como se llevan a cabo dichas pruebas y sea capaz de interpretar correctamente los resultados. La NFPA 25, Norma sabre fa Ins peccion, Prueba y Mantenimiento de Sistemas de Proteccion contra Incendios a Base de Agua, describe los requisitos para las pruebas de los hidrantes privados contra incendio. Las pruebas de caudal de los hidrantes no se deben realizar hasta que se conozcan todas las caracteristicas de funcionamiento de un acueducto. Los resultados pueden variar sustancialmente dependiendo del funcionamiento de los equipos de bombeo, de los niveles de agua en las instalaciones de almacenamiento del sistema, las tasas de consumo y los puntos de demanda en el sis tema. Aunque es posible realizar pruebas precisas dentro de to lerancias aceptables, los resultados obtenidos varian de un dia a otro e incluso en perfodos diferentes durante el mismo dfa debido a las innumerables variables involucradas.
EQUIPOS DE PRUEBAS Para realizar las pruebas de caudal de los hidrantes, se debe con tar con los siguientes equipos calibrados en unidades usuales en los Estados Unidos 0 en las unidades SI apropiadas. (Para uni dades SI: 1 pulg 25,4 mm; lib 0,454 kg; 1 psi 6,895 kPa).
8-79
8-80
SECCION 8
•
Supresion
a base de agua
1. Una regia de acero de 6 pulg. con divisiones de 1/16 pulg. 2. Un tuba de Pitot junto con un manometro de prueba, ade cuado para las presiones esperadas. Normalmente un ma nometro de 60 psi es suficiente (Figura 8.6.1). 3. Una tapa de hidrante de 2Y2 pulg (asumiendo que las cabe zas son de 2Y2 pulg) junto con un manometro de prueba adecuado para las presiones esperadas, con graduaciones de lib; nonnalmente un manometro de 200 psi es sufi ciente) (Figura 8.6.2). 4. Un fonnulario conveniente para registrar los datos de las pruebas y para incluir un esquema de la ubicacion donde se realizo la prueba, sefialando los hidrantes y cualquier otro elemento saliente. Para llevar a cabo las pruebas de caudal de los hidrantcs y boquillas, es indispensable la combinacion dc un tubo de Pitot y un manometro. La abertura pequefia en el extremo del tubo, con un diametro no superior a 1,6 rum elr6 pulg), se introduce en el centro del chorro teniendo la abertura alineada con la corriente y a una distancia frente a la abertura equivalente a la mitad del diametro de la abertura. El manometro unido al tuba registra la
Man6metro
Tuberia de 1116 pulg
t
Tubo de V. pulg de \ 3 pulg de largo
Ranurado Rara una
tuberia de 1116 pulg
-
Cuchilla de una balanza
Mangu~o
~
de 1pulg
largO!! )
Camara de aire de % pulg 0 de 1 pulQ de diametro x 4 purg de largo
Secci6n A-A
FIGURA 8.6.1 Ensambfaje de un tubo de Pitot comun
Tapa de hidrante de broncs de 2% pulg
lIave de purga
!II
Tde V. pulg Adaptador
FIGURA 8.6.2 Ensambfaje tipico de un tubo de Pitot
presion por velocidad. En la Figura 8.6.2, observe la Have de purga; su funciona miento pennite que el aire del cuerpo del hidrante se descargue euando se abre el hidrante y deja que el aire ingrese nuevamente cuando el hidrante esta cerrado. EI no poder abrir la Have de purga durante el cierre del hidrante puede someter al manome tro a un vacio parcial, 10 cual puede ocasionar errores en las lec turas futuras del manometro. Observe tambien la rosca para manguera de jardin de 19 mm (% pulg) en la tapa del hidrante de 64 mm (21/2 pulg). El hecho de qui tar la tapa del resto del ac cesorio pennite ajustar el ensamblaje del manometro a una co nexion de grifo de boca curva (manguera) domestica. Deben usarse manometros de calidad de acuerdo con ASME B 40.1, Gauges~Pressure Indicating Dial Type ~ Elastic Element, grado AA. El uso de manometros de prueba de buena calidad ha producido resultados que se consideran razonable mente precisos dentro del alcance del procedimiento de las prue bas. Sin embargo, se debe tener cui dado para proteger a los manometros de un manejo inadecuado. Estos deben probarse pe riOdicamente mediante un probador de peso muerto durante todo el intervalo de la operacion. Se deben mantener hojas de cali bracion para cada manomctro y los factores de correccion deben estar adheridos a la parte posterior de cada manometro antes de iniciar la serie de pruebas. Todos los datos de las prucbas deben registrarse de manera sistematica y organizada junto con cual quier condicion de funcionamiento del sistema que pueda afec tar los resultados de la prueba.
REALIZACION DE LAS
PRUEBAS DE CAUDAL
Las pruebas de caudal de los hidrantes son faciles de realizar y nonnalmente sus resultados se interpretan con facilidad. Una vez sc ha determinado el objetivo de la prueba, solo es necesa rio descargar agua a una tasa conocida desde uno 0 mas hidran tes. La caida de presion producida por la descarga se observa simultaneamente en un segundo hidrante 0 en otros puntos de conexion con el sistema que abasteee a los hidrantes con caudal. Quien hace la prueba debe identificar al hidrante estatico (sin caudal) y al hidrante con caudal. En un abastecimiento de agua de direccion (mica, el hidrante sin caudal debe ser el que se encuentra mas cerca de la fuente. En un sistema de rejillas (en el cual, el agua proviene desde mas de una direcci6n), la ubica cion de los hidrantes estatlcos y residuales no es critica. En cual quier caso, la prueba debe realizarse en los alrededores del punto de conexion requerido. Luego de identificar los hidrantes que deben utilizarse, el probador debe quitar una Iapa del hidrante y limpiar los hidran tes por inundacion. Esto se hace con la intencion de reducir los posibles dafios al equipo de pruebas 0 al probador. Cuando se observa un caudal de agua limpio y estable, la valvula del hi drante debe cerrarse lentamente. Entonces, e1 hidrante sincau dal se prepara instalando la tapa del hidrante y el manometro (ver la Figura 8.6.2) eon la Have de purga abierta. EI hidrante se abre y la !lave de purga se cierra. Se registra la presion sin que exista un caudal en ninguno de los hidrantes (Figura 8.6.3). Esta
CAPITULO 6
•
Determinacion de la suficiencia del abastecimiento de agua
es la presion estatica. Quien hace la prueba pasa aJ hidrante con caudal y mide la abertura [asumiendo que no hay adherida ninguna ayuda para el caudal, como enderezadores de caudal, extensiones con cierre y boquillas, etc.]. En este punto, el probador tambien debe deter minar el coefieiente de descarga del hidrante. Luego de obtener el diametro de la abertura y el eoeficiente del hidrante, quien hace la prueba debe abrir el hidrante con cau dal. Cuando se presenta un chorro de agua limpio y estable, el probador debe medir la presion del caudal a traves de la insercion del ensamblaje del tuba de Pitot y el manometro (ver la Figura 8.6.1) en el centro del chorro, ala mitad de la distancia del dia metro desde el borde de la abertura. Quien hace la prueba debe registrar la lectura del manometro de Pitot mientras que simulta neamente alguien registra la presion manometrica del hidrante sin caudal. La presion registrada el en tubo de Pitot se utiliza para calcular el flujo mediante el uso de la siguiente formula:
Q 29 ,83cd 2 .fP 0=
donde Q flujo (gpm) c coeficiente de descarga d diametro de la boca de salida (pulg.) p = presion del caudal (lectura de Pitot) 0=
En unidades S1 la formula es:
Q O,0666cd 2.fP
el suelo en la base del hidrante. Se debe evitar el uso de la co nexion de la bomba mas grande sobre un hidrante para las prue bas, a no ser que la presion y el caudal sean 10 suficientemente potentes eomo para producir un chorro completo. Cuando se uti lizan las bocas de salida de la bomba, se debe determinar un co eficiente de descarga adecuado, basado en el punto en que la totalidad del orificio se encuentra completamente !lena de agua. A veees, puede ser mejor obtener una presion por ve10cidad pro medio, moviendo el tuba de Pitot a traves de toda la dimension vertieal del orificio. La Figura 8.6.4 muestra el registro de una prueba de caudal tipica. El hidrante No.1 era el punto de medici6n y el hidrante No.2 fue el punto donde realmente se !levaron a cabo las prue bas de caudal. La Figura 8.6.5 es una grafica de los resultados de las pruebas. Las pruebas de caudal de los hidrantes muestran el rebosa miento y el exceso de consumo de agua que ocurre durante la prueba. Para evaluar de forma adecuada la suficiencia y fiabili dad de un sistema, se tienen en cuenta las fuentesde abasteci miento, los niveles de agua en el almacenamiento de distribucion y la condicion de funeionamiento general del sistema. La hora del dia, el dia de la semana, el mes del ano, el tiempo 0 la nece sidad de dejar fuera de servicio el sistema por eausa de alguna construccion 0 expansion del sistema, son factores que pueden
Si se desean otros caudales, se pueden abrir otras cabezas 0 hidrantes y las presiones pueden medirse segun corresponda. Tras haber cerrado lentamente los hidrantes con caudal, se debe observar la presion estatica y compararse con la lectura inicial. Se deben evitar las lecturas de Pitot inferiores a 69 kPa (10 psi) 0 superiores a 207 kPa (30 psi) en cualquier hidrante abierto. Para permanecer dentro de estos limites de presion, el caudal de flujo puede controlarse obturando el hidrante, abriendo otra boca de salida 0 haciendo las dos cosas a la vez. Sin embargo, los hidrantes con caudal deben abrirse 10 suficiente para que se eierren los desagues del hidrante. El agua que se des carga continuamente a traves de los desagues tiende a erosionar
,
Ubicaci6n: Calle Adams entre las Calles Cox y Baker Hidrantes: de 2 Y2 pulg de forma cuadrada C= 0,80 Presi6n
donde Q = flujo (Llmin) c coeficiente de descarga d = diametro de la boca de salida (mm) p presion del caudal (kPa)
8-81
Presion de Pitot Hid 3 Hid 4
Hid. 1
Hid 2
72
-
-
62
18
-
50
10 10
gpm
¥.pm otal
0
0
-
633
633
-
472 472
944
Calibre 103 en el hidrante No.1 - calibre 79 para lecturas de Pitot
FIGURA 8.6.4 Registro de una prueba de caudal de aguas publicas L;auaal mSlmln 3.8 4,5
5,3
6,0
o~~~~--~~~--~~--~~--~--~
o
FIGURA 8.6.3 Man6metro en un hidrante sin caudal para medir la presion
400 600
800
1000 1200 Caudal (gpm)
1400
1600
FIGURA 8.6.5 Curva trazada a partir de los datos de la prueba de caudal dados en la Figura 8.6.4
8-82
SECC10N 8
•
Supresi6n a base de agua
afectar los resultados de las pruebas de caudal del agua contra in cendios. El caudal de agua contra incendios puede ser adecuado en un momento y no adecuado en otro, debido a las variaciones en el consumo 0 en el modo de operacion del sistema. A veces se descubren algunas falIas insospechadas distin tas a los abastecimientos insuficientes a traves de las pruebas de caudal de los hidrantes. Las valvulas pueden estar parcial 0 com pletamente cerradas; algunas veces se encuentran rotas 0 can las varillas de distribucion dobladas. Las cajas de las valvulas pue den estar llenas de mugre 0 arena, 0 incluso pavimentadas par encima con concreto 0 cemento de asfalto. En los sistemas de tu berias 0 en los hidrantes se pueden encontrar sedimentos, pie dras, peces y otros materiales extrafios que reducen efectivamente el suministro de agua disponible. Muchas de estas fallas 0 todas ellas pueden deberse a la falta de mantenimiento y a un control de funcionamiento. Es costumbre informar los resultados de las pruebas de cau dal de los hidrantes que se realizan en los sistemas publicos, en litros por minuto (gal/min) disponibles a una presion residual de 138 kPa (20 psi), la cual es la presion residual minima reco mendada en los hidrantes para el uso de la autobomba. El flujo y las presiones observadas pueden convertirse en eualquier pre sion residual 0 caudal de flujo que se de see, mediante una pro porcion simple derivada de la formula Hazen-Williams para el caudal en la tuberia. Esta formula muestra que el caudal de flujo en galones por minuto es directamente proporcional a la poten cia de 0,54 de la perdida de carga 0 a la caida en la presion, de presion estatica a residual que se observa durante la prueba. La perdida de carga, la cual se debe en gran parte a la fric cion en el tuba, es la diferencia entre la presion estatica obser vada, S. y la presion residual, R. El valor manometrieo de S rara vez indica la presion estatica real (sin caudal); de hecho, la pre sion residual para el caudal normal en el tubo es la que ocurre antes y durante el caudal de prueba. La presion residual observada es una funcion del caudal total 0 Q ± DQ, donde Q es el caudal normal de flujo y DQ es la descarga medida durante la prueba. Para muchas pruebas de caudal del agua contra incendios, normalmente la diferencia entre los valores verdaderos y los ob servados de S no es significativa. Cuando las lecturas de los me didores u otros datos acerca del consumo no estan disponibles durante el periodo de tiempo en el cual se realizaron las pruebas de caudal, las tasas del con sumo de agua pueden estimarse uti lizando los registros de consumo de los dfas anteriores 0 me diante una comparacion con acueductos similares. En cualquier caso, el abastecimiento de agua debe ajustarse para las fluctua ciones de presion segiln la epoca del ano, particularmente cuando se esperan presiones inferiores a las presiones normales.
SOLUCION 1: Ya que el caudal de flujo, Q, es directamente proporcional a la potencia de 0,54 de la perdida de carga (por friccion), por la proporci6n (S - R;)O,54
Q2 = Q 1 (5' -
EJEMPLO A: Un caudal de prueba de 2500 gpm proveniente de un gropo de hidrantes de la calle sufrio una caida de presion de 69 a 44 psi.l,Entonces, (1) l,cual seria el caudal disponible a 20 psi? y (2)l, cual seria la presion residual si el caudal se incre mentara hasta 3000 gpm?
Y
(S = QJ (S -
Q2
R~)O,54
R~)()""4
y sustituyendo los valores conocidos: S - R2 = 69 - 20 = 49 psi En la Tabla 8.6.1, 49°·54 S
8,18.
R j = 69
44 = 25 psi
En la Tabla 8.6.1,25°,54"" 5,69. Q2 = 2500
~:~~ = 2500 X 1,438 = 3595 gpm (respuesta)
SOLUCION 2: Calcule R z cuando Q2
3000 gpm
6 (69 - R )0,54 2
Ya que (69
= 3000 2500
(69 -
44)0,54
44)°,54= 5,69, entonces (69 - R2 )0,54 = 1,20
5,69
x
=
6,83
A partir de la Tabla 8.6.1, par interpolacion se encuentra que 6,83 es aproximadamente igual a 35, 1°,54. Por 10 tanto, 69 - R2 35,1 Y R 2 = 69 35,1 33,9 psi de presion residual a 3000 gpm. Para veruna solucion grafica de los dos problemas anterio res, ver la Figura 8.6.8, la eual es una curva del caudal hidrau lico trazada sobre un papel semiexponenciaL Observe las pequcfias diferencias debido a las cifras redondeadas 0 a la in terpretacion grafica. EJEMPLO B (UNIDADES SI): Un caudal de prueba de 5000 Umin proveniente de un grupo de hidrantes de la calle sufrio una caida de presion de 500 a 350 kPa. l, eual serfa el caudal dis ponible a 140 kPa (aproximadamente 20 psi)? SOLUCION: Nuevamente, el caudal de flujo, Q, es directa mente proporcional a la potencia de 0,54 de la perdida de carga (por friccion), por la proporcion: (S R, )o,54 (S - R )0,54 Qz
EJEMPLOS PARA CALCULAR LA CON
VERSION DEL CAUDAL Y LA PRESION
RdJ,54
= Q I.(S
R
)(),54 1
=
and Q 2
Q1
(5' -
~ I)
Sustituyendo los val ores conocidos, S - R2 = 500 - 140 = 360 kPa y 360°.54
24,01
S-Rl=500-350= 150kPay 150°,54
14,97
Q2 = 5000 X
7:'~~ ,
= 8019 Umin
Observe la Figura 8.6.9 para conocer una solucion grafica sobre papel semiexponencial al problema en unidades SI descrito en
---_._- ..
-~
-----
...
CAPiTULO 6
TABLA 8.6.1 Numeros
•
Determinaci6n de la sufic/encla del abastecimiento de agua
8-83
a la patencia de 0,54
.~-~.-~--.~~.--.
.-.--.--~----~---~.-----~----~-~--~.-
h
hO,54
h
ff,54
h
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
1,00 1,45 1,81 2,11 2,39 2,63 2,86 3,07 3,28 3,47 3,65 3,83 4,00 4,16 4,32 4,48 4,62 4,76 4,90 5,04 5,18 5,31 5,44 5,56 5,69 5,81 5,93 6,05 6,16 6,28 6,39 6,50 6,61 6,71 6,82
36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70
6,93 7,03 7,13 7,23 7,33 7,43 7,53 7,62 7,72 7,81 7,91 8,00 8,09 8,18 8,27 8,36 8,44 8,53 8,62 8,71 8,79 8,88 8,96 9,04 9,12 9,21 9,29 9,37 9,45 9,53 9,61 9,69 9,76 9,84 9,92
71 72 73 74 75 76
77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105
ff,54
h
W54
h
hO,54
9,99 10,07 10,14 10,22 10,29 10,37 10,44 10,51 10,59 10,66 10,73 10,80 10,87 10,94 11,01 11,08 11,15 11,22 11,29 11,36 11,43 11,49 11,56 11,63 11,69 11,76 11,83 11,89 11,96 12,02 12,09 12,15 12,22 12,28 12,34
106 107 108 109 119 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140
12,41 12,47 12,53 12,60 12,66 12,72 12,78 12,84 12,90 12,96 13,03 13,09 13,15 13,21 13,27 13,33 13,39 13,44 13,50 13,56 13,62 13,68 13,74 13,80 13,85 13,91 13,97 14,02 14,08 14,14 14,19 14,25 14,31 14,36 14,42
141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175
14,47 14,53 14,58 14,64 14,69 14,75 14,80 14,86 14,91 14,97 15,02 15,07 15,13 15,18 15,23 15,29 15,34 15,39 15,44 15,50 15,55 15,60 15,65 15,70 15,76 15,81 15,86 15,91 15,96 16,01 16,06 16,11 16,16 16,21 16,26
--.~--~.-.
el Ejemplo B. Notense las pequefias diferencias por causa de las cifi-as redondeadas 0 la interpretacion gnifica.
PRUEBADECAUDALENUNATUBER~ PUBLICA PRINCIPAL DE UNA PLANTA Lo siguiente es un procedimiento comun para usar los hidrantes de la calle con el fin de probar el abastecimiento de agua para una conexion a una planta industrial. Este proporciona un ejem plo para describir los procedimientos de prueba paso a paso. El sistema de rociadores en el ejemplo esta conectado con la tuberia principal en la calle Adams que es una calle sin salida (Figura 8.6.6). Por 10 tanto, todo el abastecimiento proviene de la tube da principal de 254 mm (10 pulg) en la calle Baker. No hay hi drantes en ellugar.
Realizaci6n de la Prueba Paso No. 1. Se adhino un manometro al hidrante No.1 con una tapa. El hidrante fue abierto y se registrola presion estatica [496 kPa (72 psi)] (ver la Figura 8.6.4). El hidrante No.1 fue elegido
0 () ~
ro
()
0.
to
t
Calle Adams
iciJ :;
0.
to
FIGURA 8.6.6 Datos y esquema de una prueba de flujo en una tuberfa publica principal de una planta
8-84
SECCION B
•
Supresion a base de agua
para el punto de medici on. Se habria podido colocar el mano metro en la tuberia vertieal de los roeiadores dentro del edificio, pero probablemente la ubicacion del hidrante era mas conve niente. Paso No.2. Se Ie quitaron las tapas al hidrante No.2. Se midio el diametro de las boeas de salida, y se encontro que las bocas de salida eran cuadradas y filosas (ver la Figura 8.6.6) Luego de que una tapa fuera reemplazada, el hidrante fue abierto y se hizo y registro una lectura de Pitot de 124 kPa (18 psi). Antes de in terrumpir el caudal, se registro una presion residual de 427 kPa (62 psi) en el hidrante No.1. Paso No.3. La segunda cabeza en el hidrante No.2 fue abierta
y se observaron lecturas de Pitot de 69 kPa (10 psi) en ambos chorros. En el hidrante No.1, la presion residual era entonces de 345 kPa (50 psi). Siempre es mejor obtener los datos para al menos dos caudales de flujo, uno de los cuales debe ser tan grande como las instalaciones, si las condieiones yel tiempo 10 permiten. Paso No.4. EI hidrante No.2 fue cerrado lenta y cuidadosa mente y se cambiaron las tapas. AI to mar la lectura, se encon tro que la presion estatica en el hidrante No.1 era de 496 kPa (72 psi), como era antes de la prueba. El hidrante fue entonces cerrado, se quito la tapa del manometro y se cambio la tapa normal.
Calculo del Flujo La tasa de descarga se determina mejor usando la tabla de des carga teorica (ver Tabla 8.6.1) y mediante la aplicacion de un eo eficiente adecuado de la misma tabla. En este caso, las bocas de salida del hidrante justificaban el uso de C 0,80 (bocas de sa lida del hidrante cuadradas y filosas en la Figura 8.6.6). La tabla de descarga teorica en el capitulo anterior muestra que, cuando una lectura del manometro de Pitot de la presion por velocidad de un orificio de 64 mm (2Y:z pulg) es iguaJ a 124 kPa (18 psi), el caudal sera de 2990 Llmin (791 gpm). El caudal real enton ces seria 2990 x 0,802392 Llmin (791 x 0,8 0 634 gpm) a una presion residual de 427 kPa (62 psi). En lugar de utilizar una tabla de descarga teorica, es posible resolver la ecuacion Q = 29,83cd 2{i8 0 en este caso: Q = 29,83(0,80)(2,5)
633 gpm (aprox. igual)
Cuando las dos bocas de salida tenian caudal, la lectura de Pitot en cada una fue de 69 kPa (10 psi), que corresponden a 2233 Llmin (590 gpm). El caudal real total fue 2 x 2233 0,8 = 3573 Llmin (2 x 590 x 0,8 944 gpm) a una presion residual de 345 kPa (50 psi). Ahora es posible caIcular un caudal a cualquier presion residuaL Se debe recordar, sin embargo, que este proce dimiento para la prueba de caudal establece los caudales dispo nibles hasta el punto de la conexi6n del hidrante No.1 hasta la Calle Adams y no hasta el punto de conexion de la linea de abas tecimiento de los rociadores hasta la Calle Adams. Pueden haber momentos en que la boca de salida abierta de un hidrante no pueda tener un caudal por el dano que este puede
provocar. En ese caso, se debe utilizar el caudal de hidrantes adi cionales 0 alteruativos. Cuando los abastecimientos de agua son muy debiles y el agua disponible no da una buena lectura de Pitot con una boca de salida del hidrante abierto con caudal, se puede conectar una boquilla con un dillmetro inferior a la boca de salida del hidrante directamente a la boca de salida del hi drante. Asegfuese de medir el diametro de la boquilla con pre cision. Cuando se hace esto, debe utilizarse el coeficiente de descarga de la boquilla en los calculos que se realizan.
PRUEBAS ANUALES Normalmente, las compafiias de seguros requieren pruebas anuales de los abastecimientos privados de agua. Cuando exis ten multiples fuentes, cada fuente debe probarse por separado y en combinaci6n para determmar si el abastecimiento total es su ficiente para alcanzar el maximo caudal de agua contra incen dios que se requiere. Muchas fallas son descubiertas con las pruebas de caudal. Entre estas se encuentran: 1. Las valvulas parcial 0 totalmente cerradas, 0 que no fun cionan 2. Piedras, sedimentos u otros materiales extranos en las tu berias principales 3. Tuberias principales con tuberculizaciones que provocan una gran perdida por medon 4. Tanques de gravedad que se encuentran desocupados 0 par cialmente llenos 5. VaIvulas de retencion con escapes 0 instaladas al reves 6. Tuberias principales de tamano inferior al indicado en los pIanos 7. Medidores rotos 0 filtros taponados 8. La existencia de medidores y valvulas que anteriormente no se conocian 9. Hidrantes que no funcionan Los hidrantes y los puntos de medicion se escogen cuida dosamente. Las pruebas deben realizarse de manera que el cau dal y la presion disponibles en las areas de gran valor 0 peJigrosas puedan determinarse facilmente. Asegurese de que el agua proveniente de los chorros de prueba no provoque una inundacion 0 danos a la propiedad. No utilice hidrantes con cau dal para las lecturas de presion: la perdida de carga en el hidrante y la conexion no esta determinada y es dificil de estimar. Se debe tener cuidado para no dejar caer la presion residual en un sistema publico de abastecimiento de agua por debajo de 120 kPa (20 psi) 0 mas alla de las presiones minimas que han sido establecidas por las autoridades municipales. Algunas reclamaciones que afirman que los sistemas de ro ciadores representan un riesgo para la salud, han dado como re sultado la instalacion en varios sistemas de dispositivos que previenen el contraflujo. Los dispositivos de prevencion del contrafiujo introducen perdidas hidraulicas adicionales, y estas perdidas adicionales deben tenerse en cuenta al determinar el caudal disponible hasta el rociador y otros sistemas fijos de ex
CAPiTULO 6
•
Determinaci6n de la suficiencla del abastecimiento de agua
tinci6n a base de agua. Ya que las pruebas de caudal pueden involucrar el funcio namiento de las valvulas, todas las valvulas de control deben re visarse cuidadosamente al finalizar las pruebas para garantizar que se encuentran abiertas y que el sistema queda en una condi ci6n normal. Las faHas deben corregirse 10 mas pronto posible y se deben hacer recomendaciones para las mejoras que se con sideren convenientes. La Figura 8.6.7 ilustra la forma en que se debe probar un sis tema privado abastecldo con aguas publicas. EI Manometro No.1 indica la presi6n en la calle y debe, por los gal ones des cargados, ser conslstente con los datos asegurados previamente por las pruebas realizadas en la calle, sl es que se han hecho tales pruebas. El Man6metro No.2 en la derivacion, indica las pre siones que fluyen en la tuberia principal en el punto donde co mienza la derivacion. La diferencia de presion entre los Manometros No.1 y No.2 es igual ala perdida en el medidor, el tubo y los accesorios. Las perdidas por friccion que se pueden esperar en los accesorios y tubos pueden calcularse usando las Tablas 8.6.4 y 8.6.5. Puede comprobarse 8i la perdida por fric cion en el medidor del caudal de agua contra incendios, es inu sualmente elevada revisando la informacion impresa del fabricante.
tencia de 1,85 del caudal. Esta relaci6n es igual para los calcu los de las perdidas de carga y del caudal en unidades SI. La Tabla 8.6.2 proporciona los val ores de los caudales unitarios, de 1 a 20 gpm en incrementos de Y:z gal/min elevados ala potencia de 1,85 (Tabla 8.6.3) y los valores correspondientes de la escala cuando la distancia del punto 0 al punto de 1 gpm es igual a 0,05 pulg. Para graficar la presion, el espaciado vertical es lineaL Los val ores unitarios en la escala vertical u horizontal, pue den multiplicarse 0 dividirse por cualquier constante que se ajuste mejor al problema y el papel cuadriculado es igualmente apropiado para las unidades usuales en los Estados Unidos y para las unidades SI. Observese la Figura 8.6.8 para ver el ejemplo de una curva de caudal en unidades usuales en los Estados Unidos que ha sido trazada con la escala semiexponencial de N l ,85. La ilustracion es una grafica de los datos involucrados en el Ejemplo A de una prucba de caudal de un acueducto publico dcscrito anterior mente en este eapitulo. La Figura 8.6.9 es una solucion grafica en unidades SI.
TABLA 8.6.2 Datos para hacer papel cuadriculado hidraulico N 1,85 2
CURVAS DEL CAUDAL HIDRAuLiCO Muchos problemas relacionados con las pruebas de agua y los caudales en tuberias se pueden resolver facilmente por medio de graficos trazados en papel semiexponencial, semilogaritmico o papel cuadriculado normal. Se recomienda el papel semiex ponencial, comunmente llamado N1.85 0 papel "hidraulico", por que se puede dibujar sin dificultad una hoja original y es facil sacar copias con un equipo de copiado. Los problemas se pueden resolver igualmente bien en uni dades usuales en los Estados Unidos 0 en unidades SI, aunque en el resto de este capitulo solo se presentaran ejemplos de pro blemas en las unidades usuales en los Estados Unidos. La Fac tory Mutual Engineering Corporation tiene una hoja de datos con ejemplos realizados graficamente en los dos grupos de uni dades. (Ver bibliografia.) El diseiio del papel N 1,85 se basa en la formula de caida de presion de Hazen- Williams: la perdida de carga, la cual es la pre sion estatica menos la presion residual, es proporcional a la po ::
)-( Man6metro 'l-(
II
No.2
I ~ - ::qMan6metro II
I ,
No.1: :
II
II II
II I:
II II
!:
11-
Medidor
Agua fluYE} aqui
.:--=;~====~~.:-.:-.:-.:-.::;~==:h
. II en espaclo I I abierto II : : - Tuberfa de la calle. Jj" II II I I
r-----r-< I-----U.. II
II II II
~
II
FIGURA 8.6.7 Metodo de prueba del abastecimiento de agua de la ciudad para un sistema privado
8-85
gpm N
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0
ff,85
1,00 2,12 3,60 7,63 10,15 13,00 16,16 19,64 23,42 27,52 31,90 36,60 41,58 46,85 52,40 58,26 64,39 70,80
3 Valor a Escala, Pulg. desde 0 0,05 0,11 0,18 0,27 0,38 0,50 0,65 0,81 0,98 1,17 1,37 1,60 1,83 2,08 2,34 2,62 2,91 3,22 3,54
2 gpm N
ff·85
10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0 13,5 14,0 14,5 15,0 15,5 16,0 16,5 17,0 17,5 18,0 18,5 19,0 19,5 20,0
77,48 84,44 91,68 99,19 107,0 115,0 123,3 131,9 140,8 149,9 159,2 168,9 178,8 189,0 199,5 210,0 221,0 232,1 243,5 255,2
3 Valor a Escala, Pulg. desde 0 3,87 4,22 4,59 4,96 5,35 6,75 6,16 6,59 7,04 7,49 7,96 8,44 8,95 9,45 9,96 10,50 11,05 11,60 12,18 12,76
Notas:
Columna 1. gpm 0 caudal de flujo en otras unidades,
Columna 2. N1 ,85 de la Tabla 8,6,3 0 por interpolacion en a partir
de dicha tabla,
Columna 3, Columna 2 multiplicada par la distancia en pulg.
desde N = a hasta N = 1 (0,05 pulg),
Ejemplos:
EI valor a escala para N =7 es 36,60 x 0,05 x 1,83 pulg.
EI valor a escala para N =16 es 168,9 x 0,05 =8,44 pulg.
iSi el valor a escala de N 1 es 0,08, cUEIl es la escala para N =9?
Respuesta: 58,26 x 0,08 4,66 pulg.
8-86
SECCION 8
Supresi6n a base de agua
•
TABLA 8.6.3 Numeros a la patencia de 1,85
Caudal (m'/min)
4,5
i
6,8
9,1
1
1,3
13,6
15,9
I
I I
o
1200 1800 2400
4200
Caudal (gpm)
FIGURA 8.6.8 Ejemplo de una curva de caudal trazada sobre papel semiexponencial N1,85
600 Presion normal
sin caudal
500 kPa
500 (? 0..
6
(ii
Caudal de prueba Llmin 350 kPa
400
:;J
5000 k
/
"0
'00
~
c: 300
Caudal disponible a 140 kPa '" 8000 Llmin
-0
.~
0..
200
100
o
2500
10,000
5000 Caudal (LImin)
FIGURA 8.6.9 Solucion grafica del problema de caudal (el ejemplo b descrito anteriormente), expresada en unidades si sabre papel semiexponencial N1,85
CAUDAL EN LOS SISTEMAS EN ANILLOS A veces es necesario caleular las perdidas por friccion y las ca racteristicas de flujo de los sistemas en anillos 0 en paraielo. Estos problemas se resuelven facilmente por medio de graticas que emplean procedimientos basados en el principio de que la caida de presion a traves de un anillo simple es igual en cada tramo. Esto es cierto sin importar el tamafio, condicion y longi tud del tubo. EI metoda descrito no es aplicable para los siste mas de rejillas 0 en red, aunque a veces es posible tratar estos sistemas de rejillas como si fueran sistemas en buc1e haciendo ciertas suposiciones. Los problemas de las rejillas pueden resol verse por medio de software especializados, analizadores en red
N
N 1 ,85
N
N 1,85
N
N 1,85
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
19,64 27,52 36,60 46,85 58,26 70,80 84,44 99,19 115,0 131,9 149,9 168,9 189,0 210,0 232,1 255,2 279,3 304,4 330,5 357,6 385,7 414,7 444,7 475,6 507,5 540,4 574,1 608,9 644,5 681,2 718,7 757,1 794,6 836,7
39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220
877,9 920,1 963 1007 1052 1097 1144 1192 1240 1289 1339 1390 1658 1948 2259 2591 2944 3317 3710 4124 4558 5012 5979 7022 8144 9339 10610 11960 13370 14870 16440 18070 19770 21550
230 240 250 260 270 280 290 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 4000 5000
23400 25320 27300 29360 31480 32910 34310 38250 50880 65150 80990 98440 117400 137900 159900 183400 208400 234800 262700 291900 322700 354800 497200 661 100 846400 1053000 1 279000 1 526000 1792000 2079000 2384000 2708000 4611 000 6968000
Notas: Las figuras en esta tabla son para ser utilizadas con la formula de Hazen-Williams. El hecho de determinar la potencia de 1,85 de los numeros por partes proporcionales entre las figuras dadas (interpolaci6n lineal) produce resultados con un margen de error inferior al 2 por ciento.
o computadoras, 0 pueden calcularse a traves del metodo de Hardy Cross y otras formulas de regresion. Ya que este tema esta por fuera del enfoque de este manual, las palabras de John R. Freeman muy bien podrian ser recordadas: "Un dia de pruebas (caudal) equivale a una semana de hacer caleulos." La Figura 8.6.10 ilustra una solucion grafica de un anillo sim ple de dos tramos, uno de 800 pies de tubo de 8 pulg y el otro de 1200 pies de tubo de 6 pulg. EI coeficiente de mcdon presu mido (el coeficiente de Hazen-Williams) es C 100 (tuberia de hierro forjado sin revestimlento de aproximadamente 15 a 20 afios de edad yen buenas condiciones). La Curva A representa el caudal en el tuba de 800 pies de 8 pulg; la Curva B representa el caudal en el tubo de 1200 pies de 6 pulg. Usando la Tabla 8.6.1 del capitulo anterior, los calculos se hacen de la siguiente manera:
CAPiTULO 6
•
Determinacion de la suficiencia del abastecimiento de agua
8-87
6,0
o~~~~~~--L-~-L--~~---L--~
1200
1400
1600
o
400
600
8009001000
FIGURA 8.6.10 Demostraci6n grafica del caudal en una tuberia en bucle
Paso No.1 La perdida por friccion en la tuberia de 8 pulgadas se calculo para un caudal presumido de 1500 gpm de acuerdo con 10 81 guiente: 1 x 8 x 2,71 = 21,6 psi en 800 pies de tuberia de 8 pulg. La perdida por friccion de 21 ,6 se grafico como Punto "a" sobre la linea vertical de 1500 gpm en la Figura 8.6.10. Se trazo una linea recta para unir e1 Punto "a" con el 0, formando la Curva de Perdida "A" para el tramo de 8 pulg. .
Paso No.2 Asumiendo un caudal de 600 gpm, siga el mismo procedimiento indicado en el Paso No.1: 1 x 12 X 2,02 24,2 psi de perdida en 1200 pies de tuberia de 6 pulg. La perdida por friecion de 24,2 fue trazada como Punto "b" sobre la linea vertical de 600 gpm y se conecto con el 0, formando asi la Curva de Perdida "B" para la tuberia de 6 pulg. Los caudales correspondientes para una presion conve niente de 10 psi sobre cada curva (los Puntos "c" y "d") se su maron entre sf, y el Punto "e" fue graficado a 1400 gpm, Esto representa 400 gpm en el Punto "d" + 1000 gpm en el Punto "c"). La Hnea recta que une el Punto "e" con el 0 es la Curva "C" para el bucle completo.
1200
1400 1500 1600
Caudal (gpm)
Caudal (f:lpm)
FIGURA 8.6.11 Grafica de un abastecimiento de agua combinado desde un sistema publico y un tanque de gravedad privado
una conexion con las aguas publicas. Cada fuente se probo por separado, pero no fue posible realizar una prueba combinada. Los caudales de prueba se tomaron en el hidrante del terreno y las presiones se midieron en la tuberia vertical cercana que ali menta los rociadores. Las curvas se representaron gnlficamente a partir de los datos de la prueba, de acuerdo con 10 siguiente; un caudal de 1260 gpm desde el deposito (Curva "A") redujo la presion de 65 a 40 psi; un caudal de 900 gpm desde el abastecimiento publico (Curva "B") redujo la presion de 90 a 43 psi. Toda el agua vendria de la tuberia principal publica hasta que la presion residual descendiera hasta el nivel de la presion estatiea del deposito, en este caso, 65 psi aproximadamente a 600 gpm graficados como el Punto "a". Desde ese momento en adelante, el agua vcndria desde ambas fuentes. Las curvas se entrecfuzan a 750 gpm a 55 psi, 10 cual apa rece en la grafica como Punto "b." Con 750 gpm desde cada uno, el caudal total a 55 psi sena de 1500 gpm, 10 cual aparece como Punto "c." Los puntos de conexion "a" y "c" con una linea recta producen la Curva C, la cua1 es la eurva eombinada que se busca.
ANALISIS DE LOS DATOS DE LAS PRUEBAS DE"rERMINACION GRAFICA
DEL RENDINIIENTO DE LOS
ABASTECIMIENTOS COMBINADOS
No siempre es posible determinar el rendimiento de los abastecimientos de agua mediante las pruebas vigentes. Uno de los sistemas podria quedar fuera de servicio, como por ejemplo, cuando se vacia un tanque de gravedad para haeer reparaciones o para pintarlo, 0 podria ser necesario estimar el rendimiento cuando se planea afiadir un nuevo sistema de abastecimiento a un sistema de una sola fuente. La Figura 8.6.11 muestra la forma de desarrollar la curva de rendimiento combinado de un tanque de gravedad privado y de
Un propos ito importante de las pruebas de caudal es determinar si el abastecimiento de agua disponible puede suplir la demanda de agua requerida para una protecci6n aceptable. El hecho de graficar los datos de las pruebas en papel cuadriculado hidrau lico N 1,85 ofrece un metodo simple y conveniente para analizar el abastecimiento de aguay la demanda. (Vcr "Curvas del Cau dal Hidraulico," en este capitulo.) Como ejemplo del analisis de datos, se puede asumir que las pruebas de caudal se han realizado sobre un abastecimiento de agua que alimenta a un edificio con rociadores y que se han registrado los siguientes datos: sin caudal a 72 psi; 633 gpm a 62 psi; y 944 gpm a 50 psi. La Curva A en la Figura 8.6.12 fue tra
- - -... - - -
- - - . ..
~---
- - - _ ...
__ _._-- ..
8-88
SECCION 8
15
23
•
Supresi6n a base de agua
Caudal (m"/min) 38 45
30
100
~ 80 (ij
.g 60 .~
.5 .~
40
t?
552~
~ p.. .!.t~~ti de ,a Pr jeba f't-..
(ij ::l
t--J 60~-.. I
,
414 ~
~---~ 1
j
, . - .. ---'500 'J....,i B I
.
I
,
-
.....
~
I
~'1.b~~~a (jeC
i
los rociado:es-l-.
o
Longitud equivalente (pies)
690
'
a. 20
TABLA 8.6.4 Longitud equivalente calcufada de la tuberia
, 60
53
400 600
800
1000 1200 Caudal (oom)
1400
-
276,15
'w ~
138 a.
1600
FIGURA 8.6.12 Ejempfo de fa evafuaci6n grafica de un abastecimiento de agua
zada ajustando una linea recta hasta los tres puntos. Si se ex tiende la curva, las presiones residuales con caudales mayores pueden leerse directamente. Por ejemplo, la presion residual a 1200 gpm habria sido de 40 psi. No es necesario, y tampoco deberia volverse una pnic tica comun el extrapolar mucho mas alia del punto del caudal maximo, ya que las pruebas de las redcs frccuentemente produ cen curvas de abastecimiento que se van volviendo planas a me dida que aumenta el caudal. El hecho de que los tres puntos detemlinan una linea pnic ticamente recta indica que la presion estatica observada de 72 psi fue cercana a una figura real y que el caudal normal de flujo ern relativamente pequeno. La Curva B en la Figura 8.6.12 re presenta el abastecimiento disponible al nivel de la calle para el sistema de rociadores por encima de una tolerancia de 500 gpm para el uso probable de chorros de manguera por parte del cuerpo de bomberos. Obviamente, si se usara mas agua para los chorros de manguera, quedaria menos agua parn los rociadores. La Curva B fue desarrollada restando 500 gpm de la Curva A a varias presiones. El punto de cero flujo fue obtenido des plazandose horizontalmente desde la interseccion de la CurvaA y la linea vertical de 500 gpm (ver la Figura 8,6.12). El siguiente punto fue encontrado graficando 444 gpm (944 500 gpm) a 50 psi, 10 cual era la presion residual para la prueba de 944 gpm. Otros puntos fueron graficados de la misma forma. Las curvas desarrolladas por este metodo son aproximacio nes con la mayor precision posible, ya que el caudal de flujo de pende de la potencia de 0,5 de la presion de descarga y la potencia de 0,54 de la perdida de carga (ver la Tabla 8.6.1). Sin embargo, esta forma de evaluar el abasteeimiento de agua para los sistemas de rociadores es practica y aceptable. La Curva C en la Figura 8.6.12 es realmente la Curva B co rregida para una diferencia de elevacion de 9,1 m (30 pies) entre la presion residual al nivel de la calle y la linea superior de los rociadores. Por 10 tanto, cada punto de la Curva C esre 89,6 kPa (13 psi) por debajo del punto correspondiente de la Curva B. La perdida por friccion en la tuberia y los accesorios entre la tube ria principal de la ciudad y la parte superior de la tuberia verti cal de los rociadores en el edificio no se tuvo en cuenta, pero las perdidas podrian haberse ealculado asumiendo algunos detalles, segUn se muestra en la Tabla 8.6.4 (sin medidor ni conexion para
Componente del sistema 80 pies de tube ria de 6 pulg, C =: 120 (tuberia vertical y conexi6n) Una conexi6n en T de 8 x 8 x 6 (conexi6n hasta la tuberia principal) Dos codos esUmdar de 6 pulg (en la parte superior e inferior de la tuberia vertical) Dos valvulas de compuerta de 6 pulg (valvula de la instalaci6n de agua corriente y valvula del rociador) Una valvula de retenci6n de 6 pulg
80,0 30,0 28,0 3,0 32,0 Total 173,0 pies
el cuerpo de bomberos hasta los rociadores ni dispositivo de pre vencion del contraflujo), En el ejemplo anterior se asume que el sistema de rocia dores del edificio requiere un caudal de 750 gpm en el punto de abasteeimiento hacia los rociadores, mientras que la pre sion residual en la linea superior de los rociadores no caiga por debajo de 15 psi. La curva C de la Figura 8.6.12 indica que ha brian disponibles 750 gpm a una presion residual de aproxi madamente 20 psi.
GRADIENTE HIDRAuLiCO Un gradiente hidraulico es un perfil de la presion residual cuya funeion es la representaci6n grafica de las caracterfsticas del caudal en el interior de una tuberia. El gradiente hidraulico es un factor importante en el disefio de los conductos de abasteei miento y tuberfas maestras y es util para investigar las condi ciones de una tuberfa principal publica 0 privada cuando las
Nivel del agua 0 presion de la bomba en la fuente
y---;; Presion residual -:----.... (Iectura del manometro)
B
Elevacion
A
~I man6metro--+
-I''''''''-+-~ato que se asume FIGURA 8.6.13
Principia de un gradiente hidraulico
CAPiTULO 6
•
Determinacion de la suficiencia del abastecimiento de agua
pruebas producen caudales inferiores a los esperados. Las relacioncs entre la presion y la elevacion en una tube ria con un caudal unifonne estin indicadas en la Figura 8.6.13. Los axiomas que acompaiian al diagrama deben tenerse muy en cuenta. Los siguientes axiomas son aplicables: • Las lecturas de presion estiitiea miden la distancia por de bajo de la fuente. • Entre mas alta sea la elevacion de la tuberia, menor sera la presion estitica. • La presion estitica mas la elevacion del manometro [ex presada en kPa (psi)] es constante para todos los puntos a 10 largo de la tuberia. • La presion estatica menos la presion residual es igual a la perdida por friccion desde la fuente hasta el punto de me dicion. • La presion residual mas la elevacion del manometro es igual a la elevacion del gradiente hidraulico. La perdida por friccion es independiente a la elevacion. Un gradiente hidraulico se puede obtener instalando mano metros en dos hidrantes sin caudal (hidrantes Ay B) Y haciendo que haya un caudal en un tercer hidrante (hidrante C). La lectura de Pitot se registra desde el tercer hidrante (hidrante C) mientras que se registran las presiones en los dos primeros hidrantes sin caudal. Cuando la lectura de la presion del caudal (lectura de Pitot) se convierte en caudal (Q = 29,83cd2vp), ya se conoce el caudal, la caida de presion desde el hidrante A hasta el hidrante B y la distancia desde el hidrante A al B. Esto se puede utilizar entonces en la fonnula de Hazen-Williams para despejar el fac tor C de la tuberia (asumiendo un diametro del tubo) 0 el dia metro del tubo equivalente (asumiendo un factor C). La fonnula de Hazen-Williams es
donde
Pi = la cafda de presion observada entre los dos hidrantes sin caudal (asumiendo que no existe ninglin cambio de elevacion) L = la distancia entre los hidrantes En cualquier caso, el valor calculado se compara eon el valor que debe ser para detenninar la condicion interna de la tu beria. Como ejemplo, los hidrantes A y B fueron identifi.cados como hidrantes sin caudal y se les instalaron unos manometros. El hidrante C fue identificado como el hidrante con caudal y fue provisto de una cabeza con un coeficiente de descarga de 0,90 para un eaudal de 904 gpm. El hidrante C fue abierto y se midio una lectura de Pitot de 29. Al mismo tiempo, el hidrante A ex perimento una presion sin caudal de 52 psi y el hidrante B ex perimento una presion sin caudal de 45 psi. Los hidrantes estaban a 300 pies de distancia. Conociendo el caudal y la caida de presion entre los dos hi drantes sin caudal, despeje para el coeficiente de Hazen-Wi
8-89
iliams 0 para el diametro de la tuberia. En cualquier caso, se debe hacer una suposicion tenicndo cn cuenta uno de cstos va lores. Para encontrar el diametro interior, asuma un factor C de 100 Y utilice la fonnula de Hazen- Williams
y reconociendo que la Pfes la caida de presion entre los dos hi drantes sin caudal 0, en este caso, 7 psi (52 45 psi, asumiendo que no cxiste un eambio de elevacion) produce un diametro in terno de
d = [4,524(904 J ,85) x 300 -+- (7,981 4,87)
d
X
(7)]111,85
6,804 pulg
0, 5i se quisiera detenninar eJ factor C basandosc en un diame tro intcrno de 8 pulg (7,981 pulg),
c
[4,524(904 1,85) x 300
(7,981 4,87) x (7)]lil,85
c =66 En ambos casos, el analisis del gradiente hidraulico indica un problema. En el primer caso, se encontro un diametro in terno de 6,804 pulg en lugar del de 7,981 pulg indicado por las graficas, y en el segundo calculo, basandosc en el diametro in terior apropiado, se identifico un coeficiente de Hazen- Williams muybajo. Generalmente, Jas pruebas del gradiente hidraulico de un sistema privado de proteceion contra incendios se hacen sobre tramos de tuberias de longitud inferior a los que se utilizan para hacer pruebas en las tuberias principales publicas. Para reducir la cantidad de pruebas, se deben escoger tuberias que sean re presentativas de la edad y condieion del sistema. Se deben hacer pasar eaudales relativamente altos a traves del tramo sometido a prueba para obtener una caida de presion maxima, con 10 que se reduce al minimo el efccto de la tluctuaci6n de presion 0 las lec turas inexactas del manometro. Los datos obtenidos a partir del gradiente hidraulico se pueden aplicar directamente para calcular los valores de C (co eficiente de aspereza interna) de las tuberfas que se estan pro bando. La perdida de carga en las valvulas y accesorios, 5i existe, se debe deducir de la caida de presion observada antes de calcular C, 0 el valor obtenido seria muy bajo. Sin embargo, en los sistemas municipales de abastecimiento, no se hace esta deduceion porque las longitudes de las tuberias probadas son relativamente largas y las perdidas provoeadas por los aceeso rios se consideran ml11imas. Obviamente, el valor de C no fonna parte del desarrollo del gradiente; es una medida conve niente y ampliamente utilizada para detenninar el estado del in terior de la tuberia. Si existen mas de dos puntos de medieion, se debe intentar tomar dos lecturas simuItaneas, aunque generalmente se pueden obtener resultados satistactorios (si las tasas de consumo son re lativamente bajas y constantes) trasladando progresivamente el
8-90
SECCION 8
•
Supresion a base de agua
man6metro de un hidrante a otro mientras el caudal de prueba se mantiene en el interior de la tuberfa. La presion estatica ver dadera obtenida en las condiciones de ausencia de caudal queda graficada como una linea horizontal. En un sistema municipal con un caudal normal, las presio nes estaticas observadas son en realidad presiones residuales e indicarian el gradiente nOlmal. Por 10 tanto, se debe hacer un es fuerzo para hallar la presion estatica verdadera. Si el sistema es alimentado por gravedad, puede ser posible determinar la esta tica por las diferencias de elevaci6n, mapas topograficos y otros datos de la inspeccion. Si fuese necesario depender de las lectu ras de estatica, seria preferible tomarlas entre la 1:00 a.m. y las 3:30 a.m., cuando el uso normal se encuentra en su punto mi nimo y las presiones estaticas observadas se encuentran mas cerca de los niveles verdaderos. Generalmente, la presi6n estatica en las tuberias principa les para la protecci6n contra incendios se puede obtener con fa cilidad porque hay muy poco caudal 0 no existe un caudal normal, excepto en las propiedades que tienen sistemas combi nados de suministro de agua para uso industrial y para la pro teccion contra inccndios. Para probar las tuberias principales de la calle, frecuentemente es posible cerrar una valvula por debajo del extremo corriente abajo del tramo sometido a prueba, redu ciendo temporalmente el caudal normal. Generalmente, es preferible graficar el perfil de la tuberia sometida a prueba junto con el gradiente. Cuando las mejoras y los cambios estan en orden, es preferible graficar un gradiente calculado para compararlo con el que ha sido probado. Los dos gradientes deb en estar basados en el mismo caudal de flujo. La Figura 8.6.14 es una grafica de la prueba de un gradiente, junto con un perfil de la tuberia y un gradiente calculado. Se asume un caudal uniforme de 750 gpm. Si un gradiente cae por debajo de la tuberia, la presion en el tubo es inferior a la presi6n atmosfe rica. Esta condicion pucde afectar el caudal y provo car cambios bruscos de presion quc son pcligrosos. Cuando se encuentran val orcs de C inferiores a 80 a traves de las pruebas de gradiente, la tuberia debe limpiarse y tener un revestimiento de acuerdo TABLA 8.6.5
con los metodos normales 0 ser reemplazada. Sin importar el valor de C, el tuba de tamafio pequefio que provoca una pendiente del gradiente inclinada debe sin em bargo, ser reemplazado por un tubo con un diametro de mayor tamafio. La eleccion del metodo depende de los costos relativos de la limpieza y del revestimiento, comparados con los costos que implica el reemplazo de la tuberia y otras consideraciones practicas. La Tabla 8.6.5 muestra los datos para 1a Figura 8.6.14 y explica el cMculo. La Tabla 8.6.6 incluye el gradiente calcu lado. La Tabla 8.6.7 explica el calculo de los valores de C.
Presion asIatica en el dato
r------------------------------------,118
20 o~--------------~~----~---L~~ Dato asum,do - elevaci6n 0 8 pulg,
8pulg1j5
-+
2000pes
800pies 280 pies 750 pies BCD E
A
FIGURA 8.6.14
750 gpm
Perfil del gradiente hidraulico y del tubo
Datos para el gradiente hidraulico
Presion manometrica
Ubicaci6n del manometro
Longitud real de la tuberia (pies)
Diametro de la tuberia (pulg.)
Estatica (psi)
Residual (psi)
A B C D E
A- B = 2000 B-C 800 C D =280 D- E = 750
8 8 6 8
18 110 95 100 118
8 78 54 35
43
Perdida total (psi)
Perdida entre las estaciones (psi)
10 32 41 65 75
A-B=22 B-C:9 C-D 24 D E 10
Elevacion del manometro por encima del dato (psi)
Elevacion del gradiente (psi)
100
108 86 77 53 43
8 23 18 0
Notas:
Explicacion: Columnas 1-5: Datos de la prueba real del gradiente. Columna 6: Presion estatica - presIon residual = perdida total. Columna
7: Diferencia de la perdida total de estacion a estacion. Columna 8: Elevaci6n del man6metro por encima del dato = presi6n estatica en el dato (118 psi en este ejemplo) menos la estatica observada en cad a ubicaci6n. As!, A = 118 18 = 100: B = 118 - 100 = 8; C 118 95 = 23; D",118-100=18;yE=118 118=0. Columna 9: Elevacion del gradiente '" elevaci6n del man6metro + presion residual. Por 10 tanto, A 100 + 8 = 108; B = 8 + 78 86; C 23 + 54 = 77; D = 18 + 53; E 0 + 43 43. Para unidades 81: 1 pulg 25,4 mm; 1 pie 0,305 m; 1 psi = 6,899 kPa.
=
=
=
CAPiTULO 6
•
Determinacion de la suficiencia del abastecimiento de agua
TABLA 8.6.6 Datos para el gradiente hidraulico (Caudal de flujo) - 750 gpm - C (2)
(3)
longitud real de la tuberla
Diametrode la tuberia
(1 )
lIbicacion del manometro A B C D E
(4)
A-B=2000 B-C =800 C -D =280 D - E = 750
8 8 6 8
100 8 23 18 0
100) (7)
(5)
(6)
Presion estatica
Perdida calculada entre las estaciones
Elevacion del
18 110 95 100 118
8-91
(8)
Perdida Presion total residual
10 25 31 40 46
10 15
6 9
6
(9)
Elevacion del gradiente
8 85 64 60 72
108 93 87 78 72
Notas: Columnas 1-5: Datos tomados de las Columnas 1, 2, 3,8 Y4 de la Tabla 8.6.5, respectivamente. Columna 6: Perdida de presion calculada entre estaciones. (Ver el capItulo anterior, "Hidraulica para la Proteccion contra Incendios," para los calculos de perdida por friccion). Estas perdidas son: 2000 AaB=1x--xO,752=15 100 B a C :: 1 x 800 x 0 752 = 6 100 ' CaD=1 x 280 x305=9 100 ' D a E = 1 x 750 x 0 752 = 6 100 ' Columna 7: Perdida total (perdida acumulativa en cada ubicacion): Por 10 tanto: A 10 psi. B = Perdida de A a B + Perdida A 15 + 10 = 25. C = Perdida de B a C + Perdida B 6 + 25 = 31, D Perdida de CaD + Perdida C 9 + 31 = 40. F = Perdida de D a E + Perdida D 6 + 40 = 46. Columna 8: La presion residual es igual a la presion estatica (Columna 5) menos la perdida total (Columna 7) en cada ubicacion. Columna 9: La elevacion del gradiente es la elevacion del manometro (Columna 4) mas la presi6n residual (Columna 8). Para unidades 81: 1 pulg = 25,4 mm; 1 pie = 0,305 m; 1 psi = 6,899 kPa; 1 gpm =3,785 Umin.
TABLAB.6.7 Calculos
los valores de C
(1 )
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
Ubicacion del manometro
longitud real de la tuberia (pies)
Diametro de la tuberia (pulg.)
Perdida entre las estaciones (psi)
Perdida por cada 100 pies (psi)
Factor
C
A B C D E
A- B = 2000 B-C=800 C-D =280 D E = 750
8 8 6 8
A-B=22 B-C=9 C -D =24 D E = 10
1,46 1,49 2,82 1,76
82 81 57 74
1.10 1.125 8.60 1.35
Notas: Columnas 1-4: Datos tomados de las Columnas 1,2,3 Y 7 de la Tabla 8.6.5, respectivamente.
Columna 5: La perdida de presion entre las estaciones (Columna 4) dividida por la longitud real de la tuberia (Columna 2) multiplicada x 100.
Columna 6: La perdida real de preSion por prueba para cada 100 pies de tuberla (Columna 5) dividida por la perdida por friccion para 100 pies
de tuberia con C = 100 (ver la Tabla 8.5.4)
Columna 7: Valores para C interpolados de la tabla (Ia interpolaci6n lineal aprox. es aceptable). Ejemplo: Para la Estaci6n C, el factor es 1,49.
Encontrar: Factor Factor C 85
1,35
? 80 5 .!±x5=44 16 ' 85
4,4 = 80,6
81 (respuesta)
1,35 1,49
1,51 14
16
8-92
SECCION 8
•
Supresion a base de agua
BIBLIOGRAFIA Referencias ASME B40.1, Gauges-Pressure Indicating Dial Type-Elastic Ele ment. American Society ofMechanical Enginecrs, New York, 1991. "Hydraulics of Fire Protection Systems," Loss Prevention Data Sheet 3-0, Factory Mutual Research Corp., Norwood, MA, 1977.
C6digos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, normas y practicas recomendadas de la NFPA suministrara informacion adicional sobre las pruebas para
los abastecimientos de agua discutidos en este capitulo. (Consulte la ul tima version del Catalogo de la NFPA para conocer la disponibilidad de las ediciones actuales de los siguientes documentos.) NFPA 24, Standardfor the Installation ofPrivate Fire Sen'ice Mains and Their Appurtenances NFPA25, Standardfor the Inspection, Testing, and l1.4aintenance of Water-Based Fire Protection Systems NFPA 29 I, Recommended Practice jor Fire Flow Testing and Mark ing ofHydrants
Revisado por J. D. Jensen
ste capitulo cubre los principios de operaci6n de las bom bas estaeionarias usadas para protecci6n contra in cendios, los metodos de impulsarlas y los.procedimien tos de prueba y mantenimiento que debieran ser seguidos para mantenerlas en maxima condici6n operativa. Las bombas de incendio son usadas para proveer 0 incre mentar la presion de suministro de agua disponible de suminis tros principales, tanques de gravedad, embalses y otras fuentes. La primera bomba de incendios moderna fue la rueda y cigiie fial del tipo reciprocante, accionada por banda de maquinaria de molino. Si las operaciones de planta eran detenidas durante un ineendio, la bomba no podia operar. En el mejor de los casos, estas bombas fueron inadecuadas. Mejores suministros de agua se tornaron neeesarios; siste mas tales como los rociadores automaticos se hicieron mas co munes y las bombas de molino fueron reemplazadas por bombas rotativas 0 de desplazamiento impulsadas por fricci6n desde rue das hidraulicas horizontales que abastecen de energia a la planta. Como la cnergia del vapor reemplaz6 al agua, la bomba de vapor reeiprocante fue adoptada para proteccion de incendios. Por mu chos afios la unidad de doble acci6n Underwriter accionada di rectamente por vapor, fue universalmente aeeptada como la bomba de incendios "estiindar". Hoy, la bomba de incendios estiindar es centrifuga (Figuras 8.7.1 y 8.7.2). Su solidez, eonfiabilidad, facil mantenimiento y caracteristicas hidraulicas y la variedad de impulsores disponi bles - motores e16ctricos, turbinas de vapor y maquinas diesel han hecho obsoleta la bomba Underwriter, aunque no esta ente ramente extinta. Aunque la bomba de incendios centrifuga es ampliamente usada y es la base para este capitulo, la bomba de incendios de desplazamiento positivo es brevemente definida y descrita. La norma NFPA sobre bombas contra incendio es NFPA 20, Norma para la lnstalacion de Bombas Estacionarias para Proteccion de lncendios (mas adelante referenciada como NFPA 20). Otros documentos NFPA que contienen informaci6n sobre bomb as de incendio incluyen NFPA 11, Norma para Espuma de Baja Expansion; NFPA IlA, Norma para Sistemas de Espuma de Media y Alta Expansion; NFPA 13, Norma para la lnstala cion de Sistemas Rociadores; NFPA 14, Norma para la lnstala cion de Tuberia Vertical, Hidrante Privado y Sistemas de Afanguera; NFPAl5, Norma para Sistemas Fijos de Aspersion
de Agua para Proteccion de lncendios; NFPA 16, Norma para la lnstalacion del Rociador de Agua Espuma y Sistemas de As persion de Agua Espuma; NFPA 22, Norma para Tanques de Agua para Proteccion de lncendios Privada; NFPA 25, Norma para la lnspeccion, Prueba y kfantenimiento de Sistemas de Proteccion de lncendios Base Agua (en adelante referidas como NFPA 25); y NFPA 750, Norma sobre Neblina de Agua para Sistemas de Proteccion de lncendios.
J. D. Jensen, P.E., es presidente de Fire Protection Consultants en Idaho Fans, Idaho. Es el presidente del comite tecnieo sobre bombas de incendio.
FIGURA 8.7.1 Una bomba de incendios de turbina vertical can una transmision en angulo recto y un impulsor de combustion
E
LA BOMBA CENTRIFUGA DE INCENDIOS Una caracteristica destacada de una bomba centrifuga horizontal o vertical es la relaci6n de presion de descarga a ve10cidad cons tallte, esto es, cuando la cabeza de presion es incrementada, la descarga es reducida. Con bombas de desplazamiento positivo, la tasa de capacidad puede ser mantenida contra cualquier cabeza si la energia es adecuada para operar la bomba a la tasa de veloci dad y si la bomba, accesorios y tuberia pueden resistir la presion. Estiin disponibles bombas de incendio horizontales y verti-
8-93
8-94
SECCION 8
•
Supresi6n
a base de agua
35 1A 1B 2 5 6 7 8 13 14 16
Carcasa, Mitad inferior Carcasa, Mitad superior Impulsor Difusor Eje, Bomba Anillo, Carcasa Anillo, Impulsor Embalaje Manga, Eje Rodamiento, Interno 58
17 18 20 22 24 31 32 33 34 35
1B 56
Collarin Rodamiento, Exlerno Tuerca. Impulsor Contratuerca. Balinera Tuerca, Impulsor Embalaje, Rodamiento, Intemo Llave, Impulsor Embalaje, Rodamiento, Extemo Manga. Cubo del impulsor Cubierta, Balinera, Hacia adentro 83
14
13 40 37
37 40 45 56 58 62 63 68 72 73
33 18
Cubierta, Balinera, Hacia afuera Deflector Cubierta,Aceite, TapaderOOamiento Disco 0 Tambor, Balanceo Manga. Entre-elapas Tirador (Aceite 0 Grasa) Cojinete, Sello del eje Cuello, Eje Cuello, Impulso Empaquetadura 45
22 73
119
83 107 109 111 113 115 117 119 121
Sello del eje Escudo, Retenedor de aceite Diafragma. Entre-etapas Transicion, Entre-etapas Cojinete, Diafragma entre-etapas Anillo, Contrapeso COjinete, Reducci6n de preSion Acople, Bomba de aceite Bomba, Aceite
121
FIGURA 8.7.2 Secci6n transversal de una bomba centrifuga multi-etapas tipica (los numeros mostrados sobre este dibujo no necesariamente representan numeros de parte estandar en uso por cualquiera de los fabricantes). (Fuente: Hydraulic Institute, www.pumps.org)
CAPTluLO 7
•
Bombas estacionarias contra incendio
8-95
TABLA 8.7.1 Tipos de bomba y sus rangos de presi6n y capacidad Rango de presion
de capacidad
Tipo de bomba
Psi
kPa
gpm
LIs
Extremo de succion horizontal Succion en linea Caja hendida (horizontal y vertical) Turbina vertical
40-186 40-186 40-294 25-510
276-1282 276-1282 276-2027 179-3516
25-750 25-750 150-5000 250-5000
1,6-31,5 1,6-31,5 9,5-31,5 15,8-315,4
cales listadas con tasas de capacidad desdc 25 hasta 5000 gpm (95 a 18 925 L! min). Rangos de tasas de presi6n desde 40 hasta 394 psi (276 a 2758 kPa) para bombas horizontales y 26 hasta 510 psi (517 a 3448 kPa) para bombas de turbina vertical. Los disefiosde bombas de incendio centrifugas listadas inc1uyen los tipos succi6n terminal horizontal, vertical en linea, caja hendida (eje horizontal y vertical) y turbina vertical. Las bombas de tur bin a vertical son bombas centrifugas con uno 0 mas impulsores descargando dentro de uno 0 mas cubos y un tramo de tuberia que conecta los cubos hacia la cabeza de descarga sobre la cual el impulsor de la bomba puede ser montado. Es anticipado que las bombas de incendio de gran capacidad senin listadas en el fu turo (vea Tabla 8.7.1). El "tamafio" de una bomba centrifuga horizontal es general mente el diametro de la descarga de salida. Sin embargo, algunas veces es indicado para los diametros de la brida de la tuberia de succi6n y descarga. El tamafio de una bomba de turbina vertical es el diametro del cuba de la bomba (vea Figura 8.7.1).
estacionario tales como hangares de aeronaves, protecci6n de incendios de tanques de almacenaje de Jiquidos inflamables y unidades de proceso de refmerias. Las bombas centrffugas no estan bien adaptadas para bom beo dc concentrados de espuma dado que ellas no ofrecen las lentas velocidades de operaci6n necesarlas, baja agitacion de es puma y esfuerzo cortante, bloqueo de vapor auto-cebante y otras caracteristicas criticas que ofrecen las bombas de desplaza miento positivo. NFPA 20 reeonoce que las bombas de desplazamiento posi tivo son apropiadas para concentrado de espuma y los requisitos de flujo bajo a alta presion de los sistemas de neblina de agua. La edicion 1999 de NFPA 20 fue expandida para incluir un capitulo entero sobre bombas de desplazarniento positivo. E1 nuevo capi tulo fue necesario dado el incremento en la aplicacion de estos tipos de bombas en la industria de la protecei6n de incendios y su adaptabilidad para sistemas de espuma y neblina de agua. El nuevo capitulo tiene un lenguaje especifico que guia a los usuarios e ingenieros de dlsefio en la selecci6n y aplicaci6n de una bomba de desplazamiento positivo para servicio de agua y espuma. Una parte clave del nuevo capitulo en NFPA 20 es el re quisito para que la bomba de desplazamiento positivo sea listada o aprobada para el servicio propuesto. Esto significa que la bomba de desplazamiento positive debe tener a un tercero en el listado y verificacion de las normas de desempefio donde la bomba sea usada para servicio de agua 0 espuma.
LA BOMBA DE INCENDIOS DE
DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Las bombas de incendio de desplazamiento positivo han sido usadas en protecci6n de incendios por muchos afios. De hecho, estas fueron el primer tipo de bomba usadas para aplicaciones en camiones de incendio m6viles. Las bombas de desplazamiento positive por naturaleza son capaces de altas presiones de des carga, algo que los servicios de incendio requieren para muchos tipos de combate de incendios. EI desplazamiento positivo, como esta definido por el Hy draulic Institute, esencialmente significa que el mismo volumen de Jiquido es desplazado por revolucion del elemento de bom beo 0 rotor. Existen muchos estilos diferentes de bombas de des plazamiento positivo; sin embargo, esta corta sinopsis no pretende definir la amplia variedad de bombas de desplaza miento positivo. Preferiblemente, se intenta asesorar al profe sional en proteccion de incendios que las bomb as de desplazamiento positivo son sumamente diferentes de las mas familiares bombas centrifugas. Las bomb as de desplazamiento positivo en general operan a menos revoluciones por minuto que las bombas centrifugas, pueden generar muy altas presiones de descarga y son capaces de bombear una amplia variedad de fluidos, tanto delgados como gruesos. Comenzando en los sesenta, las bombas de engranaje han sido usadas para bombeo de agentes concentrados de espuma sobre camiones de incendio y sistemas fijos de espuma para uso
~~------ ..
PRINCIPIOS DE OPERACION Los dos mayores componentes de una bomba centrifuga son un disco, Hamado el impeIente y la careasa dentro de la cual rota. (Figura 8.7.3). Opera por conversi6n de la energia cinetica a energia de presion y velocidad. La potencia del impulsor, el cual es un motor electrico, una maquina diesel 0 una turbina de
Vano Vano
Ojo~~~H~
Carcas;~~\....b;;;r7! helicoi;r;
Recubrimiento trasero Eje
Helicoidal de la bomb a
FIGURA 8.7.3 Una carcasa helicoidal e impulsor (Fuente: Hydraulic Institute, www.pumps.org)
--.----
---
----------~-~-~~--~-----
8-96
SECCION 8
•
Supresi6n a base de agua
vapor, es transmitida a la bomba a traves del eje, girando el im pelente a alta velocidad. La manera en que la energia es conver tida varia con el tipo de bomba. Las clases principales son conocidas como flujo radial y flujo mixto. Estas bombas son identificadas por la direccion del flujo a traves del impeiente, con referencia al eje de rotaci6n (Figura 8.7.4). La bomba de eje horizontal, de una etapa, de espiral de suc cion doble es el tipo mas comunmcnte aplicado al servicio de proteccion de incendio y para uso comercial (Figura 8.7.5). En estas bombas, el flujo de agua desde la entrada de succion en la carcasa se divide y entra al impulsor desde cada lade a traves de una abertura Hamada el "ojo". La rotacion del impulsor empuja el agua por fuerza centrffuga desde el ojo hacia el borde y a tra yes de la espiral de Ia carcasa hacia la salida de descarga de Ia bomba. La energia cinetica adquirida por el agua en su paso a traves del impulsor es convertida a energia de presion por re duccion gradual de velocidad en la espiral.
Para generar una alta presion, dos 0 mas impulsores y carcasas pueden ser ensamblados sobre un eje como una sola unidad, for mando una bomba multi-etapa (vea Figura 8.7.2). La descarga de la primera etapa entra a la succion de Ia segunda etapa, la descarga de la segunda etapa entra a la succion de Ia tercera y as! sucesivamente. La capacidad de la bomba es la tasa cn galones por minuto (L I min) de una etapa; la tasa de presion es la suma de las tasas de presion de las etapas individuales, menos una pe quefia perdida de cabezal.
da principalmente por la acci6n de la fuerza cen trifuga. Elliquido entra normalmente al impulsor en el cuba y fluye radial mente hacia la periferia.
Las bombas de una sola etapa pueden ser disefiadas para servi cio de alta presion por incremento del diametro del impulsor 0 la tasa de velocidad. En adicion, las bomb as de una sola etapa pueden tambien ser instaladas en serie para alcanzar la presion necesaria. En algunos edificios de altura, las bombas de turbina vertical son instaladas en un sub-s6tano y toman la succion de un pozo sumidero. Como se muestra en la Tabla 8.7.1, estas bombas son capaces de desarrollar presiones en exceso de 500 psi (3448 kPa).
CURVAS CARACTERisTICAS
DE LA BOMBA
Las curvas caracteristicas (Figura 8.7.6) de una bomba centri fuga horizontal 0 de una tipo turbina vertical son
Bombas Multi-Etapa
Flujo radial La presion es desarrolla
Bombas de Servicio de Alta Presion
Flujo mixto
La presion es desarrolla da en parte por la fuerza centrifuga y en parte por el empuje de los vanos en elliquido. EI flujo en tra axialmente y descar ga en direcciones radial
I. Cabezal total versus descarga (cabezal en pies 0 psi de pre sion versus gpm) 2. CabaHaje de freno versus descarga 3. Eficiencia versus descarga (hp de agua/hp de entrada ver sus gpm) Las curvas ilustradas en laFigura 8.7.6 son para una bomba de 500 gpm, 100 psi, 2000 rpm, impulsada por una maquina die sel con un impelentede 14 pulgadas. Notese que el punto de cie rre (presion de agitacion) es 110 psi, la maxima potencia al freno es 55 y la eficiencia maxima es 75 por ciento en el punto de 50 brecarga (150 por ciento de la tasa de capacidad). EI cabezal es 90 psi al 65 por ciento del minimo requerido en sobrecarga. Estas curvas asumen que la bomba esta operada a velocidad constante igual a su tasa de rpm (revoluciones por minuto). En servicio real, la velocidad del impelente varia con los cambios en la capacidad de flujo. Las curvas para bombas del tipo de desplazamiento posi tivo son mostradas en Ia Figura 8.7.7 Los nive1es de fluido y presion de las bombas comerciales son nonnalmente establecidos con las bases de maxima eficien cia y velocidad deseada. Los impelentes pueden ser disefiados para descarga plana, media, 0 penetrar las caracter!sticas de la descarga de cabeza como requerida para varios usos. La Figura
FIGURA 8.7.4 Los dos mayores tipos de bombas de incendio
FIGURA 8.7.5 Una bomba centrffuga de una etapa, de eje horizontal, con vista en corte de esta
FIGURA 8.7.6 Curvas caracteristicas de la bomba de incendios centrifuga tfpica
CAPTiuLO 7
•
Bombas estacionarias contra incendio
CABEZAL TOTAL
Ejemplo de compania de bombas
Modero de bombs: XYZ-987
Listada por U.L. para un rango de capacidad de 20 a 60 gpm*
70 65 60 E 55 § 50 ~-. :=:- "0 45 t[46gpm) ~ 40 .g 35
I
i
-
J
-
I
-
, I
,
. f-
.. L - .
I
30 25 20 15 ,.- 10
Irpm-2
I
._.
I
250
\rpm-,1
Cl.
r3
I I
i I
I
, ',," , ,,
I
I I
225
0
200
~
150
I rpm-S
125
I
·E
175 -
I
.g
::;
100
I
rpm-4
J 75
I
j 50
8-97
El cabezal total de una bomba es la energfa impartida alHquido cuando pasa a traves de la bomba. Puede ser expresado en va nas unidades de presion, pero para proteccion de incendios es generalmente dada en libras por pulgada ("lladrada (psi) 0 quilo pascales (kPa), 0 en pies (en Ingles ft) 0 metros (m) de Hquido medido verticalmente. EI cabezal total es calculado por sus traccion de la energfa en el Hquido que entra de la energfa en el liquido descargado. EI cabezal total (H) de una bomba es calcu lado por la formula
I
donde 20 14
0 0 18
E 16 ID "0 0 "0
10 8
::l
r::r 10 (])
.iii'
'iii
0 "0
Vd
.~
.~
~
H cabezal total [pies (m)] hd = cabezal de descarga [pies (m)]
12
6
8
cabezal de velocidad de descarga [pies (m)]
::l
r::r
~
~
.:<.
6
4
h,
2
Vd 2 hv, = - = cabe7~1 de velocidad de succion [pies (m)] . 2g
V = promedio de velocidad [pies/seg (m/seg)]
g = aceleracion debida a la gravedad
[32,2pies/seg 2(9,81 m/s2)]
cabezal de succion total [pies (m)]
.D
ro 0
0
0
25
50
0 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 Presion diferencial (psi)
'Conforme a los requisitos del Capitulo 5 sobre concentrado de espuma de desplazamiento positivo y aditivos de bombas
FIGURA 8.7.7 Curva caracteristica de bomba de desplazamiento positivo tipica
@ (9
Masgpm (Umin)
Para una bomba de caja hendida horizontal, los cabezales individuales (hv) son medidos en la brida de la boquilla de des carga de la bomba y en la brida de succion (Fig. 8.7.9). Los cabezales son lefdos de manometros de presion fijados
(f) Masancho
Menosgpm (Limin)
Diametro del ojo
~
hv ~descarga) (cabezal de velocidad)
H (cabezal total) _ .._ _ _'--_ _ _ _ _ __ Mas angosto
Ancho del impulsor
~I_1
®
Mas
@ Menos aspas
G) @
Angulo menor
Nivel de agua eqUivalente a la lectura del manOmetro de descarga
hs
J__
(cabezal de succion
hv (succi6n}(cabezal de velocidad)
~
Nivel de agua eqUivalente a la lectura del
hd
(cabezal de
descarga
total)
~"6~tro d,
Angulo mayor Referencia
Numero de aspas
Angulo de las aspas
FIGURA 8.7.8 Efecto del disefio del impelente sobre las curvas de descarga de cabeza para bombas de incendio
8.7.8 ilustra como la descarga de cabeza curva es afectada por el diametro del ojo, el diametro del impeiente, el niimero de aspas y la hechura del angulo de las aspas.
Instalacion can cabezal de succi6n sabre la presiOn almasferica mostrada
FIGURA 8.7.9 Cabezal tipico de bombas de incendio centrffugas de eje horizontal
8-98
SECCIGN 8
•
Supresion
a base de agua
a las bridas de la bomba. El cabezal de velocidad debe ser cal culado por el volumen delliquido que pasa a traves de las bri das. Una expresion de esta relacion es
V2
hv= 2g
Si las blidas tienen los mismos diametros, no habra dife rencia entre la velocidad de entrada y salida y el ca1culo puede ser omitido. Para una bomba de turbina vertical, el cabezal de descarga es teoricamente leido en la brida de descarga de la bomba. Dado que esta brida usualmente es inaccesible para lecturas de mano metro, es usado un indicador en el accesorio de descarga en la cima del soporte de tuberia de la bomba (Figura 8.7.10) La presion de descarga en la brida de descarga de la bomba por consiguiente iguala la presion en el manometro arriba, mas el efecto de presion de la distancia entre los dos puntos, mas la per dida por friccion entre los dos puntos. En la mayoria de los casos, la perdida por friccion es tan pequefia que puede ser desestimada. El cabezal de succion es la distancia vertical desde el nivel de agua a la brida de descarga de la bomba. Se asume que el ca bezal de velocidad delliquido que entra es cero. De ahi que, la formula podria tomar ahora la forma siguiente: H =
hd+ hVd-hs (hgd + L) + hVd hs
Las perdidas hidraulicas y de energia dentro de la bomba debido a turbulencia, friccion del disco y choque son representadas por la tasa de eficiencia. EI cabezal total a la tasa de capacidad es usada para esta blecer la tasa del cabezal de una bomba. Actualmente, la tasa del cabezal es la cantidad de energia dada al agua. El cabezal total de una bomba tipo turbina vertical tambien puede ser definido como la dimension vertical agua a agua del sistema en el cual la bomba opera. Sin embargo, hay una dife rencia en el metodo de medicion del cabezal total. Como se muestra en la Figura 8.7.10, es la suma de la distancia vertical entre el nivel de agua en el pozo 0 f080, el cabezal de descarga indicado por el manometro sobre la salida de la bomba y el ca bezal de velocidad en la conexion del manometro.
VELOCIDAD ESPECiFICA (NS) La velocidad especifica es un numero que relaciona el cabezal, capacidad y velocidad de una bomba centrifuga para propositos de disefio. Realmente, la velocidad especifica viene a ser las re voluciones por minuto (rpm) de un impelente geometricamente similar a esc que descargara I gpm (3,8 Llmin) a 1 pie (0,3 m) de cabezal total. La formula para ca1cular la velocidad especifica de una bomba centrifuga es
donde
rpm X gpm l !2
hgd lectura del manometro de descarga [pies (m)] L brida del manometro de la bomba [pies (m)] hs = nivel de agua desde la brida de bombeo de la bomba [pies (m)] Sin embargo, L- hs h, la distancia vertical entre el ma nometro de descarga y el nivel de agua. Por 10 tanto la formula se convierte en
(hgd + L) + hVd + h
H
hv (descarga) (cabezal de velocidad)
agu~uiva-
1
Nivel de lente a la lectura del hd (cabezal de descarga total) manometro de descarga Manometro de descarga
H (cabezal total)
R
Referenda
~
==-
Nivel del suel o
h (distancia vertical, referenda para nivel de agua de la bomba)
.t
Nivel de agua estatico
ExtrTcion Nivel de agua de la bombi
'= FIG URA 8.7.10 Cabezal total de bombas de incendio tipo turbina vertical
N=--'--~:=-s U3/4
donde
N, = Nfunero de velocidad especifica y H cabezal [pies (m)] Cuando los valores de cabezal, velocidad y capacidad en la formula corresponden al desempefio de la bomba a eficiencia optima, la velocidad especifica puede ser usada como una me dida del desempefio de la bomba. Los impelentes disefiados para cabezales altos usualmente tienen velocidades especificas bajas y los impelentes disefiados para cabezales bajos tienen altas ve locidades especificas. Una bomba de baja ve10cidad especifica operara satisfac toriamente con mayor levantamiento de la succion que una bomba de la misma cabeza y capacidad con una velocidad es pecifica alta. La experiencia muestra que la velocidad especifica es una guia util para la determinacion dellevantamiento maximo de succi6n 0 cabezal de succion minima. No les es admisible a las bombas de incendio obtener suc cion bajo levantamiento. 8m embargo, pueden ser encontradas algunas instalaciones existentes en que una bomba centrifuga este sujeta a condiciones de levantamiento que excedan 15 pies (4,5 m) y ello puede ser necesario para proveer una bomba grande a menos velocidad. Con bajo levantamiento 0 cabezal positivo en la succion, debe ser usada una bomba pequefia ope rando a gran velocidad. Levantamientos de suecion anormal mente altos pueden reducir seriamente la capacidad y eficiencia de la bomba 0 causar vibracion y cavitacion excesivas_
CAPTiuLO 7
3
I
300
60
~ 250
:;;;; 50
]9 B 200
S,40
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I
2 150
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I
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~30 20
50
0
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I 800
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1600
2400
91
15
76 61 I
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18
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(J)
100
Bombas estacionarias contra incendio
12 15 COndiciones nominales de la bomba'de de incendio 2000 gpm-1 00 pS,i 0 231 pies
6
./ Punto de 'cierre
•
3200
9
0..
z
46
8-99
E
=:
.s.l2 ~
11
~-----
6
30 0
:------
3
15
4000
Flujo (gpm)
FIGURA 8.7.11 Curva de NPSH para una bomba de incendios tfpica
CABEZAl DE SUCCION POSITIVA NETA EI cabezal de succion positiva neto (en Ingles NPSH) es el cabe zal de presion que causa que ellfquido fluya a traves de la tube ria y accesorios de succion dentro del ojo del impelente de una bomba. La bomba en sl misma no tiene habilidad para "levantar" y la presion de succion depende de la naturaleza del suministro. Aunque no esta permitido, una bomba horizontal que es ali mentada desde un estanque, rio, pozo abierto 0 embalse no cu bierto, donde el nivel de agua esta por deb<\jo de la bomba, debiera tener un cabezal de suecion igual a la presion atmosferica menos ellevantamiento. Si el nivel de agua esta por encima de la bomba, como de una tuberia matriz 0 tanque sobre el nivel del suelo, el cabezal de succion es presion atrnosferica mas presion estatica. Las lecturas de presion en la brida de entrada de una bomba operando bajo levantamiento son negativas con respecto al ma nometro, pero positivas cuando se refieren a presion absoluta de aqui la expresion "cabezal de succion positivo neto". Presion absoluta es la presion manometrica mas la presion barometrica. Hay dos c1ases de NPSH a considerar. La NPSH de la bomba es una funcion del disefio de esta y varia con la capaci dad y velocidad de cualquier bomba y con los disefios de bom bas diferentes. La NPSH disponible es una funcion del sistema en el cualla bomba opera y puede ser calculada facilmente. Las curvas de la NPSH versus galones por minuto usual mente pue den ser obtenidas de los fabricantes de la bomba. La Figura 8.7.11 muestra una curva de NPSH para una bomba de incendios tipica. Notese que la NPSH requerida es 10 pies a 2000 gpm y 18 pies a 3000 gpm. EI punto de cierre iguala la presion de agitacion a flujo cero; el punto de sobrecarga es igual al 150 por dento de la tasa de flujo al65 por ciento de la tasa de presion. Cuando la fuente de agua esta sobre la bomba, la NPSH disponible = presion atmosferica (pies 0 m) + cabeza estatica en la succion (pies 0 m) perdidas por friccion y accesorios en la tuberia de succion (pies 0 m) - presion de vapor delliquido (pies om). Notese que la presion de vapor de agua a 90 OF (32°C) es 1,6 pies (0,48 m).
Para cualquier instalacion de bomba, la NPSH del sistema disponible debe ser igual a 0 mayor que la NPSH de la bomba en las condiciones de operacion deseadas.
CAVITACION La cavitacion es un fenomeno complejo que puede tener lugar en bombas 0 en otro equipo hidraulico. Como el agua fluye a traves de la tuberia de succion de una bomba centrifuga y entra al ojo del impelente, la velocidad se incrementa y la presion decrece. Si la presi6n cae por debajo de la presi6n de vapor correspondiente a Ia: temperatura del agua, podrian formarse bolsillos de vapor. Cuando los bolsillos de vapor en el agua que fluye alcanzan una zona de alta presion, ellos colapsan eon el efecto golpe de anele, causando ruido y vibraciOn. Las pruebas han mostrado que las presiones instantaneas extremadamente altas que pueden ser de sarrolladas de esta manera pueden agujerear varias partes de la carcasa y el impelente de la bomba. Las condiciones pueden ser suaves 0 severas y la cavitacion suave puede ocurrir sin mucho ruido. La cavitacion severa puede causar reduccion de la efi ciencia y, al fmal, fallas de la bomba si no es corregida.
lEVES AFINES La relacion matematica entre cabezal, capacidad, caballaje de freno y diametro del impelente son llamadas leyes afines. La ley 1 asume un diametro constante del impelente con cambio de ve loci dad. La ley 2 asume velocidad constante con cambio en el diametro del impelente. Estas leyes son expresadas por propor cion, como sigue: Ley] Ql Q2
Hl N/ H2 ~2
bhPl bhp2
3 Nl 3 N2
8-100
SECCION 8
•
Supresion a base de agua
Ley 2
listadas. Con una curva convexa, podria haber dos puntos de flujo para una presion. HI
Dl2
1)/
D 13 D/
bhpi bhP2
La curva debiera pasar a traves 0 sobre el punto de tasa de ca pacidad y cabezal (Figura 8.7.12).
La nomenclatura para la relacion es
Q = capacidad H = cabezal, N = velocidad D diametro del impelente bhp caballaje de freno
Sobrecarga
Entonces,
Ql
HI
=
Q2
gpm (Umin) aN10D I cabezal en pies (m) aNloD I
bhpi = cabaUaje a1 freno (kW) aNI OD1
Clasificacion
H2
=
gpm (Umin) aN2 0 D2
cabezal en pies (m) aN 2 0
bhpz = caballaje al freno (kW) aNI 0 DI
La ley 1 aplica a tipos comunes de bombas, incluidas las del tipo centrifugo horizontal y las de turbina vertieaL La ley 2 aplica a bombas centrifugas con acuerdo estrecho razonable entre el desempeno calculado y el de prueba. Generalmente, las bombas con velocidadcs especificas bajas muestran acuerdo mas estrecho que las bombas con velocidades especificas altas. Las leyes de atinidad debieran ser aplicadas cuando son propuestos cambios en una instalacion de bomba de inccndios 10 cual podria incrementar la velocidad 0 elevar significativamente la presion del suministro de succi on. La mayor velocidad de biera incrementar la demanda de energia y la alta presion de des carga podria ser indeseable. En algunas instancias, es posible desgastar el impelente. Esto no debiera ser hecho sin la aproba ci6n del fabricante de la bomba.
Al 150 por ciento de la tasa de capacidad de flujo, la prcsion de cabezal total no debiera ser menor del 65 por ciento de la tasa de cabezal total. La curva debiera pasar a traves 0 sobre el punto de sobrecarga. La mayoria de las bombas de incendio tienen curvas con un pequeno margen por encima de la sobrecarga te6rica y al gunos modelos tienen un punto de eavitaci6n 0 punto de "rup tura" en la curvajustamente mas alia de la sobrecarga.
BOMBAS DE INCENDIO
CENTRIFUGAS DE EJE HORIZONTAL
Las bombas de incendio centrifugas de eje horizontal son re queridas para ser instaladas para operar bajo cabezal de succi6n positiva. Si el suministro de agua es tal que ellevantamiento de la succi6n no puede ser evitado, deben ser instaladas bombas de incendio de turbina verticaL NFPA 20 no permite el uso de bom bas de incendio centrifugas horizontales que tengan la succion bajo levantamiento para nuevas instalaciones.
Tipos de Bomba Las bombas de incendio centrifugas horizontales son las de cu bierta hendida, verticales en Unea 0 del tipo succi6n terminal (Figuras 8.7.5 y 8.7.13). El tipo succi6n terminal es rabricado con especificaciones ANSI' para bombas centrifugas. En gene ral, no hay limites sobre las capacidades de las bombas de in cendio de cubierta hendida, pero la capacidad maxima de
CURVAS ESTANDAR DE
CABEZALDE DESCARGA La contiguraci6n de la curva estandar de cabezal de descarga de una bomba de incendios esta determinada por tres puntos limi tativos: el la tasa y la sobrecarga.
Cierre Con fa bomba operando a la tasa de velocidad y sin flujo, el ca bezal total de una bomba centrifuga horizontal, bomba de tur bina vertical 0 una bomba de succion terminal en cierre debe estar entre 100 y 140 por ciento de la tasa de cabezal de presion al 100 por ciento de la capacidad de flujo. EI punto de cierre representa el cabezal de presi6n total ma ximo perrnisible. De otro lado, la bomba debiera tener una ele vacion 0 curva convexa caracteristica. Tales bombas no estan
Porcentaje de tasa de capacidad
FIGURA 8.7.12 Curvas caracteristicas de la bomba
CAPTluLO 7
•
Bombas estacionarias contra incendio
8-101
73 19
40 14 17 13297138322711
\
9 2
6 25
24 30
1 Carcasa
21mpelente
6 Eje
9 Cubierta, succi6n
11 Cubierta, Sello del eje 13 Embalaje 14 Manga, eje
17 Collarin 19 Armaz6n 24 Tuerca, impelente 25 Anillo, cubierta de succi6n 27 Anillo, cubierta de sello 29 Anillo, Iinterna
30 Empaquetadura, tuerca del impelente 32 L1ave. impelente 38 Empaquetadura, Mana del eje 40 Deflector 71 Adaptador 73 Empaquetadura
NOTA: Los numeros usados en esta figura no representan necesariamente numeros de parte estimdar usadas por cualquiera fabricante
FIGURA 8.7.13 Bomba de incendio vertical en linea; impelente colgante, acople cerrado, de una etapa. (Fuente: Hydraulic Institute, www.pumps.org)
cualquier bomba de incendios listada es corrientemente de 5000 gpm (18925 Llmin).
Suministros de Succi6n de Tuberias Matrices Publicas Cuando son usados rios, estanques y otros cuerpos abiertos de agua, debieran ser provistas mallas apropiadas en la toma para evitar que peces, anguilas y material extrafio entren a la bomba y al sistema de protecci6n de incendios. Algunas bombas viejas pueden tener una valvula de pie tal como 1a mostrada en 1a Fi gura 8.7.14. Sin embargo, las bombas que tienen la succi6n bajo levantamiento no estan permitidas para instalaciones nuevas acorde a NFPA 20. EI uso de agua no potable debiera ser evitado cuando las bombas de incendio descargan dentro de sistemas que estan tam bien conectados a tuberfas matrices publicas u otroS"suministros potables. De otro lado, habra conexiones cruzadas, las cuales
1 . - - - -...........- -
estan restringidas en algunas instalaciones por las autoridades de salud y agua 0 ambas, en la mayoria de los estados y provincias. En aquellos casos donde las conexiones cruzadas no pueden ser evitadas, dispositivos de prevenci6n de contra-flujo apropiados aceptables para las autoridades de salud y agua debieran ser pro vistos para evitar la contaminaci6n de los suministros de agua potable. Tales dispositivos debieran ser instal ados sobre ellado
FIGURA 8.7.14 Una valvula de pie tipica de buen diseno mostrada en posicion abierta
8-102
SEGGION 8
•
Supresi6n a base de agua
de descarga de la bomba. Donde es requerido un preventor de contra-tlujo para ser instalado en la tuberia de succion, debe estar al menos a 10 diametros de tuberia de la brida de succi on de la bomba de incendios. Es preferible, sin embargo, ubicar el preventor de contra-tlujo al menos a 50 pies (16 m) de la brida de succion de la bomba.
Tanques de Almacenaje de Agua de Succi6n El volumen del almacenaje de succion debiera ser suficiente para suplir la bomba 0 bombas al150 por ciento de la tasa de ca pacidad de la bomba por la duraci6n requerida de la demanda de agua. E8to es normalmente de 2 a 4 horas. Los tanques cubier tos de superficie Henos con agua potable son recomendados para suplir bombas de incendio.
Tanques Interrumpidos En instalaciones donde una conexion directa entre un suminis tro de agua publico y un sistema de proteccion de incendios pri vado esta prohibida, por razones hidniulicas 0 de salud publica, puede ser deseable una instalaci6n de tanque interrumpido. Un tanque interrumpido es un tanque llenado automaticamente que provee un suministro de succi on para una bomba de incendios sin una conexion directa a un suministro publico (Figura 8.7.15). Esto es hecho por un corte fisico real 0 abertura entre el sumi nistro publico y un sistema de proteccion privada. El agua del suministro publico entra al tanque interrumpido desde una altura sobre la salida de sobre-tlujo del tanque y cae libremente hacia la superficie del agua de este. Una bomba de incendios es nece saria para tomar succion del tanque, porque el agua no esta bajo la presion del suministro publico. La bomba de incendios puede ser una de turbina vertical, horizontal 0 del tipo de desplaza miento positivo. Un tanque interrumpido puede ser provisto para cada bomba de incendios en una instaladon. EI flujo dentro del tan-
que de suministro publico es controlado por un mecanismo de lIenado automatico y si el agua dentro del tanque es considerada potable, la cima del tanque debiera ser cerrada. Los tanques in terrumpidos son menos contlables que un buen tanque de suc cion totalmente dimensionado, dado que el mecanismo de llenado automtitico podria fallar. No hay norma NFPA para el di sefio e instalacion de tanques interrumpidos, pero los requisitos de NFPA22 debieran usarse en la medida de 10 posible.
Bombas de Refuerzo Estas son bombas de incendlO que toman la succion de tuberias publicas maestras 0 sistemas industriales de agua. (En un sen tido meca.nico, todas las bomb as son de refuerzo). Como un pre ludio a la compra e instalacion, el tlujo de agua de incendios disponible es obtenido por conduccion de pruebas de tlujo. La bomba esta dimensionada para la primera conduccion de una prueba de tlujo del suministro de agua y el trazado de la prueba sobre un grafico de suministro de agua que tiene presion versus volumen (gpm), en papel semi logarftmico N1. 85 (Unidades SI: 1 gpm 3,785 Umin). La demanda de agua requerida es entonces trazada para deterrninar que presion es requerida. Las curvas ca racterfsticas de los fabricames son investigadas para encontrar una que se sume a la presion requerida a un rango de volumen del 90 por ciento de la tasa de capacidad hasta el 130 por ciento de la tasa de capaeidad de la bomba. La bomba debiera ser di mensionada de manera que, cuando el bombeo este al150 por dento (sobreearga) de la tasa de capacidad, la bomba no baje la presion de suministro de agua a una presion manometrica menor de 10 psi (69 kPa) 0 un punto seguro que puede ser determinado por las autoridades de salud locales. La capaeidad total de so brecarga de la bomba, mas ei probable tlujo de extraccion de los hidrantes del area por los bomberos, son calculados y ello no debiera bajar la presion manometrica en las tuberias maestras por debajo de 10 psi (69 kPa) 0 aquella que sea permitida por las autoridades piiblicas de salud. La tasa de cabezal de la bomba debiera ser suficiente para hacer frente a toda la friccion de la tu berfa en la conexion mas la demanda de presion.
Accesorios de Bomba
AI drenaje
de tuberia
delpozo
Valvula de control manual (normal mente cerrada) . LInea de suministro de lien ado
FIGURA 8.7.15 Un tanque interrumpido usado en conexi6n con una bomba de incendio cuando una conexi6n directa entre un suministro publico de agua y un sistema de proteccion de incendios privado esta prohibido
Los dispositivos auxiliares tienen una importante presencia sobre el funcionamiento completo de una bomba como un suministro de agua de proteccion de incendio y su provision u omisi6n nunca debiera ser decidida solamente sobre la base del costo. NFPA 20 da informacion detallada concemiente a su instalacion. Los elementos siguientes son diguos de consideracion especial. Valvulas de Alivio. Estas son requeridas sobre la linea de des carga de la bomba cuando la operaci6n de esta pueda resultar en presi6n excesiva que podna exceder la tasa de presion del sis tema de proteccion de incendios. Valvulas de Manguera. Valvulas de manguera aprobadas de 2 'li pulgadas (64 mm) pueden ser usadas en prueba de bombas y para chorros de manguera de proteccion de incendios. Las val vulas son fijadas a un cabezal 0 distribuidor fuera del cuarto de la bomba 0 ubicado de otra manera para evitar el dane del agua
CAPTiuLO 7
•
Bombas estacionarias contra incendio
8-103
a la bomba, impulsor y controlador. EI numero de vaIvulas ne cesarias depende de la capacidad de la bomba. EI numero pro visto de salidas de 2 % pulgadas (64 rom) esta basado en un flujo de 250 gpm (946 Llmin) por salida. Valvulas de Liberacion Automatica de Aire. Estas son instala das sobre la cima de la bomba (careasa) y dispuestas para opera cion automatica 0 control remoto. El proposito es liberar el aire atrapado en la careasa y minimizar la cavitacion de la bomba. Es deseable una liberacion automatica del aire sobre cualquier bomba con una carcasa que este normalmente !lena de agua. Valvulas de Alivio de Circulacion. Estas son instaladas sobre bombas que arrancan automaticamente 0 por control remoto. Su funcion es abrir a prcsion ligeramente por encima de la tasa, cuando hay una pequefia 0 ninguna descarga, de modo que sea descargada suficiente agua para evitar su sobre calentamiento en la bomba. Estas valvulas no son requeridas sobre bombas im pulsadas por maquinas diesel donde es tomada agua fria desde la descarga de la bomba.
Cabezal d descarga
'
,
' : L o
~~£&:;;;;::::I::;;;:I~' ~
Q
• ,
, 0
~I~~~~ Montaje del cubo de la bomba
G',
~"
-U
"
:
, __
If
~ T de descarga
"
V€!lvulade drenaje 0 de goteo de bola
\ Valvula de compuerta de descarga
Nlvel estatlco de agua antes de bombeo
Q~rJr:~bajO_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
~ =l¥lvel de agua de bombeo al 150 por clento de la tasa de capacidad de la bomba -- -
-
-
-
H
Boquilla de Sumersion
bed minima
succion Filtro de succJ~ 10 pies (3,2 mI.
de canasta ~ ~
(Iiltro conico ~
alternativo)
Bombas de Incendio de Turbina Vertical FIGURA 8.7.16 Instalacion de bomba tipo turbina de eje Las bomb as de turbina vertical fueron originalmente disefiadas para bombeo de agua de pozos. Como bombas de incendio, elIas son recomendadas en instancias donde las bombas horizontales podrian operar eon sueeion levantada. Una caracteristiea nota ble de las bombas verticales es su habilidad para operar sin ce bado. Las bombas vertic ales pueden ser usadas para bombeo desde rios, estanques, f080s hUmedos, pozos, tanques de alma cenaje de agua subterranea, eistemas y tanques interrumpidos. La suecion desde pozos es aeeptable 8i la adecuacion y eon fiabilidad del pozo han sido establecidas y la instalacion entera esta incorporada de conformidad con NFPA 20. No hay profun didad de bomba maxima. EI nivel de agua en el pozo es reque rido para cubrir los cubos de bombeo a una profundidad requerida por las recomendaciones del iabricante de la bomba. Si la recuperacion de un pozo es muypequena para suplir una bomba de incendio, pueden ser usadas bombas comerciales de pozo de baja capacidad para lJenar tanques convencionales a nivel del suel0 0 embalses para e1 suministro de la bomba de incendios. Una bomba de incendios vertical consta de una cabeza de descarga 0 transmision de engranaje en angulo recto, una co lumna de tubo de la bomb a y accesorio de descarga, un eje im pulsor abierto 0 encerrado, un montaje de cuba que contiene los impelentes y un fiItro de succion (Figuras 8.7.16 y 8.7.17). El principio de operacion es comparable al de una bomba centri fuga horizontal multi-etapas. Excepto por la presion de cierre, la curva caracteristica es la misma que aquella para bombas hori zontales (vea Figura 8.7.12).
Cilindro de Turbina Vertical 0 Bomba de Barril (Can Pump) Algunas bombas multi-etapa tipo vertical son instaladas en una carcasa Hamada un "cilindro" 0 "envase" para instalaciones de alta presion (Figura 8.7.18) Las bombas verticales tienen las mismas tasas estandar de
vertical. Nota: La distancia entre el fondo del filtro y el fondo del pozo hUmedo debiera ser la mitad del diametro del cuba de la bomba pero menor de 12 pulg. (305 mm)
c
A- Motor B - Acoples flexibles y eje impulsor C - Transmision en angulo recto D Salida de descarga E - Radiador, montado en el motor
FIGURA 8.7.17 Bomba de incendio vertical impulsada por motor capacidad que las bombas de incendio horizontales. Las tasas de presion estan estandarizadas y varian por el numero y diametro de los cubos. Por cambio del ntimero de etapas, de diametros del impulsor 0 ambos, el fabricante de la bomba puede proveer un cabezal total especifico a la tasa de velocidad. Hay presiones dis ponibles hasta de 520 psi (3585 kPa). Pueden usarse motores electricos montados vertical u horizontalmente, as! como moto res de eje hueco. Las maquinas diesel 0 turbinas de vapor pueden ser usadas por medio de cabezas de engranaje en angulo recto.
8-104 SECCION 8 •
Supresion a base de agua
Medio acople, engranaje motor Anillo, empuje, hen dido Espaci
EJEMPLO N° 1: BOMBA CENTRIFUGA HORIZONTAL. La demanda estimada de agua para rociadores y chorros de man guera es de 1400 gpm a 90 psi. El suministro de succion es un tanque de almacenaje a nivel del suelo y la presion manometrica minima de entrada es 0 psi a flujo maximo.
Tuerca, ajuste del ejs Lia',(s, acople Medio acople, bomba Sello, mecanico, elemento estacionario Sello, elemento mecanico rotatorio Sello del eje Cojinete, rodamiento
~~~-f;l--
Descarga
~:::::::::::;:::=:;::::::::--lL---1:t~~-- Cilindro
°envase de succion
_~*-- COjinete rodamiento
=?:::--- deRetenedor, rodamiento, arOOI transmision abierto _-!ir--
Cojinete rodamiento
- - ¥ . - - - Cubo, intermedio
PROBLEMA: Determine la tasa de capacidad y presion reque rida de la bomba. SOLUCION: La soludon es determinada por los pasos siguientes: 1. Cumplir la demanda de 1400 gpm con la capacidad de Ia bomba, la cual es 150 por ciento de la tasa de capacidad. 2. Asi, 1400w +-150 porciento 933 gpm. La tasa de bom beo estandar mas cercana de la bomba es aproximadamente 1000 gpm. 3. Entonces, la demanda de 1400 gpm debiera ser 140 por dento de 1a capacidad. 4. De la curva caracteristica del fabricante de la bomba, es de terminado que, al 140 por dento de capacidad, la presion total es 72 por ciento de la tasa de presion. 5. Bajo condiciones de operaeion, la presion total iguala la presion de descarga 190 psi) mas la presion de suecion (0 psi). 6. Entonces, la presion neta a 1400 gpm es igual a 90 + 0 = 90 psi y la tasa de presion a 1000 gpm 90 +- 72 por ciento = 125 psi.
- - l 7 l - - - Anillo, impelente Collarin, enclavamiento impelente
RESPUESTA: La tasa de la bomba debiera no ser menor de 1000 gpm a 125 psi.
- - l 7 l - - - Impelente Eje, bomba Cojinete rodamiento Campana, succion
FIGURA 8.7.18 Una bomba tipo turbina, vertical, multi etapa, cilindro 0 en vase
CAPACIDAD DE LA BOMBA DE
INCENDIOS Y TASA DE CABEZAL
Las tasas de capacidad y presion de las bombas de incendio deben ser adecuadas para cumplir demandas de flujo y presion consistentes con los requisitos de suministro de agua para la pro piedad en euestion. Las bombas de incendio son disefiadas para proveer su tasa de capaeidad eon un factor de seguridad incor porado a ellas (150 por ciento de la tasa de capacidad al 65 por ciento de la tasa de presion) para proveer alguna proteccion en caso de que una demanda mayor sea esperada en el momento de un incendio. Los siguientes ejemplos muestran un metodo de como las tasas de capacidad y presion pueden ser determinadas por uso de la curva de la bomba de incendios estandar para una curva tipica caracteristica de los fabricantes de la bomba. (vea Figura 8.7.12).
EJEMPLO N° 2: BOMBA CENTRIFUGA HORIZONTAL (UNIDADES SI). La demanda de agua estimada a nivel del suelo para un sistema roeiador es 2000 Llmin a una presion de descarga de la bomba de 400 kPa. El suministro de sucei6n es un pozo con un levantamiento de 5 m desde la superficie del agua a la bomba. PROBLEMA: Determine la tasa de capacidad requerida y pre sion de la bomba. SOLUCION: La solueion cs dcterminada por los pasos si guientes: 1. Cumplir Ia demanda de 2000 Llmin con la capacidad de so brecarga de la bomba, la cual es 150 por dento de la tasa de capacidad. 2. As!, 2000..;- 150 por dento 1330 Llmin. La tasa de bom beo estandar mas cercana de la bomba es aproximadamente 1500 Llmin. 3. Entonces, la demanda de 2000 Llmin debiera ser 2000/1500 x 100 por dento 133 por ciento de la tasa de capaeidad. 4. De la CUI-va caraeteristica del fabricante de la bomba, es de terminado que, al l33 por ciento de capacidad, la presion total es 78 por ciento de la tasa de presion. 5. Bajo condiciones de operaeion, la presion neta iguala la presion de descarga (400 kPa) menos la presion de succion (cabeza de 5 m 5 x 9,81 kPa 50 kPa).
CAPTluLO 7
6. Entonces, la presi6n neta a 2000 Llmin es igual a 400 + 50 = 450 kPa y la tasa de presi6n a 1500 Llmin 450 -7- 78 por ciento == 580 kPa. RESPUESTA: La tasa de la bomba debiera no ser menor de 1500 Llmin a 580 kPa. EJEMPLO N° 3: BOMBA DE TURBINA VERTICAL EN UN POZO. La demanda de agua estimada a nivel del suel0 es 1100 gpm a 100 psi. Las pruebas y registros del clima muestran que el acuifero 0 fuente de agua subteminea, es confiable yade cuada en todas las estaciones. EI nivel estatico es de 45 pies por debajo de la superficie. La bajada odistancia vertical, entre los niveles de agua estatico y de bombeo es 40 pies a 1100 gpm de tasa de bombeo. PROBLEMA: Determine la tasa de capacidad y presi6n de la bomba. SOLUCION: La soluci6n es determinada por los pasos si guientes: 1. Cumplir la demanda de 1100 gpm con la tasa de capacidad de la bomba, la cual es 100 por ciento de la tasa de capaci dad. 2. Asi, 1100 -7- 100 por ciento = 1100 gpm. La tasa de bom beo estandar mas cercana de la bomba es de aproximada mente 1100 gpm. 3. Entonces, la demanda de 1100 gpm debiera ser elllO por ciento de la capacidad. 4. De la curva earacterfstica del fabricante de la bomba, es de terminado que, al 11 0 por ciento de capacidad, la presi6n total es 70 por ciento de la tasa de presion. 5. All 00 gpm, la demanda de presion en la superficie == 100 psi 6. El nive! estatico (pies) + nivel de bajada (pies) NiveI de bombeo (pies). En el ejemplo el nivel estatico de agua es 45 pies + 40 pies del nivel de bajada 85 pies de nivel de bom beo. Ahora eonvertimos pies de agua a psi, 85 pies x 0,434 psi/pie = 37 psi. Determine la presion de bomb co requerida para el ejemplo: 100 psi + 37 psi 137 psi y 100 psi/137 psi == 0,73 (%) y final mente, 137 psi/0,73 188 psi. RESPUESTA: La tasa de la bomba debiera no ser menor de 1000 gpm a 188 psi. EJEMPLO 1'\0 4: BOMBA DE REFUERZO SOBRE CO NEXION DE AGUA PUBLICA. Un edifieio con roeiadores en una ciudad tiene una demanda estimada de 750 gpm a 60 psi. Con base en las pruebas de flujo de incendio de hidrantes de calle cercanos, 750 gpm a 27 psi estan disponibies para rocia dores en la brida de entrada de la bomba. Desde entonces han sido dadas autorizaciones para ehorros de manguera. PROBLEMA: Determine la tasa de capacidad y presion de la bomba. SOLUCION: La solucion es determinada por los pasos 8i guientes:
•
Bombas estacionarias contra incendio
8-105
1. Cumplir la demanda de 750 gpm con la tasa de capaeidad de la bomba, Ia cual es 100 por eiento de la tasa de eapaeidad. 2. As!, 750 -7- 100 por ciento = 750 gpm, una tasa de bomba estandar. 3. La presion total a una capacidad del 100 por ciento es la tasa neta de presion aiiOO por ciento. 4. Con un suministro de succion de cabeza positiva, la pre sion neta es igua\ a la presion de descarga menos la presion de succion; asi, a un flujo de 750 gpm, la presion neta es igual a 60 - 27 = 33 psi. 5. Entonces, 33 -7- 100 por ciento = 33 psi. RESPUESTA: La tasa de la bomba debiera ser 750 gpm a 33 psi. NFPA 20 reeomienda que la bomba no sea usada por eneima del 140 por dento de su .::apacidad. Esto deja una pequefia reserva cuando las curvas de la bomba decrecen severamente despue8 del 150 por ciento. Generalmente, en una bomba de gran tamafio 10 aconsejable es 10 que los calculos indiquen. Cuando Ia bomba es usada por sobre su tasa de capacidad, la presion disponible es reducida.
POTENCIA DE BOMBAS DE INCENDIO Antes de adaptar un impulsor a una bomba, es necesario cono cer su demanda maxima de potencia al freno a la tasa de veloci dad. E8tO puede ser determinado directamente de la curva de potencia provista por el fabricante de la bomba. Las bombas de incendio tfpicas a1canzan su maxima potencia al freno entre 140 y 170 por ciento de la tasa de capacidad.
Potencia de Motores Motores especificamente disefladas para uso con bombas de in cendio son clasificados por medicion de la potencia desarrollada con todos los accesorios en operaci6n y entonces haciendo al guna concesion por uso y rotura. Cuando estiin equipadas para servicio de impulsor de bomba de ineendio, una concesi6n de no menos dell 0 por ciento mayor que la potencia maxima al freno es requerida por la bomba bajo cualquier condicion de earga de bombeo. Motores solos tipicos y curvas de potencia aprove chables son mostradas en laFigura 8.7.19. Las curvas de prueba del fabricante del motor estan basa das sobre una presi6n barometric a de 29,61 pulgadas (752 mm) de mercurio, la cual se aproxima a 300 pies (90 m) sobre eI nivel del mar y 77 OF (25°C). La potencia aprovechable de un motor para bomba de incendios debiera ser reducida por cada 1000 pies (300 m) de elevacion en altitud por encima de 300 pies (90 m) por 3 por ciento para una motor diesel y 1 por ciento por cada 10 OF (5,6 0c) de elevaci6n sobre 77 OF (25 QC). Si las curvas no estan disponibles, la potencia puede ser cal cuI ada por la formula (en unidades corrientes de los Estados Unidos)
donde
..
~-.--.------.-~~-
-
.. ~.~-----.~-~---
8-106 SECCION 8 •
Supresion a base de agua
fuga horizontal de 4000 Umin, 700 kPa, 1760 300
SOLUCION: La solucion esrn determinada por los pasos si guientes:
V
~ -&
0
#' .""
200
c:
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0
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0..
i----
Palencia "'I-
100
rpm.
1. Asuma una eficiencia del 65% a una capacidad del 160%. 2. Dc una curva estandar de bomba, la presion es 55 por ciento a una capacidad del 160 por ciento 0 385 kPa a 6400 Umin. 3. Por fOrmula Potencia de salida
't
0,167 x 6400 x 385
10 000 x 0,65 63 kW
o
o
2000
1000
3000
Velocidad del molar en RPM
RESPUESTA: Salida no menor de 63 kW
FIGURA 8.7.19 Curvas de potencia de motor tipicas
IMPULSORES DE BOMBA DE INCENDIO bhp P
=
potencia al freno galones por minuto cabezal total (psi) 0 presion neta
E
=
eficiencia
Q
potencia al freno
=
potencia de entrada
La eficiencia a la maxima potencia al freno es usualmentc del 60 al 75 por ciento. PROBLEMA: Encuentre por formula la potencia minima al freno necesaria para impulsar una bomba de incendios centri fuga horizontal de 1000 gpm, 100 psi a 1760 rpm. SOLUCION: La solucion esta determinada por los pasos si guientcs:
1. Asuma una eficiencia del 65% a una capacidad del 160%. 2. De una curva estandar de bomba, la presion es 55 por ciento a una capacidad del 160 por ciento 0 55 psi a 1600 gpm. 3. Por fommla bhp
5,83
x 1600 X 55
= 79
to 000 X 0,65
'
RESPUESTA: Potencia al freno aprovechable no menor de 79
EN l'NIDADES Sl. Potencia de salida
0,1 67 QmP", 10 OOOE
donde
kw = potencia de salida (kilovatios)
Qm
=
Pm
=
E
litros por minuto cabeza total (kPa) eficiencia
0
presion neta
potencia al freno
PROBLEMA: Encuentre por formula la potencia al freno mi nima necesaria para impulsar una bomba de incendios centrf
La energia para impulsar bombas de incendio es seleccionada sobre la base de la confiabilidad, adecuacion, seguridad y eco nomia. La conflabilidad de utilizar energia electrica puede ser juzgada por el registro de paradas y por revision de las fuentes de energia y disposicion de la distribucion del sistema en cuestion. Algunos servicios publicos en areas metropolitanas operan sistemas de distribucion de vapor. Cuando esta disponible una alta presion de vapor, es pnktico usar turbinas de vapor para im pulsar bombas de incendio. Algunas plantas industriales remotas generan su propia electricidad usando vapor 0 energia hidraulica, o ambos. La energia electrica publica tambien es usada. Los motores diesel tienen la ventaja de no ser dependientes de fuentes extemas de energia.
Motores Electricos Los motores electricos para impulsar bombas de incendio deben estar listados para servicio de bombas de incendio. Estos moto res son disefiados en concordancia con especificaciones de la National Electrical Manufacrurers Association (NEMA) 0 Elec trical Manufacturers Association ofCanada (EMAC). Todo el equipo el6ctrico y cableado en una instalacion de bomba de in cendio es requerido que cumpla con NFPA 70, National Elec trical Code®, Articulo 675.
Control adores de Motor Electrico El controlador de la bomba de incendios usado para una bomba impulsada el6ctricamente es un componente critico para asegu rar la exitosa operacion de la bomba. Tales controladores estan equipados con una variedad de componentes intemos para al canzar este nivel de confiabilidad. Estos componentes pueden incluir elementos tales como interruptores de circuito, medios de desconexion, cronometros y dispositivos similares. Los controladores de motor esrnn disponibles como tipos de arranque electrico 0 de aire. A diferencia de los controladores de motor electrico, todos los motores diesel, grandes 0 pequeflas, re quieren las mismas caracteristicas operacionales. Es requerido que
CAPTiuLO 7
los controladores de motor diesel operados por aire tengan las mis mas caracteristicas operacionales que el controlador electrico.
Controladores de Motor Los controladores son usados para operaci6n automatica de bombas de incendio impulsadas a motor. Las especificaciones para construcei6n, ubicaci6n y metodos de activaei6n de los eontroladores de motor son las mismas que para los controlado res de motor electrico. Los controladores automaticos estan equipados con arranque manual e interruptores de parada. Dispositivos de supervision audible son provistos para indi car baja presi6n de aceite en los sistemas de lubricacion, alta tem peratura de agua en las cubiertas de maquinas, falla de la maquina para arrancar automaticamente y parada por sobre-velocidad.
Turbina de Vapor Cuando esta disponible suministro de vapor adeeuado y confia ble, son aceptables las turbinas impulsoras de bombas de inc en dio. Solo son usadas maquinas bien empotradas, de buen disefio, con registros industriales de probada confiabilidad. Son neccsa rias disposiciones especiales para operaci6n automatica. La tasa de velocidad no debiera exceder 3600 rpm, dado que esta es la velocidad maxima de las bombas de incendio listadas. Detalles de requisitos para suministro de vapor, gobernadores de veloci dad y controladores estan contenidos en NFPA 20.
Motores Diesel Motores que son potenciados por combustible diesel son usados para servicio de bombas de incendio. Maquinas que son poten ciadas por gasolina, gas natural 0 GLP no son reconocidas por NFPA20. En adici6n a NFPA 20, debiera hacerse referencia a NFPA 31, Norma para fa lnstalacion de Equipo Quemador de Aceite y NFPA 37, Norma para la lnstalacion y Usa de Maquinas de Combustion Estacianaria y Turbinas a Gas. Las instalaciones debieran ser hechas en concordancia con los c6digos locales. EI desarrollo de condiciones no satisfactorias, tales como cl manejo de la bomba, falla al arrancar, alto enfriamiento de la temperatura del agua y baja presion de aceite, debieran ser indi cados por senales supervisoras, no por parada de la maquina. El proposito es mantener la bomba operando precisamente tan largo como sea posible. La importancia de la supervisi6n cons tante para bombas automaticas es obvia. . Sistemas de Enfriamiento. Un adecuado sistema de enfria miento es vital para la operacion confiable de un motor diesel. Un sistema de tuberia cerrado con un intercambiador de calor y un distribuidor aislado termicamente es la disposicion de enfria miento preferida para una maquina diesel reconocida en NFPA 20. Solo agua potable 0 limpia debiera ser circulada a traves dcl bloque de la maquina. Agua cruda es entubada desde la bomba de incendio vaciandola a trdves de los tubos intercambiadores de calor para descarga libre en una instalacion visible tal como el cono de drenaje del edificio 0 edificio exterior. Sobre algunos motores, los distribuidores, enfriadores de aceite y otras partes
•
Bombas estacionarias contra incendio
8-107
son equipadas con chaquetas de agua, como esta recomendado por el fabricante del motor. La mayoria de los motores requieren un flujo de agua cruda de 15 a 30 gpm (57 a 114 Llmin). La Figura 8.7.20 muestra el agua cruda de la bomba de in cendios entrando al sistema a traves del filtro (1), el cual evita que entre sedimento al sistema y el regulador de presion (2), el cual protege al intercambiador de calor de la presion excesiva. La valvula solenoide (3) es requerida con control automatico de la maquina. La valvula (4), normal mente cerrada, puede ser usada para derivar el regulador y la valvula solenoide. El distri buidor de escape (5) puede ser enfriado pOI el sistema de circu lacion de agua limpia. Otro metodo de proveer enfriamiento para la maquina die sel es un radiador de bucle cerrado. El radiador puede ser insta lade remotamente fuera del cuarto de la bomba 0 sobre la plataforma de la maquina. Cuando el radiador es montado sobre el patin de la maquina. debiera ser dispuesto para extraer el aire a traves del motor y afuera a traves del radiador. El radiador es dimensionado, en concordancia con las recomendaciones del fa bricante del motor, para retirar el calor radiante de la maquina y proveer los requisitos de enfriamiento interno de la maquina. Tanques de Combustible. El tanque de almacenaje para el combustible diesel es dimensionado para contener al menos un suministro de 8 horas. Puedc ser provista una capacidad mayor si las facilidades para el oportuno rellenado no esmn disponi bles. La capacidad del tanque es estimada por asignaci6n de 1 galon/hp. (Para unidades Sl: I pt = 0,473 L y 1 galon 3,785 L) (Ver diagramas de sistemas de combustible tipicos en NFPA20). Es requerido que el tanque de almacenaje de combustible sea instalado dentro del cuarto de la bomba de incendio. Esto es debido a que todos los motores diesellistados requieren que el combustible cste disponible por gravedad, con 10 cual se elimina el bombeo de combustible sobre la maquina. Et fondo del tan que esta a 0 por encima del nivel de los inyectores de combus tible. Esto tambien permite una facit inspeccion y mantenimiento del tanque.
Conexibn de lIenado
Sistema de circulaci6n de agua limpia
-
'T
__ -1
I I
Bomba deagua
_
----0----
Uni6n
0
-
c
Q)
0
.5 Q)
u
ttl
e> ttl
Filtro
Regulador de preSion
Q)
E
S
~
Valvula
@)
I
Tntercamliiador I Idecaior
- 1
LInea de agu!o:-a-----' cruda
o
0
'" Cl"'
..0
Valvula
~:I
I
Manometro de presi6n
'5
:t
Uni6n
FIGURA 8.7.20 Sistema de enfriamiento tipo intercam biador de calor tfpico para una bomba de incendios impu/sada a motor contro/ada automaticamente
8-108 SECCION 8 •
Supresi6n a base de agua
Cargadores de Bateria. La fuente de energia necesaria para arranque automatico de una bomba de incendios impulsada a diesel depende de una capacidad suficiente del sistema de la ba teria. Las cargas usadas para satisfacer este requisito estan es pedficamente listadas para servicio de la bomba de incendio y constan de rectificadores, transformadores y re1evadores. Las baterias son provistas en dos bancos, con ciclos de arranque alternos para incrementar la confiabilidad del sistema.
Control Automatico de Bomba La mayoria de las instalaciones de bomba de incendio est{m dis puestas para operaci6n automatica, preferiblemente con arran que automatico y parada manual. La escogencia entre parada manual y automatica depende de las condiciones especificas in volucradas en la instalacion y uso de una bomba. Las bombas centrifugas horizontales bajo control automatico deben siempre operar bajo una cabeza para evitar la necesidad de cebado. Cada controlador de maquina est::! equipado con un inte rruptor de presion separado y !fnea sensora que activa la unidad de la bomba cuando 1a presion en la tuberia del sistema de agua cae a un nivel pre-establecido. A menos que 1a presion estatica del suministro normal de agua sea mas alta que 1a presi6n de arran que de 1a bomba, una bomba jockey (presi6n de manteni miento) automatica debe ser provista para mantener la presi6n en el sistema al mas alto niveL La activacion de una bomba por flujo de agua en lugar de por caida de presion es deseable para ciertas instalaciones, tales como aquellas en las cua1es la abertura de un moderado numero de rociadores podrfa no bajar la presi6n del sistema 10 suficiente para mover e1 interruptor de presion; ocupaciones de peJigro alto en las cuales un fuego podda demandar el servicio de una bomba de incendio sin demOIa; sistemas de proteccion de in cendio y servicio de planta combinados donde una bomba de mantenimiento de presion podria ser impractica y ocupaciones en las cuales la presion flucrua tanto que una presi6n estable in tercalada podda no ser obtenida. El sistema de cableado de un controlador de bomba incluye terminales para conexion de un relevador a un circuito supervi sor externo de un sistema rociador, de inundacion 0 proteccion especial de incendio. Para asegurar la activacion confiable de la bomba, deben ser instalados circuitos extemos de conformidad con las normas NFPA siguientes, dependiendo de la naturaleza del sistema de sefializaci6n: NFPA 70, C6digo Electrico National, Articulo 695 NFPA 72®, Codigo Nacional de Alarma de Incendio® Los circuitos para arranque automatico remoto de bombas de incendio debieran ser energizados desde e1 controlador de po tencia.
PRUEBAS DE ACEPTACION DE CAMPO Despues de que una bomba de incendios nueva ha sido insta lada, se requiere hacer una prueba de desempefio. Defectos y fa lias son descubiertos y tornados los pasos para remediarlos.
Estas pruebas habilitan al comprador para determinar que el contrato ha sido apropiadamente concluido. Elias tambien de muestran la necesidad de pruebas de mantenimiento futuras. Detalles de las pruebas de aceptacion son dados en NFPA 20. La prueba demuestra 1a adecuacion de 1a bomba y su habili dad para entre gar agua en concordancia con su curva de cabezal de capacidad. El motor principal es operado bajo varias condi ciones y su desempefio registrado. Hay previsiones para moto res eIectricos, turbinas de vapor y motores diesel. La operacion repetida del equipo de control es requerida para asegurar que 1a operacion total de la unidad resultara tanto de la operacion ma nual como automatica del controlador. Pruebas de flujo son conducidas para desarrolIar la curva caracteristica de la presion-descarga de la bomba. El procedi miento seguido es correr la bomba en tres 0 cuatro flujos dife rentes, incluido cierre (sin flujo de agua). La tasa en gal ones por minuto (Umin) es determinada con un tuba Pitot y manometro en las boquillas [preferiblemente juegos de tuberia Underwriter estandarizados de 30 pulgadas (762 mm) de largo] fijados a li neas de manguera desde un cabezal de valvula de manguera ex terior. La descarga es variada por cambio del numero de !ineas, el tamafio de las plmtas de boquilla 0 ambos 0 pOI uso de un me didor de flujo de agua instalado con salida a una fuente abierta. El flujo es variado por apertura 0 cierre de 1a valvula en la linea de medicion. Las boquillas pueden ser fijadas directamente a cabezales exteriores, sin !ineas de manguera, si el dafio del agua puede ser evitado. La disposici6n del agua de prueba es a menudo un pro blema y la longitud de las ]ineas de manguera depende de las instalaciones de drenaje disponibles y la exposicion de las per sonas y la propiedad. !'ara cada flujo, las lecturas de presion son tomadas en los manometros de succion y descarga. Las revoluciones por mi nuto son tambien medidas usando un contador de revoluciones o un tacometro, si esta disponible. Las presiones netas son calculadas de las lecturas del mano metro de 1a bomba y los flujos en gal ones por minuto correspon dientes a las lecturas Pitot obtenidas de tablas de descarga. El flujo requerido para propositos de enfriamiento para bombas impulsa das a motor diesel puede ser agregado al flujo medido. Sin em bargo, es usualmente dificH precisar la medicion de este flujo, de modo que un estimado basado en las recomendaciones del fabri cante puede tener que ser usado. En muchos casos, este flujo es 10 suficientemente pequefio para ser considerado insignificante. Con los problemas de crecimiento de la disposicion de agua residual, muchas instalaciones de bomba estan equipadas con medidores de flujo de agua para la prueba de aceptacion y las pruebas de servicio periodico. Los medidores deben ser instala dos de conformidad con NFPA 20, en orden a que funcionen apropiadamente y no interfieran con la operacion de la bomba. Las bombas de incendio de turbina vertical son probadas de la misma manera que las bombas horizontales excepto que no hay manometro de succion. El nivel de agua de bombeo debiera ser registrado en cada punto de prueba. La Figura 8.7.21 prescnta informacion obtenida por una prueba de aceptacion de campo tfpica de una bomba centrifuga horizontal impulsada a motor diesel de 1500 gpm, 100 psi, (1760 rpm 5678 Umin, 689 kPa, 1760 rpm). La presion neta y
CAPTiuLO 7
f1ujo total son ca1culados de la infonnacion observada y trazada (Figura 8.7.22). La curva mejor ajustada a los puntos trazados es entonces dibujada (Curva A). En esta instalacion, el gobemador de la maquina parece que esta fuera de ajuste, restringiendo la velocidad promedio a 1689 rpm, por cuanto la tasa de velocidad fue de 1760 rpm. Despues de que la bomba fue probada a menos de la tasa de velocidad, las presiones netas y f1ujos observados fucron con vertidos a 10 que ellos podrian haber sido a la tasa dc velocidad de 1760 rpm. La curva B es la curva caracteristica en condicio nes de tasa. Aunque e1 punto de tasa fue apen~s a1canzado, el punto de sobrecarga excedio el minima por un buen margen. Con la maquina ajustada para operar a velocidad total, el de sempeno de la bomba podria ser aceptable. El siguiente es el procedimiento de ca1culo de conversion que fue seguido: El tlujo es directamente proporcional a rpm; la presion neta es proporcional a rpm. 2 Por ejemplo, prueba de tlujo, 1971 gpm a 1686 rpm Flujo a 1760 rpm:::: 1971
C~~)
•
8-109
Bombas estacionarias contra incendio
Prueba de aceptaci6n para una bomba de incendlos de 1500 GPM, 100 PSI, 1760 rpm Corregldo a 1760 rpm
Charros
Manguera
Preston Pilot
Suc~
Descarga (psi)
cl6n (psi)
1700 1695 1690
125 120 110
+16 109 +18 102 +16 94
0 1 2
lC\v lC\v
70 60,60
1686
95
+17
79
3
lC\v
55,55,55
69
4
1C\v 35. 37. 48. 48
rpm
1675
85
+16
Net No. iamafto (psi)' (pulg.)
gpm'
(psi)
742 687,687 657,657 657 525,540 614,614
Tola."
gpm'
0 742 1374
0 118 772 110 1420 101
1971
2060
85
2293
2410
76
Net (psi)'
, Calculado de la Informaci6n obsarvada
FIGURA 8.7.21 Un ejemplo de un registro para una prueba de aceptacion de bomba de incendio Descarga de la bomba (m3/minuto)
1.9
3,8
5,7
7,6
9,5
11,4
120
2060 gpm
La presion neta para 1971 gpm a 1686 rpm es 78 psi 1760) 2 . i.apresi6nnetapara2060gpmaI760rpmes78 ( 1686 =85 pSI Ca1culos similares pueden llevarse a cabo en unidades SI usando las leyes de afinidad mencionadas previamente en este capitulo.
UBICACION Y ALOJAMIENTO
DE BOMBAS CENTRIFUGAS
Las bombas de incendio son alojadas preferiblemente en edificios de eonstruecion resistente al fuego 0 no combustible. Am euando el clima sea tan benigno que no haya peligro de eongelamiento, es necesario encerramiento suficiente para protegerlas contra 8U ciedad, corrosion y vandalismo. La separacion estructural del cuarto de bombas de otras partes de fa propiedad es un requisito. Los cuartos de bombas e instalaciones de energfa deben estar tan libres como sea posible de la exposicion a incendio, explosion, inundacion, terremoto y dana por tonnentas. Debieran ser proVist08 para los cuartos de bombas luz, calor, ventilacion y drenaje de piso. Es preferible una instalacion seca sobre el nivel del suelo. Los cuartos de bombas deben ser 10 suficientemente grandes para faeilitar el faeil acceso para todo el equipo y dispositivos para inspecci6n, prueba y manteni miento. Las bombas de incendio son ubicadas tan cerea como sea posible a aquellas areas donde la proteceion es mas importante. En algunas propiedades grandes, puede ser necesario tener su ministros de agua en mas de un punto para obtener el mas favo rable sistema de distribuci6n.
PRUEBAS DE BOMBA Una bomba de incendio debe tener una prueba de tlujo anual mente para asegurarse que la bomba, impulsor, succion y sumi-
ooL----5~00--~1~00~0~~1~5=00~~2~0~0~0--~2~50~0~~3~00~0 Descarga de la bomba (gpm)
FIGURA 8,7.22 Curvas de cabezal de capacidad trazadas de informacion compi/ada en una prueba de aceptacion de bomba de incendios
nistro de potencia funcionan apropiadamente y se corrigen fallas que pueden ser encontradas. El desempeiio hidraulieo de la bomba es medido por una prueba de tlujo, usando un medidor de tlujo 0 manguera y boquillas conectadas al cabezal de la bomba 0 hidrantes de patio. Son revisados tres puntos de la curva estandar: (1) cierre, (2) sobrecarga (150 por eiento de la tasa de capacidad) y (3) la tasa de capacidad. La operaci6n automatica es probada por descenso de la pre sion del sistema, dando debida consideracion a 1a disposicion del sistema de proteccion de incendio, esto es, caida de presion o activaci6n del f1ujo de agua, bomba jockey y similares. El nivel del agua de pozos, estanques y embalses y la con dieion de las mallas y entradas de succi6n, sobre y debajo - de los tanques de superficie y similares deben ser cuidadosamente inspeecionados. EI historial de las salidas de potencia, bajo nivel de agua y fallas de cualquier c1ase que involucren bomba, impulsor 0 equipo asociado tambien debieran ser investigadas y registradas las lecturas manometricas de los controles de la maquina para futuras evaluaciones.
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SECCION 8
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Supresion
a base de agua
OPERACION Y MANTENIMIENTO
DE LA BOMBA
Puede contarse con el trabajo de una bomba de incendio en una emergencia solo si esta es apropiadamente operada y mantenida. (Vea NFPA 25 para requisitos sobre inspeccion, prueba y rnante nimiento de estos sistemas). Es requerido que se implemente un programa de inspeccion y prueba que incluya instrucciones escri tas y mantenimiento de registros. Ulteriormente es requerido tener a alguien designado todo el tiempo en la propiedad e instruido para operar la bomba y su impulsor. Es requerido hacer una prueba corta (30 minutos para la maquina diesel; 10 minutos para el motor el6ctrico) cada semana por descarga de agua de alguna salida con veniente 0 recirculandola a traves de un medidor de flujo.
Interface de Alarma de Incendio Cuando ocurre una alarma de incendio 0 una senal supervisora indica que una bomba de incendio automatica esta operando, la persona responsable por la bomba de incendio debiera proceder a su ubicacion inmediata. Debiera permitirse que la bomba corra hasta que la emergencia este superada, cuando ella pueda ser de tenida manual mente. Durante este y cada otro periodo de ope racion, el equipo debe ser revisado cuidadosamente para ver si se esta desempefiando apropiadamente. Para minimizar los muy frecuentes arranques y paradas, un controlador del motor electrico que tiene un cronometro man tiene el motor en marcha por al menos 1 minuto por eada 10 hp de tasa del motor; es requerido no menos de 10 minutos. Con motores e1ectricos, es necesario permitir que el devanado elec trieo se enfrie despues de arrancarlo, para minimizar el dano al embobinado. Con todos los impulsores de bomba es preferible permitir a la unidad correr hasta que sea detenida manualmente. Cuando hay mas de una bomba de inccndio automatica, los controladores son dispuestos para operar las bombas en una se cuencia pre-determinada. EI motor diesel es usualmente primero, seguida por el motor el6ctrieo 0 segundo motor diesel. Si es de seado, puede ser provisto control de la bomba desde uno 0 mas botones de presion remotos, los cuales la arrancaran pero no la de tendnin. Si hay control de la valvula de inundacion de un sistema de dispositivo de desearga abierta, la bomba puede ser arraneada por un relevador de desenganche en un circuito cerrado. El en friamiento y lubricacion de una bomba de incendio centrifuga es tan dependiente del agua que la bomba podrfa no correr nunca a menos que su carcasa este llena de agua. Debe ser dada estrecha atencion a los rodamicntos y sellos durante los pocos minutos ini ciales de operacion para ver que no se han recalentado ni necesi tan ajuste. Cuando e1 agua alcanza el sella de agua, una pequefia fuga en los casquillos es deseable. Los manometros de presion de succion de entrada y descarga de salida deben ser !eidos sema nalmente para ver que la entrada no esrn obstruida por una malla estrangulada 0 valvula parcialmente cerrada. Con una bomba de incendios tipo turbina de eje vertical, el nivel de agua puede ser observado si la succi6n es de un sumi nistro visible. 8i la bomba toma la succion de un pozo, debe ser usado el equipo de prueba de nivel de agua. EI nivel de agua subterranea en la bomba debiera ser revisada en el inteIValo se mana! de prueba durante e1 afio y el descenso de nivel debiera
ser determinado durante la prueba annal de capacidad del 150 par ciento. Estas pruebas debleran indicar cualquier cambio irn portante en el suministro subterraneo. La direccion de rotacion de la bomba y la velocidad de ope racion deben ser revisadas cada semana.
Mantenimiento del Suministro de Energia La fuente de energia eIectrica pam la bomba debiera ser revisada semanalmente. Con un impulsor de motor electrico esto signi fica suministro de corriente para el motor y su equipo auxiliar. Para el impulsor de turbina de vapor, signifiea el suministro de vapor hasta la valvula de control y la ausencia de condensado de suministro, turbina y escape. Si la bomba es impulsada por un motor diesel, el combustible debe ser adecuado para 8 horns de operacion. Las baterias deben estar totalmente cargadas. El arranque del equipo debe ser operado en prueba y su fun cionamiento cuidadosamente revisado. Cualquier evidencia de una caida en el voltaje mayor del -15 por ciento nominal (vol taje nominal menos el15 por ciento) en un motor e1ectrico 0 una caida en la presion de vapor a una turbina debe ser investigada. Con un impulsor de maquina diesel, e! aceite del carter del cigiiefial debe ser reabastecido 0 renovado segun sea necesario, el filtro de aceite y de aire deben recibir la atencion neccsaria, el equipo de carga automatica de baterfas debe ser revisado y la gravedad especifica del electrolito de la bateria determinada al menos una vez al meso
BOMBAS DE INCENDIO A VAPOR RECIPROCANTES Aunque no hayan sido instaladas bombas de incendio de vapor reciprocantes nuevas en afios recientes, unas pocas pueden to davia estar en servicio. Estas bombas de incendio son comun mente asignadas como bombas de incendio de vapor Underwriter. Las caracteristicas generales de una bomba de vapor doble de activacion directa son mostradas en la Figura 8.7.23. La magnitud del vapor y orificios de escape de este tipo de bomba son mayores que los de la bomba dc vapor de propo sito general, permitiendo as! altas velocidades. La tuberia de su ministro de vapor debiera ser una linea independiente que corre desde la caldera hasta la bomba de tal manera que no sea dafiada por el fuego u otros peligros. Puede ser provisto control automatico por un gobemador de presion para regular el surninistro de vapor a la bomba en con cordancia con la presion de agua sobre la descarga de la bomba. Para operacion exitosa, es casi siempre necesario pro veer una pequefia bomba jockey controlada automaticamente pam man tener la presion del sistema, suplir filtraciones y evitar la opera cion continua de la bomba grande.
APROBACION Y LISTADO DE
LA BOMBA DE INCENDIO
Las normas NFPA para diseno e instalacion de varios sistemas
CAPTiuLO 7
•
Bombas estacionarias contra incendio
8-111
rada deseable. Es trabajo del tabricante probar en el taller cada unidad vendida y proveer curvas certificadas de cabeza, efi ciencia y potencia al freno versus descarga. La curva NPSH de la bomba debiera ser provista a requerimiento. Muchas de las bombas de incendio listadas usadas hoy son unidades comerciales de maxima calidad. Estas bombas son me joradas cuando es necesario, ajustadas y adecuadas para cumplir todos los requisitos de aprobacion para proteccion de incendios.
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas
I. ANSI B73.l, SpecificationJor Horizontal End-Suction Centrifu gal Pumps for Chemical Process, American National Standards Institute, New York, j 991. 2. Hydraulic Institute Standards, 16th ed.
C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA
FIGURA 8.7.23 Vista seccionada de una bomba de vapor doble aprobada
de proteccion de incendios requieren el uso de equipo aprobado o listado, 0 ambos, incluidas bombas de incendio, para instala ciones que las requieren. Bajo el sistema de prueba yaprobacion de lista, el fabricante es responsable de proveer una bomba lis tada 0 aprobada que se desempefiara satisfactoriamente cuando este instalada de conformidad con NFPA 20. Los contratistas u otros son responsables por la instalacion de la combinacion bomba-impulsor en concordancia con las previsiones de NFPA 20, por cuanto es obligacion del cliente proveer adecuada infor macion acerca del impulsor de la bomba, suministro de energia, suministro de agua, ubicacioll y similares. Las bombas de incendio estan disefiadas para pro veer con fiabilidad maxima y caracteristicas de descarga de cabezal neta especifica. Excepto para inspecciones y pruebas periodicas, las bombas de incendio estan ociosas la mayoria del tiempo. Las bombas para uso comercial, por otro lado, son escogidas por su eficiencia y economia maximas. Para obtener un listado de una nueva bomba, el fabricante somete pIanos y especiticaciones a una agencia de pruebas para revision y comentarios. Despues de que algunas revisiones 0 co rrecciones hayan sido acordadas, son hechos arreglos por los re presentantes de la agencia de pruebas involucrada para testimoniar las pruebas de aprobacion requeridas en la planta de fabricacion. Si los resultados son satisfactorios, las bombas nuevas son listadas de la manera usual 0 con cualquier restriccion conside
La referencia a los codigoB, normas y practicas NFPA recomendadas proveera mayor informacion sobre las operaciones de carga de aeroso1es debatidas en este capitulo. (Vea la ultima version del Cauilogo de NFPA para disponibilidad de ediciones actuales de los documentos siguientes) NFPA NFPA NFPA NFPA
11, Standardfor Low-Expansion Foam IIA, Standardfor Medium- and High-Expansion Foam Systems
13, Standardfor the lnstallation ofSprinkler Systems
13D, Standardfor the Installation qfSprinkler Systems in One and Two-Family Dwellings and Manufactured Homes NFPA 13E, Guidefor Fire Department Operations in Properties Pro tected by Sprinkler and Standpipe Systems NFPA I3R, StandardJor the Installation ofSprinkler Systems in Resi dential Occupancies up to and Including Four Stories in Height NFPA 14, Standardfor the Installation o.fStandpipe and Hose Systems NFPA 15, Standardfor Water Spray Fixed Systems for Fire Protection NFPA 16, Standardfor the Installation ofDeluge Foam-Water Sprin kler and Foam-Water ')pray Systems NFPA 16A, Standardfor the Installation of Closed-Head Foam-Water Sprinkler Systems NFPA 20, Standardfor the Installation ofCentrifugal Fire Pumps NFPA 22, Standardfor Water Tanks for Private Fire Protection NFPA 24, Standardfor the Installation ofPrivate Fire Service Mains and Their Appurtenances NFPA 25, Standardfor the inspection, Testing, and Maintenance of Water-Based Fire ProTection Systems NFPA 31, Standardfor the installation ofOil-Burning Equipment NFPA 37, Standardfor the installation and Use ofStationary Com bustion Engines and Gas Turbines NFPA 54, National Fuel Gas Code NFPA 58, Standardfor the Storage and Handling ofLiqueJied Petro leum Gases NFPA 70, National Electrical Code® NFPA 72®, National Fire Alarm Code® NFPA 110, Standardfor Emergency and Standby Power Systems
James S. Nasby Milosh T. Puchovsky
uando se detennina su necesidad mediante un amilisis hidniulico, una bomba contra incendios es un compo nente muy importante del sistema total de protecci6n contra incendios. Un buen resultado ante un incidente con fuego depende del funcionamiento apropiado de la bomba ya que esta genera el caudal de agua y la presi6n necesarias para el control o la extinci6n de un incendio. En este aspecto, 10 que debe im portar no es unicamente la bomba contra incendios. Todos los componentes que hacen que la bomba funcione deben tenerse en cuenta y deben ser instal ados y mantenidos de fonna adecuada. Este capitulo se enfoca en los aspectos electricos y de control de las instalaciones de bombas contra incendios y trata especffica mente los controladores de las bombas contra incendios (para los arreglos de motores electricos y energfa electrica). Los requisitos especfficos con respecto al disefio, la cons trucci6n y el desempefio de los componentes de las bombas con tra incendios estan cubiertos en la NFPA 20, Norma sobre fa Instalacion de Bombas Estacionarias para la Proteccion contra Incendios. La NFPA 70, Codigo Electrico NacionafW, trata la forma en que se deben instalar los equipos electricos, inc1u yendo el cableado del suministro de energia, el controlador de la bomba contra incendios, el motor de la bomba contra incendios y los circuitos auxiliares. La NFPA 20 cubre el arranque y puesta en funcionamiento de los equipos de las bombas contra incen dios, mientras que la NFPA 25, Norma sobre fa Inspeccion, Prueba y Mantenimiento de los Sistemas de Proteccion contra Incendios a Base de Agua, trata el mantenimiento de rutina de los equipos de las bombas contra incendios luego de ser puestas en funcionamiento. La intenci6n de este capitulo es ayudar a aquellos involu crados con las instalaciones de bombas contra incendios para tomarmejores decisiones que contribuyan a una protecci6n con tra incendios mas confiable y exitosa. Este capitulo posee ex pIicaciones detalladas y establece una perspectiva para los requisitos descritos en la NFPA 20, NFPA 25 y NFPA 70 rela cionados con los aspectos electricos y de control de las instala ciones de bomb as contra incendios. Al final, Ia instalaci6n de una bomba contra incendios debe ser confiable y adecuada para
C
James S. Nasbyes director de Ingenieria en Master Control Systems, Inc., en Lake Bluff, Illinois. Milosh T. Puchoysky, P.E., es un ingeniero senior en Arup Fire in Westborough, Massachusetts, y co autor del Fire Pump Handbook de NFPA
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(continua)
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Supresion a base de agua
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Suministros de energia y contro/adores para bombas contra incendios accionadas por motor
la vida del edificio. De 10 contrario, las acciones correctivas ne cesarias deben ser identificadas y ejecutadas inmediatamente.
DISPOSICIONES DE ABASTECIMIENTO
PARA BOMBAS CONTRA INCENDIOS
ACCIONADAS POR MOTOR ELECTRICO
Los componentes que obviamente se encuentran en una instala ci6n de bomba contra incendios accionada por motor inc1uyen la bomba, el motor electrico y el controlador. Otro componente no tan obvio, pero igualmente importante, es el suministro de ener gia electrica. Ya que los motores electricos requieren un sumi nistro de energia electrica para funcionar, la disposici6n y el tipo de suministro de energia electrica que se utiliza es muy impor tante. La perdida de energia electrica durante un incendio pondria completamente fuera de servicio al sistema de protecci6n contra incendios, 10 cual podria resultar en un desastre total. Por 10 tanto, el suministro de energia electrica es tan importante como cual quier componente de la instalaci6n de bomba contra incendios. Cuando la bomba contra incendios funciona, debe hacerlo durante la cantidad de tiempo necesario para las operaciones de protecci6n contra incendios. Por 10 tanto, el suministro de ener gia electrica tambien debe permanecer disponible durante este periodo de tiempo. Esto inc1uye la necesidad de una capacidad electrica suficiente para encender el motor de la bomba contra incendios y mantener velocidades de funcionamiento adecuadas luego de que empieza a funcionar. Adicionalmente, el suminis tro electrico debe tener una capacidad suficiente para la condi ci6n de trabamiento del rotor. Una condici6n de trabamiento del rotor ocurre cuando una piedra u otro objeto queda atascada en la bomba contra incen dios entre la caja de la bomba contra incendios y el impelente 0 si el eje de la bomba queda atascado por causa de largos perio dos de abandono. Si el eje de la bomba no puede rotar libre mente, el motor consumini corrientes muy altas normalmente durante la secuencia de encendido en su intento de hacer girar el eje de la bomba. Esta corriente alta prolongada puede hacer un dafio significativo al equipo electrico y al motor, poniendo fuera de servicio a todo el sistema de protecci6n contra incendios. Una condici6n prolongada de trabamiento del rotor no es cons ide rada una condici6n normal. La intenci6n de la NFPA 20 es establecer mayores limites para los dispositivos de protecci6n de sobrecorriente que aque 110s normalmente permitidos 0 requeridos por la NFPA 70. Esto se hace con el fin de incrementar la posibilidad de que el motor de la bomba contra incendios puede destrabar una obstrucci6n, o que pueda liberar una bomba atascada y permita que el bom beG comience 0 continue. Para algunos metodos de encendido de motor, especialmente para el encendido mecanico de emer gencia, la corriente requerida para encender el motor puede al canzar una condici6n de trabamiento del rotor. Se emplean varios metodos de manera que las altas corrientes de encendido de corta duraci6n no disparen los medios de desconexi6n en el controlador de la bomba contra incendios durante el encendido de la bomba. En general, la seguridad electric a y la preservaci6n del
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equipo electrico son consideradas como objetivos secundarios en la NFPA 20. Esto es 10 contrario a los requisitos generales de la NFPA 70, C6digo Electrico Nacional, donde los requisitos es critos tienen el objetivo de minimizar el riesgo electrico para los edificios y sus ocupantes, reducir la probabilidad de dafios en los equipos electricos y disminuir la posibilidad de una ignici6n provocados por los circuitos electricos sobrecargados. En este respecto, la NFPA 70 especifica ciertos dispositivos de seguri dad para proteger a las personas y a los equipos contra los vol tajes y corrientes electricas que representan un peligro. La NFPA 20, sin embargo, que esencialmente trata el funcionamiento efectivo y continuo de la bomba contra incendios en cuanto ocu rre un incendio, anula las disposiciones generales de seguridad de la NFPA 70. La NFPA 20 considera que los equipos de la bomba contra incendios son sacrificables con respecto a que deben suministrar agua continuamente para las operaciones de lucha contra incendios durante todo el tiempo que sea posible. El potencial de que el motor u otros equipos se dafien por culpa de las corrientes electricas muy altas, no se considera una raz6n apropiada para apagar una bomba contra incendios y al sistema de protecci6n contra incendios a base de agua.
Fuentes de los Suministros de Energla Electrica Los siguientes suministros de energia electrica son aceptables para las instalaciones de bombas contra incendios bajo condi ciones especificas. Como sera descrito a continuaci6n, s6lo se puede utilizar un servicio de empresa publica confiable 0 una estaci6n de energia privada como suministro de energia indivi dual y que puede funcionar sin asistencia. Servicio de Empresa Publica. El Servicio consiste en los con ductores y equipos para enviar energia desde el sistema de su ministro electrico hasta el sistema de cableado del local servido. Dicho generalmente, el servicio es el equipo provisto por la em presa de servicios publicos utilizado para enviar energia elec trica a la instalaci6n para todas las operaciones normales. Especificamente, el servicio comienza cuando el cableado de la empresa de servicios publicos termina (punto de servicio), y el servicio finaliza en ellado del c1iente del medio de desconexi6n del servicio (normalmente el interruptor principal 0 cortacircuito principal). Idealmente para las instalaciones de bomba contra incendios, la energia electrica debe estar provista a traves de un circuito directo, dedicado unicamente a esta funci6n, hasta el controlador de la bomba contra incendios desde el punto de ser vicio de acuerdo con 10 indicado en la Figura 8.8.1. Para esta dis posici6n, el controlador de la bomba contra incendios sirve como medio de desconexi6n del servicio. Si no es posible lograr esta conexi6n directa, existen otras opciones, las cuales se dis cuten en la siguiente secci6n acerca de la conexi6n dedicada a los conductores del suministro. En general, el equipo de servi cio tiene que estar ubicado y dispuesto para minimizar la posi bilidad de dafios ocasionados por el fuego u otros riesgos bien sean dentro del local 0 por exposiciones extemas. Instalaci6n Productora de Energia Electrica en el Sitio. La ge neraci6n de energia en el sitio abarca uno 0 mas motores y gene
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Supresi6n
a base de agua
Alambrado del servicio publico Punto de servicio (con el voltaje de utilizacion del motor de la bomba contra incendios)
Punto de servicio (con el voltaje de utilizacion del motor de la bomba contra incendios)
Controlador de la bomba contra incendios
Controlador de la bomba contra incendios
Edificio 1
Edificio 2
FIGURA 8.8.1 Conexi6n directa con el seNicio publico
radores principales ubicados en ellocal que sirven como la fuente de energia eIectrica normal para ellocal. En otras palabras, la ge neraci6n de energia en el sitio surninistra todas las cargas electri" cas en la instalaci6n. Tambien se hace referencia a este surninistro de energfa como una estaci6n de energia privada. Un motor prin cipal se describe como un dispositivo mecanico tal como una tur bina, utilizado para accionar un generador. Al igual que con el servicio de empresa publica descrito anteriormente,. idealmente, la energfa electrica debe ser provista via un circuito directo, de dicado Unicamente a esta funci6n, hasta el controlador de la bomba contra incendios desde una estaci6n de energia privada, y es necesario que la instalaci6n generadora de energia este ubi cada y protegida para minimizar la posibilidad de dafios causados por el fuego y otros riesgos provenientes del interior del local y de las exposiciones extemas. Estos equipos deben estar ubicados en un edificio independiente 0 en una estructura aislada del resto del local. Un generador de energia de reserva 0 de emergencia en el sitio de acuerdo con 10 descrito a continuaci6n no puede con siderarse como generaci6n de energia en el silio porque su unico prop6sito es suministrar cargas electricas de emcrgencia. Generador de Energia de Reserva (0 de Emergencia) en el Sitio. Los generadores son considerados como un suministro de energia electrica de respaldo 0 de emergencia. Los generadores no son para servir como fuente normal de energia para la insta laci6n y por 10 tanto, no son considerados como una instalaci6n privada de producci6n de energia. No es necesario que los ge neradores esten dedicados Unicamente a las operaciones de la bomba contra incendios, pero deben tener la capacidad sufi ciente para perrnitir el encendido y funcionamiento normal de los motores de la bomba contra incendios mientras que surni nistra energia a todas las demas operaciones que funcionan si multaneamente tales como los ascensores y la ilurninaci6n de emergencia. La NFPA 110, Norma sabre Sistemas de Energia de Emergencia y de Reserva, discute la instalaci6n de generadores. Fuentes del Alimentador. Los alimentadores constituyen una disposici6n de suministro de energia en que la energia es en viada desde un punto de servicio unico hasta el equipo de la bomba contra incendios en mas de un edificio a traves de un cir
cuito que no csta dedicado unicamente a esta funci6n. A dife rencia de la disposici6n para un servicio de empresa publica 0 una estaci6n de energia privada que requiere un circuito dedi cado unicamente a esta [unci6n desde el punto de servicio hasta el equipo de la bomba contra incendios, los alimentadores em plean conductores desde el punto de servicio para enviar ener gia hacia varios edificlOs. La Figura 8.8.2 ilustra dos disposiciones de alimentadores, uno alimentado desde un servi cio de empresa publica y otro alimentado desde una estaci6n de energfa privada. Las fuentes de los alimentadores estan limitadas a disposi ciones tipo campus con multiples edificios con bombas contra incendios ubicadas en uno 0 mas edificios, cuando la disposici6n del servicio de empresa publica 0 de la estaci6n de energia pri vada no es posible y cuando la disposici6n del alimentador es aceptable para la autoridad competente (AC). Una instalaci6n tipo campus generalmente abarca un area contigua considerable. Bajo estas circunstancias, dos fuentes de alimentadores 0 una sola fuente del alimentador, en conjunto con otro surninistro de energia, pueden seruna [uente de suministro de energia electrica. Otras Fuentes. Los motores diesel y las turbinas de vapor tam bien pueden servir como suministros de energfa para las bombas contra incendios, aunque no para los motores electricos. Los motores diesel y turbinas de vapor son suministros de energia que funcionan sin asistencia, los cuales no requieren una fuente de energia de respaldo 0 de emergencia. Cuando los motores diesel 0 turbinas de vapor son utilizadas en conjunto con moto res electricos, sirven como una disposici6n de bomba contra in cendios completamente redundante para la bomba contra incendios accionada por motor. Aunque la NFPA 20 no requiere este tipo de disposici6n, las compafiias de seguros pueden ha cerIo dependiendo del riesgo en cuesti6n. La instalaci6n de mo tores diesel y turbinas a vapor esta sefialado en la Secci6n 8 Capitulo 7 "Bombas estacionarias contra incendios".
Fuentes Individuales de Suministros de Energia Electrica La regIa basica para el suministro de energfa es que se debe su ministrar energia electrica a la bomba contra incendios accio nada por motor a traves de una fuente confiable que funciona sin asistencia 0 a traves de dos 0 mas fuentes independientes (mul tiples). Por 10 tanto, si se considera confiable el servicio de em presa publica 0 la estaci6n de energia privada, s610 se necesita una fuente. Si una sola fuente de energia no es confiable, enton ces se deben proveer fuentes adicionales de energia eIectrica. Adicionalmente, sin tener en cuenta la confiabilidad de un Unico suministro de energia propuesto, cuando la altura del edificio esta mas aHa de la capacidad de bombeo del cuerpo de bombe ros, es necesario proveer una fuente de energia secundaria. Esta disposici6n trata la situaci6n en que el surninistro de energia electrica se apaga inesperadamente 0 es desconectada no inten cionalmente durante un incendio, y el cuerpo de bomberos no puede enviar la presi6n de agua y el caudal necesarios para com batir el incendio. Las regulaciones locales frecuentemente exceden los re quisitos de la NFPA 20 y comunmente especifican condiciones
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Suministros de energfa y contro/adores para bombas contra incendios accionadas por motor
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Punto de servicio Subestaci6n de alto voltaje desde el servicio de empresa publica
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Alimentador 1
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Edificio 1
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Edificio 2
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Interruptor de transferencia automatico (tipic Controlador de bomba contra incendios (tipico:
Edificio 4
Alimentador 2
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Instalaci6n productora de energia en sitio
FIGURA 8.8.2 Disposicion de/ alimentador desde dos fuentes independientes
adicionales bajo las cuales, se requiere un mayor suministro de energia aun si una sola fuente es considcrada confiable. Por ejemplo, el c6digo de construcci6n de un estado requiere que todas las bomb as que sirven a edificios de gran altura, instala cionespara reunlones publicas y de ensefianza con mas de 300 ocupantes, edificios clasificados como ocupaciones peJigrosas c instalaciones institucionales donde se reaIizan operaciones qui rfugicas 0 de tratamiento esten pro vistas de energia de reserva.
Confiabilidad del Suministro de Energia Electrica La confiabilidad del suministro de energia generalrnente invo lucra la disponibilidad del suministro de energia y la forma en que esta dispuesto y conectado con el controlador de la bomba contra incendios. La NFPA 20 sugiere que un suministro de energia electrica confiable es uno que unicamente experimenta intermpciones electricas con muy poca frecuencia provocadas por las condiciones ambientales 0 por la interacci6n humana. Esto implica que una fuente de energia confiable puede tolerar algunas intermpciones lirnitadas y sustenta la noci6n de que es imposible que no exista algun tipo de riesgo. La responsabilidad de determinar la confiabilidad de la fuente de energia en cuanto a su disponibilidad y su cumpiimento con el prop6sito de la NFPA 20 depende de la Autoridad Competente.
El servicio de la empresa de servicios publicos y una insta laci6n de producci6n de energia electrica privada en el 8itio son las unicas dos fuentes de energia electrica que la NFPA 20 con sidera confiables. Sin embargo, las regulaciones locales y otras condiciones· normalmente especifican las restricciones adicio nales con respecto a esto. En algunos casos, es posible que laAC no considere que el servicio de empresa publica 0 la estaci6n de energia privada sea una fuente de energia elCctrica confiable para las bombas contra incendios debido a la frecuencia de las interrupciones de la energia. Por ejemplo, con las condiciones de apagones frecuentes en California durante el 2000 y 2001, la fuente unica de energia, el servicio de empresa publica, no fue considerado confiable.7 se necesitaron acciones correctivas para obtener encrgfa de emergencia. De acuerdo con 10 dcscrito an teriormente, es importante reconocer que una instalaci6n gene radora de energia en el sitio 0 una estaci6n de energfa privada no son 10 mismo que un generador en el sitio.
Fuentes Multiples de Energia Cuando existen fuentes multiples de energia electrica, la NFPA 20 requiere que esten dispuestas y ubicadas de manera que un incendio, una falla estructural 0 un accidente operacional que interrumpa a una fuente no provoquen la intermpci6n de la otra fuente. Adicionalmente, los generadores de reserva en el sitio
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
deben estar protegidos para minimizar la posibilidad de danos provocados por el fuego y otros riesgos provenientes del interior o exterior del local. Cuando no se puede obtener una energfa eIectrica confiable desde el servicio de empresa publica ni desde una estaei6n de energia privada, se requiere una fuente de energia redundante 0 de respaldo a traves de alguna de las siguientes disposiciones:
vicio de empresa publica, la fuente del alimentador se cons ide raria s6lo como una fuente unica de energia no confiable. De acuerdo con 10 indicado anteriormente, la fuente del alimentador s610 puede ser utilizada para complejos estilo campus de edifi cios multiples donde no sea posible una conexi6n directa con el servicio de empresa publica 0 eon una estacion de energia pri vada y cuando dicha disposici6n sea aceptable para la AC.
• La combinaci6n de dos 0 mas fuentes, bien sean del servi privada. cio de empresa publica 0 de una estaci6n de • La combinacion de un generador de reserva en el sitio y el servicio de empresa publica 0 una estaci6n de energia pri vada. • La combinacion de alimentadores desde dos fuentes inde pendientes. • La combinacion de una fuente de alimentacion y un gene rador de reserva en el sitio. • Una bomba contra incendios accionada por motor diesel 0 accionada por turbina de vapor.
Combinaci6n de una Fuente de Alimentador y Generador de Reserva en el Sitio. Esta disposicion esta representada en la Figura 8.8.3. EI alimentador conecta la fuente de energia del ser vicio de empresa publica con multiples edificios y cada edificio contiene un generador de reserva. La fuente de alimentador s610 puede ser utilizada para complejos estilo campus de edificios multiples donde no es posible lograr una conexi6n directa con el servicio de empresa publica 0 con una estaci6n de energia pri vada y cuando dicha disposici6n es aceptable para la AC.
Combinaci6n de Dos 0 Mas Fuentes del Servicio de Empresa Publica 0 de la Estaci6n de Energia Privada. Con esta dispo sicion, seria suficiente una combinacion de dos fuentes inde pendientes del servicio de empresa publica, dos estaciones independientes de energia privada 0 una fuente del servieio de empresa publica y una estaeion de energia privada. Es impor tante reconocer que cuando se tienen en cuenta dos fuentes del servicio de empresa publica, estas deben ser independientes entre si. Una disposicion que consiste en dos puntos de servicio independientes provenientes del mismo equipo de la empresa de servicio publico no se considera como una combinaci6n acepta ble de fuentes de energia. Combinacion de un Generador de Reserva en el Sitio y un Servicio de Empresa Publica 0 una Estacion de Energia .Pri vada. En este caso, bien sea el servicio de empresa publica 0 la estacion de energia privada abasteceria la energia para las ope raciones normales, y el generador de reserva seria la energfa de respaldo. En caso de que se pierda la energia normal y ocurra un incendio, el generador de reserva estaria disponible para encen der y operar el motor de la bomba contra ineendios. Esta dispo sici6n debe ser interpretada como que solo debe disponerse el generador de reserva para iniciar y operar la bomba. El sumi nistro normal de energia electrica tambien debe tener el tarnafio adecuado y estar dispuesto para ejecutar esta funci6n. Combinaci6n deAlimentadores desde Dos Fuentes Indepen dientes. Esta disposicion esta representada en la Figura 8.8.2. EI alimentador 1 envia energia desde el servicio de empresa pu blica y el alimentador 2 envia energia desde la estaci6n de ener gia privada. Con esta disposicion, los dos conductores de los alimentadores constituyen una fuente de energia independiente porque estan enviando energia desde dos fuentes independien tes. La intencion es que la falla de una fuente no afecte 0 no deba afectar 0 provocar la falla de la otra fuente. Si las fuentes ali mentadoras estuviesen dispuestas de manera que los dos con ductores de los alimentadores suministrdran energia hasta un edificio desde dos puntos de servicio separados delinismo ser
Bomba contra Incendios Accionada por Motor Diesel 0 Ac cionada por Turbina de Vapor. El motor diesel 0 la turbina de vapor sedan redundantes con la bomba accionada por motor electrico, la cual, a su vez, es abastecida por el servicio de em presa publica 0 una estaclon de energia privada. EI motor diesel o turbina de vapor no puede ser redundante con una bomba con tra incendios de motor eltictrico alimentada exclusivamente por una fuente de alimentador 0 un generador en el sitio. Sin em bargo, de acuerdo con 10 discutido anteriormente, cuando se pro vee una disposicion de bomba contra incendios de motor diesel o turbina de vapor, la NFPA20 permite que el motor diesel 0 tur bina de vapor sirva como un motor que funciona sin asistencia sin requerir suministros oe energia de respaldo.
Conexi6n Dedicada Unicamente a los Conductores de Suministro Para minimizar la posibilidad de desconeetar accidentalmente el suministro de energia de la bomba contra incendios, el sumi nistro de energia de la bomba contra incendios no debe desco nectarse cuando se desconecta la energia para toda la instalaci6n. Por esta razon, un surninistro de energia confiable es aquel que contiene una conexi6n independiente, dedicada linicarnente a esta funcion, con ellado del suministro del medio de desconexi6n del servicio. La unica excepcion a esta regia ge neral tiene que ver con las fuentes de alimentador en las que la desconexi6n de la encrgia de las bombas contra incendios esta permitida bajo circunstancias que automaticamente aseguran la disponibilidad continua del surninistro de energia alternativo. Ya que los alimentadores usan un circuito unico para abastecer va rios edificios, el hecho de desconectar la energia que llega al ali mentador en cualquier de los puntos potencialmente cortaria la de todos los edificios servidos por el alimentador y se cortaria tambien la energia de sus bombas contra incendios. Tambien se recomienda con vehemencia que el circuito de ener gia de cualquier bomba contra incendios no pase a traves de nin gun otro edificio para minimizar la oportunidad de que un incendio en un edificio anuine la proteccion contra incendios de cualquier otro edificio La disposici6n de mayor preferencia para el suministro de
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Suministros de energia y contro/adores para bombas contra incendios accionadas por motor
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Punto de servicio Subestacion de alto voltaje desde el servicio de empresa publica
Alimentador
Interruptor de
- - - - t - transferencia automatico (tipiC(
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Controlador de bomba contra incendios (tlpico)
------+ Generador de
reserve (tipico)
Edificio 1
Edificio 2
Edificio 3
Edificio 4
FIGURA 8.8.3 Fuente de alimentador en combinaci6n con un generador de reserva en sitio
energia es una conexion directa, como se encuentra ilustrada en la Figura 8.8.4. En esta disposicion, los conductores del suministro de energia conectan directamente el punto de servicio 0 estacion de energia privada con el controlador de la bomba contra incen dios, interruptor de transferencia automatico de energia (cuando se usa mas de un suministro de energia) 0 un interruptor de trans ferencia de energia combinado con un controlador de bomba con tra incendios. Con esta disposicion, no existen medios de desconexion ni dispositivos de proteccion contra sobrecorriente ademas de aquellos provistos por el controlador de la bomb a con tra incendios. En esencia, el controlador de la bomba contra in cendios se convierte en el medio de desconexion y dispositivo de proteccion contra sobrecorriente, y se encuentra listado como tal. El hecho de disponer el suministro de energia de esta manera mi nimiza la posibilidad de que el cuerpo de bomberos inadvertida mente corte la energia de 1a bomba contra incendios cuando se desconecta el suministro de energia de la instalacion. La NFPA 20 recomienda que cuando los riesgos anticipa dos son grandes y la interrupcion del servicio de la bomba con tra incendios puede afectar gravemente la proteccion, se deben proveer al menos dos circuitos independientes desde el sumi nistro de energia hasta la sala de bombas. Los circuitos deben funcionar en rutas separadas 0 de manera que la falla de mas de uno al mismo tiempo sea solo una posibilidad remota.
Punto de servicio
Controlador de la bomba contra incendios r-- l Motordela I lbomba contra
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FIGURA 8.8.4 Conexi6n directa entre e/ punto de servicio y e/ motor de /a bomba contra incendios
Conexi6n Supervisada de los Conductores del Suministro Cuando un servicio de empresa publica 0 una estacion de ener gfa privada sirven como fuente de energia, pero no es posible 10 grar una conexion directa desde estas fuentes, la NFPA 20 permite otras dos disposiciones del suministro de energia. Estas inc1uyen una conexion supervisada y una conexion que incor pora un transformador. Notese que las conexiones para las fuen tes del alimentador son discutidas independientemente a continuacion. Para ambas disposiciones alteruativas, los circui tos que alimentan a las bombas contra incendios accionadas por motor e16ctrico deben estar supervisados para que no sean des conectados de forma inesperada. La primera desconexi6n a la que se hace referencia como conexi on supervisada, permite la instalacion de un medio de desconexion unico y de dispositivos de proteccion contra sobrecorriente antes del controlador de la bomba contra incendios. como se ilustra en la Figura 8.8.5. Una conexion supervisada estii permitida unicamente bajo condicio nes especfficas que involucran la seleccion del dispositivo de proteccion contra sobrecorriente, el medio de desconexi6n de la energia, la marcacion del medio de desconexion y el controla dor, y la supervision del medio de desconexi6n segun se des cribe en las siguientes secciones.
Selecci6n del Dispositivo de Proteccion contra Sobreco rriente. La sobrecorriente es cualquier corriente que ex cede la corriente clasificada para el equipo tal como el motor de la bomba contra incendios 0 el amperaje de un conductor y puede resultar en una sobrecarga, corto circuito 0 [alIa a tierra. Una condicion de sobrecarga para un motor electrico incluye un rotor trabado en que el motor estii tan cargado que el eje del motor no puede girar. Un rotor trabado puede ocurrir cuando una piedra u otra obstruccion evitan que el impelente de la bomba contra in
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Supresion a base de agua
cendios rote libremente. El dispositivo de protecci6n contra so brecorriente, normalmente un interruptor automatico para las aplicaciones de bombas contra incendios, sirve para evitar que el motor se autodestruya en condiciones especificas de sobre carga. Este detecta cuando la cantidad de corriente que corre a traves de los conductores del suministro excede cierto valor y abre el circuito.
Medio de Punto de desconexi6n servicio del serviclo ~
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Controlador de la bomba contra incendios I - - - - l Motor de la I I~mba contra 1 ~ I Incendlos
...- - - - - 1 - - 1....---.... I
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e-j1-+-Q
cendios si el circuito va a ser interrumpido. Medio de Desconexion. EI medio de desconexion es un dispo sitivo operado manual 0 automaticamente que saca al circuito electrico de su suministro de energia. EI medio de desconexion puede consistir en interruptores automaticos para la mayoria dc los controladores 0 interruptores fusibles en controladores de voltaje medio. El medio de desconexion suplementario permi tido a traves de una conexi6n supervisada es adicional al medio de desconexion manual y automatico ubicado en el controlador de la bomba contra incendlOs y solo debe ser utilizado periodi camente. EI medio de desconexion suplementario debe poseer las siguientes caracteristicas:
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FIGURA 8.8.5 Instalacion de medias de descanexion
Para una conexi on supervisada, el dispositivo de proteccion contra sobrecorriente en los conductores del suministro que sir ven al equipo de la bomba contra incendios debe ser seleccio nado 0 ajustado para soportar indefinidamente la suma de la corriente del rotor trabado de los motores de la bomba contra in cendios, los motores de la bomba de mantenimiento de la pre sion y la corriente de carga completa del equipo accesorio relacionado con la bomba contra incendios cuando esta conec tado a este suministro de energfa. El valor de la proteccion con tra incendios es superior a 10 que se requiere normal mente en la NFPA 70 para los equipos de bombas que no son contra incen dios. En otras palabras, se permite que pase una mayor cantidad de corriente a traves de los conductores y el motor, aumentando el potencial de falla del equipo y la posibilidad de una fuente de ignici6n adicionaL La razon para permitir que pase mas co rriente es permitir el funcionamiento del equipo de la bomba du rante todo el tiempo po sible mientras ocurre un incendio. SegUn 10 indicado anteriormente, el equipo de la bomba contra incen dios se considera sacrificable y la preservacion del equipo de la bomba contra incendios no es una raz6n aceptable para desco nectar la energia del equipo de la bomba durante un incendio. Aunque se requiere que el dispositivo de proteccion contra sobrecorriente soporte la corriente del rotor trabado indefinida mente, realmente, este periodo de tiempo esta limitado normal mente por el medio de desconexion ubicado en el controlador. Cuando se enciende un motor, ocurre una entrada de corriente repentina bastante alta. En muchos casos, especialmente para el encendido manual (mecanico de emergencia), esta corriente es tan alta como aqueUa que ocurre durante una condicion de tra bamiento del rotor. Por esta razon, el dispositivo de proteccion contra sobrecorriente debe tener una clasificacion de amperaje 10 suficientemente alta para evitar que se abra el circuito cuando se presentan grandes entradas repentinas de corriente temp ora les, las cuales se requieren para el encendido del motor. Con res pecto a esto, la proteccion para el rotor trabado en el controlador de la bomba contra incendios permitira que el motor sea eneen dido sin que se rompa el circuito. Se requiere que el dispositivo de proteccion contra sobrecorriente corriente arriba soporte la corriente del rotor trabado del motor indefinidamente para per mitir el control por parte del controlador de la bomba contra in
• Estar identificado como adecuado para usarse como equipo de servicio. • Poderse asegurar en posicion cerrada. • Estar ubieado 10 suficientemente lejos de cualquier otro edi ficio u otro medio de deseonexion de la bomba contra inc en dios que no sea probable que sea operado inadvertidamente. EI equipo de servicio es el equipo necesario que coneeta el ex tremo conductor de los conductores de servicio con los circui tos electricos de un edificio u otra estruetura. EI equipo de servicio normalmente consiste en interruptores autom:iticos 0 interruptores fusibles y sus accesorios, y la intenci6n de este es constituir el control principal y cortar el suministro electrico. EI equipo de servicio tambien sirve para desconectar todos los eon ductores que no esmn puestos a tierra en un edificio desde los conductores de entrada del servicio. EI medio de desconexi6n en cualquier ubicacion no debe consistir en mas de seis interrupto res automatic os 0 seis cortacircuitos, y se requiere que sea fa cilmente accesible, ya sea por fuera del edificio 0 bien, en el interior del punto mas cereano de ingreso de los conduetores de entrada del servicio. Marcacion del Medio de Desconexion. El medio de descone xion debe marcarse permanentemente como "Medio de Desco nexion de la Bomba eontra Incendios" para dejar claro eI proposito del medio de desconexion. Las letras deben tener una altura minima de 25,4 mm 11 pulg) y ser visiblcs sin tener que abrir puertas de cerramiento ni cubiertas. Marcacion del Controlador. Se debe colocar una placa adya cente al controlador de la bomb a contra incendios que diga la ubicacion del medio de desconexion adicional y la ubicacion de la Have, si es que el medio de desconexion se encuentra cerrado con Have. Snpervision. El medio de desconexi6n debe estar supervisado en posicion cerrada mediante uno de los siguientes metodos: • Un dispositivo de sefiahzacion de estacion central, del pro pietario 0 de estacion remota. • Un servicio de sefializacion local quc provoque el sonido de una senal audible en una ubicaci6n atendida constantemente. • Trabar el medio de desconexion en posicion cerrada. • Sellar el medio de desconexion y realizar inspeceiones re gistradas, semanales y aprobadas en que los medios de des
CAPiTULO 8
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Suministros de energia y contro/adores para bombas contra incendios accionadas por motor
conexion sean puestos en el interior de cerramientos con cercas 0 en edificios bajo el control del propietario. La intencion de la supervision es asegurar que, si el sumi nistro de energia es desconectado inadvertidamente, inmediata mente se deb an tomar acciones correctivas.
Conexi6n del Suministro de Energla con un Transformador Incorporado Cuando el voltaje del suministro difiere del voltaje utilizado en el motor de la bomba contra incendios, es decir, el voltaje car gada y el voltaje c1asificado para el motor, se puede instalar un transformador que cumple con los requisitos de la NFPA 70 junto con un medio de desconexion y una proteccion contra 80 brecorrientc entre el controlador de la bomba contra incendios y el punto de servicio, segtin se encuentra ilustrado en la Figura 8.8.6. Cuando se utiliza esta disposicion, aplican todas las con diciones especificas con respecto a la seleccion del dispositivo de proteccion contra sobrecorriente, el medio de desconexion de la energia, la marcacion del medio de desconexion y el contro lador, y la supervision del medio de desconexion de acuerdo con 10 descrito para una conexion supcrvisada. Es importantc tener en cuenta que no se permite la proteccion contra sobrecorriente en ellado secundario del transformador. El transformador debe funcionar unicamente para el equipo de la bomb a a menos que alimente a una fuente de alimentacion, seglin 10 descrito en la seccion acerca de las disposiciones del alimentador. EI transformador debe tener una cIasificacion mi nima del 125 por ciento de la suma de las cargas de los motores de las bombas contra incendio y los motores de las bombas de mantenimiento de la presion, y dell 00 por ciento del equipo ac cesorio de la bomba contra incendios alimentado por el trans formador. Notese, sin embargo, que esto es una c1asificacion termica y que el 125 por ciento nunca sera los suficientemente alto para cumplir con los requisitos para la caida de voltaje. Las condiciones limitadoras mas importantes para la cone xion supervisada y para la conexion del transformador son la ubicacion y el medio de desconexi6n que deben estar alejados del otro medio de desconexion del servicio y la proteccion con tra sobrecorriente debe estar establecida para soportar indefini damente la suma de la corriente del rotor trabado de los motores de la bomba contra incendios y de los motores de la bomba de rnantenimiento de presion mas la carga completa de corriente del equipo accesorio de la bomba contra incendios que se en cuentra conectado.
Disposici6n del Alimentador Cuando se utilizan fuentes de alimcntador, la edicion de 1999 de la NFPA 20 indica que la protecci6n contra sobrecorriente y el medio de desconexi6n deben disponerse de acuerdo con 10 indi cado en la NFPA 70, en iugar de aquello especificado para una conexion supervisada segun 10 indicado previarnente. Sin em bargo, la edicion de 1999 de la NFPA 70 no provee libertad en cste respecto y requiere que la proteccion contra sobrecorriente y el medio de desconexi6n esten dispuestos asi para lograr una conexi on supervisada. En otras palabras, el interruptor automa-
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Controlador de la bomba contra incendios , 1 Motor de la rbomba contra. I ~ I incendios I V - - - D ().----< >--1-1O~ I I Transformador
Mediode Punto de desconexi6n servicio del servicio
o-JH--Q
FIGURA 8.8.6 Instalaci6n de un medio de desconexi6n y un transformador
tico en el conductor del alimentador debe estar ajustado para cargar indefinidarnente la suma de la corriente del rotor trabado de la bomba contra incendios, de la bomba tipo "jockey," y de otros equipos accesorios; y el medio de desconexion debe ser adecuado para funcionar como equipo de servicio, deben po derse trabar en posicion cerrada y estar ubicados 10 suficiente mente alejados de otros edificios 0 medios de desconexion de la fuente de la bomba contra incendios. Adicionalmente, cuando mas de un medio de desconexion es alimentado por un alimen tador unico, el dispositivo de proteccion contra sobrecorriente en cada medio de desconexion debe estar coordinado con todos los demas dispositivos de proteccion contra sobrecorrientes del lado del suministro. Esw se hace con el fin de asegurar que Uni carnente se abra el interruptor que se encuentra mas cerca de la falla 0 corto circuito. El transformador en el conductor del alimentador puede servir varias cargas dislintas a aquellas dedicadas Unicarnente a la bomba contra incendios. El transformador debe tener una c1a sificacion minima del 125 por ciento de la suma de las cargas de los motores de las bombas contra incendios y de los motores de las bombas de mantenimiento de presion, y el 100 del resto de la carga abastecida por el transformador, es decir, todas las dcmas cargas servidas por el alimentador. Seglin 10 descrito en la seccion acerca de las conexi ones que incorporan un trans for mador, el transformador normalmente tendra que ser mas grande para cumplir con los criterios acerca de la caida de voltaje.
Conexi6n con un Interruptor de Transferencia Automatico de Energra Quizas la disposicion mas compleja es la de fuentes multiples de energia sirviendo a un motor de bomba contra incendios. La transferencia de energia hasta el controlador de la bomba entre el suministro normal y el 8uministro altemativo, incluyendo un generador en el 8itio, se debe hacer en el interior de la sala de bombas. La Figura 8.8.7 ilustra dos disposiciones aceptables para dos fuentes de energia que alimentan a un motor unico de la bomba contra incendios. La combinaci6n de un controlador de bomba contra incendios yun interruptor de transferencia au tomatica de energia indicado en la disposicion I de la Figura 8.8.7 debe estar listada para el servicio de bomba contra incen dios. La disposici6n II de la Figura 8.8.7 muestra una disposi ci6n cuando se utiliza un interruptor de transferencia automatico independiente. A menos que la fuente de energia de emergencia sea un generador en el sitio, el medio de desconexion y los dis positivos de proteccion contra sobrecorriente indicados deben
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SECCION 8
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Supresion
a base de agua
cumplir con los requisitos segun 10 especificado anterionnente para una conexion supervisada.
Protecci6n Fisica de los Conductores del Suministro En general, los conductores que alimentan a las bombas contra incendios y sus accesorios deben estar protegidos para resistir los dafios posibles causados por el fuego, una falla estructural 0 un accidente operacionaL Los conductores del suministro son puestos afuera de los edificios e instal ados como conductores de entrada del servicio de acuerdo con la NFPA 70. Si los conductores del suministro no pueden ser puestos afuera de los edificios, se pueden poner a traves de los edificios cuando sean instalados a minimo 50 mm (2 pulg) de concreto por debajo del edificio, 0 si son instal ados dentro de un edificio en un conducto electrico cubierto con con creto 0 ladrillo con un espesor no inferior a 500 rum (2 pulg). Para una disposici6n de alimentador, el requisito acerca de pro teger a los conductores del servicio aplica para todos los con ductores del suministro del lado de carga del medio de desconexion del servicio que constituyen la fuente normal de suministro para aquella bomba contra incendios. Sin embargo, cuando existen fuentes multiples de abastecimiento con medios para la conexion automatica desde una fuente hasta otra, el re quisito apJica unicamente para aquellos conductores dellado de carga del punto de conexion automatica entre las fuentes. Los conductores de los circuitos del lado de carga del medio final de desconexion y los dispositivos de proteccion con tra sobrecorriente permitidos para una conexi6n supcrvisada deben pennanecer completamente separados de todo el resto del cableado. Los conductores s610 sirven para suministrar cargas que estan asociadas directamente con el sistema de la bomba contra incendios y deben estar protegidos para resistir los danos potenciales provocados por el fuego, una faHa estructural 0 un accidente operacional. Esta pennitido que pasen a traves de los edificios si estau cubiertos con 50 rum (2 pulg) de concreto 0 si estan en el interior de una construcci6n encerrada dedicada uni camente a los circuitos de la bomba contra incendios y con una resistencia mfnima al fuego de I hora, 0 si son sistemas de pro tecci6n de circuitos listados con una resistencia minima al fuego de 1 hora. La instalaci6n debe estar de acuerdo con cualquier restricci6n provista en ellistado de los sistemas de protecci6n de circuitos electricos utilizados. No se requiere que los conducto res del suministro ubicados en la sala de equipos electricos donde se originan y en la sala de bombas contra incendios ten gan una separacion con resistencia al fuego 0 una resistencia al fuego de minima 1 hora, a menos que sea requerido de otra ma nera por la NFPA 70. Todo el cableado desde los controladores hasta los motores de la bomba tiene que ser en conducto de metal rigido, un con ducto de metal intennedio, un conducto de metal flexible her metico alliquido 0 un conducto no metalico flexible y hennetico alliquido Tipo LFPNC-B 0 cable Tipo MI. Cuando se utilizan conectores de cables de alambre en el circuito de la bomba con tra incendios, los conectores tambien deben estar listados. Todo el cableado de los controladores del motor y las baterfas deben estar protegidos contra los danos mecanicos y deben estar insta-
Disposicion I Unidad Combinada
Disposici6n II Interruptor de transferencia independiel
Fuente normal
Fuente Fuente normal alternativa
t1
Fuente alternativa
r~r
)
?)
i ,--+---+--, Hasta otras
cargas de
generador
Punto de super visi6n de inversi6n
ylo perdida
de fase
@ Motor E
Emergencia
E
N
Interruptor de transfe rencia
~)
@Generador N Normal
FIGURA 8.8.7 Dos disposiciones aceptables para dos fuentes de energfa alimentando un motor de proteccion de incendios
lados de acuerdo con las instrucciones de los fabricantes del controlador y del motor. Para mas infonnacion acerca de esto, vease la secci6n acerca del cableado de los motores en Bombas para fa Proteccion contra Incendios. Aunque no involucran directamente a la protecci6n de los conductores, el controlador de la bomba contra incendios y el in terruptor de transferencia de la bomba contra incendios no deben ser utilizados como una caja de empalme para abastecer otros equipos electricos incluyendo la bomba de mantenimiento de presion. Adicionalmente, el controlador de la bomba contra in cendios y el interruptor de transferencia de la bomba contra in cendios no pueden servir a las cargas distintas de la bomba de incendios para la cual se encuentran instalados. En este respecto, un controlador de bomba contra incendios no puede servir a mas de una bomba contra incendios. Se recomienda con vehemencia un circuito completamente subterraneo desde el punto de servicio 0 la estaci6n de energia privada hasta la sala de bombas y debe estar dispuesta donde sea posible. Esto tambien involucra a los conductores de los ali mentadores. Cuando dicha instalacion enterrada no es posible, aquella parte del circuito arriba adyacente a la propicdad ser
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Suministras de energia y contra/adores para bombas contra incendios accionadas por motor
vida por la bomba contra incendios, 0 a las propiedades de ex posicion 0 las estructuras, deben ser instaladas teniendo en cuenta el potencial de dafios en caso de incendios 0 cualquier otro peligro. Cuando la sala de bombas forma parte de las es tructuras que se deben proteger, 0 se encuentra en la proximidad inmediata de las mismas, los conductores deben estar por de bajo del terreno a cierta distancia de la sala de bombas. La proteccion fisica de los conductores del suministro sig nifica proveer un medio para minimizar el imp acto de las expo siciones externas al igual que minimizar la propagacion del fuego como resultado de la sobrecorriente que se produce den tro de los conductores mismos. Durante las condiciones de in cendio, los conductores desde el punto de servicio 0 estacion de energia privada son susceptibles al impacto directo y a la falla provocada por edificios y otros miembros estructurales de la ins talacion que colapsan al igual que la falla provocada por el im pacto directo del fuego. Cuando ocurre una ignicion como resultado del exceso de corriente en los conductores del sumi nistro de energia de la bomba contra incendios, la disposicion general de construccion descrita anteriormente tambien sirve para minimizar la propagacion del fuego.
La Carda de Voltaje y el Tamano de los Conductores El voltaje en el terminal de la linea del controlador no debe caer mas dellS por ciento por debajo de 10 normal (el voltaje clasi ficado para el controlador) durante las condiciones de encendido del motor. El voltaje en el terminal del motor no debe caer por debajo del 5 por ciento de la clasificacion de voltaje para el motor cuando el motor esta funcionando alliS por ciento de la clasificacion de corriente de carga completa del motor. (Ver la seccion sobre controladores para la discusion del encendido de motores.) Esta limitacion no aplica para el encendido mecanico del funcionamiento de emergencia, 10 cual puede experimentar mayores entradas repentinas de corriente. Los conductores que alimentan a los motores de las bom bas contra incendios, las bombas de mantenimiento de presion y los equipos accesorios relacionados con las bombas contra in cendios tendran una clasificacion minima del 125 por ciento de la suma de las corrientes de carga completa de los motores de las bombas contra incendios y de las bombas de mantenimiento de presion, y el 100 por ciento de las del equipo accesorio asociado con la bomba contra incendios. Los conductores que alimentan unicamente a los motores de las bombas contra incendios ten dran una clasificacion minima del 125 por ciento de las corrien tes de carga completa de los motores de las bombas contra incendio.
Disposiciones para un Generador de Reserva en el Sitio Cuando se utiliza un generador en el sitio para suministrar ener gia de respaldo para los motores de las bombas contra incen dios, este debe tener la capacidad suficiente para permitir el encendido y funcionamiento normales de los motores que ac cionan las bombas contra incendios mientras se alimentan todas las demas cargas que funcionan simultaneamente. Por 10 gene
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ral, no es necesario que el generador tenga el tamafio para la co rriente producida por un rotor trabado si no se requiere corriente de motor trabado para el encendido normal tal como para el de vanado de las partes 0 el encendido tipo "estrella-delta". Cuando se instalan dispositivos de proteccion en los circuitos de la fuente de energia en el sltio en el generador, es necesario que di chos dispositivos esten ajustados para permitir la escobilla ins tantanea de la carga completa de la sala de bombas. Adicionalmente, no se requiere una derivacion adelante del medio de desconexion del generador en el sitio se requiere para la conexion de las demas fuentes de energia. Los generadores en el sitio deb en estar de acuerdo con los requisitos sobre la caida de voltaje discutidos anteriormente y deben cumplir con los requisitos para los sistemas Nivell, Tipo 10, Clase X de la NFPA 110, Norma sabre Sistemas de Energia de Emergencia y de Reserva. La capacidad de combustible debe ser suficiente para proporcionar 8 horas de funcionamiento de la bomba al 100 por ciento de la capacidad para la cual esta clasi ficada la bomba, ademas del suministro requerido para otras de mandas. Cuando se instala un generador para suministrar energia a las cargas adiclOnales para uno 0 mas motores de bom bas contra incendios, el suministro de combustible debe tener el tamafio adecuado para proveer la cantidad de combustible ade cuada para todas las cargas conectadas durante el tiempo nece sario. Estas cargas conectadas incluyen las cargas tales como las de la iluminacion de emergencia, la sefializacion de salidas y los ascensores. Cuando se utiliza mas de una bomba contra incendios y un motor, por ejemplo para los edificios de gran altura, las secuen cias automaticas del encendido de las bombas contra incendios estan permitidas y se requieren, segUn 10 descrito en la siguiente seccion sobre controladores. No es recomendable iniciar todas las bombas simultaneamente desde el punto de desempefio de la bomba. Ademas, esto crearia unas entradas repentinas de co rriente tremendas y una caida de voltaje mayor a medida que mas de un motor trata de arrancar.
CONTROLADORES DE
ACCIONAMIENTO ELECTRICO
Los controladores son dispositivos que rigen, de forma prede terminada, el encendido y la paralizacion del impulsador de la bomba contra incendios al igual que el monitoreo y la sefializa cion de los iniciadores y la condicion de la unidad de bomba contra incendios (Figura 8.8.8). Esta seccion describe los atri butos de los diferentes tipos de controladores accionados elec tricamente y provee una amplia perspectiva acerca del uso de varios tipos de controladores. Debido a su funcion, los controladores de las bombas con tra incendios poseen caracteristicas unicas al ser comparados con los controladores para otros tipos de aplicaciones. La mas obvia es la proteccion limitada del motor de la bomba contra in cendios y de los componentes del circuito del motor. Los com ponentes del recorrido de la energia del controlador, como los circuitos del motor de la bomba contra incendios y del cableado de energia, son considerados sacrificables. (Notese que el
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SECCION 8
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Supresi6n a base de agua
equipo de la bomba contra incendios es considerado sacrificable ya que no aplican las medidas de seguridad asociadas con los otros equipos del edificio para preservar el equipo. Las opera ciones de combate de incendios deben continuar hasta lograr la extincion del fuego inc1uso si el equipo para combatir el incen dio eventualmente se dana.) Los controladores no inc1uyen los relevadores de sobrecarga del motor y solo esta provista la pro teccion contra sobrecarga, sobrecorriente 0 cortos circuitos para el controlador, el motor y el cableado por el interruptor automa tico del controlador de la bomba contra incendios. Notese que los requisitos difieren para los controladores de bombas contra incendios de servicio limitado, los cuales utili zan un tipo dife rente de interruptor automatico, y para los controladores de vol taje medio que utilizan fusibles especiaies y deteccion de sobrecorriente. Sin embargo, estos controladores tambien sacri fican al motor de la bomba contra incendios y al cableado al igual que todos los demas controladores de bomba contra in cendios. No se permite que el interruptor automatico del circuito de la bomba contra incendios se dispare con corrientes inferiores al 300 por ciento de los amperios de carga completa del motor, cuando es siete veces el calentamiento del motor comparado con
los amperios de carga completa del motor permitidos. EI hecho de hacer funcionar el motor con estas corrientes tan altas reca Iienta el devanado del motor, 10 cual dana 0 destruye al motor y10 al controlador y/o al cableado electrico en muy poco tiempo. Aunque no es una condicion muy deseable, se permite el fun cionamiento del motor con estas corrientes muy altas con el tin de continuar las operaciones para combatir el incendio. Por esta razon, se considera admisible que el motor, el controlador y el cableado sean sacrificables. Sin embargo, este equipo debe estar protegido contra los dafios innecesarios, la tension 0 su destruc cion. Por 10 tanto, se recomienda que la corriente del motor tenga supervision para las condiciones de sobrecarga (sobreco rriente). Todos los controladores listados estan disponibles con un circuito opcional de alanna de sobrecorriente para el motor. Otra caracteristica (mica es que esta prohibida la proteccion contra las fallas a tierra. Sin embargo, esta permitida la supervi sion de las condiciones de falIa a tierra. Lo mismo se aplica para el bajo voltaje, la perdida de fase, la inversion de fase, la baja frecuencia, etc. La supervision esta permitida 0 es obligatoria para algunas de estas condiciones, pero el controlador debe mantener funcionando al motor de la bomba contra incendios en cualquiera de estas condiciones. La unica excepcion es per mitir que el controlador proteja al motor para que no intente en cenderse en una condicion de rase unica, 10 cual destruirfa al motor cuando no pueda encenderse de todas maneras. Otra peculiaridad de los controladores de las bombas contra incendios es la naturaleza sacrificable de los circuitos de control de recorrido crftico. EI recorrido critico 0 recorrido crftico de ini cio abarca todos los componentes y conexiones necesarias para lograr el encendido de la bomba contra incendios. La NFPA20 or dena que los circuitos de control dentro del controlador no esten protegidos mediante fusibles 0 interruptores automaticos diferen tes al interruptor automatlco del motor principal del controlador. Entre otras cosas, lOb tres parametros electricos que son ab solutamente cruciales para lograr el encendido y funcionamiento de cualquier motor de bomba contra incendios son: (1) la cafda de voltaje en el controlador del encendido (rotor trabado) (se permite una cafda maxima del 15 por ciento), (2) la cafda de vol taje de la corriente de carga del factor del servicio (se permite un 5 por ciento maximo) y (3) la capacidad de encender el motor sin ningfu1 disparo aceidental de proteccion del interruptor de la bomb a contra incendios (en el controlador de la bomba contra incendios) 0 cualquier proteccion contra sobrecorriente co rriente arriba (fusibles 0 interruptor automatico). Las considera ciones acerca de la caida de voltaje estan cubiertas con mayor detalle en la siguiente seccion sobre suministros de energia.
CONTROLADORES DE
SERVICIO LlMITADO
FIGURA S.S.8 Gontro/ador de bomba contra incendios e/ectrica (Fuente: ASGO Power Techn%gies, L.P. [Firetrol]
Las bombas contra incendios y sus controladores de bomba con tra incendios asociados vienen en dos tipos de servicios: servi cio completo y servicio limitado. Las bombas contra incendio y los controladores de serviclO limitado fueron introducidos a fi nales de los afios 40 en respuesta a una solicitud por parte de una importante organizacion aseguradora que pedia control adores
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Suministros de energia y contro/adores para bombas contra incendios accionadas por motor
mas econ6micos para usarse en riesgos menores. Una forma de ayudar a asegurar que estas unidades estuvieran restringidas a utilizarse para riesgos menores era imponerles una limitaci6n de tamafio maximo de 22 kW (30 caballos de fuerza). Los contro ladores esUm permitidos para usarse en los interruptores auto maticos no ajustables y comunes "de tiempo invertido" en Iugar de la caracterfstica especial del interruptor automatico de la bomba contra incendios como se requiere en los controladores de servicio completo. Los controladores comunes listados de servicio limitado usan interruptores automiiticos del tipo de ter mino magnetico. Se logra un mayor ahorro al no requerir el in terruptor de aislamiento independiente como se requiere para los controladores de servicio completo. De acuerdo con la NFPA 20, estos controladores estan permitidos unicamente cuando su uso es aceptable para la autoridad competente. Cada instalacion de estas tambien debe ser aprobada. Los controladores de servicio limitado deben cumplir con todos los requisitos para los controladores de servicio completo con las dos excepciones mencionadas anteriormente. Al no re querir un controlador de bomba contra incendios de servicio completo, no se requieren las siguientes caracteristicas de pro tecci6n contra sobrecorriente y normalmente no se encuentran en estas unidades: (1) no es necesario que soporten el 300 por ciento continuamente, (2) no es necesario que cumplan con los requisitos para el tiempo de disparo de 8 a 20 s en la corriente de rotor trabado y (3) no es necesario que sean ajustables. Por otra parte, se requiere que el interruptor automatico de tiempo invertido este entre el 150 por ciento y el250 por ciento de la co rriente de carga completa del motor. Esto provee un amplio rango de tiempos de disparo del rotor trabado. De acuerdo con los interruptores automatic os disponibles en el comercio y utili zados comunmente, los tiempos de disparo pueden ser muy in feriores al tiempo de disparo minimo de 8 s y muy por encima del tiempo maximo de 20 s requerido para los controladores de servicio completo. Esto se debe a la diferencia de las curvas de disparo de los interruptores automaticos entre las distintas cla sificaciones, tipos y fabricantes de interruptores de circuitos de tipo termico y debido a la c1asificaci6n de la corriente de carga completa del motor ve~sus la clasificaci6n de corriente del inte rruptor automatico.
Controladores de Servicio Limitado de Fase Unica
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Controladores de Servicio Limitado de Tres Fases La mayorfa de los contTOladores y motores de servicio limitado son de tres fases. La ventaja de estas unidades de tres fases son las corrientes inferiores de linea para cualquier cantidad dada de ca ballos de fuerza a cualquier voltaje dado. Con mayor importancia, los motores de inducido de barras de tres fases son inherentemente mas confiables que las versiones de fase unica. La raz6n es que un motor de fase ooica contiene un devanado de encendido ademas del devanado de funcionamiento y tambien contiene un interrup tor 0 relevador independiente de inicio del devanado para acele rar el motor. Estos componentes adicionales sirven para reducir la confiabilidad de los motores mas sencillos de tres fases que no contienen ninguno de estos elementos adicionales.
Medios de Encendido de los Controladores de Servicio Limitado Se requiere que todos los controladores de servicio limitado ooi camente sean de tipos de encendido a traves de la linea, de vol taje completo. Esto limita aun mas su complejidad y por 10 tanto, su costo. La limitaci6n maxima permitida de 22 kW [30 caba llos de fuerza (30 HP)] tambien limita al tamano de los compo nentes del recorrido de energia. El interruptor automatico de uno de los tamanos denominados marco E 0 marco F. Los contacto res tienen tamafios similarmente limitados.
CONTROLADORES DE
SERVICIO COMPLETO
Todos los controladores de bombas contra incendios a excep cion de los control adores de servicio limitado son conocidos como controladores de servicio completo, {inicamente para di ferenciarlos de los tipos de servicio limitado. Todos los contro lad ores de servicio completo deben ser de tres fases ya que los motores de bombas contra incendios normales deben ser de tres fases. No existen controladores de bombas contra incendios de servicio completo y fase linica listados.
8ajo Voltaje (Maximo 600 VCA)
La NFPA 20 dice que los controladores de servicio limitado pue· den ser utilizados para el encendido a traves de linea de moto res de inducido de barras de 30 caballos de fuerza 0 menos. En algunos casos, los caballos de fuerza del motor son 10 suticien temente pequeftos como para permitir el uso de motores y con· troladores de fase unica cuando su uso esta aprobado por la AC. Los controladores listados estan disponibles para los casas en que un motor de bomba contra incendios de fase ooica es ade cuado y cuando la fuente de suministro tolera las corrientes de encendido y de funcionamiento mientras se sigue cumpliendo con los requisitos sobre la caida de voltaje de maximo el IS por ciento durante el encendido y el 5 por ciento maximo mientras funciona a un 115 por ciento de los amperios de carga completa del motor (ACC).
. ....- - - - _....
La mayoria de los motores y controladores de bombas contra in cendio son del tipo conocido como de bajo voltaje, en la termi nologfa de uso para la energia electrica, significando que son utilizados en fuentes de energia de 600 YCA 0 men os. Los vol tajes normales para las fuentes de energia de bajo voltaje van desde 120 YCA a 60 Hz 6 220 YCA a 50 Hz, fase {inica, hasta 600 YCA, tres fases.
VoltajeMedio (Hasta 7200 VCA) Algunas instalaciones man motores y controladores de voltaje medio por conveniencia porque la instalacion ya tiene disponi ble este voltaje, por ejemplo, en los molinos grandes y plantas procesadoras. Otro ejemplo son los sitios estilo campus de edi
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
ficios multiples donde la distribuci6n de energia tiene un voltaje medio. Los eontroladores de voltaje medio tambien son utiliza dos para evitar el trans±ormador reduetor, el eual, de 10 contra rio, seria necesario para reducir el voltaje hasta el rango de los controladores y motores de voltaje bajo (600 VCA 0 menos). Este transformador tambien requiere proteccion contra la des eonexion de contracorriente y contra la sobrecorriente. Por ul timo, los controladores de voltaje medio estan siendo utilizados con mayor frecuenda ya que el "servicio" proveniente del ser vido de empresa publica de energia tiene casi siempre un vol taje medio en lugar de un bajo voltaje, como 10 era universalmente hace relativamentc poco tiempo. Los controladores de bombas eontra incendios de voltaje medio difieren de los controladores de bajo voltaje por un ele mento significativo: el interruptor automatico habitual de la bomba contra incendios es reemplazado por tres fusibles de cir cuito del motor limitadores de corriente de voltaje medio de cla sificacion "R" y un circuito de disparo del contactor. EI circuito de disparo de proteccion tiene las mismas caracteristicas que el interruptor automatico que se encuentra en los controladores de bajo voltaje, a saber, el rango de disparo de un 300 por ciento y el tiempo de espera de disparo de 8 a 20 s en el rotor trabado. EI contactor del motor es utilizado para interrumpir las corrientes de sobrecarga mientras que los fusibles interrumpenlas corrien tes mas altas de corto cireuito. Es vital combinar el controlador con los caballos de fuerza del motor 0 el amperaje a plena carga para prevenir el disparo falso de los fusibles, 10 cual toma una gran cantidad de tiempo para ser reparado. Notese que la norma NFPA 20 no requiere que el controlador este equipado con fusi bles de sobra. Solo requiere que el controlador tenga un "com partimiento 0 soporte" por dentro para los fusibles y que alguien en el sitio "debe mantener un juego de fusibles de sobra facil mente disponible".
Encendido del Controlador de Servicio Completo de Bajo Voltaje Generalmente se requiere que la bomba contra incendios este conectada directamente con el servicio entrante para minimizar el cambio de una desconexion accidental del suministro de ener gia de la bomba contra incendios durante un incendio. Sin em bargo, esto resulta frecuentemente en una de dos condiciones adversas. La primera es que el servicio tiene una capacidad muy alta y el encendido a traves de la linea puede utilizarse de forma segura, particularmente si la energia de emergencia 0 la energia de reserva altemativa no se van a necesitar para la bomba. En estos casos, las clasificaciones de la corriente de resistencia e in terrupcion (WIC) son muy importantes. EI segundo caso es cuando un transformador reductor dedicado a esta funcion es utilizado para la bomba contra incendios. En este caso, el ta mafio del transformador dedicado a esta funcion puede ser re ducido en cierta medida (pero no hasta bajar hasta la siguiente clasificacion termica) mediante el uso de un encendido con una entrada repentina de corriente reducida. Cuando se necesita energia de emergencia y esta es abaste cida por un generador en el sitio, las bombas contra incendios generalmente representan la mayor carga del conjunto genera dor. En estos casos, el costo adicional de un controlador de la
bomba contra incendios de encendido con entrada repentina de corriente reducida, y a veces el del motor especial, se justifica con frecuencia por el ahorro en el tamafio y costa del conjunto de generacion. Sin embargo, todas las bombas contra incendios, tengan 0 no un encendido de entrada repentina de corriente re ducida, deben ser capaces de encenderse a traves del uso de un operador mecanico de emergencia. Este operador mecanico es la razon por la que el sistema debe ser 10 suficientemente grande para encender la bomba 0 las bombas en el modo a plena carga al mismo tiempo que se alimentan todas las demas cargas ope radas simultaneamente. Esto puede resultar en el incremento del tamafio del conjunto generador aunque la caida de voltaje ma xima de la corriente de encendido bajo condiciones de encen dido del motor esta suspendida para este metodo de encendido. La Tabla 8.8.1 resume los diferentes metodos de encendido.
Encendido a Traves de la Linea Esta es la forma mas comun y sencilla de encendido del motor de la bomba contra incendios. EI encendido ATL tambien es el mas economico, convirtiendolo en la eleccion l6gica cuando el suministro 0 los suministros eIectricos son adecuados para las altas corrientes de entrada repentina (600 por ciento) que incu rren con este metodo. Este metodo tambien produce el momenta de torsion de encendido mas alto, a saber, el momenta de torsion de encendido de capacidad total del motor, ignorando cualquier caida de voltaje. Tanto la NFPA 20 como la NEC requieren que la caida de voltaje durante el encendido no exeeda el 15 por ciento de la clasificacion de voltaje del motor en los terminales (linea) de entrada del controlador. Es importante tener en cuenta que este requisito aplica para cualquiera y todas las fuentes que alimentan al controlador. Con las unidades de control de la bomba contra incendios de transferencia automatic a combinada, esto aplica para los dos terminales de linea de la fuente de en trada. Esto requiere una fuente de energia bastante "inflexible." Los largos recorridos de cableado provocan una caida de voltaje adicional, requiriendo una caida de voltaje inferior desde la fuente y deben tenerse en cuenta para asegurar que la caida de voltaje durante el encendido de la bomba no exceda el limite del 15 por ciento. Esto tambien aplica para un conjunto generador 0 un transformador utilizado para alimentar una bomba contra in cendios. La razon de esta caida maxima del 15 por ciento durante el encendido esta basada en los voltajes de funcionamiento del contactor del controlador de la bomba y del circuito de control. Estos componentes normalmente tienen un voltaje de funciona miento del 85 por ciento del voltaje nominal. Una linea de ener gfa sin carga normal mente tiene el voltaje de acuerdo con la clasificacion 0 esta por encima del mismo. Sin embargo, en cuanto se cierra el contactor del motor, el impedimento del rotor trabado del motor es aplicado a la fuente de energia, 10 cual siempre provoca cierta cantidad de caida de voitaje. Si esta caida de voltaje excede el valor maximo permitido del 15 por ciento, es posible que el contactor del motor 0 los otros componentes no tengan el voltaje suficiente para permanecer cerrados y esto puede hacer que se desconecte el motor. Esto provoca ciclos ra pidos (traqueteo) del contactor del motor, 10 cual es altamente destructive y hace que el interruptor del controlador se dispare
CAPiTULO 8
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Suministros de energia y controladores para bombas contra incendios accionadas por motor
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TABLA 8.8.1 Caracteristicas de tipos de encendido de bombas contra incendios para motores y controladores electricos de bombas contra incendios
de encendido
Tipo de motor nota
Culaquiera A travEls de la linea" Devanado parcial b Special h Resistencia principal c Culaquiera Reactor principal c Culaquiera Conducto de 6112 Reactor neutral c Conducto de 6112 Abierto estrella-deltad Cerrado estrella-deltad,e Conducto de 6112 Encendido/apagado suave' Culaquiera Autotransformadorc,g Culaquiera
Ampsy Ampsy Factor Acelera la KVA% KVA% Pasos Energfa Torsi6n carga comde Tran de del del energfa del del pleta hasta encedido sici6n encendido encendido del encendido encendido la velocidad Nota; cerrada LRA FLA encendido %ATL %ATL maxima
N/A 2 2 2 2 3 4 2 3
Si Si Si Si No Si Si Si
100% 65 65 65 65 33/100 33/100 40/67 46
600% 390 390 390 390 200/600 200/600 240/400 276
40% 40 80 30 30 40 40 Varia 40
240% 156 314 115 115 801240 801240 Rampas 110
100% Si Normalmente 48 42 Si 42 Si 42 Sf No 33 No 33 16/44 Si 42 Si
Nota: Refierase a la secci6n ace rca del encendido de voltaje reducido para mayores detalles. "Tambien denominado ATL 0 directo en la linea. EI factor de energla del motor se tom6 como del 40%. Los otros valores que se muestran son debido a los efectos del controlador. blos parametros del devanado parcial varian segun el motor. los amps y el KVAdel encendido varian desde mas 0 menos e160% hasta el 70%; la torsion de encendido desde mas 0 menos el 45% hasta el 50'''10. EI motor puede encender una bomba completamente cargada si no tiene una cuspide 0 un declive muy amplios en el momenta de torsi6n. Vease la discusion del texto sobre el encendido de devanado parcial para mayores detalles. cLas figuras son para las tomas al 65%, las cuales producen un voltaje de motor del 65% del voltaje de la Ifnea (principal). dlas figuras dobles son para el encendido y la transicion. los valores de transici6n son para completar la aceleracion de una bomba completamente cargada. Algunos ejemplos incluyen los sistemas diluvio 0 abiertos, el reencendido de una bomba completamente cargada luego de una falla 0 interrupcion electrica y la falla de otra bomba que alimenta el mismo sistema. elgnora las cargas de transicion momentaneas del resistor. Varia segun la carga de la bomba y el encendedor suave que se esta utilizando. los valores indicados son para una bomba completamente cargada y solo son los habituales. 9las figuras de KVA y amps de encendido del 46% incluyen la corriente de energizaci6n del autotransformador.
y/o se dane 0 se destruyan los contactores y/o e1 acop1amiento del motor 0 la bomba. Dado el voltaje adecuado, el momento de torsion del motor ATL es mas que adecuado para encender una bomba contra in cendios completamente cargada en cualquier condicion de pre sion y caudal maximo que este de cuerdo con la NFPA 20. La razon de csto es que la NFPA 20 requiere que la corriente del motor en cualquier fase no exceda el 115 por ciento de los ACC bajo ninguna condicion de desequilibrio de la carga de la bomba o del voltaje. Este requisito determina e1 motor de tamano mi nimo (caballos de fuerza) necesario para una bomba dada. Cuando el requisito sobre el tamano del motor se cumple y cuando la linea de voltaje tiene un 85 por ciento 0 mas de la cla sificaci6n de voltaje durante cl encendido (una caida no superior al 15 por ciento), e1 momento de torsion del motor podni ace1e rar con facilidad la bomba a velocidad maxima, sin importar la carga hidraulica de la bomba. La Figura 8.8.9 ilustra la curva de voltaje para el encendido ATL versus la curva de la bomba. El primer momento de torsi6n que aparece en la curva en la Figura 8.8.9 es el momento de torsi6n del rotor trabado, tambien conocido como la paralizacion del momento de torsi6n de atas camiento del motor. Esto es la cantidad de torsi6n que el motor envia para destrabar la bomba con gel ada, tiesa 0 atascada. El se gundo momento de torsion se denomina momento de torsion de arranque. Este es el momento de torsi6n minimo de un motor en la regi6n de aceleramiento (de encendido). La curva del mo mento de torsi6n aumenta desde este punto, al igual que los re
quisitos para el momenta de torsion de la bomba. EI momento de torsi6n del motor, sin embargo, siempre es mayor que el mo mento de torsi6n de la bomba por una margen muy amplia de casi el doble de 10 necesario. El tercer momento de torsi6n que se muestra es el denominado momento de torsi6n final, el cual es el limite entre la regi6n del momento de torsi6n del encendido del motor y su regi6n de torsi6n de funcionamiento. El momento de torsi6n tinal que se muestra es el momento de torsi6n de la bomba con caudal completo. Esto debe ser inferior al momento de torsi6n correspondiente a la c1asificaci6n de carga completa del motor (mas el factor del servicio). Cuando no se cumple con esta condici6n, la corriente del motor tiende a exceder el por centaje maximo permitido para la corriente de ACC del 115 por ciento y es muy probable que el motor se recaliente. Finalmente, es importante tener en cuenta que el momento de torsi6n del en cendido del motor (es decir, todos los momentos de torsi6n nom brados anteriormente) sea proporcional al cuadrado del voltaje aplicado al motor durante el encendido.
Encendido de Voltaje Reducido Todos los tipos de encendido de entrada repentina de corriente son del tipo de voltaje reducido 0 del tipo de corriente reducida, o de ambos tipos. Sin embargo, los tipos de voltaje reducido tambien reducen la corriente de encendido del motor, ya que en la regi6n de encendido, la entrada de corriente del motor es pro porcional al voltaje que se Ie aplica. Esto es 10 contrario al caso
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Supresi6n a base de agua
Momento de
Corr;
$
i.
600:-\
·E.S!1 450 8~
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• Momento de torsi6n de rotor trabado
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Corriente de motor trabado
150
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Momento
de torsi6n de una bom ba tipica a cauda
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Corriente de carga completa _ _
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40
60
80
100
Porcentaje de velocidad de sincronismo
Porcentaje de velocidad de sincronismo
Corriente de encendido vs. velocidad
CUivas del momenta de torsi6n del encendido del motor y del
FIGURA 8.8.9 Caracteristicas de encendido del motor ATL para un motor comun C6digo G, Nema B, de 4 palos, de 75 caballos de fuerza: (a) Corriente de encendido VS, Velocidad del motor para el encendido ATL y (b) Curvas del momenta de torsion del encendido del motor y del momenta de torsion de la bomba para el encendido A TL
en la region de funcionamiento del motor, donde el motor recibe mas corriente cuando hay menos voltaje para recibir suficiente energfa electrica para producir la energfa mecanica requerida. Los comentarios aeerea de la eaida de voltaje son tan im portantes para los controladores reducidos, como para los con troladores ATL. Todos los controladores de voltaje reducido tienen mas contactores y componentes de control que los con troladores ATL, as! que tienden en mayor medida a tener proble mas como la eaida del relevador y el traqueteo del contactor. Existe un modo de falia adicional y mas probable, a medida que el temporizador de la aceleracion no funciona, 10 cual deja al con trolador y al motor en el modo de aeeleraeion por un tiempo in definido. Esto hace que el motor se reealiente, dependiendo de la carga del motor (bomba), 10 eual por ultimo, haee que se funda el motor seguido por el disparo del interruptor automatico del eontrolador, normalmente despues de que el motor se ha danado o destruido. Tambien es posible que el controlador sufra distin tos grados de dano, dependiendo de su tipo y de otros factores. Normalmente, el proposito de los controladores del tipo de entrada repentina de corriente reducida es reducir la corriente del eneendido, 10 eual haee mas facil eumplir con Ia eaida de voltaje maxima de la eorriente de eneendido delIS por ciento. Otra razon por la cual son utilizados con frecuencia es para re ducir el tamano requerido de un conjunto generador de fuente al ternativa (de respaldo) necesario para cumplir con los requisitos aeerea de la eaida de voltaje. Los control adores de entrada re pentina de eorriente redueida tambien son utilizados a veces, es pecialmente los controladores del tipo encendido suave, con el fin de reducir el oleaje hidraulico durante el encendido de la bomba y/o redueir el ariete hidraulico que puede ocurrir al apa gar la bomba cuando se cierra la valvula de reteneion de la bomba. Aun asi, estos sistemas deben seguir siendo capaces de encender el motor en el modo ATL de voltaje completo, usando el operador mecanieo de emergencia, el cual es requerido para todos los tipos de eontroladores de bombas contra ineendios, sin provoear que se fundan los fusibles (si se utilizan) ni que los in terruptores automaticos se disparen, ya sea en la sobreeorriente del controlador (si se utiliza) 0 en el interruptor automatico del controlador. En cualquier caso, el requisito para el tamano de la proteccion de sobrecorriente del circuito, cuando se utiliza, per manece igual, a saber, que cualquier proteccion de sobretraco
rriente, debe cumplir con los requisitos de la NFPA 20 (y NEC) para soportar indefinidamente la suma de las corrientes de rotor trabado de las bombas contra incendios mas todas las cargas co nectadas, exeepto ellado de la fuente alternativa (de emergen cia), si es que se utiliza. Encendido de Devanado Parcial. Estc metodo de cncendido requiere motores con dos devanados que operan en paralclo para funcionar y que esten fabricados y etiquetados como adecuados para el devanado parcial. Como resultado, las aplicaciones para este tipo de encendido son algo limitadas, especiahnente en los voltajes mas altos, los cuales neeesitan que los devanados del motor esten conectados en serie y no en paralelo para funeionar. El encendido de devanado parcial es un tipo de eneendido de corriente reducida, ya que solo se energiza la mitad de los de vanados del motor durante el eneendido. Esto easi duplica la im pedancia de carga del motor yes casi la mitad de la corriente del motor. Debido a los efectos magneticos, la eorriente de encen dido real es de aproximadamente e165 por ciento de la corriente clasificada para el rotor trabado, 10 eual produce una corriente de encendido alrededor del 390 por ciento de los ACe. El mo mento de torsion de ataseamiento es cercano alSO por ciento del nominal, y que el voltaje completo es enviado para la mitad de los devanados del motor. Sin embargo, existe un "vertice," 0 cafda del momento de torsion, durante la aceleraci6n, normal mente a la mitad de la velocidad clasificada para el motor. Al final del periodo de aceleramiento, el cual se limita a 10 s, el segundo contactor del motor se cierra para energizar el se gundo grupo de devanados del motor, 10 cualluego alimenta al motor con su energia completa de funcionamiento. Esto haee que este tipo de encendido sea un medio de encendido de "dos pasos". Tambien es del tipo de transici6n cerrada porque la ener gia nunca se interrumpe ni se desconecta de los devanados de encendido del motor. Este metodo de encendido tiene el mismo factor de energia que el motor mismo durante la aceleracion, al rededor del 40 por ciento (factor de energia de 0,40) ya que no Ie aumenta ni cambia la impedaneia del motor ademas de utili zar unicamente la mitad de los devanados del motor. Esto hace que el metodo se puede utilizar para el encendido desde un eon junto generador para instalaciones de fuente doble, pero no es el mejor metodo. Otros metodos poseen demandas de energia (ki
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Suministros de energia y contro/adores para bombas contra incendios accionadas par motor
lovatios) de encendido inferiores. Encendido de la Resistencia Principal. EI encendido de la re sistencia principal se ha utilizado bastante para reducir la co rriente de encendido (que entra nipidamente) de los control adores de las bombas contra incendios. Es un metodo de eneendido de voltaje reducido porque tres resistencias, 0 grupos de resistencias, son insertados en serie con el motor durante el periodo de encendido (aceleramiento). El valor normal utilizado es del 65 por ciento, el cual es el voltaje suministrado al motor (cuando esta parado). EI otro 35 por ciento del voltaje cae vec torialmente a traves de las tres resistencias, las cuales estan en cada una de las lineas entrantes. EI momento de torsi6n del motor sigue la ley del cuadrado del voltaje, produciendo una pa ralizaci6n del momento de torsion de alrededor del 42 por ciento de la clasificacion de la paralizaci6n del momenta de torsi6n. MientTas tanto, la corriente de encendido se reduce al 65 por ciento de los amperios del rotor trabado (ART) 0 alrededor del 390 por ciento de los ACC. Al [mal del periodo de aceleraci6n, el contactor principal del motor deriva las resistencias para apli car un voltaje completo de linea al motor. Esto hace que este tipo de encendido un medio de encendido de dos pasos. Tambien es del tipo de transici6n cerrada porque la energia nunea se in terrumpe ni se desconecta del motor. Este metodo de encendido puede ser utilizado con cualquier motor de bomba contra incen dios, incluyendo tres motores principales. Este metodo de en cendido cambia el factor de energia de encendido a un valor superior que el factor de energia del motor mismo. Esto ocurre porque las resistencias representan una carga de factor de ener gia unitaria (dell 00%). Todos los demas metodos de encendido tienen una demanda inferior de energia de encendido. Por razones econ6micas, las resistencias solo deben pro veer Unicamente un periodo de aceleraci6n de 5 s. Este es el tinico tipo de encendido reducido limitado a un periodo de ace leraci6n inferior al maximo permitido de lOs. La construcci6n normal de controlador incluye la ventilaci6n del espacio que al berga a las resistencias debido a la gran cantidad de calor que se genera durante el encendido (alrededor de 130 kW para un motor de 100 Caballos de Fuerza). Encendido del Reactor Principal. EI encendido del reactor principal tam bien se ha utilizado bastantc para reducir la co rriente de encendido (que entra nipidamente) de los controlado res de las bombas contra incendios. Es un metodo de encendido de voltaje reducido porque un reactor saturable es insertado en serie con el motor durante el periodo de encendido (aceleraci6n). Los reactores tienen derivaciones multiples de voltaje, pero el valor normal utilizado es del 65 por ciento, el cual es el voltaje suministrado al motor (en el momenta en que esta detenido), con el otro 35 por ciento del voltaje cayendo a traves de las bobinas de rcaccion. EI resultado es una paralizaci6n del momenta de tor sion de alrededor del 42 por ciento del clasificaci6n de la parali zaci6n del momento de torsi6n. Mientras tanto, la corriente de encendido se reduce al 65 por ciento del LRA 0 alrededor del 90 por ciento de los ACe. En la derivacion del 65 por ciento con el 42 por ciento del momento de torsion del motor disponible para el encendido, el motornormalmente acelera una bomba, aun si se encuentra completamente cargado. E8to es particularmentc cierto
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porque el tcmporizador de aceleraci6n puede ser ajustado para el tiempo completo maximo pennitido de lOs, mientras que los re actores deben tener una capacidad de 15 s de tiempo de acelera ci6n. Esto tambien hace que cste metodo sea un metodo muy robusto de encendido de entrada nlpida reducida. Al [mal del periodo de aceleraci6n, el contacto principal del motor deriva las bobinas de reacci6n del encendido para aplicarle un voltaje completo de linea al motor. Estr) hace que este tipo dc encendido sea un medio de encendido de dos pasos, el cual tambien es del tipo de transici6n cerrada porque la ener gia nunca se interrumpe ni se desconecta del motor. Este metodo de encendido puede ser utilizado con cualquier motor inclu yendo tres motores principales. El reactor puede tener un factor de energia muy bajo (infe rior al 5 por ciento) y por 10 tanto ticne muy poca disipaci6n de calor. Como resultado, no se requiere ventilaci6n para estos con troladores as! que se puede tener cualquier tipo de construcci6n para la caja del motor. Estc bajo factor de energia conduce hasta un valor combinado inferior al factor de energia del motor mismo. Como resultado, el tamano (caballos de fuerza y kilo vatios) del conjunto generador puede ser basicamente igual para el encendido del reactor 0 transformador automatico. Encendido de Transicion Abierta Tipo "Estrella-Delta". Al igual que el encendido de devanado parcial, el encendido tipo "y-delta" (tambien conocido como estrella-delta) cambia los de vanados del motor para afectar el encendido de entrada repen tina de corriente redwida. Una descripci6n detallada de las caracteristicas de estos motores aparece en el libro Pumps for Fire Protection. Estos motores deben ser del tipo de funciona miento llamado delta, 10 cual significa que los devanados deben estar conectados en forma de delta (de extremo a extremo) mien tras funcionan. Ambos extremos de cada bobina devanadora deben sacarse en la caJa de distribuci6n del motor para hacer una conexi6n externa. Esto es necesario para permilir que los de vanados esten conectados con la configuracion de y (estrella) para el encendido. Aunque el encendido estrella-delta proporciona la mayor re ducci6n de corrientc, tambien produce el momento de torsion de encendido mas corto. Aunque es util para los motores sin carga o cargas que son pequefias comparadas con los caballos de fuerza del motor, este metodo de encendido no acelerara una bomba centrifuga cargada hasta una velocidad suficiente si la demanda de caballos de fuerza de la bomba se encuentra cerca de la clasi ficaci6n de caballos de fuerza para el motor. Con frecuencia, no tendra un momenta de torsion suficiente para acelerar una bomba en una interrupcion (agitacion), especialmente con bombas de alta velocidad, las cuales normalmente tienen una mayor carga de caballos de fuerza de agitaci6n. Si el motor no llega a una velo cidad suficiente durante el periodo de aceleraci6n, el motor ten dra que acabar la carga de aceleracion (bomba) luego del periodo de aceleraci6n cuando esta en la configuraci6n de voltaje com pleto (delta). Desafortunadamente, esto tambien da como resul tado corrientes de encendido normal cerca del rotor trabado (LRA) hasta que la bomba (motor) alcance una velocidad sufi ciente. A veces se hace referencia a esta caracterfstica resultante como encendido a traves de la linea demorado. Ya que el voltaje apJicado a los devanados es inferior a la
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Supresion a base de agua
clasificacion de voltaje nonnal, el metodo de encendido tipo es trella-delta es del tipo de voltaje reducido, aunque toda la re duccion de voltaje ocurre en el interior del motor. En funcionamiento, el controlador utiliza tres contactores de motor, habitualmente designados como M I, M2 Y Y. Inicialmente, los contactores Ml y Y se cierran para conectar las bobinas del motor en la configuracion estrella para la aceleracion. Al final del periodo de aceleracion el controlador se abre el contactor Y. Ya que un extremo de cada devanado se encuentra abierto en este momento, el motor se desenergiza en este punto y pierde parte de su velocidad. Luego de cierto tiempo de demora, el se gundo contactor principal del motor (M2) conecta estos extre mos abiertos de los devanados del motor con sus respectivas lineas entrantes. Este es el modo de funcionamiento con confi guraci6n delta de voltaje completo. Esta demora va desde un par de milisegundos hasta un segundo completo, dependiendo del disefio del controlador. Cualquier demora superior al minimo de un par de milisegundos da como resultado la desaceleraci6n del motor y altas corrientes de encendido (aceleracion) cuando el motor es reenergizado con un voltaje completo en la configura cion de funcionamiento delta. Este metodo, por 10 tanto, es un metoda de encendido de tres pasos. Ya que los devanados del motor pennanecen dese nergizados al menos durante cierto periodo de tiempo, esto tam bien se conoce como un medio de encendido de transici6n abierta, haciendo referencia a las condiciones de los devanados (con circuitos abiertos) antes del instante de reconexi6n con el voltaje de linea completa. Ademas de que posiblemente ocurran corrientes de encen dido ATL completas, tambien puede haber un pico de eorriente breve, pero muy alto en el instante de la transici6n a voltaje com pleto debido al metodo de transicion abierta de cambiar los de vanados del motor. Esto ocurre cuando el angulo de fase del vector magnetico del motor difiere de aquel del voltaje de la Unea (conductores principales) cuando el contactor M2 se cie rra. Entre mayor sea la diferencia del angulo de fase, mayor sera el pico de corriente que puede llegar a ser de 18 veces los ACC (1800 por ciento) La magnitud de la oscilacion momentanea puede ser superior en fuentes de energia mayores 0 mas inflexi bles. Cuando esto ocurre, se puede producir y se produce un dis para que no se desea del interruptor del circuito. Este pico de corriente es peor si el motor alcanza su velocidad maxima du rante el periodo de aceleracion, ya que la fuerza contraelectro motriz FC (el voltaje que se genera) es una funeion de la veloeidad del motor y por 10 tanto, es un gran problema. Si el motor no alcanza la velocidad maxima, sufrira corrientes de en cendido ATL, despues de la transicion, durante todo el tiempo que Ie tome al motor alcanzar su velocidad maxima. En el easo opuesto en que el motor sf alcanza la velocidad maxima, la fuerza FC puede causar gran des picos de transici6n y en algun momento provocar el disparo de un interruptor automatico. Se han utilizado tres metodos para mitigar esta condici6n del pico de corriente. El primero es bajar el temporizador de la aceleraci6n hasta un intervalo mas corto (de un par de segundos o menos) de manera que el motor no tenga tiempo para alcanzar la velocidad maxima. El segundo metodo consiste en adicionarle una demora al periodo de transici6n para pennitir el campo mag netico del motor y de esta manera, se disminuya la FC. Aunque
estas medidas reducen el pico, tambien penniten que el motor pierda bastante velocidad. Los resultados son corrientes de en cendido ATL y no hay un beneficio por el encendido de entrada repentina de corriente reducida. Cualquiera de estos metodos es igual a un encendido ATL del motor. EI tercer metodo consiste en lograr la transicion rapidamente y tambien controlar la direccion del cambio de angulo vectorial del devanado. La idea es hacer que el angulo vectorial se retarde en vez de que se adelante y asi, sirva para cancelar el efecto del cambio de angulo por la desaceleraci6n del motor. Esto requiere el uso de un controlador con un monitor de fase principal incor porado y Ull medio para cambiar el angulo de fase que se cierra (de transicion) y deje de estar retrasado y regrese adelante. Al igual que el encendido ATL y de devanado parcial, este metodo tiene el mismo factor de energia que el motor durante la aceleracion, es decir, de alrededor del 40 por ciento (factor de energfa de 0,40). Esto ocurre sisolo cambia el voltaje aplicado a los devanados del motor. Este metodo solo esta limitado al uso para el encendido desde un conjunto generador para las instala ciones de fuente doble. Esto ocurre porque el motor no va a tener una velocidad suficiente durante el periodo de aceleraci6n. Como resultado, el conjunto generador necesariamente tendra que tratar de producir corrientes de encendido ATL durante cierta cantidad de tiempo.
Encendido de Transici6n Cerrada Tipo Estrella-Delta). El encendido tipo estrella-delta de transici6n cerrada tiene las mis mas caracteristicas de encendido que el metodo de encendido tipo estrella-delta de transici6n abierta. La diferencia principal entre el encendido estrella-delta de transici6n cerrada y el de transicion abierta es la reduccion de la corriente temporal de transicion (pico). La comente de encendido es igual y el mo mento de torsi6n del encendido es igual (33 par ciento) para el encendido tipo estrella-delta de transicion abierta y cerrada. Esto, nuevamente, no es un momento de torsi6n suficiente para acelerar por completa la mayoria de las bomb as cargadas. Durante la aceleracion, este metoda es igual que el metoda de encendido de transicion abierta y por 10 tanto, tambien es del tipo de voltaje reducido. Durante el funcionamiento, el contro lador utiliza cuatro en vez de tres contractotes de motor. Inicial mente, los devanados del motor se conectan en estrella al igual que en el encendido de transicion abierta. Al final del periodo de ace1eraci6n, un contactor de transici6n (S) se cierra para conee tar un extremo de cada uno de las tres resistencias de transici6n con la linea de energia, 10 eual pone brevemente a los tres resis tores en estrella en paralelo con los devanados del motor. Poco tiempo despues, el contactor Y se abre, 10 cual coloca a los de vanados del motor en serie con las resistencias. Las resistencias penniten que el voltaje en linea hale el vector magnetico del motor para que quede como el angulo de fase de voltaje en linea o 10 cierre. AI final de este momento, el segundo contactor prin cipal del motor (M2) pone en corto circuito a las resistencias y as! conecta los extremos de los devanados del motor con las If neas entrantes respectivas, 10 cual es el modo de funcionamiento delta de voltaje completo. Como result ado, esto es un metodo de encendido de cuatro pasos. Como los devanados del motor nunca se desenergizan, esto es un medio de transici6n cerrada. Al igual que con el en
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Suministros de energia y contro/adores para bombas contra incendios accionadas por motor
cendido de transicion abierta, si el motor no ha alcanzado la ve loci dad completa durante el periodo de aceleracion, el motor ter minara acelerandose en el modo ATL con las corrientes ATL para la duraci6n del periodo de aceleraci6n. Tambien posee el mismo factor de encendido que tiene el encendido de transici6n abierta, es decir del 40% (factor de energia de 0,40) 0 igual que el del motor mismo. Este metodo tambien tiene las mismas limitaciones que el delta abierto, cuando no es utilizado con un conjunto generador para instalaciones de fuente doble. Como el motor puede no al canzar una velocidad suficiente, el conjunto generador tendra que tratar de producir corrientes de encendido ATL durante cierto tiempo. Si el conjunto generador no tiene el tamano sufi ciente para estas corrientes de encendido, la caida de voltaje re sultante puede causar el traqueteo del contactor y danar 0 destruir finalmente el motor y/o el controlador. Encendido de Arranque Suave (SCR). EI encendido de arran que suave es un metodo mas nuevo para encender el motor. Ba sicamente, varia el voltaje que se Ie suministra al motor durante el periodo de aceleraci6n y asi, afecta la corriente de encendido, y por 10 tanto, afecta tambien al momenta de torsion del encen dido. Lo que ocurre normalmente es que el hecho de arrancar con un voltaje inferior y aumentar (subir en rampa) el voltaje hasta el voltaje de linea completo durante el periodo de acelera ci6n. Ya que el periodo de aceleraci6n esta limitado por el co digo a un maximo de lOs, este es el periodo normalmente seleccionado para el tiempo de sub ida en rampa del voltaje, y por 10 tanto, el periodo de aceleraci6n del motor. Ademas del encendido de arran que suave, todos los control adores de bom bas contra incendios que utilizan este esquema tambien ofrecen 10 que se denomina desaceleraci6n de paralizaclon suave cuando ya no se necesita mas la bomba. Como el voltaje que llega al motor estii slendo control ado, este metodo de encendido es del tipo de voltaje reducido. Los arrancadores de arranque suave estan especificados y son utilizados por una de dos razones, si no por las dos: (I) para el encendido de entrada rcpentina de corriente reducida y (2) por razones de hidraulica, principalmente para reducir los oleajes de presion y/o caudal durante el inicio de funcionamiento yl para reducir el ariete hidraulico 0 golpe hidraulico que puede ocurrir durante la paralizacion de la bomba cuando la valvula de reten ci6n de la bomba se cierra (se cierra con fuerza). EI arrancador suave funciona de forma similar que un trans formador variable grande. El motor normalmente se enciende con alrededor del 30 al 40 por ciento de la clasificaci6n de vol taje (denominado voltaje de encendido en rampa). Esto produce un momento de torsi6n inicial de encendido del 9 al 16 por ciento, 10 cual asegura que no ocurra una aceleraci6n repentina. El voltaje luego sube en rampa, normalrnente de forma lineal. El momenta de torsi6n del motor alin sigue la ley del cuadrado del voltaje y por 10 tanto, el momento de torsi6n se aumenta como el cuadrado del voltaje aplicado. Luego de que el voltaje alcanza el 100 por ciento (0 dentro de lOs), el contactor principal del motor se cierra para derivar el arrancador suave. Esto reduce la acumu lacion de calor en el controlador que ocurriria si el arrancador suave siguiera suministrando corriente al motor en funciona miento. Este metodo de encendido es un tipo de encendido de dos
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pasos. Sin embargo, la distinci6n es menos porque el motor ya deberia estar en el voltaje completo en eI momento en que el con tactor principal del motor se cierra. Ya que el motor no es dese nergi7~do durante 0 despues del ciclo de encendido (aceleraci6n), este metodo de encendido es del tipo de arranque de transici6n cerrada. Este contactor principal del motor tambien sirve para el encendido mecanico de emergencia requerido para el motor de la bomba contra incendios. Algunos disefios tambien emplean un contactor de aislamiento (de encendido) para prote ger al arrancador de encendido suave contra las oscilaciones mo mentaneas del voltaje de linea mientras se encuentra en modo de espera. Algunos tambien emplean un interruptor de modo para permitir que la unidad trabaje en el modo ATL para el inicio 0 la protecci6n contra incendios automatic a de emergencia. El cicio de apagado de paralizacion suave es basicamente 10 inverso al cicio de arranque. Para detener la bomba, el controla dor primero abre (desenergiza) al contactor principal del motor (M) con los SCR puestos en un 100 por ciento (voltaje completo). El arrancador suave entonces baja el voltaje en rampa. Algunos disenos incorporan un tiempo de demora 0 de expansion del pe destal como parte de la secuencia de paralizacion. Los disefios que emplean un contactor de aislamiento se abren igual en la ter minaci6n del tiempo de la bajada en rampa para aislar al arran cador suave de los cambios de corriente en la linea. Ya que el voltaje del motor no es lineal y el tiempo es va riante, el factor de la energia del circuito no es constante. Perma nece inductivo porque el motor de por sf es inductivo. EI factor de energia es igual al del motor cuando los SCR estiin activados completamente (voltaje completo hacia el motor), alrededor del 40 por ciento (factor de energia de 0,40). EI motor "parecera" mas inductivo en los voltajes inferiores debido al angulo de conduc cion demorado. Cuando estos arrancadores son utilizados con conjuntos generadores, estos deben tener un tamafio tornado por ellado conservativo ya que la corriente de encendido no puede ser determinada facilmente sin analizar la dinamica del motor, del arrancador y de la bomba durante el encendido con una carga de bomba completa. En cualquier caso, el peor tamano necesario seria aquel necesario para el encendido ATL. Encendido del Transformador Automatico. El encendido de los transformadores automaticos tambien se ha utilizado bas tante para el encendido reducido (de entrada repentina de co rriente) de los controladores de bombas contra incendios. Tambien es un metodo de encendido de voltaje reducido. El transformador es del tipo de transformador automatico que tiene aproximadamente la mitad del tamano de un trasforrnador ais lado normal del tipo de devanado. El transformador automatico tiene dcrivaciones de voltaje multiple, pero el valor normal que se utiliza es el de la denvacion del 60 por ciento, 10 cual es el voltaje suministrado al motor (cuando esta detenido). Esto pro porciona un torque de momenta inicial de alrededor del 42 por ciento del momenta de torque inicial nominal. Mientras tanto, la corrientc de arranquc se reduce hasta mas 0 menos el 46 por ciento de los LRA 0 alrededor del 270 por ciento de los ACC cuando se tiene cn cuenta la excitacion (saturaci6n) de la co rriente del transformador automatico. Durante la aceleracion, un contactor en estrella conecta los terminales dellado inferior del transformador automatico entre
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Supresion a base de agua
sf, Y los contactores del encendido conectan Ia parte superior de los devanados del transformador automatico con la energia de linea. EI motor se conecta directamente con las derivaciones de reduccion de voltaje del transformador automatico. Al final del periodo de aceleracion, el controlador desconecta la conexion en estrella del transformador automatico, 10 cual es el segundo paso. Durante este breve paso, el transformador automatico actt'ia como un reactor saturable (impedancia en serie) similar al metodo de encendido del reactor principaL Finalmente, luego de una fraccion de segundo, el eontactor principal del motor (M) pone en corto circuito a los devanados del transformador para aplicarle el voltaje completo al motor. Esto hace que este metodo sea un medio de eneendido de tres pasos. Este metodo tambien es del tipo de transicion eerrada ya que la nunca se inte rrumpe ni se desconecta del motor. Este metodo de encendido puede ser utilizado con cualquier motor incluyendo tres moto res principales. Al igual quc el reactor saturable, el transformador auto ma tico realmente tiene un sobrediseno porque tambien debe estar disefiado para periodos de aeeleracion de 15 para cumplir con la NFPA 20. Como el periodo de aceleracion permitido maximo es s610 de lOs, este metoda tambien es un metodo de eneendido reducido muy robusto y provoca muy poea tension y aumento de temperatura de los componentes. El transformador automatico reserva el factor de energia de encendido del 40 por ciento del motor durante la aceleracion ya que no Ie agrega ni cambia la impedancia del motor, sino que simplemente incrementa su magnitud para reducir la corriente de encendido. Esto 10 hace ser muy ventajoso para el eneendido desde un conjunto generador para las instalaciones de fuente doble ya que menos energia del conjunto generador y por 10 tanto, un tamafio inferior. Esto 10 pone en un pie de igualdad con el encendido del reactor principal teniendo en cuenta el ta mafio de la energia (kilovatios); sin embargo, tambien reduce aun mas la corriente. E8to es una ventaja cuando las lineas de energia largas separan al conjunto generador de la bomba con tra incendios, 0 en las areas alejadas u otras areas donde la re duccion es tan importante 0 mas importante que la reduccion de la energfa de encendido. Al igual que el encendido del reactor principal, este metodo tambien tiene muy poca disipacion de calor durante el encendido. Como resultado, no se requiere ven tilacion para estos controladores. Por 10 tanto, se puede tener cualquier tipo de construccion de la caja. Tambien, como en el caso del reactor, el encendido multiple rara vez haee que el transformador automatieo se caliente mas que solo un poco.
Encendido del Controlador de Servicio Completo de Alto y Media Voltaje Encendido a Traves de la Linea (ATL). Este metodo de en cendido es electricamente igual al metodo de encendido ATL de bajo voltaje. La diferencia en la construccion del controlador se relaciona con el hecho de que todos los controladores de bom bas contra incendios de voltaje medio listados en la actualidad usan contactores de vacio para el eontactor principal del motor. Tambien, los fusibles de circuitos de motores Clase R son utili zados en Iugar del interruptor automatico de la bomba contra in cendios utilizado para los controladores de bajo voltaje. La
protecci6n contra rotores trabados en los motores se provee a traves de la desenergizacion del contactor del motor en lugar de disparo del interruptor automatico en unidades de bajo voltaje. Ademas, se utiliza un enclavamiento de seguridad adicional de bido a la peligrosa cantidad de energia electrica disponible. Al gunos controladores usan un enelavamiento triple de seguridad. Primero, cl interruptor de aislamiento esta enc1avado con el con tactor principal (M) de dos formas de manera que cl interruptor de aislamiento no pueda abrirse ni cerrarse cuando el contactor este cerrado. Segundo, la puerta de alto voltaje esta enclavada con el interruptor automatico de manera que no puede abrirse si el interruptor esta cerrado. Tercero, el interruptor de aislamiento no puede cerrarse si la puerta de alto voltaje se encuentra abierta. Algunos disenos tambien enc1avan el acceso con el comparti miento del cableado entrante (barra colectora) con la puerta de alto voltaje y tambien se enclavan electricamente a los transfor madores de control para permitir las pruebas de bajo voltaje de los circuitos de controL Otra diferencia con los controladores de voltaje medio es que las clasificaciones de interrupcion y tole rancia son dadas en MVA (megavoltios-amperios) en vez de am perios simetricos. Encendido del Reactor Principal. El metoda de encendido del reactor principal tiene las mismas caracterfsticas de encendido del motor con bajo voltaje. La construccion del controlador di fiere ligeramente en el sentido de que se conectan dos contacto res de motor. El contactor de funcionamiento, al igual que el reactor, esta conectado con la salida del contactor principaL Esto se hace para permitir el enclavamiento de seguridad completo del contactor principal para proveer una seguridad completa para el segundo contactor (de funcionamiento), el reactor y todos los demas componentes de voJtaje medio y el cableado. Ya que existen dos contactores usados para hacer funcionar al motor con un voltaje completo, tambi6n existen dos manijas rna nuales mecanicas de emergencia para el operador. Esto propor ciona el beneficio agregado del encendido de entrada repentina de corriente reducida aim cuando se utilizan los operadores ma nuales. El operador del contactor principal es accionado primero y, cuando el motor alcanza una velocidad suficiente dentro del lapso de lOs, se acciona el segundo operador del contactor de funcionamiento. Encendido del Reactor Neutral. Esto es una variacion del me todo de encendido del reactor principal, excepto que el reactor es movido desde ellado de la linea (principal) del motor hasta el punto en estrella (neutral) del motor, el cual debe ser del tipo de devanado en estrella de seis conductores. El funcionamiento y las caracteristicas son de otra forma identicos a aquellas en el metoda de encendido del reactor principaL La ventaja de este metodo es que el rector no se someta al voltaje de linea com pleto. Este metodo es utilizado para los controladores con una c1asificacion superior a 5000 V. Transformador Automatico. Este metodo de encendido tam bien es comparable electncamente con 10 que ocurre cuando se cuenta con un bajo voltaje. Todas las caracterfsticas electricas y las descripciones de tipo son iguales que las de su equivalente de bajo voltaje con las diferencias mencionadas anteriormente
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Suministros de energia
y contro/adores para bombas contra incendios accionadas por motor 8-133
para los controladores de voltaje medio.
PARAMETROS DEL CONTROLADOR Es de extrema importancia que la instalaci6n de la bomba con tra incendios y el paquete de la bomba contra incendios (bomba, motor y controlador) esten coordinados. Cualquier error de com patibilidad puede traer como resultado un paquete no funcional que tendra que ser corregido 0 reemplazado. Peor aun, el error de compatibilidad puede resultar en una instalaci6n que aparen temente funciona, pero que no es confiable. Es posible que esta situaci6n sea descubierta hasta que la bomba se necesite para la supresi6n del fuego. Finalmente, como existen corrientes y vol tajes de falla sustancial, una mala coordinaci6n puede traer como resultado, y generalmente trae como resultado, instalacio nes inseguras.
Parametros de la Placa de Identificacion Voltaje. Los panimetros del controlador deben combinar perfec tamente con la energfa que entra y con el motor que estara con trolando. El voltaje de linea debe ser igual a la clasificaci6n de voltaje del controlador y la clasificaci6n de voltaje del motor. Se debe tener mucho cuidado con los controladores de eneendido de devanado parcial y tipo estrella-delta al determinar que el motor que se va a utilizar esm clasificado para el tipo de encendido res pectivo con el voltaje que se va a manejar. Esto ocurre especial mente con los motores de doble voltaje (en serie/en parale1o). Frecuencia. La clasificaci6n de la frecuencia del controlador debe combinar perfectamente con la energia que entra (los c()n ductores principales). Para ser mas especfficos, los controlado res de 60 Hz no son confiables cuando se usan a 50 Hz y viceversa, a menos que el controlador este disenado, tasado, marcado y listado para dicho servicio de doble frecuencia. La mayoria de los componentes de los controladores que funcionan en la frecuencia de la linea son afectados por la frecuencia apli cada en una de dos formas. Primero, los componentes de 60 Hz usados a 50 Hz con el mismo voltaje recibiran mas corriente de bido a la impedancia inductiva reducida (reactancia) en la fre cuencia inferior y por 10 tanto se pondni mas caliente y posiblemente se recaliente. EI segundo, y frecuentemente mas importante, efccto ocurre con los relevadores, contactores, tem porizadores, etc., impulsado por CA. Cuando son utilizados a una frecuencia superior a 10 que se tiene planeado, como usar una bobina de 50 Hz a 60 Hz, la bobina sufre una corriente de entrada repentina inferior (de escobilla 0 de arrastre). Esto re sultani en una fuerza de arrastre inferior, 10 cual puede no ser adecuado en condiciones de voltajes de linea bajos 0 normales. N6tese que algunos dispositivos estan clasificados y etiqueta dos para este uso de frecuencia doble porque han sido disefiados, probados y listados para ambas frecuencias. Clasificaci6n de Caballos de Fnerza 0 de Kilovatios del Motor. Los componentes del controlador estan clasificados por tamafio para un motor maximo especifico de ACC y factor de servicio. El hecho de aplicar un motor de mayor tamafio que 10
indicado por la clasificaci6n anula los listados del controlador, invalida el disefio y normalmente anula la garantfa del controla dor. Tambien es peligroso y no es confiable, especiaimente cuando la unidad se necesita para un abastecimiento de agua con un caudal completo para cualquier cantidad de tiempo. EI uso de un motor mas pequeflo que 10 indicado por la clasificaci6n debe estar aprobado por el fabricante del controlador para asegurar una coordinaci6n apropiada, ya que la clasificaci6n por tamanos de la unidad de disparo de la derivaci6n del interruptor automa tico (para la proteccion del trabamiento del rotor en el motor) imicamente cubre rangos limitados de ACC de los motores.
Clasificacion de Interrupcion por Carta Circuito y Resistencia Todos los controladores de bombas contra incendios tienen una clasificaci6n de corriente de corto circuito 0 de resistencia de acuerdo con la NFPA 20. WIC representa la clasificaci6n de la corriente de interrupci6n y la resistencia. La corriente es dada ya sea en amperios simetricos (A) 0 en kiloamperios simetricos (kA) cuando un kA son 1000 A. De acuerdo con 10 explicado en la NFPA 20, estas clasificaciones son establecidas por las agen cias de listado Underwriter's Laboratorios (UL) y Factory Mu tual (FM) normalmente a traves de pruebas, 10 cual es frecuentemente destructivo. La NFPA 20 tambien pone en claro que para determinar si un controlador es adecuado, la disponi bilidad de la corriente del corto circuito de la fuente de energia que alimenta al controlador debe estar determinada. Esto re quiere un estudio de cortos circuitos. Un controlador con una clasificaci6n de 30 000 Aes una variable compietamente desco nocida si se conecta a una fuente de energia capas de suminis trar mas de 30 000 A. El equipo se puede convertir en un riesgo de incendio 0 de choque durante 0 luego de que ocurra un corto circuito. Es importante tener en cuenta que la clasificacion de la capacidad de interrupci6n (CI) del interruptor automatico (y/o el interruptor de aislamiento) en el interior del controlador no tiene la clasificacion WIC del controlador, excepto por coincidencia. Estas dos clasificaciones diferentes nunca deben confundirse ni usarse intercambiablemente. Con las fuentes de energia doble, normalmente estan invo lucradas dos clasificaciones de resistencia y deben coordinarse con la fuente de energia (conjunto generador, otro servicio de empresa publica, etc.) altemativa (de emergencia), a saber, la clasificaci6n WIC y el interruptor automatico de contracorriente del maximo tamano. Para mas detallcs, vease la secci6n sobre los interruptores de transferencia de energia.
COMPONENTES ESTANDAR
DE LOS CONTROLADORES
Ciertos elementos son comunes en todos 0 en la mayoria de los controladores de bombas contra incendios.
Placa de Identificacion Un controlador listado de una bomba contra incendios accio
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Supresion a base de agua
nada por motor electrico debe poseer una placa con las clasifi caciones que provee los parametros electricos importantes, in cluyendo el voltaje de funcionamiento, la clasificacion de caballos de fuerza 0 amperaje del motor, 0 ambos, la tempera tura minima de funcionamiento y el tipo de cerramiento, entre otros parametros. Las clasificaciones tambien incluyen la clasi ficacion de corto circuito (0 WIC).Tambien se rcquieren las mar cas dellistado UL y de aprobacion FM.
Interruptor de Aislamiento Un interruptor de aislamiento es requerido y esta presente en todos los controladores, excepto en los controladores de servi cio limitado. Un interruptor de aislamiento no es necesariamente un interrupt~r con clasificacion de rompimiento de carga. Si el interruptor de aislamiento no esta enclavado mecanicamente con el intemlptor automatico del controlador, una etiqueta de adver tencia tambien debe estar presente para advertir el funciona miento (para abrir 0 cerrar) del interruptor de aislamiento si el interrupt~r automatico se encuentra cerrado. La razon de esto es que no se requiere que el interruptor de aislamiento este clasifi cado ni probado para cerrarse cuando ocurre una falIa ni que in terrumpa las mismas.
Interruptor Automatico (Medio de Desconexi6n) El interruptor automatico de la bomba contra incendios sirve para varios propositos. Es una parte importante e integral del di sefio y clasificacion del cOrto circuito del controlador (WIC). Debe interrumpir las corrientes de fana seguramente basta la clasificacion de cOrto circuito asignada del controlador. En mu chos, si no en la mayoria, de los disefios modemos, tanto el in terruptor de aislamiento como el interruptor automatico son interruptores de caja moldeada, los cuales comparten la tarea de eliminar las corrientes altas de fana (de cortos circuitos pesa dos) entre los dos dispositivos. El interruptor automatico debe tener una c1asificacion del 115 por ciento 0 mas de los ACC del motor. El interruptor automatico tendra una clasificacion de co rriente de interrupcion (IC). Sin embargo, esto no es igual que la c1asificacion WIC del controlador. Puede ser superior 0 infe rior a la c1asificacion IC del interruptor. Notese que los contro ladores de bombas contra incendios de voltaje medio utilizan fusibles de circuitos de motor clasificacion R limitadores de co rriente en lugar de un interruptor automatico para esta funcion de elirninacion de fallas.
Protecci6n contra la Sobrecorriente del Rotor Trabado en el Motor Los controladores modemos utilizan una unidad de disparo de deteccion de corriente independiente en conjunto con un sole noide de disparo derivado, 10 cual forma parte del interruptor automatico. La unidad de disparo detecta la corriente que fluye en el motor y la compara con las caracteristicas ideales de la curva de proteccion. Los dos puntos que definen la curva carac teristica del disparo del interruptor son el valor de 300por ciento
de no disparo y el tiempo de disparo de 8 a 20 s al600 por ciento de los ACC del motor. Estas unidades de disparo tienen inte rruptores de aj uste para seleccionar un range de val ores del ACC del motor para el motor que se esta utilizando. El hecho de usar un ajuste de disparo superior al valor de los ACC del motor, po siblemente puede ocurrir que el motor se queme antes de que la unidad de disparo pueda abrir el interruptor automatico. Si el ajuste de la unidad de disparo es inferior a los ACC del motor, el interruptor automatico tiene mayores posibilidades de disparo premamramente. Las unidades de disparo de rangos inferiores (con mas posibilidades de ajuste) tienen la capacidad de pro porcionar una proteccion mas precisa para el motor. Los controladores de servicio limitado pueden tener un rango mas amplio de proteccion del motor permitiendo el uso de los interruptores automaticos termicos. Los control adores de voltaje medio utilizan la unidad de disparo para desenergizar al contactor del motor para sacar al motor de la linea cuando esta en condiciones de sobrecarga, de rotor trabado y de sobreco rriente. Los contactores estan probados para esta tarea para la norma 347 de UL sobre equipos industriales de control de alto voltaje.
Contactores del Motor Los contactores principales del motor toman el lugar de un arrancador de motor en los controladores de motores combina dos convencionales. No existe un relevador de sobrecarga del motor. El disparo del motor se logra abriendo el interruptor au tomatico. La cantidad y el proposito de los contactores varian segUn el tipo de encendido del controlador, de acuerdo con 10 ilustrado en la Tabla 8.8.2.
Interruptor Automatico por Caida de Presi6n Un controlador automatico del tipo accionado por presion es tara equipado con un interruptor accionado por presion. Esta re querido que el interruptor de presion se pueda predeterrninar en puntos de ajuste altos y bajos independientemente. Esto ha sido tradicionalmente un interruptor automatico por caida de presion tipo mbo bourdon, aunque en su lugar, en algunos disefios se utilizan transductores de presion junto con circuitos amplifica dores. El interruptor que mas utilizado hasta el momenta es el interruptor automatico por cafda de presion de mercurio tipo bo teIla inc1inada. Este elemento interruptor sellado hermetica mente protege los contactos contra las condiciones atmosfericas y ambientales. Los ajustes del interruptor por caida de presion normal mente son determinados poc el disefio hidciulico de la instala cion y por la AC de la instalacion. El ajuste para encender y detener la presion de todas las bombas contra incendios y bom bas tipo "jockey" en un sistema es muy importante. Los ajustes deben ser los correctos para el sistema de proteccion contra in cendios (el sistema de rociadores contra incendio) para funcio nar correctamente y suministrar la cantidad requerida de agua 0 agente. Ademas, los ajustes incorrectos pueden dafiar el sistema por culpa de la sobrepresion 0 por el exceso de oleajes de agua, los cuales pueden dafiar un sistema subterraneo de tuberia.
CAPiTULO 8
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Suministros de energia y controladores para bombas contra incendios accionadas por motor
Botones de Inicio y Apagado Todos los controladores tienen un boton manual de "Inicio" co nocido como el control electrico manual en el controlador. La ope racion del boton de "Inicio" hace que el eontrolador se mantenga en una condicion de funcionarniento. Si el controlador es del tipo de encendido de entrada repentina de corriente reducida, el en cendido estarii. reducido en elmodo de encendido de entrada re pentina de corriente reducida. En la mayoria de los disefios de controladores, el boton de "Apagado" detendnila bomba sin im portar si aUn existe 0 no una demanda. Si aun existe una demanda, la bomba se reiniciarii. cuando se libera el boton de "Apagado".
Control Mecanico de Funcionamiento de Emergencia en el Controlador El operador mecii.nico de emergencia iniciarii. el motor de la bomba cerrando fisicamente el contactor principal del motor M o ambos contactores principales del motor (normalmente MI y M2). Como resultado, elmotor es encendido con voltaje com pleto. La mayoria de los controladores de bajo voltaje tienen un mecanismo eIectrico de aynda para evitar la erosi6n excesiva del contacto provocada por la formaci6n de arco 0 la soldadura de los contactos debido a la abertura lenta y el cierre lento del contactor.
Paralizaci6n de Emergencia Con los controladores (sin interruptor de transferencia) de fuente unica de bajo voltaje, la paralizacion de emergencia de la bomba siempre se puede lograr abriendo el interruptor automat:ico del controlador. Esto permite la detenci6n del motor en caso de que haya uno 0 mas contactos soldados en los contactores del motor. Este metoda de paralizacion aun funcionara si un controlador (con transferencia combinada) de fuente doble esta funcionando en la fuente normal. Algunos controladores de fuente doble (de nominados controladores de doble servicio) tienen dos interrup tores automaticos, permitiendo la paralizaci6n de emergencia del motor sin importar la fuente con la que esta conectado. En los controladores de voltaje medio, el contactor del motor es el que siempre debe interrumpir el circuito del motor. La Unica excepcion es cuando un controlador esta equipado con TABLA 8.8.2 Resumen del numero de contactores de motor versus tipo de arranque
Tipo de arranque
ATl Devanado parcial Resistencia principal Reactor principal Transicion abierta estrella-delta Transicion cerrada estrella-delta Encendido suave Transformador automatico
Numero de contactores 1
2 2 2 3 4
28 3
"Tres para el encendido suave sl cuenta con un contactor de aislamiento
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un interruptor de desconexi6n con una c1asificacion adecuado en lugar del interruptor de aislarniento habitual. Como se menciono anteriormente, los fusibles del drcuito del motor interrurnpen la corriente del motor solo durante un corto circuito de corriente alta. Estos fusibles estan coordinados el tamafio del motor y los demas componentes del recorrido de energia. Por 10 tanto, el boton de "Apagado" sirve tanto para el medio de detenci6n normal como para el de emergencia.
Detenedor de Sobretensi6n El detenedor de sobretension ofrece varios beneficios. EI pro posito del detenedor de sobretension es proteger al controlador de la bomba contra incendios contra las sobretensiones en Ia linea, principalmente las sobretensiones provocadas por relam pagos, aunque ningUn equipo segundario (equipo que no perte nece a la empresa de servicio publico) sobrevive a un rayo que caiga directamente en sus lineas de entrada. Estas sobretensio nes en cuesti6n son sobretensiones inducidas provocadas por el acoplamiento capacitivo 0 inductivo de un rayo que cae cerca dellugar y no un golpe directo. Cuando ocurre uua sobreten sion, e8ta encontrara el recorrido de menor resistencia. Esto sera el equipo 0 los dispositivos del cableado que tienen Ia menor fuer.la dieIectrica (resistencia de voltaje), 0 el equipo con dete nedores de sobretension absorbera este exceso de energia. El equipo con la mayor resistencia de voltaje no conducirii. la so bretension de energia ya que el otro y/o los otros equipos que po seen detenedores haran el trabajo. Los equipos con una resistencia de voltaje 10 suficientemente alta, de esta manera, no seran afectados por dichas sobretensiones. Para que los detenedores de rayos sean efectivos, es nece sario que esten medidos de acuerdo con la energia disponible versus su habilidad para absorber. Bii.sicarnente deben tener un tamafio de acuerdo con la impedancia de sobrecorriente, 10 cual limita la energia. Los detenedores estii.n c1asificados segun el ta mafio del exceso de tension que pueden absorber y Ia frecuenda con la que 10 pueden absorber. Cuando un detenedor absorbe mas que Ia energia para Ia cual estii. clasificado, su escape de co rriente (la corriente que sigue) puede ser 10 suficientemente alta como para destruirlo, aUn si es una primera sobretension 0 una sobretension repetida no 10 hace. Esto puede ser inmediato 0 de morado debida a una condici6n conocida como fuga termica. Esto ocurre cuando el autocalentamiento causado por el escape de corriente conduce a un calentamiento interno mas r:ipido que 10 que el calor puede ser disipado. Existen equipos detenedores bien disefiados y de c1asificacion adecuada. Sin embargo, su costa y tamafio hacen que no sean utilizados en mayor medida en el interior de los controladores de bombas contra incendios como un equipo estii.ndar. A veces son instalados en paralelo con los controladores de bombas contra incendios. Debido a este riesgo, algunos disefios instalan los detenedores en un sitio "no visible" para la seguridad del personal. Estos disefios tambien proveen fusibles para proteger al equipo contra los dafios por los detenedores que se queman. Los controladores de fuente doble tienen componentes es tandar adicionales, los cuales se discuten en la seccion sobre in terruptores de transferencia.
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SECCION 8
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Supresi6n a base de agua
ELEMENTOS ESTANDAR DE
LOS CONTROLADORES
A continuacion, viene una descripcion de ciertos elementos es tandar de los controladores de bombas contra incendios accio nadas por motor. Esta lista no es muy exhaustiva. Para una !ista mas completa, ver la NFPA 20.
Dispositivos y Controles Cerraduras. La mayoria 0 todos los controladores listados tie nen, 0 deben tener, una caja que se pueda cerrar bajo Ilave. Esto es algun medio para cerrar bajo Have las puertas de la caja del cerramiento. Esto significa que se puede hacer a traves de alda bas de candado, mamjas de puertas que se puedan trabar 0 ma nijas que se puedan cerrar bajo Have 0 cerraduras con Haves independientes. 8i el interruptor por cafda de presion es del tipo de tuba bourdon de mercurio, sus perillas se pueden cerrar bajo Have 0 pueden cerrarse con un alambre de cierre. La mayorfa 0 todos los controladores tienen manijas del operador para el in terruptor de aislamiento 0 interruptor automatico y pueden tra barse en "encendido" 0 "apagado." La posicion de "Encendido" es utilizada para dejar la unidad en el modo de proteccion con tra incendios en espera, mientras que la posicion de "Apagado" es utilizada como un cierre electrico cuando se va a realizar algun tipo de servicio 0 mantenimiento. Enclavamientos. La mayoria de los controladores listados tie nen un encIavamiento entre las puertas de la caja y el mecanismo o manija del operador para el interruptor de aislamiento. Esto previene que se abra la puerta mientras que el interruptor de ais lamiento se encuentra en la posicion de "Encendido" (unidad energizada). El encIavamiento tambien debe prevenir el cierre del interruptor de aislamiento mientras que la puerta atin se en cuentra abierta. Estos encIavamientos son importantes porque los control adores funcionan con niveles letales de energia (vol tajes letales). Tambien son inuy importantes para los controla dores y estan conectados a los suministros de alta energia de falla. Estos controladores no perdonan un corto circuito acci dental. Tambien es muy importante asegurarse de que la puerta este cerrada antes de energizar la unidad, especialmente cuando se cierra el interruptor automatico. 8i existe una demanda de la bomba y existe un corto circuito, ocurrira una ventilacion de gases ionizados en uno 0 mas dispositivos de energia. Esto puede provo car, y generalmente 10 hace, presiones explosivas en el interior del controlador. Si las puertas del controlador no estan cerradas con pestillo, pueden ocurrir heridas muy graves. Esta tambien es la razon por la que se debe hacer un mayor en fasis en la coordinaci6n entre la clasificacion de la disponibili dad de un corto circuito y la WIC (resistencia de corto circuito) del controlador. Los controladores de voItaje medio tienen un enclava miento adicional entre el contactor del motor y el interruptor de aislamiento y la puerta de alto voltaje. Operadores Externos. Todos los controladores listados de bombas eontra incendios electricas tienen un operador mecanico
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de emergencia. Los controladores de bajo voltaje tambien tienen un operador del interruptor automatico. Los controladores de voltaje medio tienen un operador del interruptor de aislamiento en Iugar del operador del mterruptor automatico. Los controla dores de bajo voltaje de servicio completo tienen dos operado res 0 bien, un operador combinado para el interruptor de aislamiento y el interruptor automatico. Los operadores externos requeridos aparecen en la Tabla 8.8.3. Control Electrico Manual. Todos los controladores tienen, como minimo, los botones requeridos de "Inicio" y "Apagado." Los controladores tienen circuitol> que mantienen funcionando a la bomba si se encienden desde el boton local de "Inicio" inde pendiente de un circuito de paralizacion automatica (temporiza dor de funcionamiento minimo). Los mismo aplica para un circuito de cierre electrico 0 de apagado remoto. La razon de esto es que la bomba fue iniciada manual y logicamente y por 10 tanto, no debe ser apagada ni automatica ni remotamente. Encendido por Perdida de Presion. Los controladores utiliza dos para los sistemas presurizados tambien tienen el interruptor automatico por caida de presion descrito anteriormente. Encendido Remoto. Cuando los controladores utilizados son para un sistema no presurizado, un sistema por diluvio 0 un sis tema de supervision de boq uillas, el controlador debe estar equi pado con un circuito con opcion de encendido remoto. Es posible que el controlador no este equip ado con un interruptor automatico por caida de presi6n. Estas unidades son activadas a traves de la apertura de un contacto remoto (externo), prove mente de un contacto de una valvula de diluvio, un contacto del relevador de una alarma de hurno 0 de incendio 0 del contacto de un boton remoto 0 en la estacion central, entre otros, para en viar la senal de inicio al controlador. Algunos sistemas son una combinaci6n de los dos tipos de rociadores del tipo presurizado o de diluvio. Para estos sistemas, el controlador tiene un inte rruptor automittico por caida de presion y un circuito con opcion de encendido remoto. Tiempo de Aceleraci6n. El tipo de controladores con entrada de corriente reducida (corriente reducida) tienen uno 0 mas medios para determinar el tiempo de aceleracion. La mayorfa, aunque no todos, son ajustables. Ademas, los controladores con resis tencia principal, de reactor principal y de transformador auto matico tienen dos 0 mas derivaciones para predeterminar el voltaje de encendido del motor. Similarmente, los controladores de encendido suave tienen varios ajustes para determinar los pa rametros del voltaje y del tiempo. Seiiales de Entrada. Todos los controladores de bombas contra incendios electricas tienen terminales de entrada de energia para el circuito de energia del motor. Los controladores de fuente doble tienen estas dos entradas. Los controladores equipados con ciertas opciones a veces estan provistos de una segunda (0 tercera) fuente de energia. Esto se denomina suministro de ener gia de supervision, normalmente un circuito derivado a 60 Hz (115 Vac) 0 a 50 Hz (220 Vac). Esto es utilizado para una opcion del circuito de encendido de perdida de energfa de supervision
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CAPiTULO 8
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Suministros de energfa y contro/adores para bombas contra incendios accionadas por motor
TABLA 8.8.3 Operadores externos Tipo de controlador Servicio limitando Servicio completo
Voltaje del controlador Bajo voltaje Operador del interruptor automatico unicamente Operador del interruptor automatico y operador del interruptor de aislamiento
Voltaje medio (no aplicable) Operador del interruptor de aislamiento Onicamente
para 10 que se denomina una opcion de circuito de alarm a in corporada. Todos los controladores automaticos tienen al menos una entrada de la demanda de la bomba para sefialar en el controla dor con e1 fin de encender la bomba contra incendios. Lo mas comim es un accesorio detector de presion en la linea que se co necta con el interruptor automatico por caida de presion intcrna del controlador. Las otras entradas inc1uyen el circuito de en cendido remoto mencionado anteriormente. Algunos controla dores tienen entradas de encendido remoto independientes, como equipo estandar 0 bien, como equipo opcional, uno espe cificamente para los contactor del diluvio 0 de la alarma dc in cendio y el otro especificamente para los contractos del boton de inicio remoto. Algunos disefios utilizan circuitos para evitar que e1 circuito de paralizacion automatica cancele la ultima demanda cuando se inicia manualmente. Un controlador tambien puede tener una entrada para una senal de paralizacion remota 0 de cierre electrico, como equipo estandar 0 bien, como equipo opcional. Esta senal de entrada a veces se utiliza para evitar que una segunda bomba se encicnda a menos que la primera bomba haya fallado al encenderse. Los controladores tambien tienen otras entradas, normal mente con propositos de alarma, vigilancia 0 supervision. Algu nos de estos estan descritos en la seccion sobre alarmas e indicaciones.
Senales de Salida La salida principal del controlador de una bomba contra incen dios es Ie energIa del motor, la cual proviene de los contactores principales del motor de acuerdo con 10 descrito anteriormente. Los controladores tambien pueden estar equipados (como equipos estandar u opcionales) con una salida auxiliar de ener gia de control con los mismos niveles de voltaje que 10 descrito para la entrada de energia de supervision. Esta energia se utiliza frecuentemente como una de las entradas de energia para un equipo de alarma remota (panel de alarma). En las jurisdiccio nes donde se permite 0 es obligatorio el paro de baja succion, esta energia auxiliar puede ser utilizada como una fuente de energfa para el panel de paro de baja succi on. Esta fuente de energia generalmente se limita a una corriente de 1 A 0 inferior y normalmente esta protegida por un fusible 0 interruptor auto matico para evitar que se dane del transformador de energia de control del controlador porque este, la mayoria de las veces, se
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encuentra en recorrido critico de encendido del controlador. Los controladores utilizados en las instalaciones de zonas multiples (Ilamadas instalaciones de zona alta y zona baja) tienen una senal de salida desde los controladores de la zona alta para enviar una senal a las bombas de la zona inferior para que sumi nistren agua hacia las bocas de succion de la bomba de la zona mas alta. Los controladores de la zona baja tienen entradas, tal como el encendido remoto, para aceptar las senales de encendido provenientes de los control adores de la zona alta. Vease la sec cion acerca de la demora de la zona alta para las bombas en serie. Todos los controladores deben estar equipados con un mi nimo de tres contactos de alarma de salida, para e1 funciona miento del motor (0 bomba), la energia disponible (0 falla de o perdida de fase) y la inversion de la secuencia de fase (0 inversion de fase). Los controladores de fuente doble tambien suministran dos contactos adicionales de la alarma de salida: uno para indicar que el interruptor de transferencia esta en la po sicion de fuente de emergencia (alternativa) y otro para indicar que el interruptor de aislamiento de emergencia se encuentra abierto. Varias opciones del controlador suministran contactos adicionales con propositos de alarma, vigilancia 0 supervision. Algunos de estos se describiran a continuaciOn.
Alarmas e Indicaciones Todos los controladores de bombas contra incendios electricas deben tener al menos dos lamparas indicadoras (indicadores vi sibles). Una es utilizada para indicar que la energia esta dispo nible en todas las fases en los terminales de linea de los contactores. La otra se utiliza para indicar una inversion de fase de la fuente de energfa con la cual, los terminales de linea del contactor del motor estan conectados. Los controladores tam bien pueden tener una lampara opcional de senal de funciona miento del motor (bomba), entre otros. Cuando la sala de bombas no es atendida constantemente, las alarmas deben estar provistas en "un punto atendido constan temente." En la ausencia de dicha atencion, tres contactos de alarma (0 cinco para los controladores de fuente doble) obligato rios deben estar conectados con el equipo de alarmas en el sitio instalado en un punto de atencion constante (tablero de control, puesto de seguridad, etc.) 0 bien, en una ubicacion de supervision afuera del lugar tal como un servicio central de vigilancia 0 de alarma. EI hecho de no supervisar los contactos de alarma trae como resultado una proteccion contra incendios inferior porque las condiciones de falla de la bomba pasan ignoradas y sin corre girpor algitn periodo de tiempo. De forma similar, una condicion de funcionarniento de la bomba siempre debe hacer que alguien la vigile por si hay problemas. Peor aitn, una alarma de funciona miento de la bomba puede ocurrir por la respuesta de la bomba ante una condicion real de incendio. Dicha condicion siempre debe iniciar acciones que inc1uyen la asistencia imnediata de la bomba contra incendios. Esto es para supervisar su funciona rniento y posiblemente permitir una intervencion en caso de que haya algitn problema con la bomba, el motor 0 el controlador. Todos los controladores electricos tambien deben enviar la senal de condicion de alarma si ocurre una condicion de fase unica, ya sea que e1 motor est6 funcionando 0 no. Esta condicion puede anunciarse como contactos de llimparas 0 de alarrna in
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
dependientes 0 pueden estar combinados con las lamparas y contactos disponibles de perdida de fase. Hablando con precision, solo se requiere el contacto abierto o cerrado de la perdida de fase. Sin embargo, todos los controla dores listados proveen contactos abiertos y cerrados. Ya que estos contactos funcionan en oposicion, pueden senalar las condicio nes de falla de energia (perdida de fase) y de energia disponible. Los controladores de fuente doble (controladores de bom bas contra incendios combinados de transferencia automiitica) requieren alarmas adicionales relacionadas con el conmutador mismo. Estas son una lampara piloto y contactos para indicar cuando el selector esta en la posicion de fuente normal y cuando esta en la posicion de fuente de emergencia (altemativa). Los mismo se requiere para indicar cuando el interruptor de aisla miento del lado de la fuente de emergencia al igual que una alarma audible local para esta indicacion. Estas unidades tam bien requieren contactos para iniciar el encendido del conjunto generador cuando la fuente altemativa es un generador de re serva. Las alarmas requeridas para los controladores de bombas contra incendios electricas aparecen en la Tabla 8.8.4.
Demora en las Zonas Altas para las Bombas en Serie Cuando la succion de una bomba es suministrada directamente desde la descarga de otra bomba, se considera que las bombas estan en serie. Esto se hace normalmente cuando se necesita mis de una bomba para suministrar la presion requerida. Cada bomba que Ie suministra presion a otra bomba debe estar dispuesta para arrancar antes que la bomba a la cual abas tece. Esto es un caso muy frecuente en los edificios de gran al tura, donde una bomba en la zona inferior es utilizada para suministrar la presion de succion para la siguiente bomb a que se encuentra en una zona superior. El requisito acerca del arranque previene que la bomba ubicada en la zona superior funcione en seco 0 sufra una cavitaci6n. Cuando s610 estan involucradas dos zonas, una demanda para la bomba en la zona superior hace que e1 controlador de la zona superior envie una senal de demanda hasta la bomba en la zona inferior antes de energizar el motor de la bomba de la zona superior. Se requiere que la demora este entre los 5 y lOs, 10 cual permite que la bomba en la zona infe rior a1cance una velocidad suficiente y Ie suministre agua a la bomba ubicada en la zona superior. En la pnictica, el controla dor de la zona alta escasamente demora la activacion de los con tactores del motor por un tiempo fijo de demora (de 5 a lOs), mientras que envfa la senal de demanda (encendido) hasta el controlador en la zona inferior. El controlador en la zona alta debe imponer esta demora del encendido para todas las fuentes de demanda para evitar la cavitacion 0 un funcionamiento en seco. Este intervalo de tiempo de demora es conocido normal mente como demora de la zona alta. En caso de que existan mas de dos zonas, todas las bombas en las zonas superiores deben demorar el encendido de sus mo tores mientras envian una senal de encendido hasta el controla dor en la bomba de la zona inferior. En caso de que existan tres zonas, cuando el controlador de la zona mas alta recibe una senal de demanda, este envia la senal de demanda hasta la entrada de encendido de la bomba ubicada en la zona media mientras que
demora el encendido del motor en la zona alta de lOa 20 s. El controlador en la zona media envla una senal de demanda al controlador de la bomba en la zona baja. El controlador de la zona baja arranca el motor de su bomba inmediatamente y Ie su ministra presion de succion a la bomba de la zona media. Den tro de un lapso de 5 a lOs, el controlador en la zona media arranca el motor de su bomba y Ie suministra presion de succion a la bomba en la zona alta. Dentro de lOa 20 s, la tercera bomba en la zona superior comienza a proveer la presion de descarga (del sistema). La falla en el encendido de un motor principal no debe evi tar que las bombas subsiguientes arranquen. E8tO se logra con el esquema de demora descrito anteriormente ya que las bombas en la zona alta 0 superior arrancaran luego del tiempo determinado para la demora, sin importar si las otras bombas arrancan 0 no. Esto se hace pensando que las bombas en la zona alta 0 superior aun tengan suficiente presion de succion para proveer al menos algo de presion y caudal.
Encendido en Secuencia para Bombas en Paralelo Cuando las bombas alimentan a un sistema en comim, 0 multi ple, se consideran bombas en paralelo. Esto se hace normal mente cuando renecesita mas de una bomba para surninistrar el caudal requerido 0 cuando se desea la confiabilidad agregada de tener mas de una bomba. Aunque las bombas accionadas por motor electrico pueden ser utilizadas en paralelo, la mayoria de las aplicaciones para bombas en paralelo para una capacidad au mentada de caudal (gal/min) utilizan motores diesel. Los controladores para cada unidad de unidades de bombas multiples deben incorporar un dispositivo temporizador secuen cial para evitar que cualquier motor arranque simultaneamente con otro motor. Existen dos razones principales para este requi sito. Una es prevenir el exceso de carga en los sistemas electri-
TABLA 8.8.4 A/armas requeridas para contra/adores de una ados fuentes Alarma
Contactos
Visible
Audible
Todos los controladores de bomba contra incendios Energia disponible Bomba del motor funcionando Secuencia de fase Invertida
Si Si
Si Opcional
Opcional Opcional
Si
Si
Opcional
Conmutadores de energra 0 control adores de fuente doble Conmutador en posicion normal Opcional Conmutador en Si posicion de emergencia Interruptor de aislamiento de emergencia abierto Si
Si
Opcional
Si
Opcional a
Si
Si
aAlgunos controladores incluyen esta alarma audible como estandar ademas de la alarma audible abierta del interruptor aislamiento de emergencia.
CAPiTULO 8
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Suministros de energfa y contro/adores para bombas contra incendios accionadas por motor
cos por el encendido simultaneo de las bombas. La otra es re ducir la tension en el sistema de tuberta relacionado. En estas instalaciones, los controladores estan equipados con un tempo rizador de encendido en secuencia, el cual inhibe el encendido de la bomba durante el periodo de de mora. Las demoras se pre determinan para los intervalos requeridos de 5 a lOs, aunque no es necesario que la primera unidad tenga ninguna demora en la mayoria de las aplicaciones. Al final del intervalo de tiempo, el controlador en cuestion encendera la bomba sin importar si las bombas anteriores han arrancado 0 no. La linica excepcion son los controladores que se restauran automiticamente si la senal de la demanda desaparece durante el intervalo de tiempo.
Control de las Bombas en Serie en Paralelo Algunas instalaciones usan dos bombas contra incendio en cada zona con el fin de proveer una bomba de respaldo en caso de que falle la bomba principal. En una instalacion de tres zonas, esto es un total de seis bombas. Cuando se requiere energia de emer gencia (altemativa), los controladores a veces son enclavados para evitar que arranquen los dos motores de cualquier zona para no permitir que el conjunto generador de la fuente de ener gfa altemativa se sobrecargue. Un esquema usa una combina cion de las senales de falla de encendido, de sobrecarga del motor 0 de la falla de energia desde la bomba principal para ce rrarla electricamente y pasar la senal de demanda hasta la bomba en la zona inferior. Cuando la corriente del motor excede un por centaje fijo (es decir, el 15 por ciento) una senal de funciona miento del motor es enviada a la bomba de respaldo para cerrarla eIectricamente. La bomba de respaldo esta equipada con una de mora de inicio en secuencia con el fin de permitir que arranque la bomba principal.
Partes Humedas de Alta Presion (Plomeria, Interruptor Automatico por Caida de Presion e Indicador de Presion) La mayoria de los controladores listados tienen una clasifica cion de presion de trabajo de 275 a 300 psi y usan elementos de deteccion de presion (interruptores automatic os por caida de presion 0 transductores de presion e indicadores de presion, cuando son utilizados) a escala real de 300 psi. Los interrupto res automaticos por caida de presion adecuados para aplicacio nes con presiones mayores estan disponibles para usarse con estos sistemas. EI interruptor automatico por caida de presion y / 0 indicador de presion son los dispositivos mas delicados con respecto a la sobrepresion.
Partes Humedas en Acero Inoxidable (Plomeria, Interruptor Automatico por Caida de Presion e Indicador de Presion) Aunque son mas comunes en los controladores de bombas con tra incendios accionados por motor diesel, este elemento es ne cesario cuando la bomba succiona agua marina U otras fuentes
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de agua salobre 0 corrosiva. Ellibro Pumps for Fire Protection provee detalles adicionales acerca de esto.
ELEMENTOS NO OBLIGATORIOS
DEL CONTROLADOR
Los controladores listados de bombas contra incendios eIectri cas estan disponibles con una gran cantidad de opciones, ele mentos y modificaciones. Algunos de es10s afectan la operacion y/o funcionalmen1e al controlador 0 la bomba.Algunos proveen informacion adicional (indicaciones 0 lecturas) 0 proteccion adi cional para el equipo 0 la instalacion. Otros modifican la cons trucci6n del controlador mismo. Los siguientes parrafos describen algunas de las opciones que afectan el funcionamiento de la bomba y/o la confiabilidad de su funcionamiento.
Proteccion contra el Quemado del Motor Alarma de Sobrecarga del Motor. Una alarma de sobrecarga del motor es una de las mejores maneras de proveer una mayor confiabilidad de la bomba, si se utiliza y supervisa apropiada mente. Este elemento se encuentra disponible como una opci6n con la mayoria de los controladores listados. Ya que el codigo prohibe el relevador de sobrccarga normal con el fin de mante ner el caudal de agua durante un incendio, el motor esta sujeto a dafios 0 a su destrucci6n causada por cualquier cantidad de con diciones de sobrecarga 0 sobrecorriente. Aunque la proteccion mediante un relevadorde sobrecarga no esta permitida pOf el co digo, esta permitido un elemento de sobrecarga del motor. Esto avisa cuando el motor esta sobrecargado por alglin problema de la bomba, una condicion de bajo voltaje en la linea, un controla dor atascado en el modo de aceleraci6n por cualquier motivo, una condicion de fase linica 0 un motor danado 0 disminuido. Proteccion contra el Encendido en Fase trnica. Todos los mo tores electricos de bombas contra incendios y sus controladores son de tres fases exceptuando una pequena cantidad de contro ladores y bombas de servicio limitado. Con el fin de encender una bomba de tres fases solo con energia de fase linica, hani que el motor reciba corrientes de arranque hasta que se destruya 0 hasta que el interruptor automatico de la bomba contra incendios dispare, 0 ambas cos as. Afortunadamente, todos los controlado res de bombas contra incendios automaticas inherentemente protegen al motor para que no arranque durante una condicion de fase unica en dos de las lfneas entrantes, especificarnente, las !ineas utilizadas para sUffiinistrarle energia de control a los con tactores del motor. Algunos disenos tambien completan la pro teccion proporcionando una proteccion contra el encendido en rase fulica en la tercera fase tambien. La diferencia se nota du rante los eventos de fase unica en un area muy amplia. Notese que las bombas contra incendios tratanin de arrancar luego de que la bomba tipo "jockey. Demora del Reinicio del Motor. Si un motor en funciona miento se saca de la linea por un momento y luego se vuelve a
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SECCION 8
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Supresi6n
a base de agua
conectar (se reinicia), puede ocurrir un cambio de corriente muy alto, dependiendo de la difercncia del lingulo de fase entre el voltaje de la fuerza electromotriz y la linea de voltaje con la que se conecta nuevamente. Este es el mismo fenomeno descrito en una de las secciones anteriores sobre controladores tipo estrella delta, pero puede ser peor porque el motor tiene un voltaje de linea completo en vez del voltaje modo estrella de apenas un 57 por eiento. Esto puede provocar un disparo falso del interruptor automatico, 10 cual saca a la bomba de la linea hasta que alguien manualmente reinieia el interruptor automatico de la bomba contra incendios 0 posiblemente el interruptor de sobrecorriente (de servicio) 0 reemplaza los fusibles. Para evitar que esto ocu rra, algunos controladores esmn equipados con una demora del reinieio como equipo esmndar, el eual funeiona mediante detee cion cuando los eontaetores se desenergizan. El circuito luego inbibe la reenergizaeion de los contactores durante un par de se gundos, el cual es tiempo suficiente para permitir que el flujo in ductor del motor y el voltaje de la fuerza eleetromotriz disminuyan hasta un valor seguro. Luego del periodo de demOIa, el eireuito de demora de reinicio permite que el controlador rei nicie el motor y tambien se reinicia a si mismo de manera que queda listo para la siguiente interrupcion del motor.
Medio Exterior de Medici6n. EI medio exterior de medici on fa cilita la lectura de los voltajes y corrientes en el controlador (motor) desde el exterior del controlador. Este medio es una ayuda para la seguridad personal ya que siempre hay dos volta jes letales presentes y tambien existe la disponibilidad de co rrientes peligrosas de falla por corto circuito. La mejor proteccion contra este peligro es que la puerta del controlador permanezca bien cerrada y tenga pestillos. Este medio de medicion propor eiona una forma faci! de monitorear el estado de la instalacion y de su fuente de energia 5i se mantienen registros adecuados del voltaje de funcionamiento del motor y de las lecturas de corriente durante el funcionamiento de la prueba semana.
Alarmas y Otras Senales Como se menciono anteriormente, 5e encuentran disponibles al gunas entradas 0 salidas adicionales de alarma como equipo se cundario para estos controladores. A eontinuaeion, siguen algunas de las sefiales adicionales utilizadas con mayor fre cueneia. Los terminos sala de bombas y caseta de bombas son utilizados intercambiablemente.
Senales del Detector (de Entrada). Algunas sefiales del detec tor (de entrada) incIuyen las siguientes:
• Contador del caudal encendido
Senales de Salida. Algunas de las sefiales de salida utilizadas con frecueneia incIuyen las siguientes: • Alarma de sobrecarga del motor (los amperios exceden el 115 por ciento de los ACC) • Alarma de falla del arranque (dentro del limite de tiempo) • Alarma de voltios AC bajos (un detector especifico) • Sefial de perdida de energia (unidades con interruptor de transferencia) • Opciones de comunicaci6n, incluyendo un mareador tele fonico que llama a una ubicacion remota 0 buscapersonas de bolsillo 0 telMono celular, infonnaeion en red, aeceso a Internet 0 acceso amplio de area
OTRAS OPCIONES SELECCIONADAS Encendido Automatico de Prueba Semanal. Aunque se re quiere para todos los controladores de bombas contra incendios aceionadas por motor diesel, esta opeion rara vez se especifica para los controladores de accionamiento electrieo. La NFPA 25 ahora requiere pruebas semanales en vez de mensuales asistidas por el personal calificado de operacion. Notese que las bombas de accionamiento electrico deben estar equipadas con valvulas de alivio de eirculaeion para proveer un ehorro de agua sufi ciente para evitar que la bomba se recaliente pOI el funciona miento de agitacion (paralizacion). Falla para Arrancar. Esta alarma es un complemento para la alarma de funcionamiento de la bomba ya que indica que la bomba deberia estar funeionando, pero no es asL Esto es muy importante durante un incendio.
Equipo de Alarma Incorporado. Esta opcion provee una alarma audible (campana, corneta, etc.) para las alarmas estan dar listadas en la secei6n sobre alarmas. Utiliza una fuente in dependiente de energia, de supervision, para esta iimcion. Esta opei6n tambien incluye un medio de silenciamiento de la alarrna audible.
Encendido por Perdida de Energia de Control. En algunas aplicaciones de alto riesgo, esta opeion enciende la bomba en caso de que exista una perdida interna de energia de control. Esto supera la inaccion que se genera cuando se presenta la de manda de una bomba. Encendido por Perdida de Energia de Supervision. EI en
• Baja temperatura en la sala de bombas (alerta de congela miento) • Baja temperatura de la reserva (alerta de congelamiento) • Baja presion de succion • Bajo nivel de la reserva Cnivel bajo de la reserva de agua contra incendios) • Reserva desocupada (nive! muy bajo de la reserva de agua contra incendios) • VaJvu]a de alivio abierta
cendido por perdida de energia de supervision es un metodo mas antiguo para anunciar la perdida de energia de supervisi6n a tra ves de la alarma de funcionamiento de la bomba. Existen meto dos mejores que proporcionan dos fuentes de energia 0 un respaldo de bateria 0 comunicaciones de marcacion para super visar y avisar mediante una alarma la perdida de energia de su pervision.
Registro y/o Telemetria Incorporados. La mayoria de los con troladores se encuentran disponibles con indicadores de presion
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Suministros de energfa y contra/adores para bombas contra incendios accionadas par motor
incorporados de la variedad de registro en papel, de registro en
cinta 0 de los que no usan papeL Algunas unidades tambien re . gistran las alarm as y/u otros panimetros. Algunas unidades per
miten el acceso de datos locales 0 remotos porque pueden
transmitir los datos recibidos por comando 0 apenas ocurren a
traves de varios medios de comunicaciones en red.
Opciones de Tratamiento y
Modificaciones Ambientales
de Construcci6n y Otras
Calentadores Ambientales del Cerramiento del Controlador. Los altos niveles de humedad y especialmente la condensacion son muy perjudiciales para los equipos electricos y electronicos. Esto ocurre cuando el equipo es sometido a atmosferas humedas o temperaturas variantes (calor durante el dfa y frio en la noche). Los calentadores para los cerramientos ayudan a evitar esta eon densacion pOI exceso de humedad. Algunos disefios usan calen tadores que funcionan con la mitad de su cIasificaci6n de voltaje, 10 cual reduce la temperatura del ealentador y aumenta su vida. Ademas, algunos disefios controlan el calentador a tra yes del usa de un medidor de humedad, el cual es mas eficiente pues el propos ito de los calentadores es eontrolar la humedad. Los disefios que mantienen los ealentadores encendidos eonti nuamente son anticuados y malgastan energia. Calentadores de Motor. Los eontroladores pueden estar equi pados con contaetos de mando electrico para accionar el calen tador del motor 0, dependiendo del vatiaje, aeeionar el contactor esclavo del calentador del motor. Este contaeto permaneceni ce rrado excepto durante el funcionamiento del motor. Construccion del Cerramiento (Caja) del Controlador. La NFPA20 requiere una construcci6n minima del cerramiento Tipo NEMA 2 (Tipo 2 UL), la emil esta clasifieada para uso interior unicamente y solo es a prueba de goteo. Notese que este es el re quisito minimo. La NFPA 20 tambien requiere que "la bomba contra incendios, el motor y el controlador" esten protegidos con tra las interrupciones posibles del servicio provocadas por cual quier "condicion adversa." El cerramiento de c1asificacion NEMA 2 solo "provee un grado de proteccion contra cantidades limitadas de agua y tierra que caen." Han sido probadas para go teos de agua que unicamente eaen verticalmente desde arriba. No necesariamente proporcionan ningtm grado de proteccion contra salpicaduras, pulveriz,aciones ni agua provenientes de una gran cantidad de fuentes posibles de agua presurizada en e1 interior de la sala de bombas, especialmente cuando la sala de bombas esta equipada con rociadores contra incendios. Ademas, los cerra mientos NEMA 2 no son necesariamente hermeticos al polvo. Los tipos de cerramiento descritos en la Tabla 8.8.5 proporcionan una proteccion mejor que la clasificacion estandar NEMA 2. Otro cerramiento tambien disponible es el cerramiento de clasificacion NEMA 3R. Esta c1asificado para usarse a la in temperie para la proteccion contra la lluvia. Esta construccion es el tipo utilizado normalmente para los interruptores de descone xi6n a la intemperic, tales como unidades de acondicionamiento de aire y senales publicitarias exteriores. Basicamente es una va
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riacion de la construccion NEMA 1 Y especificamente permite que el agua entre en el cerramiento y se acumule en su interior, aunque no se permite que el agua humedezca las partes eIectri cas ni que se acumule hasta el nivel de la parte electrica mas baja. Esta construccion ofrece unicamente una proteccion limitada del controlador ya que la humedad puedc entrar y acumularse en su interior. La excepci6n es cuando un fabricante construye en ex ceso un cerramiento NEMA 3R mas como un cerramiento NEMA 4 en VeZ de hacerlo como un cerramiento NEMA 1. Otras Aprobaciones. Para estar de conformidad con la NFPA 20, todos estos control adores est
INTERRUPTORES DE
TRANSFERENCIA AUTOMATICA
Cuando se necesita mas de una fuente de suministro de energia eiectrica, se requiere un interruptor de transferencia automatica (tambien llamado conmutador, la c1asificacion interruptor de transferencia automatica y cOlllTIutador sera utilizado indistinti vamente en este documento) para conectar los suministros de energia con el controlador. Algunas combinaciones usan mas de un interruptor de estos. La siguiente seccion discute otras con sideraciones )' requisitos acerca de estos interruptores. Existen dos metodos distintos de incorporar un conmutador de energia. El primero inc1uye un controlador de bomba contra incendios individualmente listado y un conmutador de energia. Se requiere especificamente que los dos tipo de conmutadores esten listados para el servicio de bombas contra incendios ac cionadas por motor electrico. Un conmutador listado comun no es adecuado ni esta permitido. Los conmutadores de las bombas contra incendios tambien son examinados y probados de acuerdo con los requisitos de UL 1008.
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SECCION 8
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Supresi6n a base de agua
TABLA S.S.5 Tipos de cerramiento Tipos de cerramiento a
Ubicaci6n
NEMA12
Interior
NEMA13
Interior
NEMA3 NEMA4
Ala intemperie Ala intemperie
NEMA4XA
Ala intemperie
NEMA4XB
Ala intemperie
NEMA4XC
Ala intemperie
NEMA 4XCL Alaintemperie
esrnn sujetas a la misma limitacion de 22 kW (30 caballos de fuerza) que las de fuente unica. Protecci6n
Goteras de agua y polvo (era resistente a las salpicaduras y al aceite) Pulverizaci6n de agua (y aceite) y polvo Lluvia, polvo y hielo Lluvia, polvo y hielo, salpicadura y agua proveniente de una manguera (hermetico al chorro de manguera) Igual al NEMA 4 pero resistente ala corrosi6n (acabad) pintura especial) Igual al NEMA 4 pero tambien resistente a la corrosi6n de acero inoxidable tipo 304 b Igual al NEMA 4 pero tambien resistente a la corrosion de acero inoxidable tipo 316 Igual al NEMA 4 pero tambien resistente a la corrosion de acero inoxidable tipo 316 de bajo carbono
a Existen diferencias entre las definiciones exactas y los metodos de prueba. Las designaciones NEMA 4XA 4XB Y 4XC no son oficiales y sirven unicamente como referencia. Estos cerramientos son considerados 4X. bLa serie 400 de aceros inoxldables (tal como el tipo 403) es magnetica y no lIega a ofrecer el nivel de proteccion contra la corrosion que ofrecen los aceros inoxidables no magneticos de serie 300.
CONTROLADORESDE BOMBAS CONTRA INCENDIOS DE
CONMUTADOR COMBINADO
Las unidades combinadas de conmutador del controlador son mas comunes y satisfacen las necesidades del motor de la bomba y la interrupcion de los suministros de energia electrica. Estas unidades normalmente se Haman controladores de fuente doble.
Unidades Combinadas de Servicio Limitado Al igual que los controladores de fuente unica (controladores sin coumutador), estas unidades tambien se encuentran disponi bles como unidades completas listadas y aprobadas. La mayoria o todas las unidades listadas pueden utilizarse como equipo de entrada del servicio. Estas unidades sirven para las mismas fun ciones del controlador descritas en la seccion acerca de los con troladores de servicio limitado. Tambien proveen todos los elementos requeridos del conmutador de energia como son re queridos para las unidades de servicio completo. Estas unidades
Urlidades Combinadas de Servicio Completo Las unidades de fuente dual de servicio completo se encuentran disponibles como equipos listadas casi en la misma variedad de los controladores de fuente unica. Se encuentran disponibles en los mismos tipos de encendido (encendido ATL y de entrada ra pida reducida), y en los mismos rengos de bajo voltaje y rangos de caballos de fuerz;a. Notese que las unidades combinadas de voltaje medio Jjstadas no estan disponibles con estas caracteris tieas. Los crlterios de Iistado para estas unidades examina sus re quisitos de coordinacion, identificacion, ubicacion, intercableado y enclavamiento. Especificamente, estas unidades son examina das de acuerdo con las normas UL como la UL-1008 (conmuta dores), UL-508 (equipos industriales de control) y UL-218 (controladores de bombas contra incendios) y la Norma FM 132111323 (control adores de bombas contra incendios). La si guiente discusion se centra en aquellos elementos que no se en contraron en los control adores de fuente linica 0 que no fueron discutidos anteriormente.
Clasificaciones de Corto Circuito de Resistencia Los parametros de la placa de identificacion en cuanto a la c1a sificacion del voltaje, frecuencia, caballos de fuerza (0 kilova tios del motor) y 8U faetor de servicio esrnn eubiertos en la seccion sobre controladores. Las clasificaciones de resistencia requieren mas atenci6n con estas unidades de conmutadores ya que existen dos fuentes de energia involucradas, 10 cual requiere dos cla8ificaciones de Corriente de Resistencia Interrumpida (WIC. Withstand and Interrupting Corrent). Tambien se debe tener en cuenta que la clasiticaci6n de WlC dellado normal del controlador es igual a 10 discutido en la seccion sobre controla dores. Ellado de la fuente de emergencia (altemativa) normal mente tiene tanto una clasificacion de WIC como una clasificacion de tamafio permitido maximo para el interruptor auto matico de contracorriente. Cuando la fuente de energia altemativa esta provista por una fuente de energia secundarla de servieio publico, la NFPA 20 re qui ere un interruptor automatico del lado de emergencia que cumpla con los mismos rcquisitos que el interruptor automatico de la bomba contra incendios dellado normal (0 fuente unica). Las clasificaciones de WlC en la placa de identificacion dellado de emergencia indican la clasificacion de corto circuito maximo de esta fuente de energia (dellado del servicio altemativo) de la misma forma que Iii clasificacion requerida dellado normal. El caso mas comun de una fuente de energia secundarla es un generador de reserva. En este casu no se requiere un inte rruptor automatico del lado de emergencia, aunque es posible tenerlo. En ausencia de este interruptor automatico dellado de emergencia, en el controlador debe aparecer la clasificacion de WIC del [ado de emergencia y la clasificacion de tamano ma ximo (amperios) 0 la clasificaci6n de interruptor automatico de eontracorriente. Notese que mientras que los fusibles de contra
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Suministros de energia y controladores para bombas contra incendios accionadas por motor
corriente estan penni tid os y son utilizados, los interruptores au tomaticos eliminan la necesidad de estar bus cando los fusibles y tambien evitan el problema de que sc utilicen los fusibles in correctos. Este fusible de reemplazo dc sobrccorriente maximo o c1asificacion de tamafio del interruptor (restriccion) esta de acuerdo con las clasificaciones de corto circuito probadas y lis tadas del conmutador, las cuales estan basadas en el dispositivo de sobrecorriente que limita y finalmente interrumpe la corriente de falla. Como el controlador mismo, las clasificaciones de corto circuito del conmutador tambien estan establecidas a traves de pruebas. Estas pruebas utilizan un interruptor de tamaiio ma ximo (0 fusibles) para limitar la corriente de falla a Ia cual el conmutador estara sujeta y es capaz de manejar. Los interrupto res automaticos (0 fusibles) con un mayortamaiio de marco per miten el paso de mas corriente de falla en comparaci6n con uno de menor tamaiio. Por eso es que el uso de un interruptor de ta mafio superior al de la clasificacion viola las clasificaciones de WIC del conmutador. Por el otro lado, 8i el interruptor automa tico 0 los fusibles son demasiado pequeiios, pueden dispararse o quemarse prematuramente, poniendo fuera de servicio la ener gia de emergencia de la bomba contra incendios. El resultado de cualquiera de estas condiciones es una instalacion no confiable e insegura tanto para el personal como para la propiedad. En general, los controladores estandar tienen clasificacio nes de WIC dellado de emergencia que son inferiores a las cla sificaciones dellado normal en cualquier unidad en particular. Esto tambien varia segun los caballos de fuerza porque el ta mafio del conmutador interno varia con los caballos de fuerza. Los interruptores de mayor tamafio tienen c1asificaciones de WIC y habilidades superiores. Algunas unidades utilizan 10 que se denominan interruptores del tipo de autoprotecci6n para el interruptor de aislamiento del lade de emergencia y, como re sultado, Ie dan la misma clasificacion de WIC a ambos lados. Esto es posible a medida que estos hayan sido examinados y/o probados para cumplir con los requisitos sobre cortos circuitos e interrupciones con el fin de que esten c1asificados. Por la misma razon, es posible que ya no aplique la restriccion para el tamano del interruptor de contracorriente.
Parametros Adicionales Detectores de Voltaje del Lado Normal. EI conmutador es re querido para cambiarse a la fuente alternativa si el voltaje en cualquier fase cae por debajo del 85 por ciento del voltaje clasi ficado para el motor. Todos los controladores listados tienen un medio para ajustar los voltajes de la transferencia. Inversion de Fase. Cuando ocurre una inversion de fase de la fuente normal, el conmutador debe iniciar una transferencia ala fuente de emergencia (simulando una faHa de energia de la fuente normal). Algunos diseiios usan los circuitos de inversion de fase normales del controlador en ellado de carga del conmu tador, mientras que otros usan dos detectores independientes para este propos ito. Voltaje y Frecuencia del Lado de Emergencia. El conmutador se inhibe para no realizar la transferencia solo hasta que el vol taje de salida del conjunto generador a1cance niveles apropiados
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de voltaje y frecuencia. Esto normalmente se supervisa en s610 una fase de la fuente alternativa para reducir costos. Algunas unidades usan un ajuste (mico para este proposito. Sensores de Voltaje de Tres Fases del Servicio Secundario (Lado de Emergencia). Si la unidad esta disefiada para una aplicacion de doble servicio, el sensor de voltaje/frecuencia de fase unica es reemplazado por una detecci6n de tres fases como la que se utiliza dellado de la fuente normal. Demora de la Senal de Inicio del Conjunto Generador (Transferencia). Normalmente se determina una demora ajusta blc por un par de segundos para prevenir un falso inicio del con junto generador con interrupciones de energia de corta duracion. Demora de Retransferencia. Otra demora ajustab1e es utilizada para demorar la retransterencia de la fuente de energia alterna tiva a la fuente normal basta que se estabiliza la fuente normaL (vea NFPA20 seccion 7-8.3.9.) Esto normalmente se determina para aproximadamente 30 min para evitar la transferencia de re greso a la fuente de normal mientras que aun experimenta cai das 0 paralizaciones 0 eventos de fase tmica, como normalmente ocurre durante una tormenta electrica. La demora de retransfe rencia tambien previene los problemas causados cuando el con junto generador funciona por un periodo corto de tiempo.
Componentes Estandar Compartimiento con Barrera 0 Separado. Es importante que las fallas que ocurran en el compartimiento dc la fuente normal no se puedan propagar hacia el interior del compartimiento de emergencia y viceversa. Esto es mas grave en los voltajes por encima de 240 YCA porque los arcos que se forman son mas di ficiles de extinguir y se producen mas gases ionizados. Ademas de ser altamente destructivos, estos gases ionizados son alta mente conductivos y son un medio de propagacion de fallas. Interruptor de Aislamiento de la Fuente de Emergencia. En estos controladores, el otro interruptor de aislamiento se conoce como el interruptor de aislamiento de la fuente normal. Este in terruptor de aislamiento dellado de emergencia debe estar equi pado con medios para prevenir el encendido del generador de la fuente alternativa de este controlador 8i el interruptor de aisla miento se encuentra abierto. Esto no previene el encendido del conjunto generador por otros medios. Este interruptor de aisla miento tambien debe estar supervisado local y remotamente. Esto normalmente se logra con multiples contactos del inte rruptor de mando electrico 0 del interruptor limitador acciona dos por el interruptor de aislamiento 0 su mecanismo. Transferencia Manual (Mecanica). Se debe proveer un medio para la operacion manual (no e16ctrica) segura del conmutador de energia. No es necesario que este medio manual se opere ex ternamente. En el momento, ninguna unidad listada es operable externamente. Por 10 tanto, las puertas del controlador deben estar abiertas para transferir el interruptor manualmente. Como la mayoda de los conmutadores estandares no estan clasifica dos para hacer los cambios mientras existe una carga, es im
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portante que sean desenergizados abriendo los dos interrupto res de aislamiento antes de tratar de hacer una transferencia ma nual. Tanto los interruptores de aislamiento normales como los de emergencia deben abrirse para desenergizar por completo las fuentes de energia antes de tratar de hacer una transferencia manuaL El hecho de no seguir el procedimiento establecido es un gran riesgo de seguridad, especialmente 8i esta involucrado un corto circuito. Botones. Los controladores de conmutador tienen un boton de prueba par aprobar 0 transferir el conmutador a la posicion de la fuente de emergencia (alternativa). Aunque no se requiere espe cificamente, la mayoria 0 todos los controladores listados tam bien tienen un boton de desvio para retransferir al conmutador de regreso a la posicion normal. Sin embargo, notese que para que esta retransferencia sea posible, la energia de la fuente nor mal debe ser adecuada en el momento. Este boton de desvio de riva el temporizador de demora de retransferencia, el cual, frecuentemente se fija para un tiempo aproximado de 30 min. Otros Elementos. Las luces de los controles (botones), las alar mas y los contactos de alarma remota requeridos estan cubier tos en la seccion sobre controladores.
Elementos Estandar Los elementos estandar principales han side discutidos en las secciones sobre equipos estandar 0 paramctros importantes y distintos. Estos incluyen los detectores de voltaje y de frecuen cia, la deteccion de la inversion de fase, las demoras de transfe rencia y de retransferencia y la senal de inicio del conjunto generador. Tambien se requiere un medio para prevenir corrien tes de entrada repentina mas altas de 10 normal cuando se hace la transferencia del motor de la bomba contra incendios de una fuente a otra. Estas son algunas corrientes de oscilacion mo mentanea (picos) que pueden ocurrir si un motor en funciona miento se transfiere a una fuente cuyo angulo de fase difiere significativamcnte con el del voltaje de fuerza electromotriz del motor. Este es el mismo fenomeno descrito en la seccion sobre controladores (en la parte sobre demora de reinicio y del encen dido de transicion abierta estrella-delta. El metoda habitual para prevenir dichas oscilaciones momentaneas de corriente es que el conmutador envie una senal al controlador para que pare el motor durante un par de segundos mientras que se inhibe la transferencia del conmutador. Esto se hace para dejar que pase una cantidad de tiempo suficiente para que el flujo inductor del motor caiga hasta un valor seguro (pequeno). Otro medio que puede ser utilizado es el denominado con mutador tipo neutral. En lugat de transferir de una fuente a otra inmediatamente, el conmutador tiene una posicion abierta en el medio (neutral) y se detiene ahf por un par de segundos. Al final de esta demora, el interruptor completa su recorrido hasta la otra fuente de energia. A veces se especifica un tercer metodo para estos controla dores con este mismo proposito. Es el denominado circuito de supervision en fase disponible a traves de los proveedores de conmutadores. Este esquema es altamente variable en las insta laciones de bombas contra incendios. No debe ser utilizado sin
uno de los otros esquemas para el control de oscilaciones mo mentaneas de corriente. Las variables se presentan por varios factores. La primera es la baja naturaleza de inercia de las bom bas centrffugas, 10 cual provoca una disminucion de velocidad muy n'ipida cuando se interrumpe la energia. La segunda varia ble es el hecho de que puede haber una diferencia permanente del angulo de fase entre las dos fuentes como por ejemplo con una doble utili dad, aunque la secuencia de la fase (en el sentido rotacional) puede ser correcta. Por ejemplo, se puede describir una fuente teniendo fases A-B-C mientras que otra puede ser B C-A 0 C-A-B. Estas dos ultimas fases estan a 1200 de distancia con respecto a la primera y entre sf. EI tercer factor es que la transferencia puede ser producida por una inversion de fase.
Otros Elementos de los Controladores Combinados Otro elemento estandar puede incluir un interruptor automatico de una fuente de emergencia. Como se dijo anteriormente, cuando la fuente alternativa (de emergencia) es una fuente con otra utilidad (es decir, una utilidad secundaria), el controlador debe tener un interruptor automatico secundario y otra protec cion de sobrecorriente producida por un rotor trabado iguales que en ellado de la fuente normal del controlador. Su interrup tor de aislamiento de emergencia debe cumplir con todos los re quisitos para los interruptores de aislamiento de la fuente normal. En ciertas instalaciones, la fuente aIternativa es una ge neracion en el sitio desde conjuntos generadores de gran tamafio tales como aquellos utilizados con las instalaciones tipo "distri buidoras de emergencia." Ademas, la distribucion de emergen cia puede ser alimentada normalmente por mas de una fuente a traves de uno 0 mas conmutadores, normalmente esta "caliente" (energizada), y generalmente es alimentada por una fuente del servicio de empresa publica durante la condicion normal 0 de es pera. Esta es otra razon para tener un interruptor automatico del lado de emergencia (secundario) en el controlador en estas ins talaciones, ya que esta fuente del servicio de empresa publica puede tener capacidad para altas corrientes de falla. En cualquier caso, la clasificacion (WIC) de corto circuito dellado de emer gencia del controlador debe ser adecuada para las fuentes con las que esta conectada 0 con las que podra ser conectada, particu larmente cuando una combinaci6n de conmutadores de sobre corriente pueden conectarse por ultimo con una fuente de energia del servicio de empresa pUblica.
Elementos No Obligatorios Algunas combinaciones de controladores con conmutador tie nen un enclavamiento entre el interruptor de aislamiento de la fuente normal y el interruptor de aislamiento dc la fuente de emergencia. Este enclavamiento evita que el interruptor dellado de la fuente de emergencia se cierre si el interruptor dellado de la fuente normal sigue abierto. Esto previene el encendido falso o inadvertido del generador por la falta de energia en el circuito de11ado de la fuente normaL De forma similar, el interruptor del lado normal no puede abrirse hasta que tambien se abre el inte rruptor de emergencia. EI cOlUllutador y el generador todavia
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Suministros de energfa y contro/adores para bombas contra incendios accionadas por motor
pueden ser ensayados en estos disenos abriendo el interruptor automatico dellado normal. Notese que algunos fabricantes ins talan contactos auxiliares para inhibir el encendido del genera dor si este interruptor automatico del nado normal esta disparado o abierto manualmente. Temporizador de "Exceso de Tiempo de Funcionamiento" (Enfriamiento) del Motor. Todos los controladores listados tie nen un temporizador de exceso de tiempo de funcionamientodel motor opcional 0 estandar. Este temporizador mantiene la senal de inicio del conjunto generador luego de que el conmutador se ha transferido nuevamente a la fuente normal. EI proposito es permitir que el motor se enfrie sin que se aplique ninguna carga a su generador, 10 cual, por 10 tanto, permite que el motor fun eione sin carga. EI temporizador generalmente se fija para fun cionar de lOa 30 min. Contactos de Perdida de Carga. Los contactos de perdida de carga son utilizados para enviar una senal a las otras cargas para que se desconecten del generador con el fin de proveer energia y corrientes suficientes para encender la bomba contra incen dios. Estos contactos normalmente se mantienen durante todo el tiempo que funciona la bomba contra incendios. En otros casos, los contactos sirven momentaneamente para descargar al con junto generador 10 suficiente para encender la bomba contra in cendios, pero luego permite que algunas cargas se reconecten con el mismo. Este esquema tambien puede inc1uir una demora para el encendido de la bomba de hasta lOs para permitir que las cargas de perdida se desconecten. Clasificaciones Mayores de WIC. Todos los controladores se encuentran disponibles con mayo res clasificaciones de resisten cia en ellado de la fuente de emergencia al igual que en ellado de la fuente nonnai. Interruptor Automatico del Lado de Emergencia. Atin euando no es obligato rio , esta opcion provee una mejor protee cion para el motor de la bomba contra incendios. Tambien puede serutilizado en conjunto conmayores c1asificaciones de WIC en lado de la fuente de cmergencia, particularmente euando son uti lizados con generadores de capacidad superior 0 en sistemas dis tribuidores de emergencia de alta capacidad. Otras Opciones y Modificaciones. Varias otras opciones se en cuentran disponibles a traves de los muchos fabricantes de con troladores listados. Los conmutadores de tamano mas grande a veces son solicitados para lograr una confiabilidad superior y/o c1asificaciones mayores de WIC. A veces se especifica y se pro veen conmutadores de un fabricante especifico. Esto a veces se hace para lograr una coordinacion con los otros conmutadores utilizados en una instalaci6n 0 edificio. Ademas, algunos con mutadores estan provistos de puertos de comunicacion para per mitir la comunicacion de 1a informacion acerca del estado con los llamados sistemas de automatizacion de edificios, sistcmas de telemetria 0 sistemas de supervision remota y registro de alar mas. Tambien se encuentran disponib1es contactos de alarma y senal y/o luces de alarma no estandares.
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UNIDADES INDIVIDUALES DE
CONMUTADORES DE ENERGIA Y
CONTROLADORES DE BOMBAS
CONTRA INCENDIOS
Las unidades individuales de conmutadores de energia y con troladores de bombas contra incendios consisten en un contro lador de bomba contra incendios (sin conmutador) de fuente unica y un conmutador de energia de la bomba contra incendios. Como se discute anteriormente, tanto el conmutador como el controlador de la bomba contra ineendios deben estar listados para e1 servicio de proteccion contra incendios. Notese que no todos los equipos industriales de controllistados por UL son equipos listados para bombas contra incendios. Lo mismo es cierto para los conmutadores. Una gran parte de esta seccion sobre controladores combi nados tambien aplica para estos conmutadores independientes. Esta secci6n explicara los requisitos diferentes y/o adicionales para las insta1aciones que utilizan conmutadores independientes.
Ubicaci6n La energfa de transferencia hacia el controlador de la bomba contra incendios entre el suministro normal y el suministro al ternativo ocurre dentro de la sala de bombas. Par 10 tanto, el eon mutador de la bomba contra incendios debe estar instalado en la misma sala de bombas 0 caseta de bombas donde se encuentra el controlador de bomba contra incendios con el que esta co nectado.
Cantidad de Interruptores Requeridos Si se requiere energia altemativa para una 0 mas bombas contra incendios, cada controlador de bomba contra incendios requiere su propio conmutador. Mas de una bomba contra incendios (controlador) no puede ser alimentada por un solo conmutador.
Coordinaci6n de las Clasificaciones de Tolerancia (Corriente de Corto Circuito) Las mismas consideraciones acerca de las e1asificaciones de WIC (corto circuito) para el conmutador combinado tambien aplican para el comnutador independiente. Aqui, sin embargo, ni el fabricante del controlador ni el conmutador proporeiona la co ordinaci6n necesaria. La NFPA 20 requiere un interruptor de aislamiento, 0 una desconexion del servicio, cuando se requieren, delante de las ter minales de cntrada normal del conmutador. Esto es el caso para cualquier conmutador a menos que se proporcione al disposi tivo de servieio, normalmente un interruptor automatico, una parte del conmutador y el conmutador esre c1asificado, listado y etiquetado como equipo de entrada de servicio. Si no existe un intemlptor automatico, se debe pro veer un dispositivo de sobre corriente. Este debe eumplir, entre otras cosas, con la regIa del 600 por ciento que requiere que cualquier dispositivo de protec cion de sobrecorriente este seleccionado 0 fijado para cargar in
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Supresion a base de agua
definidamente la suma de la corriente del rotor trabado de la bomba contra incendios mas cualquier carga conectada adicio nal. Esta es una limitacion muy importante para la clasificacion WIC del conmutador ya que su tamafio no debe exceder la cali ficacion del tamafio maximo del dispositivo de contracorriente de la clasificacion WIC del conmutador. En el caso de los conmutadores independientes, esta clasi ficacion aplica para los dos lados que entran, el normal y el de emergencia, a menos que se proporcionen interruptores auto maticos como parte del conmutador. Como resultado, la coordi nacion puede estar faltando 0 ser incorrecta. Esto origina una situacion peligrosa y no confiable. Para mas especificaciones, vease la NFPA20 y la NFPA 70. El conmutador debe tener un tamafio del 115 por ciento de la corriente de ACC del motor. Sin embargo, sera muy posible que el conmutador tenga que ser mas grande para cumplir con la clasificacion de tamafio maximo del interruptor automatico (0 fusible) de sobrecorriente. La situacion se complica mas por los fabricantes de los con mutadores listados que normalmente tienen dos 0 tres diferen tes tablas de clasificacion de sobrecorriente WIC. Lo mas comun es que (1) la clasificacion de cualquier interruptor 0 de cualquier caja moldeada, (2) las clasificaciones del interruptor especifico o del interruptor coordinado y (3) la categoria del fusible, la cual es normalmente de un tipo de fusible en particular.
Coordinacion de la Interrupcion de la Inversion de Fase Se requiere que el conmutador se cambie a energia de emergen cia tuando se invierte la energia de la fuente normal. Estos cir cuitos de deteccion de la inversion de fase deben estar incluidos como parte del conmutador. Se pueden necesitar dos circuitos de estos 0 de 10 contrario, uno de estos circuitos debe estar dellado de carga del conmutador.
Coordinacion del Interruptor de Aislamiento de la Fuente Alternativa. Cuando la fuente de energia altemativa es una uti lidad secundaria, se requiere otro dispositivo de servicio de con tracorriente y de sobrecorriente como aquel descrito anteriormente y tambien debe cumplir con las reglas de capaci dad del 600 por ciento. De 10 contrario, para las instalaciones mas comunes de fuente de energia altemativa para el conjunto generador, se requiere un interruptor de aislamiento dellado de emergencia. Nuevamente, debido al costo, dicho interruptor no es un equipo estandar para todos los conmutadores de bombas contra incendios. Se puede pedir como una opcion con el inte rruptor 0 bien, comprarse e instalarse independientemente. En cualquier caso, el interruptor debe cumplir con los siguientes re quisitos: • Debe poderse trabar en la posicion de "Encendido." No tese, incidentalmente, que todos los interruptores encerra dos de aislamiento 0 de seguridad pueden trabarse en posicion de "Apagado," pero no todos son capaces de tra barse en la posicion de "Encendido."
• En el exterior de este interruptor se debe fijar una placa con letras grandes [25,4 mm (1,0 pulg)] que diga "Interruptor de Aislamiento de la Bomba contra Incendios." • Se debe instalar otra placa en la sala de bombas "adyacente al controlador de la bomba contra incendios," indicando la ubicacion de este interruptor y la ubicacion de la Have para destrabarlo. • El interruptor de aislamiento debe estar supervisado para indicar cuando no esta cerrado. En la norma, existen cuatro metodos permitidos y listados. • La supervision debe accionar una sefial audible y visual (luz de alarma) en el conmutador y tambien en un punto re moto cuando sea requerido. • Los contactos que se enclavan con el motor del conmutador inician los contactos para evitar el envio de sefiales para el encendido del generador si este interruptor de aislamiento esta abierto.
Circuitos de Alarma El conmutador normalmente tendra al menos un conjunto de contactos de alarma remota indicadores de posicion como es tandar. Podra 0 no tener las lamparas indicadoras de posicion como estandar (la mayoria las tendran). Es muy posible que no tenga la lampara de alarma y los contactos del interruptor de ais lamiento a menos que se pida con un interruptor de aislamiento como parte del conmutador.
Anulacion del Circuito de Encendido del Generador El conmutador normalmente tendra contactos de encendido del motor como equipo estandar. Sin embargo, normalmente no ten dr:i el medio de anulacion (cierre electrico) del encendido del motor a menos que se pida como opcion del interruptor de ais lamiento. Esto sirve para evitar el encendido indeseado y/o ines perado del conjunto generador a traves de este interruptor automatico cuando se abre el interruptor de aislamiento (donde quiera que se encuentre). Notese, sin embargo, que los otros in terruptores automaticos pueden encender el conjunto generador, y 10 haran.
Corrientes de Entrada Repentina Mas Altas de 10 Normal Se debe proveer un medio para prevenir las corrientes de en trada repentina mas altas de 10 normal cuando se hace la trans ferencia del motor de la bomba contra incendios de una fuente a otra. De acuerdo con 10 discutido en la seccion acerca de uni dades combinadas, en la actualidad, existen tres metodos para este proposito. El metodo de paralizacion momentanea del motor requiere la existencia de circuitos de sefializacion (con tactos) instalados desde el conmutador hasta el controlador de la bomba contra incendios, equipados apropiadamente, para para lizar momentaneamente al motor de la bomba contra incendios.
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Suministras de energfa y contra/adores para bombas contra incendios accionadas por motor
Lista de Control
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dencia a ser no confiables e inseguras desde un punto de vista de riesgo para el personal y de incendio.
Todos los siguientes puntos deben ser verificados para cada ins talacion. Normalmente esUm provistas de 10 siguiente:
BIBLIOGRAFIA EI cerramiento NEMA 2 como minimo. EI medio de transferencia manual (mecanico). Los tres detectores de voltaje dellado normal. El detector de voltaje y frecuencia de fase (mica dellado al ternativo (para las aplicaciones de conjunto generador). • El medio de transferencia manual (mecanico). • Las dos lamparas indicadoras de posicion. • El temporizador de la demora de encendido del motor y el temporizador de la demora de retransferencia. • El interruptor (boton) de prueba (de transferencia). • • • •
Los siguientes no pueden proveerse como equipos estandar: • Deteccion de voltaje de tres fases del lado de la fuente al ternativa para los trabajos de utilidad doble (secundaria). • Los fusibles 0 el interruptor de desconexion y de protec cion contra sobrecorriente dellado del servicio normal. • Un segundo dispositivo de entrada del servicio para los tra bajos de utilidad doble. • El interruptor de aislamiento requerido de emergencia, el cual se puede trabar en la posicion de "Encendido". • Tiene una placa externa en el interruptor de aislamiento de la bomba contra incendios. • Tiene una placa allado del controlador indicando la ubica cion de este interruptor de aislamiento. o Esta provisto de supervision para el interruptor de aisla miento a traves de uno de los cuatro medios mencionados. • Esta provisto de contactos para enc1avarse con los contac tos de encendido del motor. • Alarma audible y visible para indicar que el intemlptor de aislarniento se encuentra abierto. o Contactos del interruptor de aislamiento para una alarma remota. • Medios para evitar las corrientes de entrada repentina del motor mas altas de 10 normal. o Deteccion de la inversion de fase y circuitos de transferen cia. o Aunque no se requiere, el interruptor de derivacion puede o puede no ser un equipo estandar. Finalrnente, la coordinacion de las c1asificaciones de tole rancia de corto circuito dellado de la fuente normal y del lade de la fuente alternativa debe ser desempefiada por alguna per sona. Esta coordinaeion debe inc1uir (1) cualquier dispositivo de proteccion de contracorriente, (2) el conmutador, (3) el contro lador de la bomba contra incendios y (4) la corriente de corto cir cuito disponible del circuito de energia. Desafortunadamente, la descoordinacion puede no ser descubierta hasta ser vista durante una inspeccion; peor atm, es posible que ni siquiera en ese mo mento, se descubra la descoordinacion. Las instalaciones que no estan coordinadas para los factores de tolerancia tienen mas ten
Referencias Earley, M. w., Sheehan, J. V., and Caloggero, J. M., eds., National Electrical Code Handbook, 8th ed., National Fire Protection As sociation, Quincy, MA. FM 132111323, Approval Standardfor Fire Pump Controllers for Electric Motor Driven and Diesel Engine Driven Fire Pumps, Factory Mutual Research, Norwood, MA, 1992. FM 1333, Approval Standardfor Diesel Engine Fire Pump Drivers. Factory Mutual Research, Norwood, MA, 1982. Problems and Solutions, Part I through Harvey, B. M., "Fire Part 5," Sprinkler Age, May I 999-Feb. 2000. Puchovsky, M. T., and Isman, K. L eds., Fire Pump Handbook, Na tional Fire Protection Association, Quincy, MA, 1998. Puchovsky, M. T., and Isman, K. I., eds., Pumps for Fire Protection, National Fire ProtectIOn Association, Quincy, MA, 2002. UL 50, Enclosures for Electrical Equipment, Underwriters Laborato ries, Inc., Northbrook, IL, 1995. UL 218, Fire Pump Controllers, Underwriters Laboratories, Inc., Northbrook, IL, 200l. UL 218A, Battery ContaclOrsfor Use in Diesel Engines Driving Cen trifugal Fire Pumps. Underwriters Laboratories, Inc., North brook, IL, 1994. UL 347, High Voltage Industrial Control Equipment, Underwriters Laboratories, Inc., Northbrook, IL, 1993. UL 508, Industrial Control Equipment. Underwriters Laboratories, Inc., Northbrook, IL, 1999. UL 1004A, Fire Pump Motors, Underwriters Laboratories, Inc., Northbrook, IL, 2001. UL 1247, Diesel Engines for Driving Centrifugal Fire Pumps. Under writers Laboratories, Inc., Northbrook, IL, 1995.
Codigos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, normas y pr:kticas recomendadas de la NFPA suministrara infonnacion adicional sobre los rociadores au tomaticos discutidos en este capitulo. (Consulte la ultima version del Catiilogo de la NFPA para ver la disponibilidad de las ultimas ediciones de los siguientes documentos.) NFPA 13, Standardfor thE Installation ofSprinkler Systems NFPA 13D, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems in One and Two-Family Dwtdlings and Manufactured Homes NFPA l3E, Guide for Fire Department OperatiOns in Properties Pro tected by Sprinkler and Standpipe Systems NFPA 13R, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems in Resi dentialOccupancies up to and Including Four Stories in Height NFPA 14, Standardfor the Installation ofStandpipe and Hose Systems NFPA 15, Standardfor Water Spray Fixed Systems for Fire Protection NFPA 20, Standardfor the Installation ofCentrifugal Fire Pumps NFPA 22, Standardfor Water Tanks for Private Fire Protection NFPA 24, Standardfor th" Installation ofPrivate Fire Service Mains and Their Appurtenances NFPA 25, Standardfor th" Inspection, Testing. and Maintenance of Water-Based Fire Protection Systems NFPA 31, Standardfor tlU' Installation ofOil-Burning Equipment NFPA 37, Standardfor the Installation and Use ofStationary Com bustion Engines and Gas Turbines NFPA 70, National Electrical Code® NFPA 72®, National Fire Alarm Code® NFPA 110, Standardfor Emergency and Standby Power System
Russell P. Fleming
a mayoria de los sistemas de rociadores automaticos estan diseflados de manera que cada rociador individual pueda reaccionar ante el calor de un incendio, funcio nando para distribuir agua sobre la fuente de ese calor. La natu raleza compleja de la interacci6n del fuego y los rociadores ha evitado hist6ricamente un enfoque analitico del diseno de los sistemas de rociadores, pero en la actualidad existe un aprecio creciente por la medici6n de las caracteristicas de desempeno de los rociadores y por el uso de aquellas caracteristicas en com binaciones nuevas con el fin de lograr algunas metas especificas de protecci6n contra incendios. Las caracteristicas incluyen la respuesta termica, la distribuci6n de agua y la supresi6n y capa cidad de control del fuego. Este capitulo discute las caracterfsticas de respuesta, distri buci6n y de extinci6n del fuego de los sistemas de rociadores au tomaticos y los mecanismos por los cuales se cree que aquellas caracteristicas funcionan en conjunto para obtener un desem peno exitoso del sistema de rociadores.
L
RESPUESTA TERMICA
DE LOS ROCIADORES
Aunque es posible equiparar a los sistemas de rociadores con sistemas elaborados de detecci6n hechos para reconocer otros productos 0 comportamientos del fuego, 10 que sirve como la base para la respuesta del sistema de rociadores es la detecci6n de calor. Por 10 tanto, una compresi6n basica de la produccion y del movimiento del calor en un incendio es un primer paso im portante en el analisis de la forma en que funcionan los sistemas de rociadores contra incendios.
micos. Sin embargo, los fuegos de brasa generalmente desarro llan una etapa con llamas antes de producir condiciones que ya no se puedan combatlr en el cuarto del incendio. En cuanto el fuego alcanza la etapa con llamas, la tasa de liberad6n de calor del fuego crecera en una forma relacionada con la naturaleza del combustible y su disposici6n, las condiciones de ventilaci6n y otros factores. El calor es Iiberado desde un incendio de varias formas: la radiaci6n, la conducci6n y la convecci6n. Se ha determinado que la transferencia de calor por convecci6n es muy importante en la activaci6n de los rociadores. 1 La transferencia de calor por convecci6n involucra la transferencia de calor a traves de un medio en circulaci6n, el cual, en el caso de los rociadores con tra incendios, es el aire en el cuarto. El aire calentado por el in cendio sube en un penacho, invadiendo el resto del aire del cuarto a medida que sube. Cuando el penacho llega al techo, normalmente se divide para producir chorros de gas que alcan zan el cielo raso (Figura 8.9.1). El espesor de este chorro que al canza el cielo raso mide aproximadamente de un 5 a un 12 por dento de la altura del techo por encima de la fuente del fuego, con la temperatura y velocidad maximas ocurriendo al 1 por ciento de la distancla desde el techo hasta la fuente del fuego. 2 Los elementos detectores de calor de los rociadores dentro de los lfmites de este chorro que alcanza el cielo raso son entonces ca lentados por la conduccion del calor del aire.
Flujo de Calor por Convecci6n en los Incendios Ya que la combustion es un proceso exotermico, el quemado de combustibles produce calor. Incluso el fuego de brasa produce calor, aunque el nivel de calor puede ser 10 suficientemente bajo como para ser inefectivo en la activacion de los detectores terRussell P. Fleming, P.E., es el vicepresidente de ingenieria para la National Fire Protection Association, Inc., Patterson, Nueva York. Ha servido en mas de una docena de diferentes Comites Tecnicos de la NFPA, incluyendo el Comite de Correlaci6n Tecnica sobre Rociadores AutOlruiticos.
FIGURA 8.9.1 fnteraccion entre el penacho y el cie/o raso
8-149
8-150
SECCION 8
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Supresion a base de agua
Cuantificando la Sensibilidad de los Rociadores Se ha hecho un esfuerzo tremendo en los Ultimos afios para cuantificar la sensibilidad termica de los rociadores y de otros detectores accionados por calor. Este esfuerzo se ha logrado ha ciendo posible el uso de metodos analiticos para predecir el tiempo de respuesta de los rociadores. Se han empezado a utilizar varios terminos como parte de este proceso. Uno es la constante de tiempo (tau), la cual es una medida de la sensibiIidad termica de un cuerpo y se define como: me
donde m = mas a del cuerpo c = calor especifico del cuerpo he = coeficiente de transferencia de calor por conveeei6n a = area del cuerpo expuesto a la corriente de gas
La constante del tiempo tiene unidades de segundos pero no puede ser determinada facilmente para ninglin cuerpo especifico debido a las dificultades para la estimaci6n del coeficiente de transferencia de calor por conveccion. Este termino varia con la velocidad de los gases que pasan por el cuerpo. Como resultado, la constante del tiempo se mide utilizando un aparato de prueba de inmersion, desarrollado primero para el uso con rociadores en 1976. 3 Este aparato generalmente consiste en un homo de aire en circulacion con una temperatura y velocidad conocidas (Figura 8.9.2). La temperatura del aire se establece bien por encima de la temperatura nominal de funcionamiento del rociador. En el tiempo t = 0, un rociador es "inmerso" dentro del aire calentado. La cantidad de tiempo que Ie toma al rociador para funcionar se registra y se presume ser el tiempo necesario para que el meca nismo de funcionamiento del rociador se mueva desde la tempe ratura ambiente hasta la temperatura nominal de funcionamiento. El uso de la prueba de inmersi6n permite la determinaci6n de la constante del tiempo, ya que proporciona dos puntos de
Pleno de calor
Tubo de mezclado
Rociador de prueba
datos con respecto a la sensibilidad de un rociador. Se sabe que el rociador estaba a temperatura ambiente, TO' a t 0, Y se sabe que el rociador alcanz6 su temperatura nominal de funciona miento, en el tiempo t = tact' el tiempo de activaci6n del ro ciador.. De aeuerdo con la forma de la curva que se conoee con la que un cuerpo recibe 0 pierde calor con respecto a su medio ambiente, la constante del tiempo puede ser determinada. Bajo las condiciones de la prueba de inmersion, involucrando una temperatura ambiental constante, la constante del tiempo es efectivamente la cantidad de tiempo que se necesitaria para que el cuerpo se mueva un 62,8 por ciento del camino hasta la tem peratura de su medio ambiente ealentado (Figura 8.9.3). En un ambiente en el cualla temperatura aumenta eonstantemente, la constante del tiempo es la cantidad de tiempo que el euerpo se retrasa detnis de su medio ambiente luego de periodo ini cial de tiempo igual a aproximadamente cuatro veces la cons tante del tiempo (Figura 8.9.4). Debido al hecho de que la eonstante del tiempo varia con la velocidad con que se mide, este no es un termino particular mente uti!. Por 10 tanto, los investigadores de la Factory Mutual Research Corporation (FMRC) desarrollaron un termino nuevo, "indice de tiempo de respuesta" (ITR), como una medida de la sensibilidad de los rociadores independiente de la velocidad. 4 La FMRC observ6 que el coeficiente de transfcrencia de calor por convecci6n de los cuerpos en corrientes cruzadas era apro ximadamente proporcional a la raiz cuadrada de la velocidad de estas corrientes. Esto signific6 que la constante del tiempo es aproximadamente proporcional a la inversa de la raiz cuadrada
Tgas
Tgasr-----------------------~~------
Temp
-------_/ /1
0,63 (Tgas - T"mbienta')
/'
1 1
/
TL
-7"1
-
----Trociador
:
/:
:
Tambienlal~--__:I_:_--_:I_:_------------------o 'tael 't Tiempo
FIGURA 8.9.3 Representacion de la constante del tiempo para una condicion en que fa temperatura aumenta constantemente
Filtros
Temp /
/
/ / /' Trociador
/
/
/'
't~
FIGURA 8.9.2 Aparato de prueba de inmersion para rociadores
/
/'
--==.:=-_-____________________________
Tambien/aJ ~_ _
o
/
Tiempo
FIGURA 8.9.4 Representacion de la constante del tiempo para una condicion en que la temperatura aumenta constantemente
CAPiTULO 9
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Principios del desempeno de los rociadores automaticos de incendio
de la velocidad de la corriente. Multiphcando la con stante del tiempo por la raiz cuadrada de su velocidad correspondiente, la FMRC pudo eliminar los efectos de la dependencia del coefi ciente de transferencia de calor por convecci6n en la velocidad de la corriente: ITR =TU'h
una constante
Se debe tener en cuenta que, dependiendo de las unidades de velocidad utilizadas, las unidades reales de ITR son m'h s'h 0 . Los valores habituales en los Estados Unidos para el ITR son 1,81 veces los valores del ITR metrico equivalente. La determinaci6n en laboratorio de los ITRs de varios dis positivos ha permitido el desarrollo de programas de computa dora que pronostican el tiempo de funcionamiento de los detectores de calor y de los rociadores de acuerdo con la histo ria de liberaci6n de calor de un incendio en conjunto con la al tura del techo y la distancia radial del detector 0 rociador desde el fuego. 5 Estos programas deben ser utilizados con mucho cui dado, ya que s610 representan una correlaci6n aproximada con las condiciones reales. Tambien se debe tener en cuenta que no son apropiados para usarse con los rociadores luego del inicio de la descarga de agua. Los modelos de sensibilidad de los rociadores reciente mente han sido modificados teniendo en cuenta las perdidas por conducci6n desde el mecanismo de operacion del rociador hasta la estructura del IOciador, los accesorios y el agua en la tuberia adyacente. Estas nuevas complejidades no se tienen en cuenta en los modelos originales por computadora. La importancia de las perdidas por conduccion fue estable cida el trabajo de pruebas industriales de IOciadores en 1986 comparando varios rociadores. 6 Estas pruebas indicaron que el aparente ITR de algunos rociadores aumentaba a velocidades bajas, particularmente para los IOciadores con alta conduetivi dad entre el mecanismo de operacion del rociador y el cuerpo del IOciador. Por ejempl0, la Figura 8.9.5 muestra los indices de tiempo de respuesta como una funci6n de la velocidad. En la Fi gura 8.9.5, los rociadores D-P y D-S representan modelos espe cificos de IOciadores colgantes y de pared lateral, y FR representa a un modelo especifico de rociador de respuesta ni pida con brazos estructurales convencionales. Aunque puede parecer mejor hallar el control del efecto de conduccion con el fin de mantener un ITR constante, las prue bas tambien demostraron que el fenomeno puede ayudar a pre venir el exceso de activaciones de los rociadores, ya que las velocidades tienden a disminuir con la distancia desde el fucgo. Siguiendo aqucllas pruebas, los investigadores de la FMRC revisaron el modelo de respuesta termica original y el concepto del ITR y la prueba de inmersion utilizada para medir el ITR. Luego introdujeron un modelo que incorporaba un factor de per dida de calor por conduccion. 7 La prueba adicional utilizando el aparato de prueba de in mersion produce un valor para C, el factor de conductividad. Con el fin de utilizar modelos por computador para estimar el tiempo de activaei6n de los IOciadores, un valor del "ITR vir tual" puede ser calculado como: RTI
,.
=
RTI 1+Clu 1l2
8-151
El ITR virtual puede ser utilizado exitosamente cuando sea que la veloeidad del gas es constante 0 no cambia rapidamente con el tiell1po. A exeepcion de algunas fluctnaeiones tnrbulentas pe queiias, este es el caso normal en sitnaeiones de incendios reales. EI modelo revisado asume que el accesorio del roeiador esta eseneialmente a temperatura ambiente y que la tasa de perdida de calor por conducci6n es proporcional a la elevacion de la tempe ratura del elcmento de operacion del rociador. Los programas ex perimentales han demostrado la precision del modelo revisado.
CARACTERISTICAS DE LA
DISTRIBUCION DE AGUA Y DEL
ENFRIAMIENTO POR PULVERIZACION
DE LOS ROCIADORES
Desde un punto de vista de ingenieria de disefio, se puede lograr muy poco con respecto a los patrones de pulverizacion espeei fieos producidos por los rociadores. El patr6n de distribuei6n para la mayoda de los tipos de roeiadores es probado t'miea mente para el cubrimiento total bajo condiciones geometric as especificas. En el momento, no cxiste ningun metodo para pIO nosticar la cantidad real de agua que sera suministrada a una uni dad especifica de area del pi so bajo en las condiciones de un ineendio real, especialmente porque los patrones de la pulveri zaeion varian segUn las presiones de descarga de agua. La Figura 8.9.6 demuestra la variabilidad del patron de pul verizacion de un roeiador de pulverizacion colgante normal con un coeficiente nominal de orifieio de K = 5,6 (Km = 80) euando se descarga en condiciones sin ineendio a presiones seleeeiona das. Una presion de fundonamiento de 0,5 bar (7 psi) es consi
3oor-------------------------,
200
'@ :::; fir (i) ~ 150
u
8.
E (i)
~ 100 -0
1:l
]
50
°0~---72----~4~---6~--~8----710 Velocidad del gas (pie/s)
FIGURA 8.9.5 indices del tiempo de respuesta como funci6n de fa velocidad. (Fuente: Grinnel Fire Protection System Co.)
~----
- -...
........
8-152
SECCION 8
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Supresion a base de agua
derada como la presi6n minima por la NFPA 13, Norma sobre la Instalacion de Sistemas de Rociadores Automaticos (de aqui en adelante nombrada como NFPA 13). A esa presion minima, la extension del patr6n de pulverizaci6n se aproxima a la del es paciamiento de riesgo Iigero maximo permitido por la NFPA 13, cuando el rociador esta ubicado a 2,4 m (8 pies) pOI encima del piso. El patron dc pulvcrizaci6n se agranda a medida que se au menta la presion de funcionamiento hasta aproximadamente 4,8 bar (70 psi), luego empieza a contraerse en presiones superiores, tomando una forma mas eliptica en el extremo superior del rango de presi6n permitido. Dentro del espacio del area que se moja, las tasas de aplicacion de agua valian considerablemente, tanto que el concepto sobre una densidad promedio sobre el area de cubrimiento de un rociador proporciona solo la aproximacion mas basica de la cantidad de agua que realmente podrfa estar al canzando una unidad particular de area del piso. Se han realizado algunos estudios sobre el tamafio y el mo vimiento individual de las gotas. Para los rociadores similares geometricamente, se ha encontrado que el diametro medio de una gota en la pulverizaci6n del rociador es inversamente pro porcional a la potencia de un tercio de la presion del agua y di rectamente proporcional a la potencia de dos tercios del diametro del orificio del rociador8, de manera que:
donde
dm diarrietro medio de la gota
D = diametro del orificio
p=presion
Q tasa del caudal de agua
EI area de superficie total de la gota es proporcional a la tasa de descarga de agua total, dividido por el diametro medio de la gota
Donde = area de superficie total de la gota Combinando estas relaciones, se puede vcr que:
Se puede esperar que la tasa de absorcion de calor de la pul verizacion de un rociador dependa del area de superficie total de las gotas de agua, As, Y que la temperatura de la capa de gas en el cicio raso exceda la temperatura de las gotas. La capacidad de enfriamiento total de un rociador tambien depende de la pro fundidad de las llamas que alcanzan el cielo raso 0 de la capa de humo por las quc pasan las gotas de agua.
INTERACCION DE LA DISTRIBUCION DE LOS ROCIADORES Y EL COMBUSTIBLE QUE ARDE Los rociadores pueden scr efectivos contra los incendios en mu chas fomlas. Uno de los mas eficientes, en cuanto al uso de agua, es simplemente a traves de los efectos de enfriamiento provocados por la pulverizacion de agua. La produccion de una niebla de fmas gotas de agua puede provocar un enfriamiento significativo, e1 cual reduce la retroalimentacion de irradiacion del incendio por debajo que se necesita para mantener la com bustion. Ademas, la evaporaci6n de las gotas de agua puede pro ducir vapor con un volumen superior a 1700 veces el volumen del agua y puede privar al fuego de su necesidad de oxigeno. Esta combinacion de "enfiiamiento por pulvcrizacion" y "sofo cacion," aunque es eficiente, tiene sus limitaeiones. General mente funciona bien cuando el fuego esta contenido en el . interior de un cerramiento sin ventilaci6n. 9 La mayor eficiencia ocurre en los cerramientos mas peque
f
1-- I ,- I I I I
5,5 m (18
""')l
---- I -..=-1--""-::":-1
ITI 1
1 I
-I---l--i--+----,r-+--+
'
c
3,7
m
(12 pies)
I I I
w=
p= 70 psi (4.8 bar) Q = 47 gpm (178 Umin) A = 49 m2 (530 pies2) 3,7 mm/min (0.09 gpmlpies2 )
~
u.
p= 175 psi (12 bar)
Q= 74 gpm (280 Llmin)
A 16 m2 (170 pies2)
18 mm/min (0,44 gpm/pies2)
w=
w=
Notas: 1. EI rociador esta instalado a 2,4 m (8 pies) por encima del piso. 2. EI cuadro mas pequeno con lineas intermitentes indica el area tributaria del rociador con el maximo espaciamiento uniforme para riesgo ordinario segun la NFPA 13.
FIGURA 8.9.6 Patron de pulverizacion (aJ nivel del piso) versus fa presion de descarga
~
~
L __ _
Areamojada (tip.) p= 7 psi (0.5 bar)
Q =15 gpm (57 Llmin)
A 24 m2 (254 pies2 )
2,5 mmlmin (0.06 gpm/pies2 )
j'§
Leyenda: p presi6n Q =flujo A = area vir densidad media sobre el area moj,
CAPiTULO 9
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Principios del desempeno de los rociadores automaticos de incendio
nos, ya que casi todas las gotas de agua pueden ser evaporadas por el contacto con las superficies del cerramiento, aumentando as! la sofocacion. 1O En 1995, Nash y Rasbash lO revisaron pruebas extensas de extincion manual con agua de cuartos con incendios completa mente desarrollados y sugirieron que existe una "tasa critica" mi nima de aplicacion de agua por debajo de la cual no se puede extinguir el fuego. Con una tasa aumentada de aplicacion de agua por encima de la tasa critica, el tiempo necesario para controlar o extinguir el incendio caer nipidamente. Con mayores incre mentos en la tasa de aplicacion de agua, el tiempo para extinguir disminuye milS lentamente (Figura 8.9.7).10 En las mejores con diciones posibles, los incendios en cuartos modelo puede extin guirse con chorros de aproximadamente 4,5 Ll28,4 m 3 [1 gal (imperial) por 1000 pies 3] de volumen del cuarto. Se descubrio que una chorro fijo de un rociador con un mediano grado de ven tilaci6n puede extinguir el fuego aproximadamente con 9 Ll28 m 3 [2 gal (imperiales) por 1000 pies3] de volumen del cuarto. Por supuesto, se espera que los rociadores automaticos fun cionen antes de que se involucre todo el cuarto. Hasta cierto grado, esto hace que su trabajo sea mas dificil, ya que el chorro del rociador no se evapora facilmente para convertirse en vapor. En un area grande, abierta 0 con buena ventilaci6n, un incen dio muy fuerte puede crear corrientes hacia arriba que arrastran las pequefias gotas, haciendolas inefectivas. Por esta raWn, el diseno tradicional de los sistemas de rociadores esm basado en la idea de distribuir una variedad de tamaiios de gotas sobre un area de com bustible que arde para mantener temperaturas relativamente bajas en el cielo raso mientras se controla 0 se extingue el incendio.
CONTROL DEL INCENDIO
MEDIANTE ROCIADORES
El metodo tradicional con el que los sistemas de rociadores con 30
25
'~:~~~a 20
I
o
~ 15
8-153
trolan incendios en este momenta se conoce como el enfoque de "control del incendio." Este metodo anticipa que cierta cantidad de rociadores se abriran rodeando el area del incendio. Aunque es posible que los rociadores imnediatamente sobre el fuego no puedan extinguir el fuego realmente, funcionan junto con los otros rociadores para enfriar la atmosfera y evitar se activen los rociadores por fuera de la vecindad imnediata. Micntras tanto, se puede esperar que los rociadores abiertos por fuera del area in mediata del incendio mojen los materiales combustibles adya centes, ayudando a pre"enir la propagacion del fuego. La Figura 8.9.8 represcnta la condici6n de control del in cendio que puede ser lograda mediante los rociadorcs. En esta condici6n estable, existen dos compensaciones de energia inde pendientes que deben actuar. En el nivel del combustible, el agua que alcanza al fuego debe ser capaz de rcducir la tasa de combustion hasta el punto en que, en combinacion con la humi dificacion de los materiales combustibles adyacentcs que ha ocurrido, e] fuego no se propagara hasta esos materiales com bustibles adicionales. Simultaneamentc, en el nivel del cielo raso, el cfecto de enfriamiento del chorro de agua de los rocia dores abiertos debe ser ~uficiente para absorber el calor del pe nacho de fuego para prevenir que otros rociadores adicionales funcionen y para mantener las temperaturas por debajo de aque llas que provocarian daiios estructuralcs dcl cdificio. En la condicion de control del incendio, el area sobre la cual los rociadores se abren generalmente cxcede el area maxima del incendio. EI apendice de la NFPA 13 proporciona ejemplos co munes de los tamafios relativos de las areas daiiadas de la prueba y las areas donde funcionan los rociadores (Tabla 8.9.1). Con los rociadores funcionando en el modo de control del incendio, el paquete central de combustible es eventualmente anulado, y se logra la extinci6n del fuego. Para el control de in cendios mediante rociadores, la tasa de liberacion de calor del fuego a traves del ticmpo puede ser caracterizado, segun 10 in dicado en la Figura 8.9.9. Se han realizado varios estudios acerca de la tasa de apli caci6n de agua nccesaria para controlar los incendios en areas completamente ventiladas, sobre superficies sencillas al igual que en disposiciones complcjas de combustible. Aparentemente, la tasa erftica para la madera esta entre los 0,09 y 0,18 mm1min (0,0044 gpmJpie2 , aumentando hasta un grade con preque madoY Para algunas superficies de plastico, parcce que la tasa critica esta dentro del rango dc 0,82 y 2,67 mmimin (0,02 a 0,065 gpmJpie2 , superior con radiaci6n cxterna. 12 Estos valores son por unidad de area de superficie que arde, no area dc pi so, y
i
F
\
10
5
o o
~
i"i-- •
20
i
i--
60 80 100 40 Caudal (gpm/1 000 pies cubicos)
120
FIGURA8.9.7 Tiempo para extinguir un incendio en un cuarto modefo con diferentes caudafes. (Para unidades SI: 19pm =3,785 Um. 1 pifi3 = O,0283rrr
FIGURA 8.9.8 Control del incendio mediante rociadores (conceptual)
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
TABLA 8.9.1 Funcionamiento de los rociadores en un grupo de prueba Densidad gpm/pies2
Dano del fuego en grupo de prueba
0/0
pies2
m2
pies2
m2
22 17 9 28-36 8
395 306 162 504-648 144
37 28 15 47-60 13
4500-4800 1800 700 13100-14 000 4100
420-450 167 65 1220-1300 380
7
126
12
700
65
mm/min
0,30 0,375 0,45 0,20 0,20
12,3 15,4 18,4 8,1 8,1
0,30
12,3
(S610 techo) (S610 techo) (S610 techo) (S610 techo) (Rociadores en el techo y en estantes) (Rociadores en el techo y en estantes)
Area de funcionamiento de rociadores
Control de Incendio
6
Tiempo
FIGURA 8.9.9 Representacion del control del incendio mediante rociadores; tasa de Iiberaci6n de calor versus tiempo son determinados en condiciones de lab oratorio. Para las disposiciones de combustible realistas, la unidad de area de superficie de los combustibles que arden puede ser va rios multiplos de la unidad de area de piso protegida por los ro ciadores. Las pruebas de incendios Britanicas han indicado que, para los encofrados de madera de tamano mediano, el agua apli cada a traves de boquillas con chorros a tasas inferiores a 11 ,2 mmlmin (0,275 gpm/pie2) de unidad de area de superficie ejer dan un efecto muy pequeno sobre la zona real en combustion. 13 Las pruebas tambien indicaron que las tasas de aplicacion tan bajas como 2,56 mm/min (0,0625 gpm/pie2 ) de unidad de area de superficie cran suficientes para limitar la propagacion de lla mas dentro del encofrado.
Curvas de ArealDensidad Se puede considerar que las curvas de arealdensidad que forman la base del diseiio del sistema de rociadores reflejan la expe riencia a traves de la historia con el concepto del control de in cendio. Aunque la mayoria de los incendios son extinguidos 0 contenidos por solo unos cuantos rociadores, los incendios mas problematicos de asentamiento profundo en la historia han abierto mas rociadores y justificablemente han influenciado a los escritores de normas. Algunos criterios del diseiio deben hacer referenda a la situacion en el peor de los casos, teniendo en cuenta que esta debe ser razonable. La primera edicion de 1aNFPA 13, publicadaen1896, con tenia cedulas de tubos simples que limitaban los rociadores que podian ser alimentados a traves de cada tamaiio de tubo. Com
binados con una presion minima de abastecimiento de 1,7 bar (25 psi) en la linea superior de rociadores, se esperaba que el ta mafio del tuba proporcionara agua por 10 menos a 15 rociadores. La c6dula de los tubos para sistemas de rociadores fue al terada muchas veces, y el concepto de las distintas cedulas de tubo para varios "riesgos" fue instituido con el desarrollo de los criterios "Clase B" (que luego se convirticron en riesgos 1igeros) en 1930 y el desarrollo de una c6dula de tubo para riesgos ma yores en 1940. El uso de metodos de ca1cu10s hidraulicos para los sistemas derociadores realmente comenzo en 1929, con la primera com pilacion formal de tab las de perdida por fricci6n y otros datos de Hazen y Williams en 1931. 14 La NFPA discutio los calcu10s hidraulicos por primera vez en su edicion de 1995, pero el uso de dichos ca1culos estuvo limitado esencialmente a las aplica ciones de sistemas de diluvio y de pulverizaci6n de agua hasta la inclusion de los critcrios de arealdensidad en la edicion de 1972 de la norma. La NFPA 231 C, la primera norma desarro llada basada en datos de pruebas de incendios, fue adoptada en 1971 yen 1972 se insertaron las curvas de arealdensidad en la NFPA 231, Norma sabre Almacenamiento en General, aunque los criterios basicos habian aparecido desde 1965. Las curvas de densidad de area de la NFPA 231 y 231 C fueron fusionadas in 1a NFPA 13 empezando la edicion de 1999. Las CUl"Vas de arealdensidad enla NFPA 13 fueron modificadas significativa mente en 1974 y en 1991 nuevamente como parte de una reor ganizaci6n y simplificacion general de la norma. De acuerdo con 10 desarrollado en 1974, las curvas reflejan la capacidad hi draulica de los disefios de cedulas de tuba que han demostrado ser satisfactorios a traves de casi un sig10 de experiencia. La fusion de los grupos 1 y 3 de riesgo normal en la edi cion de 1991 de la NFPA 13 creo un punto de disefio del sistema de 8,1 mm/min (0,2 gpm/pie2) sobre 135 m2 (1500 pies2) para un riesgo que podria considerarse esencialmente como el procesa miento y exhibicion de combustibles comunes. Esto esta bien re lacionado con el desarrollo y uso historicos del sistema de rociadores estandar. Las curvas de arealdensidad de 1991 apa recen en 1a Figura 8.9.10. Las curvas de arealdensidad normalmente han proporcio nado algo de flexibilidad en cuanto a los tamaiios de los tubos del sistema. De acuerdo con las disposiciones de la NFPA 13, es aceptable tocar cualquier punto sobre la curva apropiada. Esto permite el uso de densidades superiores sobre areas inferiores 0
CAPiTULO 9
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Principios del desempefio de los rociadores automaticos de incendio
densidades inferiores sobre areas de mayor tamafio. Las densi dades superiores con areas inferlores generalmente dan como resultado una tuberia de mayor tamafio con derivaciones, pero tamafios inferiores para las tuberias principales y requisitos in feriores sobre el abastecimiento de agua en general. Por esta razon, con frecuencia se escoge un punto de densidad alta de area pequefia siendo este el mas econ6mico. Las modificaciones de las curvas de arealdensidad normal mente se han hecho para reflejar ciertas condiciones especiales. Se espera que el uso de rociadores de temperaturas altas, cuando esta permitido para los incendios que se desarrollan rapida mente, ayude a limitar el area sobre la cual funcionan los rocia dores. Se espera que la demora en el abastecimiento de agua como resultado del uso de un sistema de tuberia seca abra algu nos rociadores adicionales antes de que se establezca el control del incendio, necesitando un area de disefio para los rociadores de mayor tamafio. Comenzando la edici6n de 1996 de la NFPA 13, se perrni ti6 una disminuci6n del area de disefio basandose en la altura del cielo raso con el uso de rociadores de respuesta rapida en siste mas de tuberia hllineda en ocupaciones de riesgo ligero y nor mal. Aunque se espera la activacion mas rapida de los rociadores de respuesta rapida para establecer mas rapidamente las condi ciones para el control del incendio, el fundamento real para la re duccion del area es el reconocimiento de que la altura del cielo raso juega un pape) muy importante en el desempefio de control del incendio de los rociadores. Los techos mas altos permiten que los ineendios crezcan antes de que se activen los rociadores. Hace muchos afios, en 1967, se descubrio que el tamafio del in cendio en el momenta en que funcionaban los rociadores au mentaba con el cuadrado de la altura del cielo raso cuando el fuego estaba ubicado directamente por debajo de un rociador y linealmente con la altura del cielo raso cuando el fuego estaba desviado 1,5 m (5 pies) horizontalmente desde el rociador. La edicion de 1996 de la NFPA 13 tambien introdujo un aumento del area de disefio correspondiente para los cielo rasos con in
clinaciones superiores a 2 en 12, basandose en los estudios de modelado que indicaban que los patrones de funcionamiento de los rociadores podia ser irregular bajo dichas condiciones, ha ciendo se activaran mayores cantidades de rociadores. 15 Unas pruebas realizadas en 1998 sugirieron que el control del fuego en incendios desafiantes de almacenamientos se 10 graba mejor a traves del uso de rociadores con orificios de mayor tamafio. Cuando los rociadores de orificio estandar fue ron utilizados para proporcionar altas densidades de aplicaci6n, se teoriz6 que la neblina producida por la descarga de los rocia dores debido a las altas presiones de funcionamiento reducia la efectividad del agua pulverizada para controlar el incendio, per mitiendo daftos sustanciales provocados por el fuego a pesar el funcionamiento de unos cuantos rociadores. 16 Por esta razon, empezando la edicion de 1999 de la NFPA 13, los tamafios mi nimos para los orificios fueron especificados para los rociado res por pulveri72,cion que protegen al almacenamiento general, almacenamiento en estanterias (racks), almacenamiento de lIan tas de caucho, almacenamiento de papel en rollos y almacena miento de algodon en bolas. Para las densidades de 13,9 mm/min (0,34 gpm/pie1) 0 inferiores, se deb en utilizar rociado res de respuesta normal con un coeficiente de orificio nominal de Km = 115 (K = 8,0) 0 superior. Para las densidades de disefio superiores a 13,9 mm/min (0,34 gpm/pie2) 0 inferiores se deben utilizar rociadores de respuesta normal con un coet1ciente de ori ficio nominal de Km 160 (K = 11,2)0 superior que esten lista dos especificamente para las aplicaciones de almaccnamiento.
Compartimentacion y Control dellncendio Se ha observado en varlOS programas de prueba que las paredes tienden a ayudar al sistema de rociadores en el modo de control Iimitando elnumero de rociadores que pueden funcionar. Si ocu rre un incendio cerca de una pared, la cantidad total de rociado res que funcionan tendera a reducirse por el hecho de que los
Densidad (mmfmin)
2,0
14,3
16,3
5000r-------~-------r-------;.-------+-------~-------T------~465
1500~------~------~~------~------~~------~------~--------~139
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
Densidad (gpmfpie2)
FIGURA 8.9.10 Curvas de area/densidad
~
....
8-155
- - - - ...- -..- -...- - - -... - - - - - - - -
... _ - _ ...
_ - - _.------_ ..
8-156
SECCION 8
•
Supresi6n
a base de agua
rociadores "del perimetro exterior" no estan disponibles por 10 menos en uno de los lados. Esto tendera a conservar el agua para los rociadores que funcionan, dando como resultado unas tasas de aplicacion supe riores y que se logren con anterioridad las compensaciones de energia de control del incendio. Llevado a un extremo, el me todo altemativo para el area/densidad reconocido en el "metodo de disefio del cuarto" permitido por la NFPA 13 es el beneficio de las paredes. Sin embargo, uno se pregunta como es que la misma canti dad de calor puede ser absorbida por una menor cantidad de ro ciadores funcionando. En otras palabras, (,si esos rociadores que ocupan una pequefia parte no estan disponibles para funcionar y absorber algo del calor proveniente del penacho de fuego, acaso no ocurre que esa misma corriente de calor atraviesa hasta el otro lado del cuarto en direccion contraria y simplemente abre mas rociadores en ellado opuesto? Existen dos factores que razonan contra esta idea. Uno es que, a menos que el incendios este casi a 10 largo del muro, in vadira la misma cantidad de aire que un incendio centrado, pro duciendo la misma cantidad de chorro de gases que alcanzan el cielo raso. Sin embargo, el muro evitara que se divida y se vuelva un chorro de gas que alcanza el cielo raso de forma asi metrica, y el chorro de gas que alcanza el cielo raso 0 capa de humo sera mas espesa. De hecho, la capa de humo mas espesa permitira que ocurra un mayor enfriamiento desde la descarga de cada rociador, ya que el recorrido de cada gota a traves de la capa de humo es mas largo. EI otro factor es que la capacidad de enfriamiento del cho rro de cada rociador aumenta a mayores presiones. EI enfria miento depende del area de superficie de la gota, la cual aumenta con el caudal y con la produccion de gotas de diametro mas pe quefio, los cuales son el resultado de las mayores presiones. Con menos rociadores funcionando en la proximidad del incendio, hay mayores presiones de abastecimiento de agua disponibles y ocurre un mayor enfriamiento.
SUPRESION DEL FUEGO
POR ROCIADORES
En afios recientes se ha visto el desarrollo de tipos nuevos de ro ciadores que implican no solo el control del incendio sino que tambien suprimen activamente el fuego. Para lograr la supresion del fuego, el agua debe ser suministrada por rociadores hasta la superficie del combustible que arde en una cantidad suficiente para interrumpir el proceso de combustion, deteniendo la tasa de liberacion de calor y evitando que el fuego crezca nuevamente (Figura 8.9.11). Si se logra la supresion en una etapa temprana del incendio, solo se espera que funcionen los rociadores que se encuentran inmediatamente sobre el area del incendio. Por esta razon, se ha desarrollado el termino "supresion temprana". Hoy en dia, el termino se utiliza tanto para el nom bre de un concepto como para nombrar un tipo de rociador en particular. EI concepto es que los rociadores de respuesta rapida pueden producir una ventaje en un incendio, si la respuesta esta acompafiada por una densidad de descarga efectiva, es decir, un
chorro desde los rociadores capaz de pasar a traves del penacho de fuego en cantidades suficientes para suprimir el paquete de combustible que arde. EI primer rociador en inc1uir el termino en su nombre, el ro ciador de respuesta rapida de supresion temprana (ESFR), fue desarrollado para aplicar el concepto a una c1ase de incendio en particular: la proteccion del almacenamiento en estanterias en altura (high-racks) de la mercancia de plastico estandarizada de la FMRC, utilizando rociadores de techo Unicamente. Como parte del desarrollo del programa del ESFR, los investigadores de la FMRC crearon nuevos terminos para investigar y definir el fenomeno de la supresion temprana: RDD y ADD.
Densidad Suministrada Requerida La densidad suministrada requerida RDD (Required Delivery Density) es la tasa minima de aplicacion de agua la cual, si es su mini strada a la parte superior del paquete de combustible, es capaz de proporcionar una supresion temprana. Para los propo sitos del programa del ESFR de la FMRC, la supresion temprana fue, a su vez, definida como una caida sostenida del fuego sufi ciente para evitar el funcionamiento de los rociadores que se en cuentran mas alla del perimetro inicial. EI aparato especializado para las pruebas fue desarrollado por los investigadores de la FMRC para medir la RDD. EI apa rata consiste en una serie de mbos perforados suspendidos sobre el paquete de combustible que arde los cuales son capaces de 10 grar la distribucion de una cantidad de agua equitativamente uni forme sobre la parte superior del combustible, de manera que el agua no tenga que luchar para llegar hasta abajo atravesando el penacho de fuego (Figura 8.9.12). Todos los tubos y el combus tible estan colocados por debajo del recolector de productos del fuego, un calorimetro de gran tamafio que recoge todos los gases del fuego y determina la tasa total de liberacion de calor del fuego como una fun cion del tiempo. La aplicacion de agua es iniciada en un tiempo simulando la operacion de los rociadores, basandose en una supuesta llbicacion, sensibilidad y clasifica cion de temperatura de los rociadores. La historia de liberacion de calor que se genera mientras que el agua combate el incendio luego puede ser utilizada para pronosticar el funcionamiento de los rociadores mas alla del primer perimetro, de acuerdo con la supuesta ubicacion con respecto al fuego. La Figura 8.9.13 muestra los resultados de varias pruebas de RDD para un paquete de combustible en particular. Se puede considerar que la supresion ocurre cuando se hace caer rapida mente la tasa de liberacion de calor del fuego y se previene que Supresion del fuego
Q
Tiempo
FIGURA 8.9.11 Representaci6n de la supresi6n del fuego me diante rociadores, tasa de Iiberaci6n de calor (q) versus tiempo
CAPiTULO 9
•
Principios del desempefio de los rociadores automaticos de incendio
surja nuevamente. Con respecto a la mercancfa de plastico cstandar almacenada en estanterias (racks), la FMRC confirmo que existia una relacion entre la RDD y la altura del almacenamiento (Tabla 8.9.2). Bajo el patrocinio de la National Fire Protection Research Foundation, se ha hecho un intento por extender el concepto de la supresi6n temprana para la protecci6n contra incendios de riesgos nomlales. Se han realizado pruebas anteriores de combustion libre para determinar las historias de liberacion de calor de los pa quetes de combustible seleccionados. Entre los paquetes de combustible probados estuvieron los escenarios con esquinas con muebles tapizados utilizados durante el desarrollo del ro ciador residencial y una configuracion de almacenamiento de 1,0 m (6,7 pies) de altura de la mercancia de plastico estandari zado en cajas de carton corrugado que fue utilizado en el pro gram a del ESFR. Diecinueve pruebas de RDD fueron conducidas por Underwriters Laboratorios Inc. bajo patrocinio de la fundacion para comparar las capacidades de supresion re lativas de los dos paquetes de combustible distintosp,18 En las proebas de combusti6n libre, se descubrio que estos dos paquetes produdan una historia de liberaci6n de calor com pleta la cnal podia ser aproximada a un incendio "ultrarrapido de t al cuadrado", con una tasa de liberaci6n de calor maxima de aproximadamente 5 MW. Esto hace referenda a la curva estan-
8-157
14.4 mm/min (0.35 gpm/pies')
1a.s mm/min (0.45 gpmlpies2 )
600
900
1200
Tiempo (s)
FIGURA 8.9.13 Resultado de la prueba de ROD usando tres tasas distintas de aplicacion de agua (Fuente: Factory Mutual Research Corp.) TABLA 8.9.2 Determinacion del ROD para productos de plastico estandar
Altura del Rociadores de almacenamien respuesta rapida to en estanteria Estantes de 30 pies pies m 3 filas 4 filas 5 filas
15 20 25
Determinaci6n de ROD gpm/pies2
mm/min
0,35 0,45 0,65
14,4 18,5 26,7
4,6 6,1 7,6
darizada en que 1a liberacion de calor crece proporcionalmente al cuadrado del tiempo (Figura 8,9.14). Las tasas especificas de aplicacion de agua necesarias para proveer una supresion temprana aim se siguen estudiando. Sin embargo, se pudo observar claramente que las densidades reque ridas para la supresion de la mercancia de plastico eran conside rablemente superiores a aqueUas requeridas para los muebles tapizados en los incendlOs del mismo tamafio, Las pruebas de mostraron concluyentemente que el fuego en algunos paquetes de combustible se suprime con mayor facilidad que en otros, aim si sus historias de tasa de liberaci6n de calor parecen similares.
Densidad Suministrada Real
FIGURA 8.9.12 Aparato de prueba ROD (Fuente: Factory Mutual Research Corp.)
La densidad suministradareaIADD (Actual Delivered Density) es Ia tasa real de aplicacion de agua que una configuraci6n en parti cular de rociadores en funcionamiento es capaz de suministrar hasta 1a parte superior de un paquete de combustible, dependiendo de la fuerza del penacho de fuego que se mueve hacia arriba. El aparato de medicion de ADD consiste en una serie de re jillas recolectoras situadas sobre un quemador de gas (Figura 8,9.15), Las rejillas de 0,5 m 2 simulan la parte superior de una pila de a1macenamiento y miden la tasa con la que dicha area re cibe agua desde cualquier configuracion en particular de rocia
8-158
~
SECCION 8
•
Supresion
a base de agua
proporeionar una distribuelon bastante uniforme. Una RDD "ca racterfstica" puede ser calculada como:
6
Ultrarapido
S5
Escenario con productos 5000 de plastico de 6,7 pies de altura 4000
0
u 4
OJ "C C
:g OJ
(lIb) !
a Ul
3
3000
ID
~
~
RDD (propuesta)
2
2000
OJ "C til
1000
Ul
~
L-~~~
100
__~__~__~__~__~__~~O
200 300 400 500 600 700 800 900 Tiempo Iranscurrido desde la ignicion (s)
FIGURA 8.9.14 Comparacion de las tasas de crecimiento del fuego para empaques /lenos sefeccionados y el incendio "ultra rrapido" f! (para unidades 81: 1pie =0,305 m; 1 Btu 0,55 KJ
dores en funcionamiento. El quemador de gas es utilizado para producir fuerzas hacia arriba del penacho de fuego a traves de espacios para conductos de humo sirnulados entre las rejillas. De esta manera, la capacidad de los rociadores en funciona miento para suministrar agua hasta el paquete de combustible puede ser revisada con respecto un amplio rango de condiciones de fuerza del fuego, simulando diferentes puntos en la historia de incendios. Habitualmente, la ADD disminuye a medida que aumenta el tamafio del incendio. Ya que la distribuci6n del chorro de agua de un rociador no es uniforme, las rejillas recolectoras recogen diferentes cantida des de agua durante una prueba de ADD. EI desarrollo de los va lores de la ADD con los resultados de las pruebas es logrado utilizando una distribuci6n de probabilidad identificada y nom brada por W. Weibull de Suecia. Primero fue aplicado a la dis tribuei6n de tamafios de gotas Jiquidas en 1951. 19 Utilizando la distribuci6n de Weibull, las recolecciones de las rejillas de cada chorro de los rociadores que actlia a traves de un penacho de fuego con una fuerza dada son incorporados a una curva de pro babilidad con una ADD 0 caractenstica 0 media y un valor de uniformidad (b). Entre mas alto sea el valor de unifOlmidad, es mas probable que una ADD caracteristica (9) superior a la RDD suprima el fuego, ya que el agua que sc necesita esta siendo dis tribuida en una forma utilizable. El factor de uniformidad afecta la forma basic a de la curva de distribuci6n de probabilidad. Las Figuras 8.9.16 y 8.9.17 in dican los efectos relativos del cambio del parametro en la escala y el parametro b de uniformidad sobre la frecuencia de distribu ci6n del modelo estadistico. Estas figuras generadas pOf com putadora demuestran la capacidad superior de las gotas de agua mas grandes para penetrar el penacho de fuego cuando un in cendio grande esta ubicado directamente por debajo de un ro ciador. La variable x representa cualquier medida dada. Normalmente, la los valores de uniformidad de la ADD van en un rango aproximado de 1 a 7. EI valor de uniformidad del infi nito representaria una distribuci6n perfectamente uniforme. El concepto de probabilidad tambien puede ser aplicado a los datos de la RDD. Un valor b de uniformidad puede ser de terminado a pesar del hecho de que la RDD se mide en una prueba utilizando el aplicador especial de agua que sirve para
EI concepto de distribuci6n de probabilidad puede ser uti lizado para estimar la capacidad de supresi6n relativa de los ro ciadores. Si se mide la ADD de tres prototipos de rociadores en el mismo incendio, espaciamiento, condiciones del caudal y se encuentran los valores de la ADD caracterfstica y de uniformi c dad para cada uno, la probabilidad de que cada rociador alcance o exceda la RDD caractenstica en cualquier punto seleccionado sobre la superficie de combustible puede ser calculada con la si guiente relaci6n:
DESARROLLOS FUTUROS La discusi6n anterior demuestra que la comprension actual de la teona del desempefio de los rociadores automaticos es incom pleta. Para algunos aspectos del desempefio de los sistemas de rociadores, tales como la respuesta termica y la hidraulica del suministro de agua, las investigaciones han conducido a un buen entendimiento sobre los mecanismos que trabajan. Por el otro lado, la ciencia de entender como eI agua que se distribuye con tinua siendo muy debil. Casi todos los avances hechos en el mo delamiento matematico del desempefio de los rociadores en los 6,0
e=0,2
5,0 $'
4
3: ~til
b
constante
xo =0
4,0
'1::
til
> ..!!l 3,0
e= 0,4
OJ
"C
til
'0 c: til
2,0
::l U
&:
1,0
Variable (x) Efecto de cambiar el parametro a de la escala (a)
FIGURA 8.9.15 Aparato de medicion de la ADD para almacenamiento en estanteria
-------------
--~ ...
CAPiTULO 9
•
Principios del desempefio de los rociadores automaticos de incendio
,6,0
8-159
2.4
e= 0,2
~
~
5,0
~
~
i
b = con stante xo=O
~ 4,0 (l)
2,0
1,6
(l)
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1,6
Variable (x)
Variable (x/e)
Efecto de cambiar el parametro
e de la escala
Efecto de cambiar el valor b de uniformidad
(a)
(b)
FIGURA 8.9.16 (a) Efecto de cambiar el parametro de la escala (b) Valor de uniformidad b Uneas de caudal: 3,6 mW versus pulverizaci6n
Uneas de caudal: 3,6 mW versus pulverizacion
Superiicie del cielo raso
Superiicie del dele raso
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2
3
4
5
Distancia radial desde el eje simetrico (m)
(b)
FIGURA 8.9.17 (a) Gotas W6-mm de diametro) arrastradas por las velocidades ascendentes del penacho; (b) Gotas de 1,4 mm diametro siguiendo sus trayectorias fg (para unidades usuales en los Estados Unidos: 1 pulg,= mm; 1 pie O,305m)
Ultimos 25 arios sOlo tienen que ver con el tiempo hasta que el rociador comienza a aplicar agua sobre el fuego. La investigaci6n en los arios 80 en la FMRC, financiada en parte a traves del National Institute of Standards and Technology (NIST), comenz6 con el esfuerzo de utilizar computadoras para analizar las interacciones complejas entre los chorros con gotas de agua y las corrientes de gas inducidas por un incendio en un edificio. 20 El trabajo estuvo basado en suposiciones muy sim plificadas, con el supuesto incendio ubicado directamente de bajo de un solo rociador produciendo gotas de tamafios unifonnes en un par de direcciones especfficas.
Los siguientes avances en las dimimicas de caudal compu tacionales condujeron a esfuerzos del NIST para modelar la res puesta de los rociadores y la supresi6n como parte de un estudio de la interacci6n de los rociadores, aberturas de ventilaci6n y cortinas fonnadoras de reservorio. 2 ! El modelo de interacci6n de los rociadores/chorro del NIST, ahora parte del Fire Dynamics Simulator, es aeeesible en la aetualidad para los profesionales interesados a traves del sitio en la red en www,bfrLnist.gov. Sin embargo, los usuarios poteneiales deben estar advertidos de que aun no existe un mecanismo aceptado para medir y caracterizar el tamafio y la distribuci6n de las gotas de los rociadores. Hasta
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SECCION 8
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Supresi6n a base de agua
que dicho mecanismo este desarrollado y validado, los resulta dos del modelado de la supresi6n de los sistemas de rociadores se consideranin sospechosos.
BIBLIOGRAFIA Referencias citadas 1. Heskestad, G., and Smith, H. F., "Investigation of a New Sprin kler Sensitivity Approval Test: The Plunge Test," FMRC No. 22485, Factory Mutual Research Corp., Norwood, MA, Dec. 1976. 2. Alpert, R. L., "Calculation of Response Time of Ceiling Mounted Fire Detectors," Fire Technology, Vol. 8, No.3, 1972. 3. Heskestad, G., and Smith, H. F., "Plunge Test for Determination of Sprinkler Sensitivity," J.I.3AIE2.RR, Dec. 1980, Factory Mu tual Research Corp., Norwood, MA, 1980. 4. Heskestad, G .. "The Sprinkler Response Time Index (RTI)," Paper (RC81-TP-3) at the Technical Conference on Residential Sprinkler Factory Mutual Research Corp., Apr. 28-29,1981. 5. Evans, D. D., and Stroup, D. W., "Methods to Calculate the Re sponse Time of Heat and Smoke Detectors Installed Below Large Unobstructed Ceilings," NBSIR 85-3167, National Bureau of Standards, Gaithersburg, MD, 1985. 6. Pepi, J. S., "Design Characteristics of Quick-Response Sprin
klers," Grinnell Fire Protection Systems Co., Providence, RI,
May 1986.
7. Heskestad, G., and Bill, R. G., "Conduction Heat-Loss Effects
on Thermal Response ofAutomatic Sprinklers," FMRC].l.
ONOJ5.RU, Factory Mutual Research Corp., Norwood, MA,
Sept. 1987.
8. Dundas, P. H., "Optimization of Sprinkler Fire Protection, Progress Report No.1 0-The Scaling of Sprinkler Discharge: Prediction of Drop Size," FMRC No. 18792, Factory Mutual Re search Corp., Norwood, MA, June 1974. 9. Braidech, M. M., and Neale, J. A., "The Mechanism of Extin
guishment of Fire by Finely Divided Water," NBFU Research
Report No.1 0, Underwriters Laboratories Inc., Chicago, lL,
1955.
10. Nash, P., and Rasbash, D. J., "The Use of Water in Fire Fight ing," F.R. Note No. 202/1955, Fire Research Station, Boreham wood, UK.
11. Heskestad, G., "The Role of Water in Suppression of Fire: A Re view," CIB/W14/80-35, Factory Mutual Research Corp., Nor wood, MA, 1980. 12. Magee, R. S., and Reitz, R. D., "Extinguishment of Radiation Augmented Plastic Fires by Water Sprays," Fipieseenth Sympo sium (International) on Combustion, Com bustion Institute, 1975. 13. O'Dogherty, M. J., Nash, P., and Young, R. A., "A Study of the Performance ofAutomatic Sprinkler Systems," Fire Research Technical Paper No. 17, Joint Fire Research Organization, Lon don, 1967. 14. Wood, C. M., Hydraulic Data/or Fire Protection Systems, Auto matic Sprinkler Corp. ofAmerica, Youngstown, OH, 1961. 15. Heskestad, G., "Model Study of ESFR Sprinkler Response under Sloped Ceilings," FMRC J.I. ONOE3.RU(2), Factory Mutual Re search Corp., Norwood, MA, Nov. 1988. 16. Pabich, M. L., "Technical Report ofPalletized Paper Products Fire Tests Conducted for the Procter & Gamble Company," t:n derwriters Laboratories Inc., Aug. 1998. 17. Carey, W., Group 2 RDD Test Program, National Fire Protection Research Foundation, Quincy, MA, 1989. 18. Budnick, E., and Fleming, R., "How Quick-Response Sprinklers Perform," Fire Journal, Vol. 83, No.5, 1989. 19. Goodfellow, D. G., "A Statistical Model for Analysis of Sprin kler Water-Spray Distributions," Factory Mutual Research Corp., Norwood, MA, Aug. 1985. 20. Alpert, R. L., and Delichatsios, M. M., "Calculated Interaction of Water Droplet Sprays with Fire Plumes in Compartments," NBS-GCR 86-520, National Bureau of Standards, Gaithersburg, MD, Dec. 1986. 21. McGratton, K. B., Hamin&, A., and Evans, D. D., "Sprinklers, Vent, and Drapies Curtain Interaction-Modeling and Experi ment," Proceedings-Fire Suppression and Detection Research· Application Symposium, National Fire Protection Research Foundation, February 1998.
C6digos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, nonnas y priicticas recomendadas de la NFPA suministrarii informacion adicional sobre la teoria de extin ci6n mediante rociadores automiiticos discutida en este capitulo. (Con suIte la ultima version del Catiilogo de la NFPA para ver la disponibilidad de las ultimas ediciones de los documentos.) NFPA 13, Standard/or the Installation o/Sprinkler Systems NFPA 230, Standard/or the Fire Protection 0/ Storage
Revisado par Kenneth E. Isman
os rociadores automaticos son dispositivos termosensibles disefl.ados para reaccionar a temperaturas predeterminadas liberando automaticamente un chorro de agua que distri buyen en patrones y cantidades especfficas sobre areas designa das. La intencion de la distribucion automatica de agua es extinguir un incendio 0 impedir su propagacion en caso de que el fuego inicial este fuera del alcance de los rociadores 0 si el fuego es de un tipo que no se pude extinguir por medio del agua des cargada por los rociadores. EI agua se suministra a los rociado res a traves de un sistema de tuberia, generalmente elevado, con los rociadores colocados a intervalos a 10 largo de los tubos. Este capitulo abarca los principios de funcionamiento, in c1uyendo las temperatnras de funcionamiento, de los diferentes tipos de rociadores automaticos disponibles en la actnalidad y describe sus caracteristicas con ciecto detalle. Tambien estan cu biertos los rociadores para condiciones especiales de servicio. La National Fire Protection Association (NFPA) no tiene normas que cubren la fabricacion de rociadores. Sin embargo, la NFPA mantiene muchas normas sobre proteccion contra inc en dios que contienen requisitos de proteccion mediante rociadores que dicen que solo los rociadores Iistados por organizaciones de evaluacion de productos acreditadas pueden utilizarse en los sis temas de rociadores que cumplen con la NFPA 13, Norma sabre la Instalacion de Sistemas de Rociadores (de aqui en adelante nombrada como NFPA 13). Ellistado de los rociadores en un servicio de listado de una organizacion indica que se ha exami nado a fondo la confiabilidad de los rociadores al igual que su cumplimiento con los criterios de prueba de la organizacion.
L
HISTORIA DE LOS ROCIADORES Desde que fueron introducidos a finales del siglo diecinueve, el desempefio y la confiabilidad de los rociadores automaticos se han mejorado continuamente a traves de la experiencia y los es fuerzos de los fabricantes y de las organizaciones que realizan las pruebas. En 1952 y 1953, se desarrollo un rociador nuevo con un pa tron de pulverizacion mas eficiente en forma de sombrilla. Este "rociador por pulverizacion" se convirtio en el rociador estandar en 1958 para el uso de conformidad con la NFPA 13; Y los rocia dores de disefio anterior se conocieron como rociadores "de mo-
delo antiguo" 0 "convencionales." EI nuevo disefio del deflector fue el elemento principal de los nuevos rociadores estandar. Debido al desarrollo de muchos tipos nuevos de rociadores durante los afios 80, es dificil saber si alguno de ellos se va a considerar como el rociador cstandar en el futuro. El termino "rociador por pulverizacion" se volvio a utilizar con la edici6n de 1991 de la NFPA 13. Esto se adapta mejor a la terminologia aceptada intemacionalmente.
PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO
DE LOS ROCIADORES AUTOMATICOS
Para poder apreciar la robustez, la simplicidad mecanica, la con fiabilidad del funcionamiento y la imposibilidad del acciona miento prematuro de un rociador automatico, es necesario estar familiarizado con los principios hasicos de su disefio, construc cion y funcionamiento.
Elementos de Funcionamiento En condiciones nonnales, la descarga de agua desde un rociador automatico esta restringida por medio de una tapa 0 valvula que se sostiene apretadamente contra el orificio por medio de un sis tema de palancas y enlaces u otros dispositivos de liberacion que la oprimen hacia abajo y se encuentran asegurados firmemente mediante apoyaderos en el rociador. Rociadores Fusibles: El rociador automatico tipo fusible comim funciona cuando se funde una aleaci6n metalica con un punto de fusion predeterminado. Se utilizan diversas combinaciones de palancas, apoyaderos y enlaces u otros miembros soldados para
Kenneth E. Isman, P.E., es el vicepresidente adjunto de nonnas de in genieria para la National Fire Sprinkler Association, Patterson, Nueva York. Actualmente trabaja en once comites tecnicos de la NFPA, in cluyendo el Comite de Criterios sobre la Instalaci6n de Sistemas de Ro ciadores, donde sirve como secretario del comite.
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Supresion a base de agua
reducir la fuerza que acma sobre la soldadura de modo que el ro ciador se mantenga cerrado con la menor cantidad posible de me tal y soldadura. Esto minimiza el tiempo de activacion reduciendo la masa de metal fundible que debe calentarse. Las soldaduras usadas en los rociadores automaticos son ale aciones de fusibilidad optima, compuestos principalmente de es tafio, plomo, cadmio y bismuto; todos tienen un punto de fusion c1aramente definidos. Las aleaciones de dos 0 filis metales pueden tener un punto de fusion inferior al del metal individual con el punto de fusion mas bajo. La mezc1a de dos 0 mas metales que da el punto de fusion mas bajo posiDle se llama aleacion "eutectica".
Rociadores de Ampolla: Un segundo tipo de elemento de fun cionamiento utiliza una ampolla fragil (Figura 8.10.1). La pe quefia ampolla, normalmente de vidrio, contiene un liquido que no llena la ampolla por completo, dejando una pequefia burbuja de aire atrapada en su interior. A medida que el calor expande el liquido, la burbuja se comprime y finalmente es absorbida por el liquido. Tan pronto como desaparece la burbuja, la presion aumenta considerablemente y la ampolla se rompe, liberando la tapa de la valvula. La temperatura exacta de funcionamiento se regula graduando la cantidad de liquido y el tamafio de la bur buja cuando se sella la ampolla. Otros Elementos Termosensibles: Otros tipos de elementos que funcionan con la temperatura utilizados para proveer una descarga automatica inc1uyen los discos bimetalicos, los pellets de de aleacion fusible y los pellets quimicos (Figura 8.10.2). Dimimicade los Rociadores La Figura 8.10.3 muestra como acma la fuerza mecanica en un rociador automatico de enlace y palanca con soldadura. La construccion que se muestra es dia gramatica y no representa con exactitud un tipo de rociador en particular. La fuerza mecanica que se ejerce normalmente en la parte superior de la tapa 0 valvula es varias veces aquella desarrollada por la presion del agua que se encuentra por debajo, de modo que practicamente se elimina la posibilidad de fugas, inc1uso por el efecto de golpe de ariete 0 por presiones de agua excepcional mente altas. La fuerza mecanica de un rociador de enlace y pa lanca es producida por la tension en la estructura del rociador,
FIGURA 8.10.1 Grinnell Quartizoid, Modelo 0
FIGURA 8.10.2 Rociador "CENTRAL" "de control de flujo" de encendido yapagado (On-Off)
.... Fuerza .... sabre la saldadura
f
Fuerza de
s~araci6n
Soldadura derretida
!
Enlaces que empiezan a separarse
FIGURA 8.10.3 Disposicion representativa de un rociador automatico de enlace y palanca con soldadura
normalmente producida porque se aprieta el tornillo que sostiene al deflector contra la junta de codillo formada por las palancas. Esta presion es aplicada contra la valvula 0 tapa, pero la linea de fuerza no es directa. La excentricidad de la carga permite una re duccion por apalancamiento de la fuerza, primero por el efecto del codillo de las dos palancas y segundo, por el mecanismo de las partes de enlace. La fuerza resistida por la soldadura esta hecha relativamente baja porque la soldadura de la composicion necesaria para proporcionar las temperaturas de funcionamiento que se buscan esta sujeta a un caudal frio bajo tension alta. La es tructura del rociador 0 las otras partes normalmente poseen un grado de elasticidad para proveer la energia que produce una li beracion exacta y positiva de las partes que acman. Los rociadores ilustrados en la Figura 8.10.4 usan modifi caciones de la construccion comun de enlace y palanca, algunas de las cuales usan soldadura bajo compresion, tension y esfuerzo cortante. Para asegurar que el caudal frio no sea un problema, los la boratorios que prueban y listan los rociadores utilizan metodos estadisticos que simulan cargas a largo plazo de los elementos de respuesta ante el calor. Tambien se emplean metodos esta disticos para asegurar que la resistencia al rompimiento de las
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Roeiadores automatieos
Descarga (L Imin) 144 152 189
75
227
265
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303
DesC;arga apro:'dmada gpm'Umlo] K=5,6 (f\. = 801
}(;=3,OIK,,=110)
10~~~-4~,a~~m~t-~~~~L~~~_1_~.--~~--~~ 22 W) 25 (94) 28 (105) 33 (125) 40 (i4il') 48 (182) 58 (210)
:m i 80 0
-0
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~ 601~·-··-+·-·~---+·~---~,~/ .~-+~~h;'<-~+--~-!
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3:: (a)
(b)
(e)
FIGURA 8.10.4 Algunas modifieaciones de la eontraeei6n del enlace y palanea eomun; (a) GrineJ/ F 950 Duraspeed, (b) Modelo de Reliable, G y (e) Firematie Tipo S.
ampollas de vidrio sea suficientemente superior a las cargas de la estructura que senin aplicadas a las ampollas.
Diseno del Deflector Unido a la estructura del rociador, existe un deflector 0 distri buidor contra el cual se envia el chorro de agua para convertirse en una pulverizacion disenada para cubrir 0 proteger un area de terminada. La cantidad de agua que se descarga depende de la presion del caudal y del tamafio del orificio del rociador. Ge neralmente se considera que la presion minima para desarrollar un patron de pulverizacion razonable es de 48 kPa (7 psi). Aesta presion, un rociador con un orificio nominal de 12,7 mm (Yo, pul gada) con un orificlo (K = 5,6, 0, en unidades metricas, K", = 80) descargan'l aproximadamente 58 Llmin (15 gpm). (Ver Rocia dores por Pulverizacion con Diferentes Tamafios de Orificio en esta capitulo para la definicion del factor K) A la misma presion de 48 kPa (7 psi), un rociador con un orificio nominal de 13,5 mm (17/32 pulg) (K 8,0,0, en unidades metricas, Km = 110) descargani aproximadamente 79 Llmin (21 gpm). (Ver la Figura 8.10.5 para la cantidad de agua descargada con diferentes pre siones de agua.) Para lograr que incluso los rodadores mas alejados del punto de abastecimiento de agua tengan la presion minima del caudal, especialmente cuando varios rociadores estan funcio nando simuitaneamente, norulalmente se proporcionan presio nes del abastecimiento de agua en un rango de 316 a 690 kPa (de 30 a 100 psi). Los sistemas calculados hidrfiulicamente estan di senados de acuerdo con en el volumen y presion normalmente disponibles del abastecimiento de agua. La distribucion de agua de un rociador no puede ser sime trica con respecto al eje, sobre todo porque los brazos de la es tructura obstruyen el patr6n de la pulverizacion y los bordes dentados del deflector acman como dedos. La Figura 8.10.6 1 muestra una grafica del contomo del patron del caudal de un ro ciador por pulverizaci6n colgante. Ya que la distribucion del agua de los rociadores es un fe nomeno complejo, los laboratorios de prueba tienen requisitos muy amplios en esta area. Por ejemplo, para los rociadores ver ticales y colgantes, Underwriters Laboratories Inc. (UL) exige
o
10
20
30
40
50
60
70
80
Descarga (gpm)
FIGURA 8.10.5 Tasas de desearga de los rociadores comunes nominales de Km= 80 (K= 56) Km= 110 y (K= 8,0)
una prueba de placa giratoria para establecer la "huella" del pa tron de pulverizacion. Para un rociador con un orifieio de Km 80 5,6) 0 Km ItO IX = 8), la distribucion del agua no llega hasta el exterior de un circulo con un diametro de 16 pies (4,9 m) en un plano horizontal de 4 pies (1,2 m) por debajo del ro dador cuando esta funcionando a presi6n minima. Un ensayo independiente de distribucion "panoramica" comprueba la capa cidad de euatro rociadores en funcionamiento para cubrir un area entre ellos con sus patrones de pulverizacion que se super ponen entre S1. La Factory Mutual Research Corporation (FMRC) aplica una prueba adicional con seis rociadores, que mide el area cubierta entre dos rociadores adyacentes.
CLASIFICACIONES DE TEMPERATURA
DE LOS ROCIADORES AUTOMATICOS
Los rociadores automaticos poseen varias c1asificaciones de temperatura que estan basadas en pruebas nOflnalizadas en las que se sumerge un rociador entre un Uquido y la temperatura de este se eleva muy lentamente hasta que se activa el rodador (Tabla 8.10.1). La c1asificacion de temperatura de todos los rociadores au tomaticos de elemento fundible aparece en un sella sobre el en lace soldado. Para los rociadores de ampolla, la c1asificacion de temperatura debe aparecer en un sella 0 estar fundida en alguna parte visible. Los codigos de color tambien son utilizados para las ampoUas de vidrio y para los brazos de las estructuras de los rociadores de elemento fundible. La temperatura ambiente maxima recomendada esta res tringida para los rociadores de ampolla y de elemento fundible. Esto se debe a que la soldadura comienza a perder su fuerza a cierta temperatura por debajo de su punto de fusion. E1 funeio namiento prematuro de un roeiador con soldadura normalmente depende del grado en que se excede la temperatura ambiente normal, la duracion del exceso de temperatura y la earga que existe sobre las partes de funcionamiento del rodador. Aunque
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Supresion a base de agua
Qrificio de restricci6n de flujo de 5/,6 pulg
T
44mm
1
T 3mm
Los brazos colgantes estan ubicados en paralelo con la linea de 8= 90 grados
\
270 grados 90 grados
90 grados
!----t---l 270 grados
Un rociador colgante y el patron del caudal de un rociador colgante Las IIneas de contorno representan las lineas de las tasas constantes de caida de agua o grados
FIGURA 8.10.6 Rociadores colgantes y contornos del caudal
los rociadores de ampoUa de vidrio no pierden fuerza a tempe raturas eereanas a sus temperaturas de funcionamiento, utilizar los a dichas temperaturas puede haeer que la burbuja de aire se pierda y se vuelva a formar continuamente, 10 cual produce ten sion sobre la burbuja. La regia general acerca de no utilizar rociadores con una c1asifieacion de temperatura normal [de 57 a 77 °C (135 a 170 OF)] donde las temperaturas son superiores a 38°C (100 OF) es necesaria para proveer un margen de seguridad. Las pnkticas
generales acerca del uso de rociadores automatic os con clasifi caciones superiores a la normal son dadas en las Tablas 8.10.2 Y 8.10.3. Los rociadores con c1asificacion de temperatura normal pueden utilizarse en el interior de edificios y en otros lugares donde no esten expuestos directamente a los rayos del sol, ex cepto en monitores, en aticos ciegos carentes de ventilacion, bajo techos metruicos 0 entejados, por encima 0 en la proximi dad de fuentes de calor 0 en espacios confinados donde se pue den exeeder las temperaturas normales.
TABLA 8.10.1 Clasificaciones y codigos de color segun la temperatura
Temperatura maxima del cielo raso
Clasificaci6n de temperatura
OF
°C
OF
°C
100 150 225
38 66 107 149 191 246 329
135-170 175-225 250-300 325-375 400-475 500-575 650
57-77 79-107 121-149 163-191 204-246 260-302 343
300 375 475 625
Clasificaci6n de temperatura Ordinaria Intermedia Alta Extra Alta Muy Extra Alta Ultra Alta Ultra Alta
Fuente: NFPA 13, Norma sobre la Instalaci6n de Rociadores Automaticos
C6digo de color Sin color 0 negro Blanco Azul Rojo Verde Naranja Naranja
Colores del vidrio de laampolla Naranja 0 rojo Amarillo 0 verde Azul Purpura Negro Negro Negro
CAPiTULO 10
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Rociadores automaticos
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TABLA 8.10.2 Glasificaciones de temperatura de los rociadores de acuerdo con la distancia desde la fuente de calor
Condici6n de tipo de calor
Clasificaci6n de grado oridnario
Clasificaci6n de grado intermedio
Clasificaci6n de alto grado
(a) Conductos que se calientan 1. Por encima
Mas de 2 pies 6 pulg.
2 pies 6 pulg.
2. AI lado y por debajo
Mas de 1 pie 0 pulg
1 pie 0 pulg.
3. Difusor
Cualquier distancia excepto 10 que se indica abajo Grado intermedio columna de clasificacion
Descarga descendente: Cilindro con radio de 1 pie 0 pulg desde el borde que se extiende 1 pie 0 pulg por debajo y 2 pies 6 pulg p~r encima Descarga horizontal: Semi cilindro con radio de 2 pies 6 pulg en direcclon del caudal que se extiende 1 pie 0 pulg por debajo y 2 pies 6 pulg por encima
0
0
inferior
inferior
Lado de descarga: cilindro en forma de pastel con un radio de 7 pies 0 pulg a 20 pies 0 pulg que se extiende a 7 pies o pulg por encima y 2 pies 0 pulg p~r debajo del calentadar; tam bien un cilindro de radio de7 pies 0 pulg p~r encima del calentador de unidad
(b) Calentador de unidad 1. Descarga horizontal
Cilindro de radio de 7 pies 0 pulg que se extiende hacia arriba desde una elevaci6n de 7 pies 0 pulg p~r encima del calentador de unidad
2. Descarga vertical descendente
(c) Tuberias ppal. de vapor 1. Por encima
Mas de 2 pies 6 pulg.
2 pies 6 pulg 0 inferior
2. Allado y por debajo
Mas de 1 pie 0 pulg.
1 pie 0 pulg 0 inferior
3. Valvula de descarga
Mas de 7 pies 0 pulg.
Cilindro con un radio de 7 pies 0 pulg que se extiende a 7 pies 0 pulg par encima y 2 pies 0 pulg par debajo del calentador de unidad
Cilindro con un rad. de 7 pies
o pulg que se extiende desde la parte superior del calenta dor de unidad hasta una ele vacion a 7 pies 0 pulg X en cima del calentador de unidad 7 pies 0 pulg
0
inferior
=
Para unidades SI: 1 pie 25,4 mm; 1 pie 0,305 m
Fuente: NFPA 13, Norma sobre la Instalacion de Sistemas de Rociadores
TABLA 8.1 0.3 Glasificaciones de los rociadores en ubicaciones especificas
Ubicaci6n
Clasificaci6n de ordinario
Claraboyas
Clasificaci6n de intermedio Vidrio 0 plastico
Aticos
Ventilado
Sin ventilaci6n
Techo puntiagudo: tablas metalicas 0 delgadas, tapado o sin tapar, aislado 0 sin aislar
Ventilada
Sin ventilaci6n
Techo plano; De metal, sin tapar
Ventilado 0 sin venUlar
Nota: Para techos con aislamiento, el clima y el aislamiento 0 la ocupaci6n sin aislar pueden requerir rociadores intermedios. Revlsese el trabajo
Techo plano: De metal, tapado, aislado 0 sin aislar
Ventilado
Sin ventilaci6n
Ventilado
Sin ventilacion
Ventanas de exhibici6n
Nota: Puede ser necesaria una revision de la condicion del trabajo mediante termometros Fuente: NFPA 13, Norma sobre la Instalacion de Sistemas de Rociadores
....
_-_._-
Clasificaci6n de Grado ordinaria
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Supresion a base de agua
Cuando existiesen dudas acerca de las temperaturas ma ximas en los emplazamientos de los rociadores, se deben utili zar termometros de lectura maxima, y la temperatura que indicaria las lecturas mas altas posibles en el sitio. Con frecuencia se utilizan rociadores con clasificaciones de temperatura alta, en lugar de los de clasificaci6n nonnal, en las situaciones en que se puede anticipar una alta tasa de liberacion de calor. Los rociadores de clasificacion mas alta pueden tener la ventaja de reducir la cantidad de rociadores que, de otra fonna, se activarian por fuera del area del incendio. Los rociadores automaticos pueden requerir un periodo de tiempo mas largo para activarse cuando son expuestos a un in cendio que se desarrolla lentamente en comparacion con la alta liberacion de calor de un incendio que se desarrolla rapida mente. Estan disefiados para funcionar 10 suficientemente rapido como para controlar un incendio y evitar su propagaeion. La velocidad de la activacion depende de las propiedades fisicas del mecanismo del rociador. El tiempo necesario para la activacion depende, entre otros factores, de la fonna, tamafio y mas a del mecanismo tennosensible; y la velocidad de los gases calentados por el fuego que pasan por el elemento de funciona miento del rociador. En los casos en que es necesario que los rociadores funcio nen a gran velocidad debido a la posibilidad de que se desarro lle y se propague rapidamente un incendio, por ejempio, en la fabricacion de explosivos, se utiliza un sistema diluvio con ro ciadores abiertos. Estos sistemas pueden ser activados mediante detectores de calor, sistemas especiales de deteccion de luz in frarroja 0 ultravioleta, detectores de hurno u otros medios para abrir una valvula y pennitir rapidamente la entrada de agua al sistema y su descarga a traves de los rociadores abiertos. En los easos en que se requiere una respuesta extremadamente rapida, las tuberias de los rociadores siempre estan Ilenas de agua hasta los rociadores abiertos, los cuales estan equipados con Tapones 0 tapas que saltan con facilidad. Esto a veces se dc nomina sistema diluvio "caliente".
ROCIADORES AUTOMATICOS
ESTANDAR
Los rociadores por pulverizaci6n estandar, en general, se pare cen a los rociadores convencionales y usan el mismo tipo de es truetura, enlace u otro mecanismo de liberacion. La diferencia esencial se encuentra en el deflector; algunas diferencias apa rentemente sin importancia en el disefio del deflector producen grandes difcrencias en las caracteristicas de descarga. En la Fi gura 8.1 O. 7 se ilustran varios rociadores por pulverizaci6n es tandar representativos. En la direcci6n de las manecillas del reloj, desde la parte superior izquierda, se encuentra un modelo de enlace y palanca de enlace fusible (Reliable Serie C); un mo delo recolector de calor perforado, el cual es una variaci6n del modelo de enlace y palanca (ChincH F950 Duraspeed); un mo delo de apoyadero central con soldadura bajo compresion (Che metron Stargard Modelo H); y un modelo de ampolla fragil (Viking Modelo M). Las primeras investigaciones sobre rociadores automaticos
FIGURA 8.1 0.7 Rociadar de pulverizaci6n estandar mostrando las diferentes disposiciones para el mecanismo de Iiberaci6n
se preocupaban mucho por asegurar razonablemente una distri bucion unifonne de agua sobre el area protegida por un rociador y por el humedecimiento del cicio raso, bajo la suposici6n de que la descarga del agua contra el tccho era esencial para extin guir el incendio. Las investigaciones posteriores demostraron que se podfa asegurar una extinci6n mas efectiva y de mayor area de cubrimiento, dirigiendo toda el agua hacia abajo y hori zontalmente. Las investigaciones tambicn dcmostraron que, con este patron, la descarga es efectiva incluso en el control de in cendios que se producen en el cielo raso por encima de los ro ciadores, debido al efecto de enfriamiento mejorado del chorro, una mejor distribuci6n de agua en niveles altos y una disminu cion de la exposici6n del techo debido a la descarga directa mas eficaz de agua sobre los materiaies que arden debajo.2 El diseiio del deflector produce un chorro solido de agua emitido desde el orificio de un rociador estandar que se rompe en fonna de sombrilla. El patron es similar al de media esfera
FIGURA 8.10.8 Rociador listado vertical (derecha) y colgante (izquierda)
CAPiTULO 10
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Rociadores automaticos
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rociadores por puherizacion verticales aprobados en la actual i dad con un deflector de una sola pieza.
DESCARGA DE AGUA
FIGURA 8.10.9 Rociador de pulverizaci6n vertical con deflector doble
llena de pulverizacion de agua. Los rociadores estandar estan hechos para instalarse verti calmente 0 colgantes y deben ser instalados enla posicion para la cual han sido disenados. (Notese la diferencia en el diseiio de los deflectores que apareeen en la Figura 8.10.8). Se acostum bra reemplazar los rociadores convencionales por rociadores por pulverizacion en las instalaciones existentes, aunque la NFPA 13 permite reemplazar los rociadores convencionales por disposi tivos similares. Sin embargo, algunos fabricantes han dejado de producir rociadores convencionales. Varios fabricantes han desarrollado un deflector doble como su modelo principal para usarse como rociadores vertica les por pulverizacion estandar. En la Figura 8.10.9 se muestra un deflector doble comiin. Dichos rociadores ya no son fabricados, pero si han sido Iistados anteriormente, son aceptados como los
Tacho
'La descarga de' ~uadelos
rocladores que golpea el cielo raso, cae como galas gr,!ndes en estaarea
En las Figuras 8.10.10 Y 8.10.] 1, respectivamente, se muestran los patrones de descarga de agua de los rociadores convencio nales y de los rociadores por pulverizacion estandar. Las caracteristicas de distribucion de agua de los rociadores automaticos de pared lateral, rociadores picker trunk, rociadores de ventana y rociadores de comisa se describen mas adelante en este capitulo. La tasa de descarga de agua de los rociadores obe dece a las leyes de la hidniulica y depende del diametro del ori ficio 0 la boquilla y de la presion del agua. Se pueden obtener tasas de descarga aproximadas a presiones distintas a partir de la curva graficada 0 la tabla dada en la Figura 8.10.5. Los rocia dores que descargan agua a traves de orificios 0 mayores 0 me nores se describen en este CapItulo. Con boquillas de salida de los rociadores de similar formato y trabajando a identicas pre siones de agua, la descarga de estos tipos de rociadores es apro ximadamente proporcional al area del orificio de salida. Los rociadores que descargan agua a traves de orificios mas pequenos 0 mas grandes son discutidos mas adelante en este capi tulo. Con formas simi lares de boquillas de rociador y con la misma presion de agua, la descarga de estos modelos de rociadores es aproximadamente proporcional al tamano nominal del orificio. Para obtener la aceptacion 0 aprobacion de sus rociadores, los fabric antes los presentan a las organizaciones de pruebas de incendio. Despues de realizar pruebas extensas y verificar la ca pacidad del fabricante para elaborar un producto apropiado, los rociadores determinados satisfactorios son listados. La acepta cion de un rociador por parte de los departamentos de inspeccion u otras agencias reguladoras esta basada en este listado. Los rociadores por pulverizacion estandar estan disenados para ser instalados y para funcionar en su posicion correspon diente, es decir, vertical 0 colgante, segiin 10 indicado a veces por un sello sobre el deflector con la palabra correspondiente 0 con las letras SSU (rociador por pulverizaci6n vertical) 0 SSP (rociador por pulverizacion colgante).
Piso
FIGURA 8.10.10 Patr6n principal de distribuci6n de agua de los rociadores antiguoslconvencionales
Rociadores Semi Empotrados Un rociador semi empotrado es un tipo de rociador de' techo en que parte 0 casi todo el cuerpo del rociador, excepto la parte que se conecta con la tuberia, esta instalado en un encaje para em potrar. Su funcionamiento es similar al de un rociador colgante estandar (Figura 8.1 0.12).
Rociadores Empotrados
Piso
FIGURA 8.10.11 Patron principal de distribucion de agua de los rociadores estlflndar
Un rociador empotrado comun se muestra en la Figura 8.10.13. Este mode!o de rociador es utilizado cuando la apariencia es muy importante. (El diagrama de la derecha muestra un rocia dor despues de su actuacion.) EI disefio especial de este tipo de rociador de techo permite una proyeccion minima de las partes que trabajan del rociador por debajo del cielo raso donde esta
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Supresion
a base de agua
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Ensamble de placa con resorte
Unidad de rociador
FIGURA 8.10.12 Rociador semi empotrado modelo H
Planchade cubierta
FIGURA 8.10.14 Rociador oculto de techo (Stargard modelo G)
(Figura 8.1 0.15). Tales recubrimientos decorativos solo pueden ser apJieados por el fabricante del dispositivo.
FIGURA 8.10.13 Rociador empotrado de techo (Reliable modelo B)
instalado sin afectar desfavorablemente su sensibilidad al calor ni el patron de distribucion de agua. En un esfuerzo por proveer proteccion mediante rociadores en ocupaciones de bajo riesgo donde la estetica es importante, existen disefios de rociadores que se integran con el techo en una forma atractiva. Solo la placa del techo y el ensamble ter mosensible son visibles des de el piso cuando estan instalados estos rociadores. Cuando ocurre un incendio y el elemento ter mosensible funciona, el deflector cae a una posicion por debajo del techo y comienza la descarga de agua.
Rociadores Ocultos Un rociador de oculto es un tipo de rociador de techo cuyo cuerpo completo, incluyendo cl mecanismo de funcionamiento, se encuentra por encima de su plancha de cubierta. Cuando ocu rre un incendio la plancha de cubierta cae, dejando al descu bierto el ensamble termosensible. La operacion subsiguiente del ens amble termosensible inicia la descarga (Figura 8.10.14).
Rociadores Colgantes Secos y Verticales Secos Lus rociadores colgantes secos y verticales secos son utilizados para suministrar proteccion mediante rociadores en areas sin cale faecion, tales como frigorificos, donde los rociadores son alimen tados por una tuberia descendente 0 ascendente, proveniente de una sistema de tuberia hUmeda ubicada en el exterior del area sin calefaccion. Para prevenir el dano del sistema, la tuberia ascen dente/descendente debera pelmanecer sin agua. Los roeiadores colgantes secos tambien deben ser utilizados en todos los sistemas de tuberla seca donde se desee instalar roeiadores colgantes. En la entrada del rociador seco se provee un sello para evi tar que el agua ingrese hasta que se active cl rociador. Los me canismos de funcionamiento sensibles al calor son adaptaciones de aqueUos utilizados con los rociadores estandar automaticos. Ver la Figura 8.10.16 para un ejemplo de un rociador auto matico colgante seco. Cuando la temperatura ambiente sube mas alIa de la temperatura de funcionamiento del enlace soldado, la soldadura se derrite y las placas del enlace se separan en roller key. Las palancas sostenidas en su sitio por un tornillo del de flector son liberadas y la tension fija de la estructura, actuando
Rociadores Ornamentales Los rociadores omamentales son rociadores automaticos que han sido decorados con enchapados 0 esmaltados para propor cionar los acabados que se desean para la superficie. La oma mentacion 0 el disefio decorativo especial no deben afectar desfavorablemente al funcionamiento del rociador ni la distrl bucion de agua. Los modelos de rociadores omamentales lista dos son para instalaciones colgantes de acuerdo con la NFPA 13
FIG URA 8.10.15 Rociador decorativo tipo ampol/a de vidrio PrussagSHF
CAPiTULO 10
como un resorte, expulsa las palancas y las partes del enlace del rociador. Ya que el tuba interior, el cual tambien sirve como un orificio de descarga, ya no esta sostenido en su sitio por las pa lancas, se mueve hasta una posicion predcterminada. Con el so porte del tubo interior eliminado, los elementos que forman el sella hermetico al agua en la boca de entrada de la tuberia pasan a traves del tuba interior y salen del rociador, permitiendo que el agua fluya a traves de la via de agua sin obstruir y golpee el deflector, el cual la distribuye con un patron de pulverizacion comparable con el de un rociadorestandarde 12,7 mm (12 pulg). EI que se muestra es el Modelo C Colgante Seco de Reliable. Otros fabricantes tienen disposiciones similares de equipos del propietario para los sistemas automaticos colgantes secos.
ROCIADORES PARA CONDICIONES
ESPECIALES DE SERVICIO
Los sistemas de rociadores provistos de rociadores por pulveri zacion verticales 0 colgantes listados se adaptan a una amplia variedad de situaciones. Sin embargo, existen situaciones en que modelos especiales de rociadores y disposiciones especiales de rociadores se adaptan. En algunos casos, como en el caso de los rociadores de pared lateral, con necesarios patrones especiales de distribucion de agua; en otros, la.'> temperaturas ambiente inu suales 0 las atrnosferas corrosivas exigen el uso de elementos es peciales de disefio 0 construccion.
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Rociadores automilticos .
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dor residencial controle 0 suprima los incendios comunes en re sidencias con caudales muy inferiores al de los rociadores por pulverizacion estandar, Debido a los aspectos sobre seguridad humana de la res puesta rapida, estos rociadores pueden ser utilizados en una gran variedad de ocupaciones residenciales. Cuando un sistema COll vencional instalado de acuerdo con las disposiciones de la NFPA 13 no sea tan practico. como en una unidad de vivienda unifa miliar 0 una propiedad residencial de poca altura. La NFPA 13D. Norma sobre la Instalacion de Sistemas de Rociadores en Vi viendas Uni y Bifamibares y Casas Prefabricadas. y la NFPA 13R, Norma sobre la Instalacion de Sistemas de Rociadores en Ocupaciones Residenciales de Hasta Cuatro Pisos de Altura, pueden ser utilizadas. Estas normas han sido desarrolladas te niendo en cuenta especificamente las capacidades de seguridad humana del rociador residencial. Un rociador residencial repre sentativo se muestra en la Figura 8.1 0.17.
Rociadores de Gota Gorda Los rociadores de gota gorda son rociadores especiales con un factor Km nominal de 160 (K = 11,2). [EI factor Km nominal para rociadores de 12,7 mm (Yi pulg) es 80 (K = 5,6).] EI deflector de un rociador de gota gorda esta disenado especialmente y, com binado con la mayor descarga, produce gotas gordas de tamafio y velocidad suficientes para permitir que el chorro pelletre co rrientes hacia arriba muy fuertes generadas por los incendios mas exigentes. Los requisitos especiales para los rociadores de gota gorda se encuentran a 10 largo de la NFPA 13, y estan or ganizados por categorfas segun el tema. Ver Figura 8.10.18
Rociadores de Abertura y Cierre Automatico (On-Off Sprinklers)
Rociadores Residenciales
Los rociadores de abertura y cierre automatico (On-Off Sprin klers) tienen dos mecanismos de funcionamiento independien tes. EI primero es muy similar al enlace de un rociador estiindar. El segundo es una valvula 0 disco de accion rapida accionados por calor. Cuando ocurre un incendio, los dos mecanismos de funcionamiento detectan la elevacion de temperatura y se abren. Luego de que el medio ambiente alrededor del rociador se en tria, la valvula 0 disco de accion riipida secundarios accionados par calor detectan la calda de presion y automaticamente se cie rran, deteniendo el caudal de agua. Si el incendio no ha sido su primido y crece nuevamente, la valvula 0 disco de acci6n rapida secundarios se abren nuevamente permitiendo que el agua fluya.
Los rociadores residenciales son rociadores que han sido lista dos especificamente para utilizarse en ocupaciones residencia les. Estos rociadores de respuesta rapida tienen enlaces fusibles o ampolJas de poca masa que ayudan a que el tiempo de actua cion por temperatura sea mucho inferior al de un rociador con un elemento de funcionamiento convencional. Los rociadores residenciales tambien tienen caracteristicas de descarga distintas a las de los rociadores por pulverizacion. Se requiere que boten agua dentro del espacio de 457 mm (18 pulg) del techo. Este patron de humedecimiento para paredes altas, junto con la respuesta mas rapida, ayudan a que el rocia
FIGURA 8.10.18 Roclador de gota gorda representativo '
FIGURA 8.10.16 Rociador colgante seco representativo
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
deben retardar el funcionamiento del rociador ni interferir con la liberaci6n con las piezas de funcionamiento ni alterar significa tivamente el patr6n de distribucion de agua. Al igual que con los rociadores decorativos, estos recubrimientos s6lo pueden ser aplicados por el fabricante.
Rociadores de Pared Lateral
FIGURA 8.10.17 Rociador residencial representativo
Luego de que se ha activado un rociador de abertura y cierre automatico (on-off sprinkler), no es necesario reemplazarlo. La valvula 0 disco de accion rapida secundarios no sellaran la valvula por completo y es posible que hayan escapes. Luego de la activa cion, es posible que el rociador no pueda manejar las presiones del los arranques que se pueden presentar en el sistema.
Rociadores para Condiciones Corrosivas Se han desarrollado medidas para proteger a los rociadores au tomfiticos contra las condiciones corrosivas, y las organizacio nes de pruebas han estudiado el valor de cada metodo. Una cera de recubrirniento completo con un punto de fusion ligeramente por debajo de la temperatura en que funciona el rociador es el re cubrimiento protectivo utilizado con mayor frecuencia. Un re cubrimiento de plomo para el cuerpo del rociador y las palancas en combinado con cera para proteger los elementos fundibles tambien es muy comun. Los rccubrimientos tradicionales inclu yen s610 cera (Figura 8.10.19), solo asfalto, s610 plomo, cera sobre plomo y asfalto sobre plomo. En anos recientes, los ro ciadores han estado listados con recubrimientos de esmalte, po liester y Teflon®. Los rociadores en accro inoxidable se encuenttan disponibles a traves de algunos fabricantes. Ottos re cubrimientos tambien se cncuentran disponibles y deben selec cionarse de acuerdo con el medio ambiente donde van a instalarse los rociadores. Cualquiera que sean las medidas de proteccion tomadas, no
FIGURA 8.10.19 Rociador vertical recubierto con cera para atm6sferas corrosivas (Fuente: Automatic Sprinkler Corporation of America)
Los rociadores de pared lateral tienen los componentes de los ro ciadores estandar excepto un deflector especial, el cual descarga la mayoria del agua hacia un lado en un patron parecido de cierta forma a un cuarto de una esfera. Una pequena parte de la des carga humedece la pared que queda detras del rociador. Empla zados e instalados vertical u horizontalmente a 10 largo de del empalme entre un cieIo raso y una pared lateral, los rociadores de pared lateral proporcionan una protecci6n adecuada para ocu paciones de riesgo ligero, tales como vestlbulos de hoteles, co medores, oficinas ejecutivas y otras areas donde las tuberias de rociadores comunes pueden no encajar con la apariencia del sitio. Algunos rociadores de pared lateral han sido probados y listados para utilizarse en las ocupaciones de riesgo ordinario. EI canicter direccional de la descarga de los rociadores de pared lateral los hace aplicables a los problemas ocasionales de protecci6n especial. Pueden ser instalados para proporcionar una descarga en cualquier direcci6n que se desee. La Figura 8.10.20 muestra rociadores comunes de pared la teral. La seleccion se ha hecho para mostrar las diferentes for mas de una variedad de deflectores. Muchos rociadores de pared lateral instalados vertical mente pueden ser instalados colgantes o en posicion vertical.
Rociadores de Pared Lateral de Cubrimiento Extendido Los rociadores de cubrimiento extendido son utilizados en la po sicion horizontal. Tienen areas de cubrimiento superiores a las areas de cubrimiento permitidas para los rociadores de pared la teral estandar. Pueden ser utilizados en ocupaciones de riesgo li gero, particularmente en hoteles y en las ocupaciones similares cuando se puede instalar un sistema de rociadores en un edificio existente sin tener tuberias expuestas en las areas comunes,
FIGURA 8.10.20 Selecci6n representativa de rociadores de pared lateral /istados mostrando varios tamafios de deflectores
CAPiTULO 10
donde podrfan no estar de acuerdo con la estetica dellugar. La presion de agua requerida para obtener el mayor recu brimiento esta especificada en los listados para los rociadores y es superior a aquella requerida para los rociadores de pared la teral estandar. Los requisitos de instalacion tambien forman parte dellistado. En la Figura S.1O.21, se muestra un rociador de pared late ral de cubrimiento extendido con una liberacion de enlace con vencional.
Rociadores Abiertos Los rociadores automaticos carentes de la tapa de la valvula y de elementos sensibles al calor son utilizados en los sistemas de ro ciadores diluvio en los que el abastecimiento de agua esta con trolado por una valvula de maniobra de agua automatica accionada independiente de los rociadores automaticos. (Figura 8.10.22). El patron de la distribucion de agua y la densidad de la descarga estan disefiados para corresponder apropiadamente al riesgo que se debe proteger.
Rociadores de Orificios Grandes y Pequenos Los terminos orificio pequeno y orificio grande son utilizados para describir a los rociadores con tamanos de orificios distin tos a Y, pulg (K = 5,6). Los rociadores automaticos con una tasa de descarga de agua superior 0 inferior a la de un rociador de ori ficio de Km 80 (K = 5,6) estandar que funcionan ala misma presion tienen caracterfsticas muy convenientes para proteger
FIGURA 8.10.21 Rociador de pared lateral de cubrimiento extendido representativo
FIGURA 8.10.22 Rociador vertical estandar can sus elementos de funcionamiento retirados
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Rociadores automaticos
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ciertos tipos de ocupaciones. Los rociadores de alta descarga y orificio grande que funcionan a densidades de descarga de 18 (Llmin)/m2 (0,45 gprn/pie2) y superiores suministran una canti dad de descarga que no se consigue con los rociadores de orifi cio de Km = SO (K 5.6) nominal. El patron de la descarga de agua de los rociadores de orificio pequefio y grande es similar al del rociador de Km = 80 (K = 5,6) estandar. Cuando los rociadores sean reemplazados, se debe prestar atencion para reemplazarlos por los modelos apropiados. EI re emplazar los rociadores por otros con el tamafio de orificio co rrecto es de vital importancia en los sistemas calculados hidraulicamente.
Rociadores por Pulverizacion con Diferentes Tamanos de Orificios Durante muchos arros, los rociadores han sido fabricados con diferentes tamafios de orificios para conseguir diferentes cauda les con las presiones disponibles. Entre menor sea el tamafio del orificio, menor sera el caudal proveniente del rociador cuando se abra. La caracteristica usada para medir el tamarro del orificio se denomina factor K, y representa la constante matematica que re laciona el caudal desde el rociador bajo la presion disponible segful 10 indicado en la siguiente formula:
Q=K..fi' Donde
Q K
=
P
=
caudal en Llmin (gal/min) constante del caudal presion en bar (psi)
El factor K es constante para cualquier rociador dado, solo cam biando con el diametro y forma del orificio y la via de agua con duciendo hasta el punto donde el agua se descarga desde el rociador. El rociador por pulverizacion estandar desarrollado a finales de los anos 50 tenia un factor K en unidades Inglesas de 5,6. En unidades metric as, este rociadortiene un factor K de SO. Los rociadores con factores K de 5,6 se siguen utilizando con mucha frecuencia. Los rociadores con tamafios de orificio inferiores al factor K estandar de 5,6 se encuentran disponibles cuando el disefiador desea restringir el caudal que entra a cierto espacio (Figura 8.10.23). Normalmente, esto sucede cuando un rociadorprotege un cuarto relativamente pequeno, donde la densidad se puede a1canzar a una presion relativamentepequefia. La NFPA 13 per mite que solo se usen los rociadores de tamafio mas pequeno en las ocupaciones de riesgo ligero. Los factores K van en un rango deKm 20 (K= 1,4) a Km 60 (K = 4,2). Cuando el factor Km es inferior a 40 (K 2,8), se debe instalar un filtro cerca del abastecimiento de agua para atrapar el sedimento que podria tapar un rociador con un orificio muy pequeno. La Tabla 8.10.4 muestra los diferentes tamanos de orificio para los rociadores de tamafio inferior al rociador de Km = SO (K 5,6) estandar. Los rociadores con tamafios de orificio superiores al K 5,6 estandar se encuentran disponibles cuando el diseiiador
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SECCION 8
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Supresion
FIGURA 8.10.23 Rociador K =4,2 (K m Representativo en posicion co/gante
a base de agua
60)
desea obtener caudales superiores desde el rociador a la misma presion (Figura 8.10.24). Otra forma de ver las ventajas de estos rociadores es que el disenador puede obtener el caudal requerido desde el rociador a una presion inferior. Los rociadores con tamaiios de orificio mas grandes tiende a producir gotas de agua de mejor tamano con un impulso de gota mejor que los rociadores con tamano de orificio de K = 5,6, Estos rociadores de orificio de mayor tamafio son mejores en el momenta de combatir incendios muy complicados tales como 10 que ocurren en las ocupaciones de almacenamiento, donde las gotas de agua de los rociadores deben superar el impulso del pe nacho de fhego con el fin de lograr el control 0 la supresi6n del incendio, Por esta razon, comenzando con la edici6n de 1999 de la NFPA l3, se han aplicado restricciones sobre el uso de rocia dores K = 5,6 Y K 8,0, En las ocupaciones de almacena miento, los rociadores K = 5,6 Y K = 8,0 s610 pueden ser utilizados cuando la densidad presumida necesaria para el con trol del incendio es relativamente pequena. La Tabla 8.10,5 re SUme los diferentes tamafios de orificio para los rociadores de tamafio superior al rociador de K 5,6 estandar, En la Tabla 8.10.6 se proporcionan las caracteristicas de descarga de varios rociadores de orificio grande y pequeno,
=
FIGURA 8.10.24 Rociador K= 8,0 (Km 110) representativo (Fuente: Viking Corporation)
FIGURA 8.10.25 Rociador automatico Picker Truck (Fuente: Grinnell)
TABLA 8.10.5 Tamanos de orificio para rociadores de tamano superior a K 5,6.
=
TABLA 8.10.4 Tamafios de orificio para rociadores de tamano inferior a K = 5,6
Factor K nominal gpm/(psi) 1/2
Factor K nominal Llmin/(bar) 1/2
1,4 1,9 2,8 4,2 5,6
20 30 40 60 80
% de descarga a la misma presion en comparacion con un rociador K = 5,6 (Km = 80) 25 33,3 50 75 100
Factor K nominal gpm/(psi) 112
Factor K nominal Llmin/(bar) 112
% de descarga a la misma presion en comparacion con un rociador K = 5,6 (Km =80)
5,6 8,0 11,2 14,0 16,8 19,6 22.4 25,2 28,0
80 110 160 200 240 280 320 360 400
100
140
200
250
300
350
400
450
500
- - _..
CAPiTULO 10
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Rociadores automaticos
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TABLA 8.10.6 Identificaci6n de las caracteristicas de descarga de los rociadores Factor K nominal gpm/(psi) 112
1,4 1,9 2,8 4,2 5,6 8,0 11,2 14,0 16,8 19,6 22,4 25,2 28,0
Rangodel FactorK gpm/(psi)112
1,3-1,5 1,8-2,0 2,6-2,9 4,0-4,4 5,3-5,8 7,4-8,2 11,0-11,5 13,5-14,5 16,0-17,6 18,6-20,6 21,3-23,5 23,9-26,5 26,6-29,4
Rango del Factor dm3/min/(kPa)112
Porcentaje de descarga nominal K = 5,6
1,9-2,2 2,6-2,9 3,8-4,2 5,9-6,4 7,6-8,4 10,7-11,8 15,9-16,6 19,5-20,9 23,1-25,4 27,2-30,1 31,1-34,3 34,9-38,7 38,9-43,0
25 33,3 50 75 100 140 200 250 300 350 400 450 500
K
Tipo roscado
Y2 pulg. NPT
Y2 pulg. NPT
Y2 pulg. NPT
Y2 pulg. NPT
Y2 pulg. NPT
% pulg. NPT or Y2 pulg. NPT
Y2 pulg. NPT or % pulg. NPT
% pulg. NPT
% pulg. NPT
1 pulg. NPT
1 pulg. NPT
1 pulg. NPT
1 pulg. NPT
Fuente: NFPA 13, Norma sobre la Instalaci6n de Sistemas de Rociadores
ciadores en estanteria (in-rack sprinklers), tienen discos grandes (escudos) disenados para proteger el ens amble termosensible contra el chorro de los rociadores suspendidos en niveles supe riores. Sin los escudos protectores, el agua que entraria en el ro ciador enfriaria al elemento termosensible y retardaria el funcionamiento del mismo. Los rociadores de nivel intermedio verticales y colgantes estan listados por las organizaciones de pruebas (Figura 8.10.26).
BIBLIOGRAFIA Referencias citadas FIGURA 8.10.26 Rociadores de nivel intermedio mos trando escudos integrales que protegen a los elementos de funcionamiento contra la descarga de los rociadores instalados en niveles superiores (Star Modelo LO)
Rociadores Picker Trunk Los rociadores Picker T'runk tienen un deflector pequefio y liso que ayuda a reducir la recolecci6n de pel usa y fibras en los ro ciadores cuando estan ubicados en el interior de conductos 0 ce rramientos donde el aire en movimiento arrastra dichos materiales extrafios. El hecho de no estar obstruido y de tener un fraccionamiento del chorro de agua es mas importante que eual q uier patron espeeifieo de distribucion (Figura 8.10.25).
Rociadores de Nivel Intermedio Los rociadores de nivel intermedio, tambien eonoeidos como ro-
1. Wendt, B., and Prahl, J. M., "Discharge Distribution Perfor mance for an AxisYlmnetric Model of a Fire Sprinkler Head," NBS-GCR-86-517, Oct. 1986, Case Western Reserve University, sponsored by National Bureau of Standards, Gaithersburg, MD. 2. Thompson, N. J., Fire Behavior and Sprinklers, "fational Fire
Protection Association, Quincy, MA, 1964.
C6digos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA. La consulta de los siguiemes codigos, normas y practicas recomendadas de la NFPA suministrara informacion adicional sabre los rociadores au tornaticos discutidos en este capitulo. (Consulte la ultima version del Catalogo de la NFPA para ver la disponibilidad de las ultimas ediciones de los siguientes documentos.) NFPA 13, Standard/or the Installation o/Sprinkler Systems NFPA 13D, Standardfor the Installation o/Sprinkler Systems in One and Two-Family DViellings and Manufactured Homes NFPA 13R, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems in Resi dentialOccupancie" up to and Including Four Stories in Height NFPA 25, Standardfor the Inspection. Testing, and Maintenance of Water-Based Fire Protection Systems l\IFPA 230, Standard/or the Fire Protection ofStorage
Revisdo por Milosh T. Puchovsky
1 primer documento pub1icado por 1a NFPA, en 1896, es tab1eci6 e1 conjunto inicial de reglas estandarizadas para los sistemas de rociadores automaticos. EI documento se titul6 pesadamente National Board of Fire Underwriters for Sprinkler Equiment's, Automatic and Open Systems as Recom mended by the National Fire Protection Association (Reglas y Reglamentos de fa Comision Nacional de Aseguradores de In cendio para los Sistemas Automaticos y Abiertos de Equipos de Rociadores, segzln 10 Recomendado por fa Asociacion Nacional de Proteccion contra Incendios.) Este documento de 1a NFPA evo1ucion6 para convertirse en la NFPA 13, Norma sobre la Ins talacion de Sistemas de Rociadores. La NFPA 13 establece reglas estandarizadas para e1 diseiio, la instalaci6n y las pruebas de aceptaci6n de sistemas de roeia dores. Se presentan varias operaciones para lograr un desem pefio efectivo del sistema de rociadores, incluyendo, entre otras cosas, la selecci6n de los componentes del sistema tales como rociadores, valvulas y materiales de tuberia, la determinaci6n del riesgo de incendio contra el quc sc debe proveer protecci6n y el calculo de las tasas de descarga del sistema. Los principios fundamentales y suposiciones sobre los sis temas de rociadores han permanecido bastante consistentes a 10 largo dcl ultimo siglo. Sin embargo, en los ultimos 30 afios se ha prcscntado un desarrollo muy significativo en cuanto al desem pei'lo y la efectividad de los sistemas de rociadores para brindar seguridad humana y protecci6n de la propiedad. Aunque la ver si6n moderna de la NFPA 13 es una expansion de los principios anteriores de la protecci6n con sistemas de rociadores, esta in cluye un alcance mucho mas amplio y discute la ap1icaci6n de muchas tecnologias nuevas. Este capitulo proporeiona una introducci6n y visi6n gene ral acerca de los elementos fundamentales acerca de los sistemas de rociadores automaticos y describe la forma en que 1a edici6n actual de la NFPA 13 ha evolucionado pard discutir una gran cantidad de situaciones. Los beneficios de los rociadores estan discutidos seguidos por una revision de las reglas y practicas ac tuales, las cuales estan asociadas con estos sistemas. Muchos otros capftulos en este manual tienen que ver con el disefio y desempefio de los sistemas de roeiadores y deben ser revisados para obtener informaci6n adicional. Aunque posible mente los sistemas de roeiadores son los sistemas de protecci6n
E
Milosh T. Puchovsky, P.E., es un ingeniero contra incendios senior en
Amp Fire in Westborough, Massachussets. Anterionnente trabaj6 para la NFPA como coordinador de personal para los Comites Tecnicos de 1a NFPA sobre Sistemas-de Rociadores Automaticos y como editor tec nico del Manual de Sistemas de Rociadores Automliticos de la NFPA.
contra incendios a base de agua mas antiguos y mas estableci dos, no son el unico sistema que utiliza agua como mecanismo de control del mcendio 0 supresi6n del fuego. Algunas tecnolo gias relaeionadas incluyen los sistemas de pulverizaci6n de agua, 10 sistemas de rociadores de espuma y agua y los sistemas de agua nebulizada. Tecnologias relacionadas incluyendo siste mas de rociadores yea (Seccion 8 Capitulo 14 Proteeci6n Me diante la Pulverizaci6n de agua), Sistemas rociadores de agua espuma yea (Seccion 9 Capitulo 4 Agentes y sistemas rociado res de agua espuma), y sistema de agua nebulizada (Secci6n 8 Capitulo 15 Sistema de Supresi6n de Incendios con Agua Ne bulizada). Los sistemas apropiadamente diseftados, instal ados y mante nidos son un elemento clave para muchos planes de proteccion contra incendios integrantes en el disefio y construcci6n de edifi cios modemos. La supresi6n, 1a detecci6n y la compartimentaliza ci6n son elementos clave de seguridad que permiten que los edificios con derta altura 0 area sean construidos. Un buen enten dimiento de 10 que los sistemas de rociadores pueden y no pueden hacer por aqueUos que disefian, instalan y aprueban dichos siste mas es de vital importancia para la efectividad total del sistema.
DESARROLLO DE LOS
ROCIADORES AUTOMATICOS
Un rociador es un dispositivo termosensible disefiado para des cargar eierta cantidad de agua con cierto patr6n sobre cierta area del pi so, solo se activa cuando un incendio genera una cantidad de calor suficiente y en cuanto se aetiva, controla 0 suprime e1 incendio. La NFPA 13 identifica y define varios tipos de rocia dores. E1 agua se distribuye hasta cada rociador en el sistema a traves de una setie de tuberias 0 tubos medidos espeeialmente. Las valvulas de maniobra son instaladas en el sistema para ce rrar manualmente el caudal de todo e1 sistema de tuberia, 0 parte del mismo, y los rociadores. Los primeros sistemas de rociadores consistian en redes de tuberia en acero con hoyos perforados 0 perforaciones a 10 largo del tramo del tubo. Este tipo de sistema frecuentemente involu eraba el uso de un abastecimiento de agua accionado manual mente. Si ocurria un incendio cuando el edificio no estaba oeupado, los beneficios del sistema eran pocos, 0 no habia nin gUn beneficio. Ademas, la tuberia para estos sistemas frecuen temente estaba corroida, muchas veces los hoyos estaban taponados y la descarga de agua desde el tubo podria deseribirse
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
generosamente como muy pobre. Una derivaci6n del tubo perforado involucraba un disposi tivo de rociador abierto adherido al tubo. Esto mejor6 el patr6n de distribucion de agua del sistema, pero las preocupaciones por la necesidad de una intervencion humana y por la corrosion. El concepto de emplear un dispositivo accionado por calor apareci6 alrededor de 1860. Sin embargo, no fue sino hasta 1875 que Henry Parmelee incorporo este concepto en un dispositivo de rociador automatico. El rociador de Parmelee fue acreditado como el primer rociador "automatico." Aunque el dispositivo era muy basico si se compara con los rociadores modemos, estable cio un patron especifico de agua que era efectivo y eficiente en el control de un incendio. La Figura 8.11.1 ilustra el patron de descarga de un rociador de Parmelee No 3. EI rociador consistfa en una tapa de laton soldada sobre un distribuidor perforado y es taba disefiado para enroscarse en un niple. La Figura 8.1 L 2 muestra una vista en corte del rociador de Parmelee No.3. Pronto vinieron otras variaciones del rociador de Parmelee, y cada una tenia una figura 0 forma (mica. Algunos de los ro ciadores disponibles cuando se publico la edici6n de 1896 de la NFPA 13 inc1uyen el Neracher (Figura 8.11.3), el National Ma nufacturing Company (Figura 8.1104), el New Grinnel (Figura 8.11.5) y el Kane (Figura 8.11.6). La introducci6n de estos nuevos dispositivos de rociadores automaticos que no requerian la intervencion humana para ini ciar el caudal de agua genero una mayor aceptacion y uso de los sistemas de rociadores en fabricas e instalaciones de alrnacena miento.
FIGURA 8.11.3 Rociador Neracher
Jaula de alambre
FIGURA 8.11.4 Compafila de fabricaci6n nacional
FIGURA 8,11.1 Oescarga de uno de los primeros rociadores automaticos
FIGURA 8.11.5 Rociador New Grinnell
EL VALOR DE LA PROTECCION
CON ROCIADORES AUTOMA-ncos
FIGURA 8.11.2 Vista en corte del rociador de Parmelee No 3
La industria de aseguradoras en combinaci6n con la Revoluci6n Industrial en los Estados Unidos pueden recibir el credito por haber promulgado y expandido el uso de los sistemas de rocia dores. El uso inicial de los sistemas fue justificado por la gran reduccion en la perdida de propiedad que era evidente en los in cendios que involucraban sistemas de rociadores automaticos en comparacion con los incendios que ocurrian cuando no habian
CAPiTULO 11
FIGU RA 8.11.6 Rociador Kane sistemas de rociadores instalados. Debido a su reconocimiento inmediato por el gran mejora miento de los riesgos de la proteccion de la propiedad, las ins talaciones de gran valor tales como bodegas e instalaciones de fabricacion industrial eran sitios donde habfa mayor prioridad con respecto a la proteccion a traves de sistemas de rociadores automaticos. Esta distincion podia incluso ser la diferencia entre una compania que sigue funcionando versus no poderse recupe rar de un incidente de incendio y no poder seguir funcionando. Aunque los rociadores no fueron reeonocidos inmediata . mente por sus beneficios para la seguridad humana, se empezo a hacer evidente una tendencia que indicaba reducciones en las muertes por incendio cuando se eontaba con sistemas de rocia dores. Las estrueturas de area grande, de gran altura, de gran valor y con mayor densidad de poblacion pronto se convirtieron en las instalaciones principales donde los sistemas de rociado res representarian un beneficio. El beneficio para la seguridad humana de los rociadores es intuitivo ya que la descarga de los rociadores suprime 0 controla un incendio, disminuyendo de esta manera el peligro para los ocupantes. Ademas, la activacion del sistema de rociadores hace sonar una alarma, alertando a los ocupantes del edificio sobre una condicion de incendio. Aunque los disenos de los primeros sistemas de rociadores se enfocaban principal mente en la pro teccion de la propiedad, los sistemas realmente mejoraban las caraeteristicas de seguridad humana en general del edificio. La tecnologfa actual estipula varios tipos de sistemas, algunos de los cua!es se enfocan especificamente en la seguridad humana con la proteccion de la propiedad como objetivo secundario. EI sistema de rociadores residenciales pertenece a esta categoria. En otro capitulo de esta seccion se provee informaeion acerca del desarrollo de los roeiadores residenciales. Aunque se limita a las ocupaciones residenciales, desde su introduccion al mer cado en 1980, la aplicacion del rociador residencial se ha ex pandido del uso en hogares de una sola familia hasta las ocupaciones de gran altura tales como hoteles y apartamentos. La NFPA J 0 J®, C6digo de Seguridad Humana® (de aquf en ade lante nombrado NFPA 1OJ), reconoce los beneficios de los sis temas de rociadores para la seguridad humana. Las grandes distancias de recorrido, las redueciones de los ensambles de muros con clasificacion de resistencia al fuego y los materiales
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Sistemas de rociadores automaticos
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de acabado con clasificaciones superiores de propagacion de llama estan permitidos cuando se euenta con roeiadores. La NFPA IOJ tambien rige sobre los sistemas de roeiadores en edi fieios que caben en la categoria de gran altura, al igual que aque lIos edificios donde la evacuaei6n de los ocupantes no es posible, tales como las instalaeiones sanitarias y algunos tipos de hogares de asilo. Hasta 1970, la NFPA mantuvo una base de datos sobre el desempeno y la efectividad de los sistemas de roeiadores. De safortunadamente, se descontinuola recoleecion de este tipo de informacion cuando los datos se tergiversaron por las circuns tancias en que grandes cantidades de rociadores tendfan a fun donar 0 en que las perdidas en dolares eran muy grandes. Diehos datos aparecieron para indicar que los rociadores solo eran de valor marginal y no eran tan efectivos como realmente eran. Aunque pueden ocurrir perdidas en dolares significativas por ineendios en edifieios con roeiadores, estas grandes perdidas en los edificios con rociadores representan un pequeno porcen taje de las perdidas totales en los incendios. Ademas, la mayo ria de los ineendios devastadores en edificios con rociadores, normalmente pueden atribuirse a alglin tipo de error humano, tal como la falla al mantener el sistema, en vez de una falla me cauica del sistema por sf mismo. La NFPA termino su programa de mantenimiento de esta disticas del desempefto de los rociadores cuando las tecnicas de reeoleccion de datos produjeron resultados tergiversados. In cluso los datos tergiversados, sin embargo, indicaban que una cantidad significativa de incendios en edificios con roeiadores son controlados 0 ineluso extinguidos con el funcionamiento de solo uno 0 dos rociadores. Muchos mas de estos logros de los rociadores controlan los incendios eon danos tan minimos que ni siquiera son informados al cuerpo de bomberos 0 a la eom pania aseguradora. Se espera que se pueda instituir otro pro grama de reeoleecion de datos en el futuro eon el amplio uso de los sistemas de alarma de estacion eentral y el hecho de que la mayoria de los sistemas de rociadores de hoy en dia estan equi pados con algful tipo de elemento de alarma automatiea. Sin embargo, en el momenta en que se escribio este texto, no se habfa iniciado ningful esfuerzo formal para el establecimiento de este programa. Existen otras fuentes de datos que proporcionan alguna perspectiva sobre la cantidad de rociadores que funcionan en ciertos tipos de incendios. Entre menor sea la cantidad de rocia dores que se acti van, existe una mayor probabilidad de que el in cendios sea control ado por el sistema de rociadores. De acuerdo con 10 indicado anteriormente, los datos sugieren que una menor cantidad de roeiadores tiende a controlar la mayoria de los in cendios. La Tabla 8.11.1 resume la cantidad de rociadores que funcionaron en 2860 incendios. La Division de Analisis e Investigacion de la NFPA pro duce un informe anual titulado Experiencia en E. UA. con los Rociadores: I, Quilin los Tiene? I, Que tan Bien Funcionan? Este informe discute los beneficios de los rociadores automaticos y proporciona eomparaciones entre los incendios en edificios eon rociadores y los que no tienen roeiadores. Uno de los puntos mas fuertes en el informe de la NFPAes el de los benefic!os de los sistemas de rociadores para la seguri dad humana. Las siguientes deelaraeiones fueron sacadas direc tamente del informe del ano 2000:
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SECC10N 8
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Supresion
a base de agua
TABLA 8.11.1 Operaci6n de un rodicador entre 1978-1987 Cantidad que NLimero Porcentaje Porcentaje acumulativo funcionan Incendios acumulativo del total
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11-15 16-20 21-25 26+
797 520 291 221 147 146 74 77
44 55 172 100 49 167
797 1317 1608 1829 1976 2122 2196 2273 2317 2372 2544 2644 2693 2860
28 18 10 8 5 5 3 3 1 2 6 3 2 6
28 46 56 64 69 74 77
80 81 83 89 92 94 100
Fuente: Factory Mutual Research Corp.
La NFPA no tiene registro alguno de la muerte por ineen dio de mas de dos personas en un edificio completamente cubierto con rociadores cuando el sistema se encontraba funcionando apropiadamente, excepto en una explosion 0 incendio de ignicion instantanea (flash), 0 cuando los miembros de la brigada contra incendios 0 empleados de la industria fueron matados durante las operaciones de supre sion del incendio.
Otra declaracion dirigida a ocupaciones especificas indica que: La NFPA no tiene registro alguno de la muerte por incen dio de mas de dos personas en un edificio para reuniones publicas, de ensefianza, institucional 0 residencial comple tamente cubierto con rociadores cuando el sistema se en contraba funcionando apropiadamente. El informe de Analisis e Investigacion de Incendios indica que cuando oeurren fatalidades en los edificios con rociadores. las victimas tienden a estar en la proximidad inmediata del in~ cendio 0 tienen que ver con la ignici6n. En otros cas os, la vic tima estaba incapaeitada 0 de otra forma incapaz de cui dar de sf mismo. La columna de "Vigilaneia contra Incendios" en el NFPA Joumal normalmente resume una dos historias sobre el desem peno de sistemas de rociadores durante un incendio. Ademas, el proceso de recoleccion a traves del National Fire Incident Re source System (NFIRS), el estudio de recoleccion de datos de la NFPA y los resumenes de las aseguradores indican que los ro eiadores son un medio muy efectivo para reducir las fatalidades y los danos causados por el fuego. E1 informe de Analisis e In vestigacion de Incendios resume estos datos indicando que los rociadores reducen las posibilidades de morir cuando ocurre un incendio y el promedio de dafios de propiedad por incendio es de un tercio 0 dos tercios. Debido a su efectividad, varios c6digos de construcci6n, re glamentos de las aseguradores y leyes locales requieren la ins
talaci6n de sistemas de rociadores en una gran cantidad de tipos de edificios. Si estan disefiados, instalados y mantenidos apro piadamente, los sistemas de rociadores estan entre las mejores opciones para proporcionar una seguridad humana y proteccion de la propiedad efectivas en cuanto al costo.
IMPLICACIONES FINANCIERAS DE LAS INSTALACIONES DE SISTEMAS DE ROCIADORES Una gran cantidad de incendios devastadores han sido investi gados por la NFPA a traves del los afios. En pnicticamente cada uno de estos incidentes, los resultados indican que la falta de un sistema de rociadores funeionando apropiadamente era el factor clave en la tasa acelerada de crecimiento y propagaci6n del fuego. Cuando ocurre un incendio, se espera cierto grado de dafios en el contenido del edificio y el edificio. Estas perdidas de pro piedad son tangibles y pueden ser medidas en terminos finan cieros directos. Sin embargo, un impacto menos tangible de un incendio puede ser la interrupcion del funcionamiento del ne gocio, 10 cual no solo afecta al dueno del negocios y a la viabi lidad a largo plazo de la empresa sino tambien a los empleados y a la comunidad locaL Las perdidas catastr6ficas para los gran des empleadores deterioran la base de impuestos locales afec tando as! los servicios de la comunidad. Otra consecuencia indeseable de un incendio en terminos financieros serfan las demandas inminentes en las cuales, los gastos de de las litigaciones y juicios pueden ser severos y, cuando ocurren, pueden exceder otras perdidas directas e indi rectas combinadas. Esto es especialmente cierto cuando ha ocu rrido la perdida de alguna vida. Los aspectos financieros de las demandas legales, aunque normalmente no son un elemento clave que se tiene en cuenta por la mayorfa de los duefios de los edificios, pueden devastar a una compania, a sus empleados y fi nalmente, a la comunidad locaL Los sistemas de rociadores automaticos estan disenados para funcionar durante las primeras etapas del desarrollo de un incendio y minimizar el impaeto total del incendio. Ademas, la mayoria de los sistemas estan provistos de una alarma de flujo de agua que puede notificar automaticamente al cuerpo de bom beros cuando se activa el sistema de rociadores. Aunque muchos sistemas suprimen 0 inc1uso extinguen un incendio, se anticipa que en la mayoria de los casos el cuerpo de bomberos 0 brigada contra incendios extinguira un incendio por completo. Contrario a algunas representaciones de Hollywood y per cepciones publicas de la activaci6n del sistema de rociadores en que todos los rociadores en el edificio empiezan a funcionar al mismo tiempo, s610 los rociadores que se encuentran en la pro ximidad inmediata del incendio se activan. Segiln 10 mostrado anteriormente en la Tabla 8.11.1, una cantidad relativamente pe quena de rociadores tiende a funcionar en la mayorfa de los in cendios. Como solo funcionan los rociadores que se encuentran cerca de un incendio, ocurre un dano causado por el agua con siderablemente inferior durante un incendio cuando se cuenta con un sistema de rociadores. Cuando no se cuenta con sistemas
CAPiTULO 11
de rociadores, no solo ocurre un dafio mas extenso por el fuego normalmente sin que la magnitud de los dafios causados por el agua de los chorros maestros y otras operaciones para combatir el fuego tambien aumentan normalmente y con freeuencia, au mentan considerablemente. Sin embargo, los dafios causados por el agua y la descarga accidental del sistema fTecuentemente preocupan a los duefios de los edificios. Los informes que citan que los dafios colatera les causados por el agua son superiores a los dafios por incendios fomentan una comparacion engafiosa. Por ejemplo, algunas no ticias han sido preparadas selectivamente, indicando que el dafio por incendio se limito a $1000 mientras que el dafio colateral por el agua fue talvez de $1500. No se menciona nada acerca del valor total de los contenidos del edificio; no se meneiona nada acerca de que nadie haya quedado herido y no se menciona nada acerca de las fatalidades que no oeurrieron. Aunque la descarga accidental de agua desde la tuberia del sistema, las valvulas 0 un rociador es rara, puede ocurrir. Para minimizar esta posibilidad, la NFPA 13 control a los componen tes del sistema para asegurar 1a integridad del sistema. Ademas, 1a NFPA 13 rige sobre una cantidad de metodos y tecnicas para ayudar a proteger contradichos problemas. Las pnicticas y pro cedirnientos de control de calidad tambien son algo muy imp or tante que se debe tener en cuenta. Los materiales y metodos especiales es13.n especificados para el uso en atm6sferas corro sivas, areas sujetas a heladas y para los sistemas instalados en areas que requieren protecei6n sismica. Los caleulos anteriores heehos por la Factory Mutual Re search Corporation (FMRC) han indicado que un rociador en 16 millones insta1ados funcionara sin razon alguna. Ademas, la FMRC calcu10 que un sistema en 2,5 millones insta1ados fallara sin raz6n a1guna y producira una descarga de agua que no se desea. Estos puntos son la excepci6n y c1aramente no son la regia; por eso, no existen estudios extensos disponibles acerca de este tema.
Algunos Incentivos para la Instalaci6n de Rociadores El mayor incentivo para insta1ar sistemas de rociadores puede estar dirigido hacia las caracteristicas inherentes de seguridad hurnana y de protecci6n de la propiedad altamente efectivas, y tambicn efectivas con relacion al costo. Sin embargo, los duefios de las propiedades tambien pueden realizar beneficios financie ros directos. Muchas empresas aseguradoras oii-ccen prim as para las instalaciones completamente cubiertas con rociadores. Ademas, e1 costa del disefio e instalacion del sistema de rocia dores puede ser amortizado a 10 largo de la vida del edificio. Aunque los sistemas de rociadores son obligatorios en va rios tipos de edificios, la mayoria de los codigos de construccion permiten ciertas modificaciones de la construcci6n cuando se instalan los sistemas. Estas modificaciones incluyen los incre mentos en las alturas y areas del edificio, las reducciones de las c1asificaciones de resisteneia a1 fuego de las particiones y las re ducciones de las separaciones fisicas entre estructuras adyacen tes. Estos cambios frecuentemente compensan el costo del sistema de rociadores. La instalacion de sistemas de rociadores en los edificios
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Sistemas de rociadores automaticos
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existentes tambien mejora la seguridad humana y contra inc en dios total y compensa las preocupaciones anteriores acerca de la proteccion contra incendio. Aunque la instalaei6n de rociadores luego de que se ha terminado la construccion del edificio es mas costosa, las leyes que rigen sobre los sistemas de rociadores sobre una base retroactiva norma1mente permiten que la insta laci6n sea modificada por fases con el tiempo. Esto permite que los duefios de los edificios coordinen la instalaei6n con otras re novaciones y modificaciones del edificio.
NORMAS SOBRE LA
INSTALACION DE ROCIADORES
La NFPA 13, Norma sabre la Instalacton de Sistemas de Rocia dares, es el docurnento principal que discute e1 disefio e instala ci6n de los sistemas de rociadores. Aunque algunos la consideran una variacl0n de un sistema de plomeria, no 10 son. Los sistemas de rociadores son sistemas unicos que requieren conocimientos especializados para su disefio, instalaci6n y man tenimiento apropiados. La NFPA 13 esta c1asificada como una norma y, por 10 tanto, especifica las nonnas y demas informaci6n necesaria para el disefio, disposicion e instalaci6n adecuados del sistema de ro ciadores. La NFPA 13 no especifica los tipos de instalaciones 0 edifieios en que se requieren los sistemas de rociadores. Este re quisito esta discutido en los c6digos de construccion, en la NFPA 101, C6digo de Seguridad Humana, y otros reglamentos. En 1999, la NFPA 13 sufri6 una gran expansion y reestruc turaci6n. Aunque aun contenia requisitos acerca del abasteci miento de agua, los materiales y componentcs permitidos, la ubicaci6n y emplazarniento de los rociadores, los criterios de descarga, los planes de trabajo y procedimientos de ca1culos, el enfoque del documento ha sido expandido en gran medida para incluir informacion acerca de los sistemas de rociadores de mas de 40 c6digos y normas de la NFPA. En vigor con la edici6n de 1999, todos los requisitos rela cionados con el disefio y la instalaci6n de sistemas de rociado res automaticos, hasta el grado posible, estaban centrados en la NFPA 13. E1 enfoque de 1a NFPA 13 se expandi6 para incluir los requisitos del disefio e instalacion de los sistemas de rociadores para las instalaciones de almacenamiento, ubicadas anterior mente en la serie de docurnentos de la NFPA 231. Los requisi tos sobre el disefio e instalacion de tuberias subterraneas y tuberias principales privadas para el servicio de bomberos de la NFPA 24 tambien fueron incluidos. La edici6n de 1999 tambien contiene informaci6n sobre los sistemas de rociadores copiada de otras normas de la NFPA para ayudar a los usuarios de la NFPA 13 con el disefio e instalaci6n de los sistemas de rociadores automaticos para los riesgos e ins talaciones no discutidos anteriormente en la NFPA 13. La infor maci6n sobre sistemas de rociadores de mas de 40 codigos, normas ypracticas de laNFPA estancitados en la NFPA 13. Por ejemplo, la informacion acerca de los sistemas de rociadores es pecfficamente para las plantas de extracci6n de solventcs y los laboratorios que utilizan productos quimicos, entre otros, estan incluidos.
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SECCION 8
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Supresion
a base de agua
Se ha empleado una gran cantidad de suposiciones en la es critura de la NFPA 13 para lograr un nivel aceptable de seguri dad humana y de proteccion de la propiedad mientras se mantienen los costos. Por ejemplo, la nonna anticipa una fuente de incendio {mica, es decir, no habra igniciones multiples en el edificio mientras que el sistema de rociadores esta funeionando. La NFPA 13 tampoco menciona la probabilidad de que oeurra un incendio en un area de cierto espacio en comparacion con otra area. La NFPA 13 trata la probabilidad de que ocurra un in cendio en cualquier espaeio dado con una misma cimentaeion sin importar las probabilidades reales de ignieion. Por estas ra zones, existe el principio fundamental de disefio que dice que solo se necesita cierta cantidad de rociadores funeionando para controlar un incendio dado. En otras palabras, solo se espera que los rociadores que se encuentran ella proximidad general del incendio se activen y descarguen agua. Una premisa fundamental del disefio tambien sirve como base para la NFPA 13. El diseno efectivo de un sistema es una funcion directa de los contenidos del edificio y el riego de in cendio asociado con los contenidos. Los materiales de cons truccion de los edificios tienen un impacto limitado. Por ejemplo, un edificio de construccion en concreto no recibe nin guna preferencia especial con respecto a los criterios de des earga del sistema comparado con un edificio de construccion en madera. Es necesario que el uso y los riesgos asociados con los contenidos del edificio se consideren muy importantes y se ten gan en cuenta al iniciar el diseno de un sistema de rociadores. Aunque la NFPA 13 sirve como reeurso principal para el di sene e instalacion de los sistemas de rociadores alrededor del mundo, otros documentos tambien discuten los sistemas de ro ciadores. Muchos de estos documentos pertenecen al conjunto de codigos de incendio de la NFPA y discuten la proteccion de los sistemas de rociadores para riesgos especificos, los usos de los edificios y los objetivos de seguridad. Por ejemplo, la NFPA 30, Codigo de Liquidos Inflamables y Combustibles, disc ute el almacenamiento de liquidos inflamables y combustibles; la NFPA 851, Practica Recomendada para fa Proteccion contra Incendios de Plantas Generadoras Hidroelectricas, trata las plantas generadoras hidroelectricas, y la NFPA 101 discute el uso de un sistema de rociadores unicamente para los propositos de seguridad humana. En la edicion de 1999 de la NFPA 13, se haee referencia especificamente a otros documentos de la NFPA que tienen que ver con el disefio y la instalacion de sistemas de rociadores. Ademas de los documentos de la NFPA, los codigos loeales y nacionales de construccion tambien pueden tratar el disefio y la instalacion de los sistemas de rociadores automati eos hasta cierto grado. Otras naciones y oiras eomparuas asegu radoras tambien mantienen sus propias reglas para los sistemas de rociadores.
Terminologla Debido a la complejidad asoeiada con los diferentes aspectos del diseno y la instalacion de los sistemas de rociadores, la NFPA 13 define varios tenninos para establecer un grado de consistencia y unifonnidad. Algunos de los terminos mas fre euentes estan parafraseados en este documento. EI rermino mas importante, sistema de rociadores, se des
cribe como una combinacion de tuberias subterraneas y elevadas que esrnn conectadas con un abastecimiento automatico de agua y esrn instalado en la totalidad del edificio. La tuberia se ha me dido 0 disefiado hidraulicamente en especial para esa parte de la tuberia dentro del edificio generalmente ubicada arriba. Los ro ciadores son adheridos a la tuberia elevada en un patron siste matico y se coloca una valvula para controlar cada tuberia vertical directamente sobre la tuberia vertical del sistema 0 en la tuberfa de abastecimiento. EI sistema nonnalmente es activado por el calor de un incendio y descarga agua sobre el area del in cendio. En la tuberfa vertical del sistema, se coloca un disposi tivo que acciona una alanna cuando el sistema funciona. La Figura 8.11.7 ilustra varios componentes elevados y enterrados que pueden comprender un sistema de rociadores automiiticos. Notese que las reglas sobre los tanques de almacenamiento de agua, bombas contra incendios y tuberias principales privadas para el servicio de bomberos se pueden encontrar en la NFPA 20, Norma sobre fa lnstalacion de Bombas Estacionarias para fa Proteccion contra Incendios; la NFPA 22, Norma sobre Tanques de Agua para la Proteccion contra lncendios; y la NFPA 24, Norma sobre la Instalacion de Tuberias Principales Privadas para el Servicio de Bomberos y sus Accesorios, respectivamente.
Tipos de Sistemas La mayoria de los sistemas de rociadores pertenecen a una de cuatro categorias. Estas incluyen: (1) de tuberia hUmeda, (2) de tuberia seca, (3) de accion previa y (4) diluvio, siendo el de tu beria humeda el mas comim. La necesidad de usar un tipo de sis tema en lugar de otro depende de las condiciones del medio ambiente en el que se utilizara el sistema y la naturaleza del es pacio que esta siendo protegido. Sistema de Tuberia Humeda. Este tipo de sistema es el mas facil de disenar e instalar y el que es mas sencillo de mantener. Los sistemas de tuberia humeda contienen agua bajo presion en todo momenta y utilizan una serie de rociadores cerrados. Cuando ocurre un incendio y este produce una cantidad sufi ciente de calor para activar uno 0 mas rociadores, ya que es obli gatorio tener un abastecimiento automatico de agua, el agua se descarga inmediatamente desde los rociadores abiertos. Los sis temas de tuberia hfuneda deben ser la primera eleccion de los di senadores e instaladores porque inherentemente son mas confiables y menos costosos de mantener. Sin embargo, los sis temas de tuberia hfuneda no deb en considerarse cuando las tem peraturas a las cuales el sistema podrfa estar expuesto se encuentran por debajo de 4°C (400 P). La Figura 8.11.8 ilustra un sistema basico de tuberta humeda. Sistema de Thberia Seca. Estos sistemas solo deben ser utiliza dos cuando los componentes del sistema vayan a ser expuestos a temperaturas por debajo de 4°C (40°F) La tuberfa del sistema no contiene agua antes de la activacion del sistema, sino que esrn cargada con aire bajo presion. Una vaiv1l1a de tubo seco retiene el abastecimiento de agua y slrve como el punto de contacto entre el agua y el aire. La mayorfa de las valVlllas de tuberia seca lis tadas acruan bajo un principio de diferencial de presion, en el que el area de la superficie de la cara de la v3.lVllla del lade del aire
CAPiTULO 11
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Sistemas de roeiadores automatieos
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I anque par graveaaa
Chapaleta y asiento en la tuberia de aire Camara de presi6n inlermedia 0 sin camara
Valvula de cierre de los rociadores
Chapaleta y asiento en la tuberia de agua Valvula de desague de la tuberia principal
FIGURA 8.11.7 Instalaei6n hipotetiea de un sistema de roeiadores reuniendo varias Fuentes de abasteeimiento de agua yaditamentos del sistema
es superior al area de la superficie dellado del agua. La Figura 8.11.9 muestra una valvula eomun de tuberia seca. Si ocurre un incendio y se genera una cantidad suficiente de calor, uno 0 mas rociadores se activan, haciendo que la presion de aire en e1 sistema caiga. Luego de que la presion de aire cae por debajo de un nivel predeterminado, 1a valvllia de tuba seco se abre, permitiendo que el agua fluya a traves del sistema hasta los rociadores abiertos. Los sistemas de tuberfa sec a son mas eomp1ejos que los sistemas de tuberia humeda. Requieren una fuente eonfiable de suministro de aire y, debido al retardo aso ciado con el suministro de agua desde la valvula de tubo seeo hasta los rociadores abiertos, estan sujetos a ciertas limitaciones de disefio. Estas limitaciones pueden incluir 1a restriceion del ta mafio del sistema, la necesidad de componentes adicionales, tales como ace1eradores y ventiladores reduetores, y ajustes en la cantidad de rociadores que se anticipa que deben aetivarse.
FIGURA 8.11.9 Valvula eomun de tuba seeD
Ademas de servir como sistemas de eapaces de eompletar 1a funcion del disefio sin asistencia, los sistemas de tuberia seea pueden comprender un subsistema de un sistema de tuberia hu meda de mayor tamafio en el que es necesario que los pequefios enfriadores y muelles de carga. La Figura 8.11.10 i1ustra un sis tema de tuberia seca hipotetico. Sistema de Accion Previa. Como en el sistema de tuberia seca, la tuberia del sistema de accion previa esta cargada de aire bajo presion en vez de agua. Sin embargo, la presion de agua aso
Tuberia principal transversal
~t5-:;i--
Conexi6n para la prueba del inspector
)---£1''-------1-7+--- Ramales
Tuberfa principal de
/~r~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~?l
vertical) (tuberfa ~ volumen
Rociadores automaticos
Alarma local
~I Valvula de la aiarma Desa~(le de la ----<"9/
tubena principal
OS&Y Valvula de compuerta de vastago ascendente.
- - Abastecimiento de agua
FIGURA 8.11.8 Componentes basicos de un sistema de tuberfa hUmeda (para unidades S/: 1 pulg = 25,4 mm)
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
ciada con el sistema de acci6n previa es generalmente inferior a la de los sistemas de tuberia seea. La valvula de aeei6n previa re tiene al abastecimiento de agua. El sistema esta equipado con un sistema de detecci6n suplementario. El funcionamiento del sis tema de detecci6n permite que la valvula de acci6n previa se abra automaticamente y admita la entra de agua al interior la red de tuberia. El agua no se desearga desde el sistema hasta que se ha generado un incendio con una cantidad de calor sufieiente para hacer que se activen uno 0 mas rociadores. En esencia, el sistema es aparentemente como un sistema de tuberia hllineda en cuanto se acciona la valvula de acci6n previa (Figura 8.11.11). La presion de agua que se mantiene en la tuberfa es utili zada para supervisar la integridad del tubo. Si el tuba desarrolla un escape, la presi6n de aire caeni y sonara una alarma, indi cando una condicion de baja presi6n de aire. Como el agua esta retenida con la valvula de acci6n previa en vez de una valvula de tuba seco, el agua no entrara en el sistema hasta que el sis tema de deteeci6n de incendios suplementario se active, en viando una sefial a la valvula de acei6n previa para que se abra. La valvula de acci6n previa permanece en su posicion normal hasta que se activa el sistema de deteccion. Una variaci6n del sistema de acci6n previa estandar 0 de enclavamiento linico es el sistema de aeci6n previa de enc1ava miento doble. El sistema de enc1avamiento doble tiene caracte risticas pertenecientes al sistema de enc1avamiento unieo y del sistema de tuberia seea. Para que el agua ingrese a la tuberia del sistema, tanto el sistema de deteeci6n suplementario como los rociadores del sistema deben actuar. La Figura 8.11.12 ilustra la
disposici6n de enclavamiento doble. Otra variaei6n de un sis tema de aeei6n previa es e I sistema sin enc1avamiento en el eual, la aetivaei6n del sistema de detecei6n suplementario 0 un roeia dor inicia el caudal de agua a traves del sistema. Los sistemas de acei6n previa normalmente se encuentran en espacios que con tienen equipos de eomputaci6n 0 de comunicaciones, en museos y en otras instalaciones donde un goteo inesperado de agua desde la tuberia del sistema sea muy preoeupante. El sistema de enclavamiento doble es el mas eomun en las instalaciones de congelamiento donde el funcionamiento accidental de una val vula puede dar como resultado el congelamiento casi inmediato y el dana de la tuberia del sistema.
Sistemas Diluvio. Los sistemas diluvio, como su nombre 10 dice, suministran grandes cantidades de agua sobre areas especificas en un periodo de tiempo relativamente corto. Estos sistemas son utilizados para proteger contra incendios que crecen y se propa gan rapidamente. Los roeiadores utilizados en un sistema diluvio no eontienen elementos accionados por temperatura y se eonoeen como roeiadores abiertos. Una valvula diluvio eontrola el abas teeimiento de agua del sistema y es activada por un sistema de detecci6n de incendios suplementario. Como se usan los rocia dores abiertos, la tuberia del sistema se encuentra a presi6n at mosferica. A medida que Ie agua llega hasta cada rociador en el sistema, es descargada inmediatamente desde el sistema. La naturaleza de este sistema hace que sea apropiado para las instalaciones en que eXIsten cantidades signifieativas de ma teriales altamente combustIbles. Es sistema tambien es utilizado
Tuberia principal-~r+l--"r--'~\
Conexi6n para la A+-l77~- prueba del inspector
transversal
>----;O¥-----~i--
Ramales
Tuberia principal de volumen ---::,.9,...1 (tuberia vertical)
Alarma local
~~==~~==:J.J===+=:!==::8=:::::::;#if:=~:-~/'---t;1- Rociadores
automaticos
Valvula de tubo seco 08&Y Valvula de compuerta de vastago ascendente.
Valvula de
retenci6n
de agua
FIGURA 8.11.10 Sistema hipotetico de tubo seeo
---.~------------
CAPiTULO 11
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Sistemas de rociadores automaticos
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Tuberia principal-:-~P;::1-Hrt;'t'\~_ _- \
\'t------! 1------11
transversal
Conexi6n para la lk-'!-'74--prueba del inspector
) - - - 1 - - - - - + - ' 7 + - - - Ramales
Tuberfa principal de volumen -----1&4.... (tuberia vertical)
1~~~~~~~~~~~~3~~~~~~~~~~~~5~
retenci6n--f7~",*",,""
Valvula de
Rociadores automaticos
Alarma local ---U:::hrt:::A Conexi6n del----+Jr::::J cuerpo de bomberos
~I Valvula de acci6n previa OS& Y Valvula de compuerta de vastago ascendente.
Valvula de retenci6n--*t-~(\
Abastecimiento de agua
FIGURA 8.11.11 Sistema comun de rociadores de acci6n previa Rociadores
Detectores Operaci6n del detector opera la valvula de corte de los detectores.
Sistema de acci6n previa Rociadores
Detectores Operaciones de los detectores mas la operaci6n del rociador opera la valvula de corte de los rociadores
Sistema de acci6n previa
FIGURA 8.11.12 Sistema deacci6n previa de enc/avamiento dob/e
en situaciones en que pueden ocurrir danos termicos en un pe riodo de tiempo relativamente corto. Los hangares para aerona yes son un area de aplicaci6n de los sistemas diluvio. (Figura 8.11.13). Otros Sistemas. Existen muchas variaciones para cada uno
de estos cuatro sistemas basicos. Uno de estos sistemas es el sis tema anticongelante (antifreeze) que esencialmentc consiste en un sistema de tuberia hUmeda con cierta cantidad de concentrado anticongelante agregado para proveer un grado de protecci6n contra el congelamiento. Debido al costo asociado con estos sis temas, los sistemas antIcongelantes son utilizados para protegcr espacios mas pequenos expuestos a temperaturas heladas tales como los muelles de carga a la intemperie 0 los toIdos en exte riores. La NFPA 13 especifica los tipos de anticongelante que pueden ser utilizados y el porcentaje de concentrado necesario.
Objetivos del Diseno En terminos generales de protecci6n de la propiedad, los siste mas de rociadores estan disenados normalmente para lograr el control del incendio, aunque ciertos tipos de rociadores permi ten que la supresi6n del fuego se logre en ciertas disposiciones de almacenamiento. El control del incendio puede describirse como la limitacion del tamano del incendio a traves de la dis minucion de la tasa de Jiberacion de calor y el humedecimiento de los combustibles adyacentes, mientras se mantienen tempe raturas en los gases del cielo raso para evitar danos estructura les. La supresion del fuego se puede describir como una amplia reducci6n de la tasa de liberaci6n de calor hasta un punto en que no es posible que este crezca nueva mente como resultado de la aplicaci6n de grandes cantidades de agua a traves del penacho de fuego hasta la superflcie del combustible que arde. La Figura 8.11.14 proporciona una representaci6n grafica de estos fen6 menos en terminos de la tasa de liberaci6n de calor como una funci6n del tiempo. Cuando la protecci6n de la propiedad es un objetivo se~un-
8-184
SECCION 8
•
Supresi6n a base de agua
Tuberia
-4 \ \ - - - - - - 1
principal--l7;1Hlr--'K~~_ _
transversal
1------11 f - - -...---,''----:7::f--- Detectores
r---f------f.-5,-l---- Ramales
Tuberia principal de volumen -----!'7t--t (tube ria vertical) de '=f~~~~=~~=~~=:fi==~==7J;C=::~ Valvula retencion--~..,t::',\' Alarma local--II/N1"-'l1Ot Conexion d e l _ cuerpo de bomberos Valvula de retencion
Valvula de diluvio 08&Y Valvula de compuerta de vastago ascendente.
Abastecimiento de agua
FIGURA 8.11.13 Sistema diluvio
dario, existen opciones para el disefio de sistemas hechos espe cificamente para lograr la seguridad human a para ciertos tipos de instalaciones. Ya que la protecci6n de la propiedad es nor malmente mas dificil de conseguir que la seguridad humana, se deben considerar sistemas mas efectivos con respecto al costo, pero se debe reconocer que estos sistemas podrian no proveer el mismo grado de protecd6n de la propiedad bajo todas las cir cunstancias. Los sistemas hechos especificamente para proteger la seguridad humana utilizan rociadores residenciales con la in tenci6n de mantener un medio ambiente tolerable en el cuarto donde se origina el incendio. El uso de rociadores residenciales
esta limitado a las instalaciones de tipo residencial. Desde su de sarrollo a mediados de los atlos 80, los c6digos de construcci6n y la NFPA 101 han hecho obligatorio el uso de rociadores resi denciales 0 rociadores de respuesta fapida en apartamentos, ho teles, y salas para el cui dado de pacientes en los sitios para el cuidado de la salud.
Clasificacion de Riesgo de la Ocupacion Hasta un alto grado, las clasificaciones de riesgo de las ocupa dones fonnan la base para los criterios de disefio e instalaci6n
Control del fuego
I -------------\ \ \ \ \
\ \ \ \
Tiempo, t(s)
FIGURA 8.11.14 Analogia simplificada entre el control del fuego y la supresion del incendio
CAPjTULO 11
de la NFPA 13. Los riesgos de ocupacion proporcionan un medio conveniente de categorizar las cargas de combustible y la gravedad del incendio asociados con ciertas operaciones en los edificios. Las c1asificaciones tambien presentan una relacion entre las caracteristicas de combustion de estos combustibles y la capacidad del sistema de rociadores para controlar los tipos de incendios asociados. La probabilidad de ignicion no se tiene en cuenta en las c1asificaciones de ocupacion. La NFPA 13 define tres niveles de riesgo fundamentales: (1) riesgo ligero, (2) riesgo normal y (3) riesgo extra. Estos estan definidos de manera subjetiva y generalmente se enfocan en la tasa de liberacion de calor y la cantidad de combustible. Las ca tegorias de riesgo normal y riesgo alto estan, a su vez, subdivi didas en categorias Grupo I y Grupo 2. Las mayores cantidades de combustible normalmente estan presentes en las categorias del Grupo 2. De acuerdo con 10 dicho anteriormente, las pro piedades de los contenidos en el edificio en vez de los materia les de construccion del edificio determinan la c1asificacion. En el apendice de la NFPA 13, hay una lista extensa con ejemplos de varios edificios. As!, definir el riesgo, es el primer paso en la seleccion y disefio del sistema. Algunos ejemplos de ocupaciones en cada una de estas c1a sificaciones son de acuerdo con 10 siguiente:
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Sistemas de rociadores automaticos
8-185
caciones de los productos. En el siguiente capitulo de esta sec cion, se puede encontrar mas informacion acerca de esto. Una si tuacion similar ocurre cuando se almacenan liquidos inflamables y combustibles. La NFPA 30 proporciona mas in formacion en este respecto. Ademas, la NFPA 13 identifica con mayor profundidad las operaciones en edificios que requieren consideraciones especiales en cuanto al disefio 0 la instalacion del sistema de rociadores.
Construcci6n de Cielo Raso
Riesgo ligero: • Edificios de oficinas • Escuelas • Ocupaciones residenciales • Sitios para reuniones piiblicas
La construccion de cielo rasos en terminos de profundidad, es paciamiento y abertura de los elementos estructurales y demas elementos afecta el tiempo de activacion yel patron de descarga de los rociadores y, por 10 tanto, debe tenerse en cuenta al em plazar y ubicar los rociadores a 10 largo del edificio. EI area ad misible de cubrimiento de un rociador y la distancia por debajo del techo se veran afectados por la clasificacion de la construc cion del cielo raso. La NFPA 13 tiene en cuenta dos tipos de construccion: (1) obstruida y (2) no obstruida. La construccion obstruida inc1uye los elementos del cielo raso que pueden impedir sustancialmente la corriente de calor 0 la distribucion de agua de manera que la capacidad del rociador para suprimir 0 controlar el incendio se yea comprometida con mayor facilidad. En las construcciones no obstruidas, los elem..::ntos del cicio raso tienen un menor im pacto sobre la activacion y el patron de descarga del rociador. La NFPA 13 define una construccion no obstruida de la siguiente manera:
Riesgo Ordinario • Fabricas de conservas (Grupo 1) • Plantas Electronicas (Grupo 1) • Areas de servicio de restaurante (Grupo 1) • Lavanderias (Grupo 2) • Bibliotecas (Grupo 2) • Talleres de reparacion (Grupo 2) • Ensamble de productos en madera (Grupo 2)
• Las aberturas en el elemento deben ser de un 70 por ciento del area en corte. • La profundidad del elemento no debe exceder la menor di mension de las aberturas. • Los elementos ticnen una separacion superior a 2,3 m (7 pies, 6 pulg) en el centro. La Figura 8.11.15 ilustra un ejemplo de una construccion general obstruida y no obstruida.
Riesgo Extra: • Area de uso de fluidos combustibles (Grupo 1) • Imprenta [tintas con un punto de inflamacion inferior a 38°C (100°F)] (Grupo 1) • Tapizado con espumas de phistico (Grupo 1) • Pulverizacion de liquidos inflamables (Grupo 2) • Ensamble de casas prefabricadas (Grupo 2) • Procesamiento de plasticos (Grupo 2) Aunque las c1asificaciones de riesgo de las ocupaciones en la NFPA discutcn una gran mayoria de las operaciones en edifi cios, no las cubren por completo. Algunas operaciones de edifi cios estan fuera del enfoque de las clasificaciones de riesgo de las ocupaciones y deben ser tratadas de manera distinta. Un ejemplo de esto, incluye las instalaciones de almacenamiento. Cuando existen grandes cantidades dc materiales almaccnados en un edificio, el riesgo de incendio relacionado con los conte nidos en terminos de determinar la proteccion mediante sistema de rociadores mas adecuada se describe a traves de las clasifi
- -.........
~
.. -
----------
COMPONENTES Y MATERIALES
DEL SISTEMA
El mantenimiento de la integridad y confiabilidad de un sistema de rociadores se logra de de varias maneras. Esto incIuye la res triccion de los tipos y calidad de los materiales y componentes que comprenden el sistema. Como regia general, la NFPA 13 re quiere que casi todos los componentes del sistema, tales como rociadores, valvulas y colgaderos de tubo, esten listados. Defi nido especificamente en la NFPA 13, estar listado implica que los equipos y materiales que se van a utilizar en el sistema han sido evaluados por un tercero para el proposito que van a ser uti lizados y est:'in marcados como tal.
Rociadores Los rociadores deben estar listados, y solo esta permitido el uso
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
Elementos separados por 7 pies 6 pulg en el centro
Construcci6n con obstrucciones
Elementos separados par 7 pies 6 pulg en el centro Construcci6n sin obstrucciones
FIGURA 8.11.15 (Arriba) Construccion con obstrucciones (Abajo) Construccion sin obstrucciones
de rociadores nuevos. Varios tipos de rociadores se encuentran disponib1es en el mercado a nivel mundiaL La Tabla 8.11.2 iden tifiea ciertas caraeterfsticas de los roeiadores. Una de estas ca racterfsticas es el factor K, el cua1 describe el tamafio y forma del orificio del rociador (Tabla 8.11.3). Aunque los rociadores pue den ser utilizados para proteger contra varios tipos de riesgos de incendio segUn 10 clasificado por la NFPA 13, se debe recono cer que puede haber 1imitaciones en e1 uso de un rociador dado. Por ejemplo, los rociadores con orificios 0 factores K pequefios estan limitados a las ocupaciones de riesgo ligero. El rociador de factor K de 5,6 0 de orificio de 12,7 mm (\t2
pulg) se considera el orificio de rociador estiindar y general mente sirve como punto de referencia para comparar la descarga de otros roeiadores. Los rocladores con un factor K inferior a 5,6 se han eonsiderado normal mente como roeiadores de orifieio pequeno. Los rociadores con factores K superiores a 5,6 nor malmente se han denominado rociadores de orificio grande, extra grande y muy extra grande. Sin embargo, la tendencia ac tual es desarrollar rociadores con factores K superiores, en la ae tualidad, el de mayor tamafio esta en 25. As!, los terminos orificio grande y ortficio extra grande han perdido su 'signifi eado y ya no se utilizan. Los rociadores deben satisfacer tambien los otros eriterios con respecto al tipo de rosca y la marcaci6n. Los fabrieantes de rociadores y los laboratorios de listado estan limitados hasta cierto punto a las limitaciones de la NFPA 13. POI ejemplo, un rociador con un factor K de 14 no puede tener una rosca NPT de 12,7 mm (\t2 pulg). Las restricciones acerca del tipo de rosea y el diametro del orificio son impuestas sobre los rociadores de mayor tamafio debido a las caracteristicas hidn'iulicas pobres asociadas con el caudal de grandes cantidades de agua a traves de una abertura relativamente pequefia. OtTO e1emento del rociador que es regido por la NFPA 13 es la clasificaci6n de temperatura, segUn 10 indicado en la Tabla 8.11 A. La primera columna indica la temperatura ambiente ma xima a la que se puede exponer el rociador. A medida que la su puesta temperatura ambiente sube, es necesario utilizar los rociadores con clasificaciones de temperatura superior. Por ejemplo, cuando se espera que la temperatura ambiente de un dia determinado superara los 100°F, por ejemplo en una bodega sin aire acondicionado en uno de los estados del sur de E.D.A., no se pueden utilizar los rociadores con clasificaci6n de tempera tura normal. Para los casos mas extremos, los rociadores con c1asificaciones de temperatura superiores, como la ultra alta, estan hechos para utilizarse cerca de los equipos de procesos que
TABLA 8.11.2 Identificacion de las caracteristicas de descarga de los rociadores Rangodel Factor- K gpm/(psi) 112
Rangodel Factor - K dm3/min/(kPa) 112
Porcentaje de descarga del K nominal = 5,6
1,4 1,9 2,8 4,2 5,6 8,0
1,3-1,5 1,8-2,0 2,6-2,9 4,0-4,4 5,3-5,8 7,4-8,2
1,9-2,2 2,6-2,9 3,8-4,2 5,9-6,4 7,6-8,4 10,7-11,8
25 33,3 50 75 100 140
11,2
11,0-11,5
15,9-16,6
200
14,0 16,8 19,6 22,4 25,2 28,0
13,5-14,5 16,0-17,6 18,6-20,6 21,3-23,5 23,9-26,5 26,6-29,4
19,5-20,9 23,1-25,4 27,2-30,1 31,1-34,3 34,9-38,7 38,9-43,0
250 300 350 400 450 500
Factor - K nominal gpm/(psi) 112
Fuente: NFPA 13, Norma sobre la Instalaci6n de Sistemas de Rociadores
Tipo de rosca V2 pulg. NPT V2 pulg. NPT V2 pulg. NPT V2 pulg. NPT V2 pulg. NPT % pulg. NPT V2 pulg. NPT V2 pulg. NPT %pulg. NPT %pulg. NPT % pulg. NPT 1 pulg. NPT 1 pulg. NPT 1 pulg. NPT 1 pulg. NPT
CAPiTULO 11
TABLA 8.11.3 Tamaifos nominates de oriticlos de rociadores
Factor-K nomnal
1,4 1,9 2,8 4,2 5,6 8,0 11,2 14,0 16,8 19,6 22,4 25,2 28,0
Tamano nominal del orificio mm
34 sA6 31s 7A6
1/2 1%
sis 34
6,4 8,0 9,5 11,0 12,7 13,5 15,9 19,0
Fuente: NFPA 13, Norma sabre la Instalaeion de Sistemas de Roeiadores
generan cantidades de calor muy significativas. Aunque las disposiciones generales descritas en la Tabla 8.11.4 son aplicab1es en la mayorfa de las situaciones, existen si tuaciones adicionales en que se necesitan c1asificaciones de tem peratura superiores. Las reglas de instalaci6n en la NFPA 13 rigen sobre estas condiciones e identifican las condiciones en que se necesitan rociadores con c1asificaciones de temperatura superiores, como por ejemplo, debajo de las c1araboyas. De acuerdo con 10 indicado en la Tabla 8.11.4, los rociado res estan codificados por colores para facilitar la identificaci6n de la c1asificaci6n de temperatura. Los rociadores de metal eu tectico 0 de soldadura usan el esquema de color en la penultima columna, mientras que los rociadores de ampolla de vidrio usan el esquema de color de la ultima columna. Elliquido en un ro ciador de ampolla de vidrio es basicamente alcohol con un punto de ebullici6n bajo. Una burbuja de aire dentro de la ampolla de vidrio es el volumen controlado para conseguir cierta clasifica cion de temperatura. Entre mas grande sea la burbuja, sera mas grande la temperatura de fi.mcionamiento. Elliquido se tine con el color apropiado para corresponder al sistema de cMigos de
•
Sistemas de rociadores automaticos
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color en la tabla. EI hecho de seleccionar la clasificacion de tem peratura correcta para el medio ambiente es muy importante para asegurar que los rociadores no se activen en condiciones en que no se necesitan. Los rociadores pueden ser fabricados con recubrimientos especiales para mejorar su resistencia a la corrosion 0 sus cuali dades esteticas. Los rociadores instalados en atm6sferas corro sivas pueden estar recubiertos con plomo 0 cera para proporcionar protecci6n contra la corrosion prematura. Los ro dadores con recubrimientos de acabado especial tambien se en cuentran disponibles y pueden resaltar las caracteristicas arquitect6nicas de un espacio. Tanto en el caso de los rociadores resistentes a la corrosi6n listados como los rociadores con acabados decorativos especia les, dichos acabados solo pueden ser aplicados por el fabricante. Bajo ninguna circunstancia pueden ser "recubiertos en campo" con ningtin tipo de material. Los rociadores que hayan sido re cubiertos 0 pintados deben ser reemplazados. Dichos recubri mientos pueden peIjudlCar el patron del chorro del rociador 0 pueden reaccionar con alguna parte del ensamble del rociador, tal como el elemento de fi.mcionamiento 0 el sella de Tef16n®, el cual es utilizado para sentar la taba del orificio sobre el orificio.
Tuberfa y Tubo Una gran cantidad de materiales de tuberia son aceptables para utilizarse en sistemas de rociadores. EI acero, el cobre y los ma teriales para tubos no metalicos se encuentran discutidos ac tualmente en la NFPA 13. Estos materiales de tuba deben cumplir con ciertas norrna~ de fabricaci6n de tubos, ciertos re quisitos de los listados, 0 ambas cosas. El hecho de limitar los tipos de tuba que son aceptables para usarse incrementani la confiabilidad no solo de la instalaci6n del sistema, sino que tam bien aseguranlla integridad de la tuberia del sistema durante un incendio. Ademas de identificar el tipo de materiales de tuberia que pueden ser utilizados, la NFPA 13 tambien especifica la forma en que el tuba debe ser unido. Tuberia de Acero. La tuberia de acero ha sido una opcion viable para usarse en sistemas de rodadores desde la primera edicion de la NFPA 13, publicada en 1896. No se requiere que la tuberia de acero para un espesor de pared de al menos cedula 10 fabricada
TABLA 8.11.4 C/asificaciones de temperatura, c/asificaciones y coditicaciones por c%r Temperatura maxima del techo
Clasificacion de temperatura
OF
°C
OF
°C
100 150 225 300 375 475 625
38 66 107 149 191 246 329
135-170 175-225 250-300 325-375 400-475 500-575 650
57-77 79-107 121-149 163-191 204-246 260-302 343
Clasificacion de de color Normal Intermedio Alto Extra Alto Muy extra alto Ultra alto Ultra alto
Fuente: NFPA 13, Norma sabre la Instalaeion de Sistemas de Rociadores.
Sin color 0 negro Blanco Azul Rojo Verde Naranja Naranja
Colo res de la de vidrio Naranja 0 rojo Amarillo 0 verde Azul Purpura Negro Negro Negro
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SECCI6N 8
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Supresion a base de agua
de confonnidad con ciertas nonnas ASTM (American Society for Testing and Materiales) segun 10 especificado en la NFPA 13 Y resumido en la Tabla 8.11.5, este listada. Sin embargo, esto no impide que un fabricante tenga tuberias de acero especificamente listadas para el servicio de proteccion contra incendios. Thberfa de Cobre. La tuberia de cobre fue discutida en un prin cipio como un material opcional para los sistemas de rociadores en 1954. La preocupacion acerca de la falla de los materiales de soldadura utilizados para unir la tuberia de acero fue expresada como un punto potencial de falla del sistema durante un incen dio. La investigacion acerca de las uniones realizada por los la boratorios de listado y la Copper Development Association discutieron aquellas preocupaciones, y se hicieron algunas re comendaciones para restringir los tipos de materiales de solda dura. La Tabla 8.11.6 indica las nonnas relevantes para las tuberias de cobre y los materiales de union. Los sistemas de tu beria de cobre han sido instalados en una gran cantidad de edi ficios. Algunos edificios notables inc1uyen el edificio Trans-America en San Francisco, el Acuario de Monterrey y la Libreria del Congreso. Tuberfa No Metlilica. La NFPA 13 identifica dos tipos de tu berfas de plastico que pueden ser utilizados para los sistemas de rociadores. El tubo de Polibutileno (PB) fue el primero listado para usarse en sistemas en la NFPA 13D, Norma sobre la Ins talacion de Sistemas de Rociadores en Viviendas Uni y Bifami liares y Casas Prefabricadas (de aqui en adelante nombrada como NFPA 13D), en 1984. Una preocupacion obvia con res pecto a la tuberia de plastico es su faHa cuando se ve expuesta a un incendio e inc1uso su posible contribucion al crecimiento del incendio. Esta preocupacion fue tratada requiriendo que la tuberia este instalada detnis de una membrana protectiva. Dicha barrera protectiva escudaria al tuba contra una exposicion di recta al calor. Se espera que la temperatura de exposicion dis minuya sustancialmente, ya que el rociador en funcionamiento estaria controlando el incendio. Aunque la tuberfa de PB aim puede ser utilizada para los sistemas de rociadores, desde Abril de 1996, la resina usada para fabricar el tubo ya no se encuen tra disponible. Un segundo tipo de tuberia no metalica, la de cloruro de polivinilo dorado (CPVC), fue introducida al mercado en 1986. La tuberia de CPVC fue listada para usarse en sistemas que esten de confonnidad con la NFPA 13D Y para los sistemas que cumplen con la NFPA 13 para las ocupaciones de riesgo ligero. Pronto despues de esto, la tuberia de PB tambien tenia su listado expandido para el mismo uso. Los materiales de tuberia de CPVC y PB deben estar fabri cados de acuerdo con las nonnas de tuberia de ASTM que se muestran en la Tabla 8.11.7 y deben estar listados especifiea mente para usarse en sistemas de rociadores automaticos. Los criterios dellistado induyen una cantidad de condiciones y res tricciones. Algunas de estas condiciones son las siguientes: • Limitados para usarse en sistemas que cumplen con la NPFA 13D; NFPA 13R, Norma sobre la Instalacion de Ro ciadores en Ocupaciones Residenciales de hasta Cuatro Pisos de Altura (de ahora en adelante nombrada como
TABLA B.11.5 Materiales y dimensiones de los tubos y tuberias
Materiales y dimensiones
Norma
Tuberla ferro sa (soldada y enteriza) Especial para tubos de acero recubiertos con zinc de banado en caliente (galvanizados) soldados y enterizos para usa en sistemas de protecci6n contra incendios Especial para tuberia de acero soldada yenteriza Tuberia de acero forjado Especial para tuberia de acero sold ada resistente a la electricidad
ASTM A795 ANSI/ASTM A53 ANS I 836.1 OM
ASTM A135
Fuente: NFPA 13, Norma sobre la Insta/aci6n de Sistemas de Rociadores.
TABLAB.11.6 Materiales y dimensiones de los tubos y tuberfas Materiales
dimensiones
Norma
Tuberia de cobre (estirada, enteriza) Especial para tuberia enteriza de cobre
ASTM 875
Especial para tuberia enteriza de agua
ASTM 888
Especial para los requisitos generales para la tuberia enteriza de aleaci6n de cobre y cobre forjado
ASTM 8251
Fundentes para aplicaciones por soldadura de tubos de aleaci6n de cobre y cobre
ASTM 8813
Metal de relleno de soldadura (Clasificacion 8cuP-3 or 8cuP4) Metal de Soldadura 95-5 (Estafio antimonio-grado 95 TAl Materiales de aleaci6n
AWSA5.8 ASTM 832 ASTM 8446 ASTM 8467
Fuente: NFPA 13, Norma sobre la Instalaci6n de Sistemas de Rociadores
NFPA 13R); y la NFPA 13 (solo para ocupaciones de riesgo ligero) • Limitados para usarse linicamente en sistemas de tuberia hUmeda • Deben instalarse detnis de una barrera tennica [Nota: la tu beria de CPVC puede ser instalada expuesta si se utiliza con rociadores residenciales listados que esten instalados de acuerdo con su listado 0 si se utilizan eon rociadores de respuesta rapida listados (QR), cuando los rociadores QR esten instalados dentro del espacio de 203 mm (8 puJg) del cielo raso] • Deben unirse con aecesorios 0 materiales listados. No se pennite su instalacion en espacios combustibles encerrados
CAPiTULO 11
TABLA 8.11.7 Materiales de los tubos y tuberfas especialmente listados
Materiales
dimensiones
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Sistemas de rociadores automaticos
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namiento a la que pueden ser expuestas, el perfil hidraulico 0 las longitudes de los tramos de tubo equivalentes que puedan resul tar y los medios para supervisar el equipo que pueden utilizar.
Norma
Especificaci6n de tuberia no metalica para tuba de cloruro de polivinilo clorado (cpvc) listado especial
ASTM F442
(PB) Pipe especificaci6n para tuberfa de polibutileno
ASTM D3309
Fuente: NFPA 13, Norma sabre la Instalaci6n de Sistemas de Rociadores
que requiere protecci6n mediante rociadores seglin la NFPA 13, NFPA 13D 0 NFPA 13R. La NFPA requiere que se sigan todas las instrucciones de instalacion del fabric ante ademas de las reglas de diseno e ins talaci6n de la NFPA 13. Tuberia de Acero Especiaimente Listada. De la misma manera en que la NFPA anteriormente permiti6 que los fabricantes pro dujeran tuberias con materiales distintos al acero y cobre, una dis posicion similar tambien permite el uso de otros tipos de tuberia de acero con un grosor de cedula inferior a la cedula 10. Nor malmente se hace referencia a estos materiales como tuberia de acero de pared delgada y pueden tener un espesor de pared simi lar al de la cedula 5. En la mayoria de los casos, estos materiales de tuberia deben estar producidos de acuerdo con una de las nor mas identificadas en la Tabla 8.11.7 y deben estar listadas espe cfficamente para usarse en sistemas de rociadores automaticos. El proceso de listado evalua cierta cantidad de propiedades de la tuberia tales como las caracteristicas hidniulicas, 1a resis tencia a la corrosion, la fuerza de las vigas (para determinar el espaciamiento del colgadero para el soporte de la tuberia) y los metodos de union para unir el tubo, entre otras.
Valvulas del Sistema Se requiere que los sistemas de rociadores automaticos tengan al menos una valvula 1istada instal ada para permitir que e1 sis tema se cierre. Los sistemas de rociadores nunca deben estar ce rrados, excepto cuando el sistema esre siendo modificado 0 durante un tiempo despues de un incendio para permitir el re emplazo de cualquier rociador que haya funcionado. Los tipos de vaIvulas usados en un sistema de rociadores varian seglin 1a ubicacion de la valvula en el sistema de abastccimiento de agua o en una parte del mismo. Las valvulas pueden ser del tipo de aislamiento para cerraI' el sistema 0 pueden ser una valvula hacia un solo sentido 0 de re tencion para evitar el caudal de agua en una direccion, 0 pueden ser una valvula reguladora de presion para permitir que la presion que ingresa a una parte del sistema se mantenga a cierto nivel. En todos los casos, las v:Hvulas deben estar listadas para usarsc en los sistemas de proteccion contra incendios, deben estar supervi sadas en su posicion normalmente abierta y deben cstar identifi cadas segun el area 0 segmento del sistema que contro1an. Las vaIvulas de maniobra listadas son evaluadas de acuerdo con sus caractensticas, tales como la presion maxima de funcio
Elementos Indicadores. El proposito de un elemento indicador en una valvula es permitir un metodo para determinar rapida mente si la valvula esta en posicion abierta 0 cerrada. Uno de los metodos mas comunes para lograr esto es el uso una valvula de vastago ascenente (OS&Y). EI elemento del vastago corredizo de esta valvula es el que indica si la valvula esta abierta 0 ce rrada. El vastago se corre hacia arriba a medida la valvula se abre. Ellado opuesto dei vastago esta equipado con una valvula de compuerta que sale se eleva y sale de la red de tuberia a me dida que se acciona 1a rueda de la valvula. Las valvulas OS& y frecuentemente son instaladas en la tuberia vertical del sistema o cerca de la misma. Frecuentementc se instal a una valvula indicadora de poste (PIV) en el exterior de ia estructura. El elemento indicador en este dispositivo es una ventanilla a traves de la que se puede ob servar y tiene una placa metalica corrediza. A medida que la val vula es accionada con 1a llave especial, el vastago, el cua1 esta conectado con el dispositivo de compuerta en el extremo del vastago (el vastago esta dentro del poste en una PIV), reposi ciona el letrero. Cuando la valvula esta en posicion abierta, se puede ver elletrero que dice "ABJERTA" a traves de la venta nilla dellado del dispositivo de 1a PlY. De la misma manera, cuando la valvula se pone en posicion cerrada, elletrero que dice "CERRADA" sera evidcntc a traves de la ventanilla. La Figura 8.11.16 ilustra varios tipos de valvulas de maniobra. Elementos de Supervision. Otro requisito de la NFPA 13 es proporcionar algun medio para asegurar que la valvula perma nezca en su posicion normaL La supervision de las valvulas de los sistemas viene desde la edicion de 1896 de la NFPA 13, en donde la Regia 60 decia: "Todas las valvulas de compuerta en las tuberias de abastecimiento hasta los rociadores deb en ser de patron indicador y deben estar abicrtas con abrazaderas de cuero con remaches que pasen alrededor del tubo vertical y el radio de la rueda, 0 aseguradas con un sello." Los metodos para la su pervision de vaIvulas incluyen los siguientes: • Supervisadas electricamente para permitir que se escuche una senal en la instalacion de la estacion central • Supervisadas electricamente para pcrmitir que se escuche una senal en un punto atendido constantemente en la insta lacion protegida • Trabar las vaIvulas en posicion abierta • Sellar las valvulas en posicion abierta, con un programa de vigilancia semanal Es importante recordar que, aunque la NFPA 13 permite cualquiera de estas opciones, otros codigos y normas pueden re querir un tipo especifico de supervision de valvula, dependiendo del tipo de edificio 0 tipo de sistema de alanna de incendios del edificio con el que se cuente. Ademas de aquellas valvulas utilizadas para contro1ar los abastecimientos del sistema 0 una parte del abastecimiento del sistema, otros tipos de vaIvulas son utilizadas para probar el sis
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SECCION 8
•
Supresion
a base de agua
Man6metro
Tuberia vertical de los rociadores
tuoo
Minimo 1,22 rn (4 pulg) de de desagOe en el cuarto caliente mas alia de la valvula ruando la tuberia sa extiende a traves del muro hasta el exterior
OS&Y (Tornillo exterior ycaballete)
PIV PIVen la pared (Valvula Indicadora de Postel (Valvula Indicadora de Poste en la Pan
FIGURAS.11.16 Valvulas de control indicadoras del sistema de rociadores
tema 0 desaguar la tuberfa del sistema Aunque no se requiere que dichas valvulas cumplan con e1 mismo nivel de confiabili dad de las vilvulas de maniobra, de todas maneras deben estar instaladas para facilitar la prueba del sistema, al igual que per mitir que e1 sistema se desagiie durante un periodo de manteni miento. La valvula de desagiie de la tuberia principal 0 de prueba esrn ubicada en la tuberfa vertical del sistema. Su prop6 sito es doble. Primero, debe ser utilizada como punto central para desaguar el agua de todo el sistema. Su segundo prop6sito es conducir la prueba de desagiie de la tuberfa principal. Esta prueba se realiza cuando el sistema esta comisionado, con el fin de permitir que se establezcan un conjunto de valores de linea de base. Los puntos de interes son (1) la presi6n estatica y (2) la presi6n residual. La Figura 8.11.17 muestra la disposici6n comun de una valvula de desagiie de tuberfa principal. Otro tipo de valvula que se utiliza es la valvula de prueba del inspector 0 la conexion de prueba de alarma. Esta valvula normalmente es instalada en algun punto afuera en el sistema en e1 extremo de una derivaci6n. Cuando se instala en un sistema de tuberia humeda, el proposito principal de este dispositivo es probar el funcionamiento del dispositivo de flujo de agua. Cuando se instala en un sistema de tuberfa seca, su prop6sito es doble. Primero, es utilizado para establecer el tiempo de activa cion de la valvula de tuberfa seca y el tiempo de transito del agua hasta la conexi6n. Segundo, establece el tiempo para que se ac tive el dispositivo de flujo de agua y la actuaci6n real del dispo sitivo de alarma.
REGLAS PARA LA INSTALACION DE SIS TEMAS DE ROCIADORES AUTOMATICOS Los principios basicos de la NFPA 13 acerca de la instalacion de
FIGURA S.11.17 Conexlon de desague para la tuberfa . vertical del sistema .
sIstemas de rociadores son los siguientes:
I. Los rociadores deben ser instalados en la totalidad del local. 2. Nose debe exceder el area de protecci6n permitida maxima por rociador 3. Los rociadores deben estar emplazados para permitir el fun cionamiento y distribuci6n oportunos
LA INSTALACION DE ROCIADORES
EN LA TOTALIDAD DEL LOCAL
La instalacion de rociadores en la totalidad de110cal es necesa ria con el fin de lograr el nivel deseado de seguridad hurnana y proteccion de la propiedad. Como no existen metodos estanda rizados para pronosticar en d6nde es posible que ocurra un in cendio en una estructura, las reglas basicas de la NFPA 13 requieren que los rociadores sean instalados en la mayorfa de las areas del edificio. Por [0 general, se espera un incendio que se origina en un area sin rociadores supere las capacidades de un sistema que puede estar instalado en un especio cercano 0 ad yacente. Por 10 general, esta correlaci6n es verdad. Ha habido casos en que los rociadores realmente contuvieron 0 extinguie ron un incendio originado en un espacio sin rociadores. El mas notable de estos incendios fue el incendio de la One Meridian Plaza en Filadelfia en 1991. En este incidente, un incendio des control ado se habfa propagado entre ocho plantas en un edificio de oficinas de gran altura. Al llegar al piso decimotercero, el cual habfa sido equipado .::on rociadores, un total de nueve ro ciadores funcionaron para detener por completo una mayor pro pagaci6n del incendio. Es posible que algunos c6digos que se concentran exclu sivamente en la seguridad humana no requieran rociadores en todas las areas del edificio. Esto es en reconocimiento de la suposici6n de que la amenaza para la vida 0 de que queden personas heridas como resultado de un incendio en estos es pacios se considera minima. Ya que la NFPA 13 se enfoca tanto en la protecci6n de la propiedad como en la seguridad
CAPiTULO 11
humana, existen muy pocas excepciones para omitir el cubri miento con rociadores. Algunas areas que no requieren cubrimiento con roeiadores incluyen los bafios en las ocupaciones de tipo residencial que no tengan un area superior a 5,1 m 2 (55 pies2 ) y esten compuestos de materiales ineombustibles 0 de combustion limitada. Tam poco se requiere que los annarios pequefios en las ocupaciones de hoteles esten protegidos con rociadores. En ambos casos, se reconoce que la carga de combustible en dichos espacios es mi nima y que los incendios que se originan en dichos espacios nor malmente no se convierten en una amenaza para los ocupantes ni para la estructura. Otras dos excepciones a la proteccion con rociadores se centran en las salas de equipos electricos y pozos de ascenSOf. No se requiere que las salas de equipos eIectricos que (1) usan equipos de tipo seco, (2) son utilizados con ninglin otro propo sito y (3) estan conslruidas con construccion de 2 horas de re sistencia al fuego esten protegidas con rociadores automaticos. En este caso, se imponen controles muy estrictos sobre el uso de la sala y los materiales de construccion. No se requiere que los pozos de ascensores para pasajeros que utilizan construcci6n incombustible y usan cabinas de as censor construidas de acuerdo con ASME AI7.5, Elevator and Escalator Electrical Equipment, esten provistos de un rociador en la parte superior del pozo. No se requieren rociadores en el fondo de pozos similares, a menos que el mecanismo de eleva cion del ascensor utilice un fluido hidraulico. Es importante tener en cuenta que dichas excepciones no se extienden hasta el equipo del ascensor ni los cuartos de maquinas. Los espacios ocultos, tales como aquellos que se encuen tran por encima de un cielo raso dentro del edificio, no requie ren rociadores, siempre que el espacio este construido con materiales incombustibles. Ala inversa, se requiere que los es pacios oeuItos fonnados por construcei6n 0 materiales combus tibles esten protegidos eon roeiadores. Sin embargo, existen una gran cantidad de excepciones a esta regia. Las excepciones en cuanto ala proteccion con rociadores se centran en dos ideas ba. sicas: (1) que las limitaciones fisieas dentro de un espacio no penniten la instalaci6n de una disposieion significativa de ro ciadores y (2) que la naturaleza de la disposiei6n de los mate dales combustibles puede tener cierta resistencia al fuego inherente. La edicion de 1999 de la NFPA 13 contiene 12 ex
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Sistemas de rociadores automaticos
8-191
cepeiones que tratan los casos especificos en que se pueden omi tir los roeiadores en espacios combustibles.
Areas de Cubrimiento Existe una cantidad de limites impuestos para el tamafio del area que un tipo de rociador en particular puede proteger. Para Uegar al area de cubrimiento para un tipo de rociador en particular, se deben tener en cuenta algunas variables. Estas incluyen el tipo de rociador en cuesti6n, la naturaleza del riesgo que esta siendo protegido, el tipo de construcei6n que se eontempla y el espa ciamiento entre los elementos de la construecion. Entre las Ta bIas 8.11.8 y 8.11.11 se resumen las areas maximas de cubrimiento pennitidas para los rociadores pulverizadores ver ticales estandar y colgantes estandar. Las areas de protecei6n para otros tipos de rociadores estan provistas en la NFPA 13. EI hecho de sobrepasar los Hmites del area de cubrimiento especi ficados en la NFPA 13 puede resultar en la falla de la capacidad del roeiador para controlar el incendio. EI area de cubrimiento de un rociador se estableee a traves de un eonjunto de principios basado en una evaluaci6n de la relacion entre la distancia entre los rociadores ubicados en los ramales y la distancia entre los rociadores en los ramales adyacentes. El primer valor esta definido como "S" (a 10 largo del ramal), mientras que el segundo valor esta definido como "L" (entre los ramales adyacentes). AI 19ual que se imponen limites maximos para el area de eubrimiento total, tambien se imponen !imites para estas distancias. Nuevamente, el tipo de rociador, el riesgo que debe ser protegido y las caracteristicas de la construccion son fac tores que afectan estos Hmites. Entra las Tablas 8.11.8 y 8.11.1] se muestran los valores pennitidos para "S" y "L." El area de cubrimiento luego se detennina multiplicando los val ores de "L" y "s" entre Sl. Se debe tener en cuenta que los rociadores instalados en los extremos de un ramal cerca de una pared y los rociadores instalados en la derivaci6n que corre mas cerca de una pared reciben un tratamiento espeeial y pueden al terar los valpres seleccionados para "s" y "L." (Para una mayor discusi6n acerca de este tema, ver la NFPA 13.) Ineluso una Ji gera desviaci6n de estos limites puede resultar en que el sistema de rociadores no pueda controlar el incendio adecuadamente. Los rociadores de cubrimiento extendido (Ee) utilizan un metodo ligeramente distinto para detenninar su area de cubri miento. En esencia, el area de cubrimiento es identica a 10 que corresponde segun ellistado del rociador. Los rociadores de cu-
TABLA 8.11.8 Areas de proteccion y espaciamiento maximo (verticales de pulverizacion estandar I colgantes de pulverizacion estilndar)
de protecci6n m2
de sistema
de construcci6n No combustible obstruida 0 sin obstruir y combustible sin obstruir
Cedula de tubo
Combustible obstruida
Todos
Combustible con elementos inferiores a 0,9 m (3 pies) en el centro
Todos
Calculado hidraulicamente
Fuente: NFPA 13, Norma sobre la Instalaci6n de Sistemas de Rociadores
Espaciamiento (maximo) m
200 225
18,6 20,9
15 15
4,6 4,6
168
15,6 12,1
15 15
4,6 4,6
130
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
TABLA 8.11.9 Areas de proteccion yespaciamiento maximo (verticales de pulverizacion estandar I colgantes de pulverizacion estandar) para riesgo extra
Tipo de construccion
Tipo de sistema
Todos
Todos
Area de protecci6n
Espaciamiento (maximo)
m2
130
12,1
pies
15
m
4,6
Fuente: NFPA 13. Norma sobre fa fnstafacion de Sistemas de
Rociadores
brimiento extendido colgantes estan listados con dimensiones de lados iguales y numeros iguales. Un rociador Ee que esta lis tado para 4,9 4,9 m (1616 pies) tiene un area de cubrimiento de 23,8 m 2 (256 pies"). Estos valores se vuelven fijos con respecto al disefio del sistema. Por ejemplo, incluso si se utiliza este tipo de rociador en un area 0 cuarto con dimensiones de 4,64,6 m (15 15 pies), de todas maneras debe estar disefiado para el espaciado listado de 4,9 4,9 m (1616 pies), 23,8 m 2 (256 pies 2).
Activaci6n de los Rociadores y sus Caracterfsticas de Descarga La posicion del rociador con respecto al cielo raso y cualquier ele mento de construccion cercano, tales como las instalaciones de ilu minacion y los elementos de construccion pueden tener un impacto sobre el desempefio del rociador en dos formas distintas. Primero, si el rociador esm emplazado de manera que no esta dircctamente expuesto al calor del inciendio, la demora que se produce como consecuencia de esto en el funcionamiento del rociador puede hacer que el incendio crezca hasta ser demasiado grande para ser
controlado apropiadamente por el rociador. Para minimizar la po sibilidad de que ocurra esto.la NFPA 13 controla el emplazamiento del rociador con respecto a las paredes y cielo rasos. La segunda area de preocupacion tiene que ver con el pa tron de distribucion del rociador. En otras palabras, en cuanto un rociador funciona, es probable que las descargas de agua desde el rociador puedan a1canzar al fuego y a los objetos alrededor. La NFPA 13 trata esto especificando reglas de obstruecion para cada tipo de rociador. Los requisitos de la NFPA 13 que discu ten la activacion de los rociadores son especificos en cuanto al tipo de rociador que esta involucrado. Aunque los requisitos es pecificos para un tipo dc rociador dado varian, los principios fundamentales siguen siendo los mismos: (I) controlar la dis tancia entre el deflector del rociador y el cielo raso / techo y (2) determinar si los elementos de la construccion del cielo raso obstruyen la corriente de calor. Los elementos de construcci6n del cielo raso ya fueron discutidos anteriormente. La posicion del rociador por debajo del cielo raso se basa en el principio de que una capa de calor dinamico que consisten en gases calien tes provenientes del incendio se desarrolla por debajo del cielo raso y contiene una cantidad suficiente de energia en terminos de calor para activar el rociador. En esencia, el calor del incen dio sube hasta la superficie del techo donde, si esta obstruido, se propaga a traves del techo. A,. medida que la capa se acumula de bido al incendio que se desarrolla, los componentes termalmente sensibles de los rociadores en algun momento se activan, per mitiendo la descarga de agua. Por esta razon, la NFPA 13 limita la distancia a la cual, el rociador pucde estar emplazado por de bajo del cielo raso. E! hecho de tratar con lasobstrucciones para la descarga de los rociadores puede ser un tema mas bien complicado. Un edi ficio con un techo completamente liso, plano y horizontal que utiliza instalaciones de iluminacion, 0 rejillas de ventilacion del
TABLA 8.11.10 Areas de proteccion y espaciamiento maximo (verticales de pulverizacion esttmdarlcolgantes de pulverizacion estandar) para riesgo extra
Tipo de construccion Todos
Area de proteccion m2
Tipo de sistema Cedula de tuba
Espaciamiento (maximo)
90
8,4
m
12
3,7
[En edificios con crujias de almacenamiento de 7,6 m (25 pies) de ancho, debe ran permitirse 3,8 m (6 pulg)] Todos
Todos
Calculado hidraulicamente con densidad > 0,25
Calculado hidraulicamente con densidad < 0,25
Fuente: NFPA 13, Norma sobre fa Instafacion de Sistemas de Rociadores.
100
9,3
12
3,7
[En edificios con crujias de almacenamiento de 7,6 m (25 pies) de ancho, deberan permitirse 3,8 m (6 pulg)]
130
12,1
15
4,6
CAPITULO 11
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Sistemas de rociadores automaticos
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TABLA 8.11.11 Areas de proteccion y espaciamiento maximo (verticales de pulverizacion estandar/colgantes de pulverizaci6n estandar) para el atmacenamiento en pitas attas
Tipo de construcci6n Todos
Todos
Area de proteccion Tipo de sistema Calculado hidraulicamente con densidad ~ 0,25
pies2
m2
100
9,3
Espaciamiento (maximo) pies
m
12
3,7
[En edificios con crujias de almacenamiento de 7,6 m (25 pies) de ancho, deberan permitirse 3,8 m (6 pulg)]
Calculado hidraulicamente con densidad < 0,25
130
12,1
15
4,6
Fuente: NFPA 13, Norma sobre la Instalaci6n de Sistemas de Rociadores
sistema de ventilacion y acondicionamiento de aire empotradas
(HVA C) y que no tiene proyecciones desde el techo es 10 mas de seable en terminos de descarga de los rociadores, Sin embargo, esta situacion es poco comtin. Las varias combinaciones de elementos arquitectonicos, componentes de iluminacion, elementos estructurales y siste mas de edificio relacionados pueden crear obstrucciones que perjudican la descarga de los rociadores. Desde la primera edi cion de la NFPA 13 en 1896, se han adicionado muchas reglas y requisitos para tratar este tema. La filosofia fundamental acerca de las obstrucciones no ha carnbiado en mas de 100 afios, pero los detalles accrca del tipo, tamafio y forma de la obstruccion son importantes al igual que la cercania que tiene la obstruccion antes de convertirse en un tema de preocupacion. La NFPA 13 trata tres areas de preocupacion general con respecto a las obstrucciones. Sin embargo, las reglas son especi ficas para cada categoria de rociadores identificada por la NFPA 13. La primera preocupacion es el objetivo general, el cual es asegurar que una cantidad suficiente de agua desde el rociador al cance el fuego. Anteriormente, se hizo referencia a esta preocu pacion como una obstruccion horizontal y tenia que ver principalmente con las obstrucciones continuas tales como vigas, elementos del cordon superior y conductos que estan a ras 0 muy cerca del cicio raso y en la proximidad inmediata del rociador. La segunda preocupacion trata con la obstruccion para el desarrollo del patron de descarga del rociador. Esta preocupa cion tiene que ver con las obstrucciones continuas y no conti nuas tales como la tuberia, las instalaciones de iluminacion, las almas de las armaduras 0 las columnas del edificio ubicadas dentro del espacio de los primeros 457 mm (18 pulg) del de flector del rociador. Las obstrucciones ubicadas en esta zona no permiten que se desarrolle un patron de descarga adecuado del rociador. Como resultado de esto, se requiere que los rociadores esten emplazados de manera que queden ubicados a cierta dis tancia desde la parte inferior de la obstruccion. La NFPA 13 dis cute la posicion correcta para cada tipo de rociador. La distancia de 457 mm (18 pulg) fue establecida en 1952
como el espacio libre por debajo del rociador por pulverizacion que habia sido desarrollado recientemente. Se determino que este volumen de espacio libre era necesario para permitir un desarro llo apropiado del patron del chorro. En general, cualquier objeto (elemento estructural, lllstalacion de iluminacion 0 componente) tan pequefio como 12,7 mm (Yz pulg) dentro de esta zona es un dafio potencial para la efectividad del patron del chorro. Una comparacion de la construccion en la edicion de 1989 de la NFPA 13 indicaba que, en terminos muy generales, las reglas de obs truccion establecidas en 1952 para la separacion horizontal entre el rociador y la obstruccion permitfa que una parte del patron del chorm (aproximadamente 11,5 grados) fuera bloqueada sin afec tar siguificativamente el desempefio del rociador. Por 10 tanto, las reglas de obstruccion en la NFPA 13 permiten que una parte del patron del chorro del rociador se yea afectada. Otra dimension clave es la distancia de 1,22 m (4 pies) por debajo del rociador. La dimension de 1,22 m (4 pies) no es por azar sino que representa el punto hasta el cual el patron de cho rro de un rociador pulverizador est:.'tndar desarrolla su diametro completo (se considera que es de aproximandamente 4,88 m (16 pies) para un rociador por pulverizacion vertical 0 colgante]. Los objetos en esta region tambien afectan el desempefio total del ro ciador pero no hasta el mismo grado que aquellas obstrucciones ubicadas dentro del espacio de 457 mm (18 pulg) del rociador. La tercer area de preocupacion tiene que ver con las obs trucciones que evitan que la descarga del rociador alcance el riesgo. Estas obstrucciones normalmente consisten en obstruc ciones continuas y no continuas que interrumpen el patron del chorro de agua luego de que se encuentra por debajo de la zona de desarrollo del patron de descarga de 457 mm (18 pulg). Estos tipos de obstrucciones pueden incluir las puertas, conductos 0 pisos elevados. Cuando estas obstrucciones exceden cierta di mension, se requiere la Illstalacion de rociadores adicionales por debajo de estas. Otra categoria de obstruccion que es aplicable a ciertos tipos de rociadores incluye las obstrucciones que cuelgan del techo, tales como las cortinas de privacidad en un hospital, 0 las
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SECCION 8
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Supresi6n a base de agua
particiones instaladas en el piso que no alcanzan el cielo raso, tales como aquellas que se encuentran en las oficinas. En ambos casos, los rociadores deben estar emplazados de manera que una parte suficiente de la descarga de los rociadores caiga sobre la obstruccion. Es importante tener en cuenta que ciertos tipos de rociado res son mas "sensibles a las obstrucciones" en el sentido de que tienen una menor tolerancia 0 no toleran los objetos que inte rrumpen el patron del chorro. Los rociadores de gota gorda y ESFR pertenecen a esta categoria y su desempefio se puede ver afectado gravemente por las obstrucciones relativamente pe quefias.
BIBLIOGRAFiA Referencias Citadas
u.s.
Rohr, IUm, /:'xpenence with Sprinklers: Who Has Them? How Well Do They Work?, National Fire Protection Association, Quincy, MA, 2001.
COdigos, Normas y Prli.cticas Recomendadas NFPA La referenda a los c6digos, nonnas y practicas NFPA recomendadas proveeni mayor informaci6n sobre las operaciones de carga de aerosoles debatidas en este capitulo. (Yea la Ultima versi6n del Catalogo de NFPA para disponibiJidad de ediciones actuales de los documentos siguientes) NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems NFPA 13D, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems in One and Two-Family Dwellings and }"lanufactured Homes NFPA 13E, Recommended Practicefor Fire Department Operations in Properties Protected bv Sprinkler and Standpipe Systems NFPA 13R, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems in Resi dential Occupancies up to and Including Four Stories in Height NFPA 20, Standardfor the Installation ofStationary Pumps for Fire Protection NFPA 22, Standardfor Water Tanks for Fire Protection NFPA 24, Standardfor the Installation ofPrivate Fire Service Mains and Their Appurtenancec\ NFPA 30, Flammable and Combustible Liquids Code NFPA JOJ®, Life Safety Code~ NFPA 230, Standardfor the Fire Protection ofStorage NFPA 851, Recommended Practice for Fire Protectionfor Hydroelec tric Generating Plants
James E. Golinveaux Joseph B. Hankins
ste capitulo discute la proteccion con rociadores automa ticos para las operaciones de almacenamiento. Desafor tunadamente, la mayoria de los factores que aumentan la eficiencia de una instalacion de almacenamiento tambien incre mentan el riesgo de incendio presentado por dicho almacena miento. Entre mas eficiente sea el uso del volumen de almacenamiento, son mas los materiales combustibles que se en cuentran en ese volumen y existe una mayor cantidad de mate riales que pueden quemarse. El acceso a los materiales almacenados requiere un espacio entre las unidades de almacenamiento. El uso eficiente del espa: cio del almacenamiento requiere que estos espacios sean tan pe queiios como sea posible. EI resultado es una fbrmacion que no podria ser mas conductiva hasta la maxima tasa de combustion y propagacion de humo si hubiera sido diseiiada con ese propos ito en mente. Por 10 tanto, una proteccion contra incendios bien di seiiada, instalada adecuadamente y bien mantenida es de vital im portancia si se qui ere evitar un incendio catastr6fico. Este capitulo revisa los principios basicos de proteccion con tra incendios principahnente en las normas de la NFPA sobre sis temas de rociadores y ahnacenamiento. Comienza con una discusion acerca de la clasificacion de los productos y la disposi cion, altura y espacio Jibre del almacenamiento y luego discute los sistemas de rociadores y los factores de disefio relacionados uni cos para las operaciones de almacenamiento. Luego, presenta una vision general sobre los productos especiales y las instalaciones de ahnacenamiento espaciales. Las demas secciones resaltan otros elementos de la proteccion contra incendios que un programa de proteccion contra incendios completo necesita y su constmccion.
E
NORMAS SOBRE ALMACENANIIENTO
DE LANFPA
Las normas de la NFPA describen los metodos para proporcio nar una proteccion contra incendios efectiva para varios tipos
James E. Golinveaux es el vieepresidente senior de investigacion y desarrollo de Tyco Fire Products en Cranston, Rhode Island. Es un miembro de los Comites Tecnicos sobre Sistemas de Rociadores de la NFPA, Estructuras de Estacionamiento y las Ocupaciones de Almace namiento Industrial y Variado. Joseph B. Hankins es un ingeniero de alto rango en la seccion de in cendios y explosiones de ingenieria de personal en la Factory Mutual Blobal en Norwood, Massachussets. Es un miembro de la Comision Tecnica sobre Rociadores Automaticos de Ja NFPAs.
de ocupaciones de almacenamiento. Estas normas inc1uyen la NFPA 230, Norma sobre la Proteccion contra Incendios en Al macenamientos, y la NFPA 13, Norma sabre la Instalacion de Sistemas de Rociadores. Practicamente, los sistemas de rocia dores son la espina dorsal de una estrategia de proteccion con tra incendios efectiva para las instalaciones de almacenamiento. Las normas sobre alrnacenamiento de la NFPA estan basa das en pruebas de incendio a escala real y en las experiencias de perdidas que han ocurrido. Las normas discuten las situaciones de almacenamiento en que los datos de pmeba se encuentran disponibles 0 en las que las conc1usiones podrian sacarse me diante la extrapolacion de los datos disponibles, el buenjuicio 0 la experiencia. Para las sltuaciones de almacenamiento mas alia del a1cance de un documento especffico de la NFPA, se puede usar el buen juicio de ingenierfa y otras fuentes pero solo con mucho cuidado y con el apoyo de profesionales con un eonoci miento profundo acerca de la ciencia y la practica de la protec cion contra incendios. Los documentos sobre almacenamiento de la NFPA en este capitulo describen los conceptos basicos sobre la proteccion contra incendios para las operaciones de al macenamiento y pueden servir de guia cuando no se cuenta con normas especificas. Para preparar efecti vamente un plan de proteccion contra incendios para una ocupacion de almacenamiento, se deben se guir los siguientes pasos: • Determinar la c1asificacion de los productos • Identificar la disposlcion del ahnacenamiento • Establecer la altura del ahnacenamiento y espacio libre desde la parte superior del ahnacenamiento hasta los rociadores. • Desarrollar un plan de proteccion (sistema de rociadores automaticos) Ademas de los pasos basicos que se acaban de describir, tambien se deben tener en cuenta: • EI abastecimiento de agua • Los productos especiales • Las instalaciones de ahnacenamiento especiales • Los medios suplementarios de proteccion contra incendios • La constmcci6n
CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS El disefio apropiado de los sistemas de rociadores requiere que los productos que deben ser almacenados esten identificados y
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
clasificados de acuerdo con sus caracteristicas de combustion. Clasificar los productos es una tarea muy dificil porque se puede encontrar una gran variedad de productos entre los productos al macenados. La clasificacion de un producto se basa en una unidad de al macenamiento del producto. Para la mayoria de los productos mas comunes, la unidad de almacenamiento es la carga de esti bas e incluye el estibas, el empaque del producto y el producto mismo. La clasificacion del producto no tiene en cuenta al al macenamiento mixto de productos. Por ejemplo, un area de al macenamiento que contiene cargas de estibas de productos de pape1, los cuales son productos Clase III, mezclados con cargas de estibas de productos de plastico Grupo A no pueden ser cla sificados como almacenamiento Clase IV basandose en la can tidad relativa de cargas de estibas de cada producto. El producto mas complicado (el que tiene el numero de clase mayor) deter mina la proteccion para todo 10 demas en un area sin dividir y sin separar. Los productos de papel pueden ser protegidos como un producto de plastico, a menos que los productos esten sepa rados y cada uno este protegido apropiadamente. La razon de esto es muy sencilla. Las pruebas de incendio en las que la NFPA 13 esta basada no involucran a mas de 18,62 m (200 pies2 ) de area de incendio. Los incendios que no fueron confinados a ese tamafio nonnalmente no fueron controlados por los rociadores. Asi que la gravedad de un incendio en un al macenamiento de productos distintos la dicta el sitio donde em pieza el incendio y no la mezcla de los productos. Y como cualquier punto de origen es posible, el punto mas difIcil, cerca de los productos mas complicados, determina la necesidad de una proteccion para todo el espacio. Las clasificaciones reflejan la tasa de combustion y la tasa de liberacion de calor de un producto, al igual que el efecto del agua (de los rociadores) sobre el producto. Por esta razon, las pruebas a pequefia escala, las cuales miden el calor de la com bustion 0 las tasas de combustion horizontal relativas, sirven muy poco para detenninar la clasificacion de los productos. Las pruebas de incendio a escala real pueden ser utilizadas para determinar la clasificacion de los productos, pero las prue bas a escala real pueden ser muy costosas. Los metodos a escala intennedia (tal como el metodo de clasificacion de productos de recoleccion de productos del fuego desarrollada por la Factory Mutual Research y utilizada por la FM Global y Underwriters Labratories) proporcionan un medio mas economico para de terminar con precision la clasificacion de los productos. La NFPA 13 provee un enfoque que clasifica los materiales en 7 categorias importantes, de la Clase I a la IV y los pi
como perillas de plastico). El producto de prueba Clase II es tandar es una caja de carton corrugado de doble pared triple con forro metalico sobre un estibas de madera (Figura 8.12.1) • Clase III - Los productos Clase III incluyen los combusti bles comunes (madera, papel, tela de fibra natural) en cajas de carton sobre estibas de madera. El producto de prueba Clase III estandar son los vasos de papel en cajas de carton compartimentadas sobre estibas de madera. • Clase IV ~ Los productos Clase IV son productos Clase I, II o III que contienen cantidades limitadas de plasticos Grupo A en cajas de carton corrugado y productos Clase I, II y III en cajas de carton corrugado comunes, con cantidades limi tadas de empaque expandido de plastico Grupo A sobre esti bas de madera. Se considera que las cantidades limitadas de plasticos Grupo son del 5 ailS por ciento por peso y del 5 al 25 por ciento por volumen. El producto de prueba Clase IV estandar es una mezcla de vasos de papel y plastico (15 por ciento de plastico pot peso) sobre estibas de madera. La clasificacion de los productos Clase I a IV esta basada en la suposici6n de que estan almacenados sobre estibas de madera. Si se utilizan estibas de plastico, las pruebas han demostrado que la clasificacion del producto debe ser aumentada un nive!. Por ejemplo los productos de madera 0 plastico que se considerarian productos Clase III al estar almacenados sobre estibas de madera deben estar protegidos como productos Clase IV cuando son al macenados sobre estibas de plastico. Esto puede complicar la de cision de convertir los estibas de madera en estibas de plastico en las areas de almacenamiento porque la proteccion mediante ro ciadores existente probablemente no seguira siendo adecuada y requerini una modificacion. Sin embargo, ahora existen estibas de plastico listados que pueden ser tratados como estibas de ma dera estandar en el momento de determinar el tipo de producto.
FIGURA 8.12.1 Producto de prueba Clase 1/ estandar (Fuente: Underwriters Laboratories Inc.)
CAPiTULO 12
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Sistemas de rociadores para instalaciones de almacenamiento
Plasticos Los pitisticos presentan un mayor reto para la proteccion contra inecndios porque su combustion puede producir una cantidad de calor aproximadamente de I Y2 a 3 veees por unidad de peso en eomparacion con la madera 0 el papel. Ademas, los plasticos pueden arder a una tasa mucho mas rapida, dando como resul tado un incendio muy complicado, con una tasa de liberaci6n de calor muy alta. Los materiales de pi
GrupoA • ABS (acrilonitrilo butadieno copolimeroestireno) • Acrilico (polimetil metacrilato) • Acetal (poliformaldehido) • Goma de Butilo • EPDM (goma de propileno-etileno) • FRP (po Iiester reforzado con fibra de vidrio) • Goma Natural (expandida) • Goma de nitrilo (goma de acrilonitrilo butadieno) • Polibutadieno
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. Policarbonato • • • • • •
Elastomero de poliester Polietileno Polipropileno Poliestireno Poliuretano PVC (clomro de polivinilo - altamente plastificado, es decir, tela recublerta, peHcula sin apoyo) • SAN (acrilonitri loestireno) • Gomade butadieno estireno
GrupoB • Fluoroplastieos (ECTFE - copolimero de clorotrifluoroeti leno-etileno, ETFE - copoHmero de tetrafluoretileno-eti leno, FEP - copolimero de propileno-etileno fluorado) • Goma natural (no expandida) • Nylon (nylon 6, nylon 6/6) • PET (poliester termopi
DISPOSICION DEL ALMACENAMIENTO
FIGURA 8.12.2 Producto de prueba grupo a no estirado 16-02 tarros de plastico poJiestireno individualmente sepa rados por carton (Fuente: Underwriters Laboratories Inc.)
La configuracion del dlmacenamiento tienc un mayor impacto sobre la fonna en que arde un incendio potenciaL Por 10 tanto, la disposicion del almacenamiento de un producto debe tenerse en cucnta al preparar e1 plan de proteccion contra incendio. Los materiales con mucha frecuencia estan dispuestos como alma cenamiento a granel, en pilas soJidas, en pilas paletizadas 0 como almacenamiento en estanterias (racks). Tambien se utili zan depositos y anaqueJes angostos, mas comUnmente en los cuartos de existencias mas pequenos con cantidades moderadas
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SECCION 8
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Supresion
a base de agua
de productos. La mayoria de las bodegas combinan estos tipos distintos de disposiciones de almacenamiento. El factor mas importante entre los diferentes tipos de dis posiciones de almacenamiento que afecta al comportamiento del fuego y la dificultad de controlar un incendio es la presencia de espacios. Las configuraciones del almacenamiento crean estos espacios de aire horizontales y verticales. El aire pasa a traves de los espacios, oxidando el fuego. Aunque los espacios no son 10 mas reeomendable, no deben estar obstruidos cuando se en cuentran presentes. Los espacios obstruidos pueden evitar que los productos de la combusti6n y el calor lleguen hasta el detec tor de incendios 0 rociador y tambien pueden evitar que el agua o cualquier otro medio de protecci6n contra incendios lleguen hasta el incendio.
Almacenamiento a Granel El almacenamiento a granel consiste en pilas de materiales suel tos, que se mueven Hbremente, inc1uyendo polvos, gninulos, pe llets u hojuelas y elementos para agricultura como por ejemplo, manL Los materiales normalmente son almaeenados en silos re cipientes, tanques 0 en grandes pilas sobre el suelo. No~al mente no se cuenta con cspacios de aire. El fuego en las pilas grandes tiende a ocultarse y bajar hacia el interior de la pila, ha ciendolo dificil de extinguir. Este tipo de incendio requiere un empapamiento prolongado para a1canzar el asentamiento del fuego. Las disposiciones de almacenamiento a granel tambien cstan sujetas a la combusti6n espontanea. Los incendios que co mienzan en el interior de las pilas son dificiles de ubicar a menos que'se cuente con detectores de calor en el interior d: la pila para supervisar continuamente el calentamiento interno. Los equipos de manipulaci6n de materiales, tales como cin tas transportadoras, conductos de fluidizaci6n de aire y trans portadores de cangil6n ("patas") son utilizados con frecueneia para transportar el material desde y hacia su ubieaci6n en el al macenamiento. Este proeeso de movimiento agita y perturba el materiaL EI material eombustible arrastTado por el aire presenta un riesgo de explosi6n. Esta preocupaci6n es significativa, es pecialmente en las instalaciones de almacenamiento de granos. Ademas, las cintas transportadoras y demas componentes pue den ser combustibles y arder junto con el producto en los sitios inaccesibles por encima del suelo, en runeles y en los aloja mientos alrededor de los equipos transportadores.
Almacenamiento en Pilas S6lidas Las pilas s6lidas consisten en cajas de cart6n, cajas, balas, bol sas, etc., que estan en contacto directo entre 81. Los espacios de aire existen unicamente cuando el contacto es imperfecto 0 cuando una pila esta cerca de otra pila, pero no la esta tocando. Ya que los estibas no son utilizados comunmente, el apilamiento se hace manualmente 0 con camiones elevadores usando aga rraderas 0 dientes a los lados, los cuales son apaJancados entre los empaques 0 balas sin dafiar el producto. La Figura 8.12.3 ilustra un tipo de apilamiento s61ido en el que los espacios que se dejan entre las cajas de cart6n sirven para acomodar los dientes del cami6n elevador. Los pasillos an chos Ie dan al cami6n elevador espacio suficiente para manio-
FIGURA 8.12.3 Ejempto de atmacenaje en pita s6lida
brar. Los tubos oscuros en e[ cielo raso son line as de rociadores. Relativo a las disposiciones de almacenamiento paletizado y en estanterias, el apilamiento s6lido Ie da al fuego la menor oportunidad de desarrollarse y propagarse debido al acceso de aire restringido para la combusti6n, siendo un desafio de incen dio inferior al que puede presentarse en el almacenamiento pale tizado 0 en estanterias. Sin embargo, las pilas altas presentan un riesgo de incendio significativo, especialmente cuando la super ficie de la pila consta de un material de propiedades susceptibles a una cipida propagacion de llama. Ademas, entre mas alta sea la pila, sera mas dificil dividirla 0 separarla durante un incendio.
Almacenamiento Paletizado en Pilas El almacenamiento paletizado eonsiste en cargas unitarias colo eadas sobre estibas que luego son apilados uno sobre otro. Una carga de estibas normalmente parece un cubo, con dimensiones de aproximadamente 1,22 m a 1,52 m (de 4 pies a 5 pies) de al tura y consiste en un solo empaque 0 varios empaques. La su perficie superior de la earga de estibas debe soportar adecuadamente las cargas de los otros estibas de manera que el producto no se aplaste ni que la pila se vuelva inestable. Debido a estas consideraciones, la altura maxima de un almacenamiento paletizado nonnalmente no excede los 9,1 m (30 pies). Los estibas contienen espacios horizontales abiertos para los montacargas. Estos espacios horizontales hac en que esta dispo sici6n de almacenamiento sea funcional, pero inerementan el riesgo de incendio. Los espacios de aire normalmente continuan en un direcci6n a 10 largo del ancho entero de una pila. Al igual que los espaci08 verticales, los espacios horizontales permiten que el aire pase f:'tcilmente hasta el incendio. Ademas, su confi guraci6n permite la combusti6n de un incendio en el espacio mientras que 10 escuda del agua proveniente de un sistema de ro ciadores arriba. El colapso temprano por incendio puede ser un factor posi tivo en la protecci6n del almacenamiento en pilas s6lidas y pa letizado, pero la palabra clave es temprano. Para que el colapso temprano de una pila sea un factor positivo para la protecci6n contra incendios, debe ocurrir dentro de un lapso de 2 a 3 minu tos desde el momenta en que se activa el primer rociador. Casi
CAPiTULO 12
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Sistemas de rociadores para insta/aciones de a/macenamiento
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cualquier producto almacenado en una pila s6lida colapsani al final, pero s610 se puede dar algful tipo de crCdito si se puede asegurar que ocurrini un colapso temprano de la pila. Por 10 ge neral, la gran mayoria de los productos almacenados no califi can para que ocurra un colapso temprano de pila.
Almacenamiento en Estanterla (Rack) Un almacenamiento en estanteria es un armazon estructural en el que se coloca un producto, normal mente como una carga de estibas, El disefio de los sistemas de almacenamiento en estan terias maximiza la capacidad de almacenamiento verticaL La al tura del cielo raso 0 el aIcance vertical de los equipos de manipulacion de materiallimita las alturas de almacenamiento, Algunas disposiciones de almacenamiento en estanterias tienen una altura superior a 9,3 m (100 pies), Las configuraciones de almacenamiento en estanterias mas comunes son los estantes de fila (mica y de doble fila. Las es tanterias de filaunica incluyen estantes de hasta 1,83 m (3,5 pies) de ancho, separados del resto del almacenamiento me diante pasillos de minimo 1,07 m (3,5 pies). Las estanterias de doble fila consisten en dos estantes de fila unica colocados es palda con espalda, con un ancho combinado de hasta 3,66 m (12 pies) y pasillos con un aneho minimo de 1,05 (3,5 pies) a cada lade (Fignras 8.12.4 y 8.12,5), Las estanterias de filas multiples, las cuales usan una configuraci6n por la que se puede entrar, tambien estan teniendo una gran acogida. Estas consisten en es tantes con un ancho superior a 3,66 m (12 pies), 0 estantes sen cillos' 0 dobles separados mediante pasillos con un ancho inferior a 1,07 m (3,5 pies) cuyo ancho total supera los 3,66 m (12 pies) (Figuras 8,12,6 Y 8.12,7), Almacenamiento en Cajas con Compartimientos. EI almace namiento en cajas con compartimientos es una variaci6n del al rnacenamiento en estanteria en el cual, unos divisores verticales (de madera 0 metal) crean compartimientos de almacenamiento
E
Leyenda A Profundidad de carga B =Ancho de carga E Altura de almacenaje F Producto
=
G Plataforma H Profundidad del portante L Espacio del conducto longitudinal T = Espacio de conducto transverso
=
FIGURA 8.12.5 Portante de doble fila para soporte de plataformas de carga
Vista Final
Vista desde el Pasilio
FIGURA 8.12.6 Estanteria de flujo a traves de fila multiple
Piso fVista en corte / Posibles espacios de flujo transversal
~
..,.....
\
........
....--..
Vista final No es necesario espacio de flujo longitudinal.
j ........ I .....+- Filas de almacenaje
:::::::...- No hay Espacio de flujo longitudinal (espacio libre espalda con espalda) Vista en planta
FIG U RA 8.12.4 Estanteria de doble fila tipico con cargas espa/da con espa/da
---~ ..... ~~- ... ~~-
....- - - - -..... - - - - - - - - -
de 5 lados en que el unico lade abierto queda de frente a un pa sillo. No hay espacios vacios entre la parte superior, el fondo, los lados y el respaldo del compartimiento. Los compartimientos normalmente no tienen un ancho superior a 0,91 m (3 pies), una altura superior a 0,91 m (3 pies) y una profundidad superior a 0,91 m (3 pies), y el producto almacenado no se extiende hasta el interior del pasillo mas aHa del frente del compartimiento. La altura de almacenamiento normalmente es inferior a 6,1 m (20 pies). Esta disposicion de almacenarniento erea el equivalente a recipientes de almacenamiento de cinco lados, s6lidos, que li mitan la propagacion del fuego vertical y horizontaL Como re sultado, aunque el almacenarniento se ve como un almacenamiento en estanterias, puede protegerse como si fuera un alrnacenamiento en pilas solidas 0 paletizado. Almacenamiento en Anaqueles. EI almacenamiento en ana queles es otra variacion del almacenamiento en estanteria, donde los anaqueles son solidos, pero angostos [0,76 m (30 pulg) 0
--------------------------~
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SECCION 8
Supresion a base de agua
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nectados a deslizaderas 0 rieles fijos. Pueden moverse hacia de lante y hacia atras solo en un plano horizontal, de dos dimen siones. Un pasillo movil se crea a medida que los estantes lindantes son cargados 0 descargados y luego son movidos a tra yeS del pasillo para lindar con otros estantes (Figura 8.12.9). Tambien se utilizan estantes portatiles. No estan fijos en su sitio y pueden disponerse en una gran cantidad de configuraciones,
-------------:!.. . - - - -..,.... Enlace de pasillo por
Mensula de trasiego
encima opcional
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Vista Final
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Vista desde el pasilia T: Espacia de flujo transversal
FIGURA 8.12.7 Estanteria de almacenaje con entrada de vehiculos, de fila-multiple, dos 0 mas plataformas en pro fundidad, elevador de carga con entrada de vehiculos para depositar y retirar cargas en la profundidad del portante
Vista desde el Pasillo
FIGURA 8.12.8 Estanterfa de almacenaje con mensula
menos], y los estantes estan dispuestos en filas linicas, de ma nera que existe una dimensi6nmaxima de 0,76 m (30 pulg) entre los pasillos. Los pasillos normalmente tienen un ancho de 0,61 m (24 pulg) a 0,91 m (36 pulg). Los anaqueles normalmente tie nen una separaci6n vertical entre sf de 0,61 m (2 pies). Y la al tura de almaeenamicnto normalmente no es superior a 4,57 m (15 pies). Este almacenamiento puede estai protegido como si fuera un almacenamiento en pilas solidas 0 paletizado, siempre que el ancho del anaquel (medido desde un pasillo hasta otro) no sea superior a 0,76 m (30 pulg). Otros Tipos de Estanterias de Almacenamiento. Otros tipos de estanterfas de almacenamiento son utilizadas. Estas incluyen los estantes volados en los que los brazos que se extienden ho rizontalmente desde las columnas sostienen la carga. La carga puede descansar sobre los brazos 0 sobre anaqueles sostenidos por los brazos (Figura 8.12.8). Los estantes moviles estan co
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T Portante de plataforma
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Vista del pasillo
T: Espacio de flujo transversal L: Espada de flujo longitudinal
FIGURA8.12.9 Racks m6viles
Ruedas
CAPiTULO 12
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Sistemas de rociadores para instalaciones de almacenamiento
segun se muestra en la Figura 8.12.10. Tambien se puede utili zar una combinaci6n de almacenamiento en estanterias y pale tizado (Figura 8.12.11). Dependiendo de la altura y el tipo de la estructura de la es tanteria, se pueden utilizar varios tipos de equipos de manipula ci6n de material. Estos incluyen dispositivos manuales y automatizados, seglin se muestra en las Figuras 8.12.12 a 8.12.14. Las estructuras de estantes crean inherentemente espacios entre la disposici6n del almacenamiento permitiendo que el aire lIegue hasta el fuego. Las estanterias tambien proveen estabili dad durante un incendio de manera que el producto en combus tion no puede colapsar sobre si misma. Como resultado, los incendios cn las configuraciones de almacenamiento en estante ria pueden ser los mis dificiles de extinguir. El fuego en las estanterias normahnente pasa a traves de los espacios de aire mientras que se consume los productos sobre los estantes. Sin embargo, los espacios de aire deben permanecer sin obstrucci6n alguna porque permiten que el calor del fuego al cance y active los rociadores. Los espacios de aire tambien pro porcionan un medio para que la descarga de los rociadores penetre la estructura de estantes, prehumedezca los productos que aun no se han quemado y llegue hasta el incendio.
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Aun si el daflo del contenido no es grave en los incendios en almacenamientos en estanterias altas, el calor del fuego puede hacer que la estructura de la estanteria se vuelva vulnera ble a la deformaci6n y al alabeo. Esto afecta adversamente a los equipos de manipulacion de materiales porque debe estar aline ada con precision para funcionar apropiadamente. Dicho dano puede deshabilitar todo el funcionamiento de una bodega. Afortunadamente, las estanterias de almacenamiento nor malmente son estructuras permanentes que pueden soportar ro ciadores en estanteria (in-rack). Los rociadores en estanteria
FIGURA 8.12.12 Estates de a!macenaje inusuales con tres plataformas entre vertica/es, por tanto, tres conductos transversos (Fuente: Clark Industria! Truck Division)
FIGURA 8.12.10 Estantes porta tiles
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Portantes espalda
Pasillo
000
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II
\u Viga de Saliente _~ soporte recomendado $~~~~~~de 2 pulgs. (50 mm)
Superficie perforada
FIGURA 8.12.11 Disposicion comun de doble fila de portantes de a/macenamiento con p'ataformas de almacenaje encima (Fuente: Unarco Materials Storage)
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Supresion a base de agua
G
FIGURA 8.12.13 Estantes de almacenaje de altura superior a 53 pies (16 m) con pasillo estrecho (maquina api/adora anexa sobre el carril del piso, dirigida desde arriba) (Fuente: Unarco Materials Storage)
+-T Vista desde el pasillo
Vista final
estan disefiados para contener el fuego en un area pequefia y 10 calizada mediante la reducci6n de la propagacion horizontal y vertical del fuego. Sin los rociadores en estanteria, los incendios en las configuraciones de estanterias altas pueden representar una situaci6n imposible para un sistema de rociadores conven cional instalado en el cielo raso. (Ver la discusi6n sobre rocia dores en estanteria (in-rack) mas adelante en este capitulo.) Ancho del Pasillo. Los espacios que forman pasillos entre los materiales almacenados permiten que el agua desde el techo lle gue hasta el fuego y mitigue su propagacion de una pila de al macenamiento 0 estante a otTO. Entre mas ancho sea el pasillo, mejor para la protecci6n contra incendio. Ademas, los pasillos proveen el acceso para las operaciones para combatir el incen dio y de salvamento. Los anchos de los pasillos tambien son un factor clave para determinar si la disposicion de la estanteria es de fila unica, dob[e 0 multiple. Para el almacenamiento en estanterias de hasta 7,6 m (25 pies) de altura, [os anchos de los pasillos tienen un impacto nificativo sobre los requisitos del sistema de rociadores. La NFPA 13 provee criterios sobre los rociadores para estantes de fila unica y doble con pasillos de 1,22 m (4 pies) y 2,44 m (8 pies) como se indica en la Figura 8.12.15. Se requiere una in terpolaci6n para los anchos de pasillo entre 1,22 m (4 pies) y 2,44 m (8 pies). Las estanterias que incorporan pasillos de m (4 pies) requieren una mayor proteccion contra incendios que aquellas que utilizan pasillos de 2,44 m (8 pies). Los pasillos con un ancho superior a 2,44 m (8 pies) no proporcionan un mayor be neficio que los pasillos de 2,44 m (8 pies) de ancho y, por 10
Leyenda A Profundidad de carga B = Ancho de carga E = Altura de almacenaje F Producto
G L T
Plataforma
=Profundidad de la estanteria Espado de flujo longitudinal
FIGURA 8.12.14 Almacenaje automatico en estanterfa
tanto, no existen criterios de reducci6n de los rociadores. Si los pasillos son mas angostos que 1,07 m (3,5 pies), entonces la dis posici6n de la estanteria se considera de filas multiples. Las es tanterias de filas multiples un sistema de rociadores mas poderoso que las estanterias de fila dobles los pasillos mas an gostos incrementan la posibilidad de que un incendio se propa gue de un estante a otro.
ALTURA Y ESPACIO LlBRE DEL ALMACENAMIENTO Despues de la clasificaci6n dt: los productos y la disposici6n del almacenamiento, es posible que ningun otro factor tenga una mayor influencia sobre un incendio y su capacidad de ser con trolado que la altura y el espado libre del almacenamiento desde la parte superior del almacenamiento hasta los rociadores. Como se espera, entre mas alta sea 1,;t disposici6n del almacenamiento, el incendio es mas complicado. La raz6n de esto es que un in cremento en la altura del almacenamiento resulta en un tamafio superior del incendio (tasa de liberacion de calor) en el momento en que funcionan los rociadc'res, 10 cual, a su vez, requiere un
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Sistemas de rociadores para instafaciones de afmacenamiento
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Leyenda Densidad del rociador de cielo raso (Uminuto)
"iii
8,2
10,2
12,2
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16,3
18,3
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Estanteria de fila sencilla 0 doble con pasillos de 4 pies (1,22 m) 0 portantes de fila multiple con rociadores de cielo raso de 286'F (141"C) Y rociadores In • Rack de
Estanteria de fila sencilla o doble can pasillos de 8 pies (2,44 m) y rociadores de cielo raso de 286'F (141°C) Estanteria de fila sencilla 0 doble con pasillos de 8 pies (2,44 m) y portantes rociadores de
165'F (74'C) G
165' F (74' C).
4000·
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·0 ~
E
165° F (74' C). B - Estanteria de fila sencilla 0 doble con pasillos de 8 pies (2,44 m) con rociadores de cielo raso de 165'F (~4°C) Y rociadores In· Rack de
(I)
6
A - Estanteri a de fila sencilla 0 doble con pasillos de 8 (2,44 m) COn rociadores cielo raso de 286'F (141°C) y rociadores In· Rack de
H
Estanteria de fila sencilla 0 doble con pasillos de 8 pies (2,44 m) y rociadores de cielo raso de 286'F (141°C) Estanteria de fila sencilla 0 dobls con pasillos de 4 pies (1.22 m) y rociadores de cielo raso de 165°F (74°C)
165' F (74'C). D - Estanteria de fila sencilla 0
Densidad del rociador de cielo raso (gpm/pie2)
doble con pasillos de 4 pies (1,22 m) 0 portantes de fila multiple con rociadotBs de cielo raso de 165'F (74'C) Y rociadores In-Rack je
165'F (74'C).
FIGURA 8.12.15 Curvas de disefio de sistema de rociadores para 20 pies (6,1 m) de altura del almacenaje en estanteria de productos Clase 1\1, no encapsufados que usan plataformas convencionales
desempefio incrementado por parte de los rociadores para obte ner el control. El espacio libre tarnbien produce un efecto significativo sobre el desafio de un incendio. Incrementando el espacio libre desde la parte superior del almacenarniento hasta los rociadores aumenta el tiempo requerido para que los rociadores funcionen en un incendio de un producto y altura de almacenamiento dados, dando como resultado un tamafio de incendio superior en el momenta en que se activan los rociadores. EI incremento del espacio libre tambien trae como consecuencia un penacho de fuego de mayor tamafio por encima de la parte superior del al macenamiento, 10 cual reduce la capacidad del agua de los ro ciadores para alcanzar el asentamiento de un incendio. Al disefiar la proteccion para una instalacion de almacena miento, el esquema de proteccion debe tener en cuenta apropia damente la altura y el espacio libre del almacenamiento. La altura de almacenamiento usada para el disefio debe ser la altura maxima que se espera. Lo que no puede ser tan obvio es que el espacio libre utilizado para el disefio tarnbien debe ser el espa cio libre maximo anticipado. Las bodegas son instalaciones altamente transitorias, con las cantidades de productos variando ampliamente en el dfa y en la noche, de semana a semana y de temporada a temporada. EI disefio de un sistema de rociadores no puede tomar ventaja de un espacio libre muy bajo [es decir, las reducciones del area de di sefio para el espacio libre desde el cielo raso hasta la parte su perior del almacenamiento es inferior a 1,~7 m (4 Yz pies~]: a menos que el espacio libre nunca sea supenor al que se utlhza en la detenninacion del disefio del sistema de rociadores. El espacio libre minimo de 0,46 m (18 pu\g) requeddo por debajo de los deflectores de los rociadores de techo es el mi nimo que pelmite que el patron apropiado del chorro se desa rrolle. Cuando se utilizan rociadores de respuesta rapida de supresion temprana (ESFR) 0 de modo de control para aplica ciones especificas, el espacio libre minima requerido es de 0,91 m (36 pulg).
PROTECCION MEDIANTE ROCIADORES AUTOMATICOS La proteccion mediante rociadores suplementada por las opera ciones manuales de corrbate de incendios y las buenas pmcticas de almacenamiento y de orden y limpieza son el mejor medio de proteccion contra incendios. Los sistemas disefiados, instalados y mantenidos apropiadamente desempefiaran las tareas que les co rresponden. Sin embarg(l, no se puede esperar que un plan de pro teccion contra incendios que incorpora un sistema de rociadores no adecuado, dafiado 0 incompleto produzca buenos resultados. Algunos avances recientes de la tecnologfa de rociadores prove en tres enfoques para la proteccion mediante rociadores de las operaeiones de alma.;enamiento. Estos incluyen el uso de (1) rociadores de area densid.ad de modo control, (2) rociadores para aplicaciones especificas de modo de control y (3) rociadores de modo de supresi6n (ESF R). Cada uno de estos tres enfoques esta asociado con los tarnafic,s y disposiciones de instalacion que va rian. Esto proporciona ulla gran cantidad de altemativas posibles para el disefio del sistema de rociadores para la mayoria de las situaciones de almacenamiento. No existe un metodo unico que sea el "mejor" para prcteger cualquier disposicion de almace namiento, ya que cada disefio debe tener en cuenta la efectivi dad, flexibilidad y cos:o total en relacion con las metas del disefio. Cualquiera de las altemativas de proteccion especifica das en la NFPA 13 para instalaciones de almacenamiento cum pie con las metas basic as de control del fuego. Sin embargo, ciertas altemativas minimizan efectivamente los danos de la pro piedad, maximizan la fiexibilidad teniendo en cuenta los carn bios futur~s en el almacenarniento 0 minimizan los costos. El enfoque de disefio mas comun es detenninar el disefio que satisface los requisi lOS minimos de la NFPA 13 con el costa inicial inferior. En este enfoque es implicita la suposicion de que cualquier disefio que satisface los requisitos de la NFPA 13 es equivalente a cualquier otro, y que el costa inicial de la instala cion es el unico factor doe consecuencia. De hecho, minimizar el
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Supresion
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costo original de la instalaci6n frecuentemente ni siquiera mini miza el costo real del sistema de rociadores a traves de su vida litil y mucho men os maximiza su efectividad por el costo total. El mejor enfoque, por 10 tanto, es establecer un disefio completo que tenga en cuenta de forma racionallas metas de protecci6n contra incendios y operacionales a largo plazo claramente iden tificadas. Esto requiere, ademas de un entendimiento de los re quisitos de la NFPA 13 Y de los rociadores automaticos, un conocimiento profundo acerca de los puntos fuertes y las limi taciones de la amplia variedad de hardware y disefios de rocia dores disponibles en la actualidad y una comprensi6n de los riesgos de incendio asociados.
vez de un area de disefio de densidad minima. El primer rociador para aplicaciones especfficas de modo de control fue el rociador de ,:sota gorda. Mas recientemente, se han desarrollado rociadores para aplicaciones especfficas de modo de control con factores K superiores. Los requisitos de di sefio y las aplicaciones de varios tipos de rociadores para apli caciones especfficas de mode, de control pueden diferir entre si y estan basadas en las pruebas de incendio. No se puede asumir que, porque un tipo de rociador para aplicaciones especificas de modo dc control csta permitido por las normas para la protcc cion de un tipo de ahnacenam lento, se pueden utilizar otros tipos de rociadores para aplicaciones especificas de modo de controL
Rociadores de Area-Densidad de Modo Control
Rociadores de Modo de Supresion
La categoria de area de densidad de modo de control incluye a los rociadores con factores K en un rango de 5,6 a 25,2 en los que las densidades de que actlian sobre un area de cierto tamaiio son sacadas de la NFPA 13. El desempefio de estos rociadores en la protecci6n del almacenamiento esta ca racterizado por el hecho de que los primeros rociadores que fun cionan trabajan para contener 0 controlar el incendio. A traves de una combinaci6n del prehumedecimiento de los combusti bles alrededor del area de incendio inicial y el errfriamiento al nivel del techo/cielo raso, el incendio es confinado a un area re lativamente pequefia hasta que se extingue manualmente 0 se term ina de quemar. Las pruebas de incendio recientes a escala real demuestran que los rociadores con un factor K superior tie nen una ventaja de desempeno bien marcada.! Este hecho, junto con el hecho de que los rociadores con un factor K superior re quieren una presion inferior para lograr una densidad de des carga especifica, que el factor K minimo para los rociadores utilizados para proteger el alrnacenamiento debe ser 8,0 y no inferior a I para ciertas aplicaciones. La NFPA 13 especifica los disefios de rociadores solo de techo y de techo con rociadores en estanteria (in-rack) y en otras ubieaciones para la proteccion de ciertas configuraciones de al macenamiento en cstanterfa utilizando rociadores de area de densidad de modo de controL Aunque existe cierta cantidad de aspectos negativos asociados con la proteccion mediante rocia dores en estanteria (in-rack) (entre los cuales estan el costo de la instalaci6n y el potencial de escapes causados por dafios me canicos), este siendo el metoda mas efectivo y mas con fiable para proteger el almacenamiento en estanterias.
Rociadores para Aplicaciones Especificas de Modo de Control Los rociadores para aplicaciones especificas de modo de control son rociadores de modo de control cuyo desempefio y caracte risticas han sido aumentadas a traves del uso de disefios dc ori ficios / deflcctores que producen gotas de agua mas grandes que penetran mejor un penacho de fuego. Este desempefio incre mentado provce ciertas ventajas con respecto a los rociadores tradicionales de area de densidad de modo de control. El crite rio de descarga para este tipo de rociador esta especificado como una cantidad de rociadores que funcionan a presion minima en
Los rociadores de modo de supresi6n, 0 ESFR, son una desvia cion radical de la tecnologia c.e rociadores de modo de control y vienen con su conjunto linie.) de fortalezas y limitaciones. La premisa fundamental de la proteccion mediante rociadores de modo de supresion es que un rociador sensible capaz de produ cir una descarga optimizada, de gran volumen, de alta impul sion puede realmente sup-imir (en vez de simplemente controlar) un incendio en un alrnacenamiento. La ventaja prin cipal de los rociadores de modo de supresi6n es su capacidad de protegcr varias disposiciones de almacenamiento en estanterias sin la neccsidad de contar con rociadores en estanteria (in-rack). Aunque son mucho maS efec::ivos para protcger este tipo de al macenamiento que los rociadores de modo de control solo de techo, no son mas efectivos qLe un disefio de rociadores de techo yen estanterfa (in-rack) que lltiliza rociadores de modo control. Tambien tienen sus propias Jeglas de instalacion que son bas tante complejas y susceptibles.
Comparacion de los Tipos de Proteccion Mediante Rociadores EI hecho de observar los reqliisitos dc disefio para la protecci6n del almacenamiento de 6,1 ITt (20 pies) de altura de almacena miento Clase I a IV provistofi por las tecnologias mencionadas anteriormente ayudani a desarrollar un entendimiento de las di ferentes opciones de proteccion disponibles. Las Tablas 8.12.1 a 8.12.7 muestran los requisitJs de diseiio para la proteccion del almacenamiento de 6,1 m (20 pies) de altura de almacenamiento Clase I a IV usando los tres tipos de proteccion mediante rocia dores. N6tese el efecto de las disposiciones y el empaque del al macenamiento sobre los rociadores de area de densidad de modo de control mientras que el efccto es muy poco sobre los que son para aplicaciones especfficas de modo de control. Aunque exis ten muchos otros productos) alturas de almacenamiento, estas comparaciones sencillas ayudanin al usuario a entender mejor los diferentes metodos de protecci6n disponibles para una clase de producto unico. Rociadores de Area-Densidad de Modo Control. Se muestra el efecto de la disposici6n del almacenamiento para los rocia dores de area-densidad de modo control mediante la interpreta cion de las curvas de densidad de diseiio en la NFPA 13 para el
CAPjTULO 12
•
Sistemas de rociadores para instalaciones de almacenamiento
8-205
almacenamiento Clase VI de 6,1 m (20 pies) de altura. Las Ta bias 8.12.1, 8.12.2 Y 8.12.3 muestran las densidades de diseiio requeridas en un area hidniulicamente remota de 186 (2000 pies2) (a menos que se este especificado de otra manera) para el almacenamiento paletizado/en pilas s6lidas, en estanterias de fila unica/doble y en estanterias de filas multiples, respectiva mente.
TABLA 8.12.1 Densidad de disefio del sistema de rociado res para plataformas, pilas s6lidas, cajas, recipientes 0 es tantes de almacenaje de producto Clase IV en acopios de 20 pies (6, 1 m) de altura
Rociadores para Aplicaciones Especificas de Modo de Con trol. N6tese el incremento en la altura del cielo raso I techo en las Tablas 8.12.4 y 8.12.5. Esto no era problema en el easo de los rociadores de area de densidad, pero debe tenerse en euenta para el uso de esta tecno\ogia.
Altura de almacenaje
Temperatura del rociador Temperatura alta
Temperatura ordinaria
Clase de produeto
gpm/ pies 2
mm/ min
gpml pies 2
mml min
IV
0,30
12,2
0,39
15,9
20 pies (6,1 m)
TABLA 8.12.2 Densidad de disefio del sistema rociador para productos Clase IV en portantes de fila sencilla 0 doble con altura de almacenaje de 20 pies (6,1 m) sin estantes so/idos 20 pies (6,1 Con roeiadores en estanterla
Clase de produeto
Sin Roeiadores en estanteria
Temperatura alta
Temperatura ordinaria
gpm/ pies 2
mml min
gpml pies 2
mrn Imh
gpml pies 2
mm /min
gpml
mm min
17,~
Temperatura alta
Temperatura ordinaria
Eneapsulada
Rodieadores obligatorios en estanterias
No
No
4 8
1,2 2,4
0,39 0,32
15,9 13,0
0,44 0,37
15,1
0,58 0,50
23,6 20,4
0,60 a 0,57
24,5 23,2
Si
1 Nivel
4 8
1,2 2,4
0,48 0,39
19,6 1
0,55 0,45
22,4 18,3
N/A N/A
N/A N/A
N/A N/A
N/A N/A
IV
Pasillo pies m
de diseiio : 3000
TABLA 8.12.3 Densidad de disefio del sistema rociador para portantes de fila multiple de productos Clase IV profundidad de portante hasta e incluidos 16 pies (4,9 m) con pasillos de 8 pies (2,4 m) 0 mayores, altura de almacenaje 20 pies (6, 1m) 20 Con roeiadores en estanteria Clase de produeto
Eneapsulada
Rodieadores obligatorios en estanterias
gpm/pies
No Si
1 Nivel 1 Nivel
0,39 0,48
IV
Temperatura alta 2
Sin Roeiadores en estanteria
Temperatira ord·naria
mm/min
gpm/pies 2
mm/min
15,9 19,6
0,44 0,56
1~7,9
Temperatura alta
Temperatura ordinaria
N/A N/A
N/A N/A
-------------------------
2~~,8
TABLA 8.12.4 Criterios de disefio del rociador modo-control de aplicacian especifica para almacenaje directo en plataforma y pi/a salida de productos Clase IVa 20 pies (6, 1m) de altura
Disposieion del almaeenamiento Estibado
Pila salida
Clase de
IV
Factor K nominal
Altura maxima de almaeenaje
Altura maxima de eieto raso /teeho
m
m
Tipo de sistema
Numero de roeiadores de disenol presion minima Ibar
11,2
20
6,1
30
9,1
Humedo Seeo
20/25
20/1,7
N/A
N/A
11,2
20
6,1
30
9,1
Humedo Seeo
15/50
15/3,4
N/A
N/A
11,2
20
6,1
30
9,1
Humedo Seeo
is/50
15/3,4 N/A
IV
N/A
8-206
SEGGION 8
Supresion a base de agua
•
TABLA 8.12.5 Criterios de disefio del rociador modo-control de ap/icacion especifica para mas de estanteria sencil/as-dobles y multiples sin laminas so/idas de productos Clase IV almacenados a 20 pies (6, 1m) de altura Altura maxima de almacenaje
Factor K nominal
Glase de
m
m
11,2
IV
Altura maxima de cielo raso/techo
20
6,1
25
Numero de rociadores de diseno/ Presion minima
Tipo de sistema
/bar
15/3,4
7,6
Humedo Seco
15/50 N/A
N/A
20/25
20/3,4
N/A
N/A
15/75
15/5,2
N/A
N/A
IV
11,2
20
6,1
30
9,1
Humedo Seco
IV
11,2
20
6,1
30
9,1
Humedo Seco
TABLA 8.12.6 Proteccion ESFR del almacenaje en plataforma y pi/a salida de productos Clase IV Altura maxima de almacenaje
Altura maxima de cielo raso/techo
m
Producto
m
Presion de operacion minima
Factor K nominal
bar
50 50 20 50 20 75 30 75 40 50
11
Glase IV, encapsulada 0 no encapsulada (recipientes 0 est antes solid os no abiertos)
20
6,1
25
7,6
25
7,6
30
9,1
30
9,1
35
10,7
35
10,7
40
12,2
45
13,7
40
14 25,2 14 25,2 14 25,2 14 25,2 25,2
3,4 3,4 1,4 3,4 1,4 5,2 2,1 5,2 2,8 3,4
TABLA 8.12.7 Proteccion con rociadores ESFR de almacenamiento en estanteria sin laminas s6lidos de productos Clase IV almacenados hasta e incluidos 25 pies (7,6m) de altura Altura maxima de de
Altura maxima de cielo raso/techo m
Producto
20
6,1
25
7,6
25
7,6
30
9,1
30
9,1
35
10,7
35
10,7
40
12,2
40
12,2
45
13,7
Factor K nominal
11 14 14
Estanteria de fila sencilia, de doble fila y de fila multiple (recipientes no abiertos por encima)
Glase IV, encapsulada 0 no encapsulada
14 14 25,2 25,2
Presion de operacion minima bar
50 50 20 50 20 50 75 30 75 40 50
3,4 3,4 1,4 3,4 1,4 3,4 5,2 2,1 5,2 2,8 3,4
CAPiTULO 12
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Sistemas de roc/adores para instalaciones de almacenamiento
Rociadores de Respuesta Rapida de Supresion Temprana (ESFR) de Modo de Supresion. Notese que la altura del cielo raso / techo ahora es el factor principal para determinar los cri terios apropiados de disefio (ver las Tablas 8.12.6 y 8.12.7). Adi ferencia de la tecnologia de modo de control, la ESFR no se ve afectada por el espacio libre entre la parte superior del aim ace namiento y el rociador ubicado en el techo. Esta es una dc las primeras tecnologias que proporcionan proteccion para toda la altura de la construcci6n y no se venm afectadas por los cambios en las alturas del almaccnamiento.
8-207
deben utilizar rociadores con clasificacion de temperatura nor mal. Sin embargo, se requieren rociadores con clasificacion de temperatura alta cerca de las fuentes de calor. Se requieren escu dos contra el agua para proteger contra el enfriamiento 0 las sol daduras que se enman de los rociadores sin activar por causa del chorro de agua proveniente de los rociadores en estanteria ubi cados mas arriba en la e~tanteria. La Figura 8.12.17 Hustra los ro ciadores en estanteria (in-rack) comunes. El rociador de respuesta estandar vertit:al aparece ala izquierda y el de respuesta rapida vertical aparece a la derecha. Los rociadores colgantes pueden estar equipados en campo con escudos de agua. EI tipo
Rociadores en Estanteria (In-Rack) Las estructuras de estantes crean obstrucciones para el calor y los productos de la combustion que suben desde un incendio y para la descarga de agua desde un sistema de rociadores de techo. Como resultado, un incendio en los estantes puede llegar a complicarse demasiado, superando rapidamente 1a capacidad de la mayoria de los sistemas de rociadores de techo. Este feno meno se v'Uelve mas pronunciado cuando las alturas del alma cenamiento aumentan y cuando se obstruyen los espacios estructurales y horizontales. Los rociadores instalados en las es tanterias alivian este problema. Los rociadores en estanteria trabajan para contener un in cendio en un area pequefia y localizada. Luego de que se activan, descargan agua sobre la fuente del incendio 0 cerca de la misma, sin la demora asociada con los rociadores de techo convencio nales. Los rociadores en estanteria tambien prehumedecen el area directamente cerca del incendio, reduciendo de esta manera la propagaci6n de fuego horizontal y vertical. Los rociadores en estanteria tambien minimizan el dano potencial por agua de las existencias porque el agua solo es aplicada al area localizada del incendio, eliminando normalmente la activaci6n del sistema de rociadores de techo. Cuando se usan sistemas de rociadores en estanterfa tambien se reduce la demanda del sistema de rocia dores de techo y se utiliza el abastecimiento de agua mas efi cientemente. Los rociadores en estanteria son instalados en los espacios longitudinales de la estructura de estanteria. A medida que la al tura de la estanteria aumenta, es posible que se necesiten mas rociadores en los espacios transversales dentro del espacio de 0,49 (18 pulg) del pasillo. Este tipo de rociadores en estanteria, llamados "rociadores de cara," protege contra la propagacion del fuego sobre la cara vertical del estante y ayuda a evitar que el fuego atraviese el pasillo y se pase a una estanteria adyacente. En algunos casos, tambien se utilizan barreras horizontales so lidas que cubren al estante a 10 largo y ancho junto con los ro ciadores en estanteria. Estas balTeras ayudan a activar los rociadores en estanteria y a reducir la cantidad de rociadores en estanteria que se necesitan. La Figura 8.12.16 ilustra estos con ceptos. N6tese en la Figura 8.12.16 la forma en que las balTeras horizontales dentro de los estantes (derecha) reducen la cantidad de rociadores en estanteria que se requieren (izquierda). Los simbolos 0, D 0 X indican los rociadores instal ados en una dis posicion escalonada 0 altemante vertical u horizontal sobre la tuberia de los rociadores. Los rociadores instalados en estanterias pueden ser tipo es tandar 0 de respuesta nipida con orificios estandar 0 grandes. Se
3
x x
Vista en Planta Elevaci6n Elevaci6n
Notas:
1. Los rociadores etiquetados 1 son requeridos donde las cargas
etiquetadas A 0 B representan la cima del almacenaje
2. Los rociadores etiquetados 1 y 2 son requeridos donde las cargas
etiquetadas CoD representan la cima del almacenaje
3. Los rociadores etiquetados 1 y 3 son requeridos donde las cargas etiquetadas E a F representan la cima del almacenaje 4. a[macenaje mas a;to que e[ representado por cargas etiquetadas cicio definido par las Notas 2 y 3 es repetido 5. Los slmbolos 0, Dand x: indican rociada res a intervalos verticales u horizontales 6, Cada cuadrado en [a figura representa un cuba de almacenaje que mide de 4 a 5 pies (1 ,2fi a 1,56 m) sabre un [ado
FIGURA 8.12.16 posicion de rociador en estanterias para productos Clase I, 1/ 0 Ill, can alturas de almacenaje mayores de 25 pies (7',6 m)
FIGURA 8.12.17 Roc.adores tipicos In-rack (Fuente: Grinnell Fire Protection System Co. Inc.)
8-208
SECCION 8
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Supresi6n a base de agua
de respuesta rapida es apropiado para la proteccion debajo de las pasarelas abiertas entre los estantes, anaqueles 0 recipientes. La necesidad de tener rociadores en estanteria depende de varios factores, incluyendo la condici6n y el tipo de sistema de rociadores de techo y la altura del almacenamiento. General mente cuando se utilizan rociadores de pulverizacion, se re quieren rociadores en estanteria para el almacenamiento en estanterias de mas de 7,6 m (25 pies), sin importar el producto. Para el almacenamiento de hasta 7,6 m (25 pies), la necesidad de tener rociadores en estanteria varia. Cuando se utilizan ro ciadores ESFR, en la mayoria de los casos, no se requieren ro ciadores en estanteria. (Vease la discusion sobre el tiempo de respuesta de los rociadores mas adelante en este capitulo.) La NFPA 13 provee los criterios para determinar si se ne cesitan rociadores en estanteria, la cantidad y su disposicion. Se ha descubicrto que varias combinaciones de instalaciones de ro ciadores en estanteria son efectivas, asi que se encuentran dis ponibles varias opciones de disefio.
Espaciamiento de los Rociadores La NFPA 13 proporciona el espaciamiento minimo y maximo para los diferentes tipos de rociadores. Es igualmente importante reconocer los requisitos de espaciamiento minimo y los requisi tos de espaciamiento maximo para evitar el enfriamiento de las soldaduras y que se salten los anillos adyacentes de rociadores en caso de un incendio. El espaciamiento maximo para la ma yoria de los rociadores es de 9,3 m2 (100 pies 2) mientras que los rociadores de cubrimiento extendido pueden estar separados a 59,7 m 2 (196 pies 2) para las aplicaciones de almacenamiento.
Clasificacion de Temperatura de los Rociadores de Techo En la proteccion mediante rociadores de modo de control, la cla sificaci6n de temperatura de un rociador puede ejercer un efecto SI12nlltlclltnro sobre la cantidad de rociadores que funcionan. De bido al desempefio relativamente debil de los rociadores de ori ficios mas pequefios, las temperaturas de los gases que a1canzan el cielo raso pueden ser altas, incluso si se consigue el control del fuego. Esto significa que los rociadores alejados de un in cendio pueden funcionar, y este hecho se debe tener en cuenta en el disefio. Para los rociadores ESFR y de modo de control de orificios mas grandes, este efecto se minimiza y los rociadores con clasificacion de temperatura inferior no representan una gran preocupacion.
Tiempo de Respuesta de los Rociadores A excepci6n de los rociadores ESFR, las pruebas han demos trad02 que los rociadores de respuesta nipida no ofrccen ni ven tajas ni desventajas significativas en la proteccion del almacenamiento. Sin embargo, la NFPA 13 especifica el uso de rociadores de respuesta estandar a menos que sc vayan a utilizar rociadores de respuesta rapida listados para las aplicaciones de aimacenamiento. Los mismos requisitos de disefio son aplica bies de la misma manera para ampos tipos.
Tipos de Sistemas de Protecci6n
Hu
Sistemas de Tuberia Seca Versus Sistemas de Tuberia meda. En un sistema de rociadores de tuberia hUmeda, la tube ria adherida a los rociadores automaticos contiene agua a presi6n en todo momento. Er un sistema de tuberia seca, la tu beria contiene aire 0 nitrogeno a presion. Cuando un rociador se activa en un sistema de tuberia seca, la presion de aire se reduce, se abre una valvula de tuba seco, el agua entra a la tuberfa y luego de una pequefia demera, sale agua por los rociadores abiertos. Los sistemas de tuberia seca solo deberian ser utiliza dos en las arcas sujctas a temperaturas heladas. Referirse a Sec cion 8 Capitulo 11, "Sistema de Rociadores automatic os" para discusion sobre distintos tipos de rociadores. Cuando se utilizan sistemas de tuberfa seca, la demora de tiempo asociada con el suministro de agua permite que un in cendio crezca y esparza calor que a su vez, puede activar mas ro ciadores mas alIa del arez. inmediata del incendio. Para compensar, el area de disefio r;:querida de funcionamiento de los rociadores nonnalmente aumenta en un 30 por ciento para los sistemas de tuberia seca. La densidad debe ser seleccionada de manera que, luego del aumento del 30 por ciento, el area de di sefio no exceda el area de disc-flo admisible maxima para el fun cionamiento del rociador. Espuma de Alta Expansion. Aunque los sistemas automaticos de extincion con espuma de clta expansion pucden suprimir un incendio independientemente, algunos no estan dispuestos a usarlos como el unico medio de control automatico de incendios en ciertos casos. Normalmente son mas costosos y mas compli cados que los sistemas de rociadores, no protegen la estructura del cielo raso hasta que la esp'lma 10 alcanza, involucran a todos los contenidos del area proteFida sin importar el tamafio del in cendio y dejanresiduos de espuma sobre los materiales que no se han quemado. Sin embargo, es posible querer utilizarlos con ro ciadores automaticos para ciertas ocupaciones de almacena miento de alto riesgo. Un siSlema de espuma de alta expansion utiliza una serie de productores de espuma al nivel del cielo raso. Cuando es activado por el sis'.ema de detecci6n de incendios en la totalidad del area, e1 sistema de espuma echa un chorro de agua mezclada con un concentradc· de espuma cspccial en cada pro ductor de espuma que golpeall1a malla mientras que un ventila dor sopla a traves de esta. El sistema produce muchas burbujas de tamafio uniforme, las cuales bajan en cascada y gradualmente Henan el espacio de la bodega. El radio de expansion de la es puma es de hasta 1000: 1. Se C onvierte en vapor al tener contacto con el material en combustion y cubre los otros materiales, evi tando que se quemen. Las puertas del edificio deben cerrarse au tomaticamente cuando se activa el sistema. La NFPA ItA, Norma sobre Sistemas de ESjluma de Alta y j\1edia Expansion, contiene los requisitos para la instalacion de estos sistemas. Cuando los sistemas de espuma de alta expansion se com binan con sistemas de rociadores de techo, la densidad de la des carga de los rociadores de t,~cho puede ser reducida hasta la mitad de la densidad requeric.a de otra man era. Sin embargo, la densidad no puede ser inferior a:
CAPiTULO 12
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Sistemas de roc/adores para instalaciones de almacenamiento
• 6,1 (Llmin)/m2 (0,15 gpm/pie 2 para productos en pilas so lidas 0 paletizados Clases I a IV, incluyendo los estibas 0 phisticos desocupados • 9,8 (Llmin)/m2 (0,24 gpm/pie2) para el almacenamiento de llantas de caucho • 10,2 (Llmin)/m2 (0,25 gpm/pie2) para el almacenamiento de papel en rollos. No se requieren rociadores en estanterias para el almace namiento en estantes cuando se cuenta con un sistema de es puma de alta expansion. Ademas, la densidad del cielo raso puede ser reducida hasta 8,1 (Llmin)/m2 (0,2 gpm/pie2) para los productos Clase I, II y III y hasta 10,2 (Llmin)/m2 (0,25 gpm/pie2) para los productos Clase IV.
ABASTECIMIENTO DE AGUA EI abastecimiento de agua debe suplir adecuadamente las de mandas de los rociadores de techo, rociadores en estanteria (in rack) si se utilizan, y los chorros de manguera. La NFPA 13 describe los calculos hidniulicos para determinar la demanda del sistema de rociadores, incluyendo los rociadores en estanteria. La demanda de los rociadores es expresada como tasa de caudal, como Llmin (gal/min), a la presion residual minima correspon diente. Normalmente se agregan 1894 Llmin (500 gpm) a la de manda de los rociadores para los chorros de manguera grandes y pequefios. La intencion de los chorros de manguera es que fun cionen al tiempo con el sistema de rociadores, de modo que nor malmente se utiliza la demanda de presion residual para los rociadores. EI disefio de la tuberia del sistema de rociadores (es decir, el tamafio del tubo, los accesorios y el material), afecta a la pre sion residual. Por 10 general, se necesita una presion minima de 207 a 345 kPa (de 30 a 50 psi) en el punto de distribucion al nivel del cielo raso 0 en la parte superior de la tuberia vertical. Cuando se cuenta con una presion superior, es posible un disefio mas economico. Sin embargo, no es recomendable exponer el rociador convenc ional mas alejado a presiones superiores a 414 kPa (60 psi). Las presiones altas pueden crear patrones de pul verizacion muy finos, pero no muy efectivos. Es necesario que el abastecimiento de agua sea suficiente como para que los rociadores controlen el incendio, para el com bate manual contra incendios y las operaciones de apagado. Normalmente se requieren dos horas. Sin embargo, si una esta cion central supervisa las alarmas de incendio, este periodo puede reducirse a 90 min. La confiabilidad de los abastecimientos disponibles de agua tambien se debe tener en cuenta, especialmente para las ubica ciones de gran valor. Una disposicion de abastecimientos multi ples (es decir, una bomba contra incendios conectada a un tanque de succion en conjunto con un abastecimiento publico adecuado), podria tener sus ventajas. Dicha redundancia esta ba sada en eljuicio de ingenierfa. Por ejemplo, una bodega de $100 rnillones puede estar conectada con una tuberfa principal unica de una ciudad. Aunque el abastecimiento puede ser suficiente, es posible que el abastecimiento este fuera de servicio por alglin tiempo 0 se deteriore.
8-209
La distribucion de las tuberfas principales en patios, case tas de bombas, suministros de energia para las bombas, hidran tes y valvulas justifica la atencion de un ingeniero de proteccion contra incendios calificado en la etapa de planeacion. Para co rregir la deficiencia del abastecimiento de agua, se puede pen sar en otros metodos altemativos. Los factores discutidos anteriormente ofrecen dlchas altemativas. EI hecho de adicionar una bomba reforzadora contra incendios puede ser una altema tiva economica para un sistema de rociadores que requiere pre sion aLta. Por otro lado, puede salir mas economico: • Reemplazar los rociadores de techo de ese sistema por otros con una clasificacit)n de temperatura distinta • Instalar rociadores en estanteria (in-rack) en esa area • Disminuir La altura de las pilas en esa area (no es una buena solucion a largo plazo) • Combinar los metodos
PRODUCTOS ESPECIALES Muchos productos han sido estudiados por separado por las pro piedades de asociadas con su forma fisica, metodo de al macenamiento y dificultad para controlar un incendio. Lo siguiente describe algulas de las caracteristicas unicas de los productos Vea Sec cion II Capitulo 13, Operaciones de los almacenes y del almacenamiento, como informacion adi cional de proteccion contra incendios en instalaciones de alma cenamiento.
Pallets Desocupados Los pallets utilizados como ayudas de almacenamiento son con siderados como parte de La c1asificacion de los productos. Los estibas tienen una altura de aproximadamente l02 mm (4 pulg) y normalmente se componen de madera 0 plastico, aunque al gunos son de metal 0 de ;arton. Los propositos principales de los pallets son ayudar en las de almacenamiento perm i tiendo que los productos se puedan mover facilmente mediante montacargas y proporci( lnar estabilidad. La clasificacion de pro ducto no incluye los pallets dcsocupados por sus caracteristicas unicas de combustion. Cuando son almacenados ala todos los tipos de pallets deben estar alejados de un edificio de acuerdo con las distancias indicadas en a Tabla 8.12.8. Pallets de Madera. El hecho de apilar y guardar pallets de so cupados en interiores y a la intemperie presenta un de in cendio muy grave. Los estibas de madera Henden a resecarse de modo que sus bordes se vuelven deshilachados y astillados. En esta condicion, una fuene de ignicion relativamente pequeila los puede encender. Su condicion de desecamiento, alta tasa de li beracion de calor y dispJsicion general puede resuItar en un in cendio que se desarrolla rapidamente. Las partes inferiores de las tablillas 0 tablones, ::>rotegidas contra la descarga de los ro ciadores automaticos, hacen que sea muy dificil controlar 0 ex tinguir un incendio. La Figura 8.12.18 muestra un estibas de madera convencional.
8-210
SECCIOI\l 8
•
Supresi6n
a base de agua
TABLA 8.12.8 Espacios fibres recomendados entre almacenajes de pallets exteriores inactivos y edificios Muro de construcci6n Tipo de muro Mamposteria
Aberturas
Distancia minima [pies(m)] desde el muro de almacenaje Menos de 50 Pallets
50 a 200 Pallets
Mas de 200 Pallets
Ninguno
0
0
Alambre 0 vidrio simple en puertas de 1 hora con rociadores exteriores
0
10 (3,0)
20 (6,1)
0
Alambre 0 vidrio simple en puertas de % de hora con rociadores exteriores
10 (3,0)
20 (6,1)
30 (9,1)
Madera 0 metal con madera, metal u otro con rociadores exteriores
10 (3,0)
20 (6,1)
30 (9,1)
20 (6,1)
30 (9,1)
50 (15,2)
FIGURA 8.12.18 Plataforma de madera convencional
El riesgo de incendio presente de los pallets desocupados puede ser aliviado limitando estrictamente las disposiciones de almacenamiento y utilizando un sistema de rociadores apro piado 0 sacando los estibas del edificio y poniendolos en un sitio alejado. Las Tablas 8.12.9, 8.12.10 y 8.12.11 listan los criterios de proteccion efectivos para los estibas almacenados en interio res. Sin embargo, no es necesario que las disposiciones de estas tab las sean aplicadas si los pallets desocupados: • No tienen una altura superior a 1,8 m (6 pies) • Estan almacenados en pilas de maximo 4 estibas • Estan en pilas separadas por un distancia de 2,4 m (8 pies) entre si 0 por 7,62 m (25 pies) de los productos Estibas de Phistico. Los estibas de plastico diferentes a los es tibas de superficie solida de polietileno sin expandir presentan un riesgo de incendio aIm mayor. Se deben tomar precauciones adicionales. Refierase a la NFPA 13 para mas detalles.
Llantas de Caucho Los incendios de llantas de caucho son muy calientes, humean tes y dificiles de controlar y extinguir. Se necesitan rociadores de alta densidad para controlar el incendio y proteger al edificio. (Ver la NFPA 13.) Las llamas son almacenadas en forma de pila, en estantes portatiles compactos llamados pallets y en estanterias. Deben disponerse en una configuracion escalonada, a un lade 0 entre lazada (Figuras 8.12.19, 8,12,20 y 8,12,21). Ya que las llantas no tienen empaques, contribuyen su propio espacio de aire circular al almacenamiento, formando espacios de aire horizontales 0 verticales muy significativos. Los interiores de las armaduras de
las llantas pueden arder en llamas vigorosamente, mas alIa del alcance del agua de los rociadores. La extincion final involucra la aplicacion laboriosa de agua a cada una de las llantas, nor malmente luego de sacarlas del edificio. En combinacion con los rociadores, la espuma de alta ex pansion es muy eficiente sobre las llantas de caucho y provoca un dado 0 contaminacion minimos. Para penetrar por completo el interior de las llantas, se recomienda una hora adicion de em paparniento con espuma luegD de que los rociadores se hayan cerrado para mantener el nive I de la espuma.
Papel en Rollos El papel en rolios es almacenado sobre su lade 0, con mayor fre cuencia, sobre el extremo. Uno puede.asumir que esta disposi cion permite caminos masaciles para que el agua de los rociadores penetre los espacios de aire verticales y desacelere el incendio, pero las experiencias con papel en rollos han demos trado 10 contrario. En el almacenamiento "obre el extremo, el descorteza miento 0 la exfoliacion duranl e un incendio son de mayor preo cupacion. Este fenomeno puede ser disminuido hasta cierto punto mediante el uso de bandas metalicas, aplicando apretada mente un alambre de empaque de acero con la mano, cubriendo sus extremos al igual que 10" lados con envolventes de papel apretado tratados con retardador de fuego 0 poniendo las co lumnas de rollos muy cercanas entre sl. En el espaciamiento cer cano efectivo, los montones (I columnas estan separados a una distancia inferior a 101 mm (<+ pulg). La NFPA 13 establece 1m, requisitos de area de densidad de los rociadores de acuerdo COl las dis posicion de los rollos, si tienen bandas 0 no, la altura de las pilas y el peso del papel (es decir, pesado, medio, ligero 0 pafiuelo de papel). Como el papel enrollado tiende a absorber el agua proveniente de un rociador que se descarga y su tamafio aumenta, debe estar almacenado con un espacio libre suficiente desde las paredes.
Almacenamiento de Alfombras Los tapetes 0 el alfombrado en rollos generalmente son almace nados en estanterias que aconodan rollos de 3,7 a 4,6 m (12 a 15 pies) de largo. Por 10 tant), las estanterias tienen al menos
CAPiTULO 12
•
8-211
Sistemas de rociadores para instalaciones de almacenamiento
TABLA 8.12.9 Densidad de la protecci6n area modo de control del almacenaje interior de pallets de madera inactivos
Areas de operacion
Tipo de rociador
Altura maxima de almacenamiento
Ubicacion del almacenaje
Modo de control area densidad
Sobre el piso
Temperatura alta
Densidad de rociadores
Temperatura ordinaria
pies
m
gpm/pies 2
mm/min
pies 2
m2
pies 2
m2
Up a 6 6a8 8 a 12 12 a 20
hasta 1,8 1,8 a 2,4 2,4 a 3,7 3,7 a 6,1
0,2 0,3 0,6 0,6
8,2 12,2 24,5 24,5
2000 2500 3500 4500
186 232 325 418
3000 4000 6000
279 372 557
TABLA 8.12.10 Aplicaci6n de la protecci6n especifica modo de control del almacenaje interior de plataformas de madera inactivas
Tipo de rociadores Gota grande
Ubicacion de almacenaje
Factor K nominal
Sobre piso
11,2
Altura maxima de alma cenamiento pies 20
m 6,1
Altura maxima de cielo rasoltecho pies
m 9,1
30
Numero de rociadores de disefiol Presion minima Tipo de sistema
25 psi (1,7 bar)
50 psi (3,4 bar)
75 psi (5,2 bar)
Humedo Seco
15 25
15 25
15 25
TABLA 8.12.11 Protecci6n ESFR del almacenaje interior de plallets de madera inactivos
Tipo de rociadores
Ubicacion de almacenaje
Factor K nominal
ESFR
Sobre el piso 0 estantes sin laminas solidas
14,0
esta profundidad y a veces estan colocadas respaldo contra res paldo, formado un ancho total de 7,3 a 9,1 m (24 a 30 pies) entre los pasillos. Por supuesto, las pequeiias piezas de alfombras y ro11os se pueden meter en cajas de carton y almacenados en pilas normales 0 paletizadas 0 en estanterias conyencionales. Los ro11os de alfombras largas se flexionarian si no estin soportadas a 10 largo, asi que se utilizan anaqueles solidos 0 con tabletas en estantes anchos, 0 en algunos casos, los ro11os de al fombra son almacenados en tubos de carton. Una aplicacion es tricta de los requisitos de la NFPA 13 para el almacenamiento en estanterias de anaqueles solidos requeriria rociadores en estan teria (in-rack) debajo de cada uno de los anaqueles solidos 0 con tabletas en los estantes, a menos que se proporcionen espacios de aire con un ancho minimo de 152 mm (6 pulg) separados entre si a una distancia maxima de 1,22 m (4 pies). Cuando se cuenta con estanterias de alfombras con una sola hilera para cada rolla de alfombra, la instalacion de los rociadores en es tanteria se vuelve un problema. Un compromiso razonable es proveer un espacio transversal con un ancho minimo de 51 mm (3 pulg) en todos los soportes verticales, los cuales normalmente estan separados entre si de 3 a 3,7 m (10 a 12 pies) y proporcio nando rociadores en estanteria (incluyendo rociadores de cara) en aproximadamente cada tercera hilera, con una dimension ver tical maxima de 3,05 m (10 pies) entre los niveles de rociadores
Altura maxima de alma cenamiento pies 25 35
m 7,6 10,7
Altura maxima de cielo rasoltecho pies 30 40
Presion de operacion minima
m
psi
Bar
9,1 12,2
50 75
3,4 5,2
en estanteria. La Figura 8.12.22 i lustra los estantes que se utilizan para al macenar alfombrado sabre anaqueles con tabletas. La cercania entre las hileras, sumada a su pro fundi dad, complica la protec cion mediante rociadores en estanteria.
Acolchado de las Alfombras El acolchado 0 refuerzo de las alfombras normalmente es de plastico expandido. Cuando son almacenados en bodegas de al fombras, deben estar pmtegidos como un plastico expandido, 10 cual normalmente requi.cre rociadores en estanteria en cada nivel de almacenamiento.
Fibras Embaladas El riesgo principal del algodon y otras fibras de origen vegetal en balas proviene de la multitud de fibras diminutas expuestas sobre las superficies de las balas. El fuego puede pasar rapida mente sobre estas superficies verticales, las particulas sueltas sobre el piso y la pelusa en la tuberia de arriba y en la estructura. Un incendio de un lado de una puerta contra incendios de cierre automatico puede lograr pasar a traves de la puerta abierta sobre
8-212
SECCIOI\J 8
•
Supresion a base de agua
FIGURA 8.12.21 Configuracion de lIantas encajadas
FIGURA 8.12.19 Almacenaje sobre el piso de lIantas en racks porta tiles (Fuente: Goodyear)
los residuos en el piso antes de que la puerta se pueda cerrar au tomaticamente. El orden y la limpieza, por 10 tanto, son espe cialmente importantes. El fuego tambien puede penetrarse facilmente entre las balas y en el interior de las lrismas, requiriendo que se saquen del edificio para poderlas extinguir. Una gran emisi6n de humo puede complicar el combate ·jel fuego. Ciertas fibras, como el yute, se hinchan cuando se mojan, asi que deben apilarse te niendo en cuenta la estabilidad en un incendio y con un espacio libre apropiado desde las paredes. La NFPA 13 limita la altllra del almacenamiento en estan terias en hileras a 4,6 m (15 pies) y tamafios de pila de 700 balas, con un pasillo principal de 3,7 m (12 pies) y pasillos cruzados de 1,2 m (4 pies), en divisiones contra incendio maximo de 10.000 balas. La norma demallda la existencia de areas grandes de funcionamiento para los rociadores. (La Loss Prevention Data Sheet 8-7 de la Facto/y Mutual Research Corporation cubre las fibras combustibles ,:n balas, inc1uyendo normalmente la lana, la cual arde mas lentamente que las demas fibras.) Los extintores de incendio normales de producto quimico seco (tipo BC) son muy eficielltes para acabar con los incendios en las superficies de las balas. Sin embargo, deben ser respalda dos con el choITO de agua de una manguera pequefia 0 manguera de jardin 0 mediante extintores de agua con una boquilla de pul verizaci6n adherida para extinguir los incendios mas pequefios que pueden haber penetrado 11s balas. Preferiblemente, se debe utilizar "agua hfuneda" ("wet water"), aditivo quimico que au menta la capacidad de penetraci6n y esparcimiento del agua.
Papel de Deshecho en Balas
FIGURA 8.12.20 Almacenaje de costa do de lIantas en plataformas portantes (Fuente: Goodyear)
Al igual que las fibras en bah.;, el papel de deshecho en balas es alrnacenado normalmente en pilas s6lidas las cuales se pueden cavar facilmente. El incendic puede pasarse a la superficie de balas de papel triturado finamente, al igual que sobre las fibras en balas. El papel de deshecho se pone blandito y dificil de mani pular cuando esta mojado; de hecho, la integridad de las balas de saparece lentamente a medica que progresa la aplicaci6n del
CAPjTULO 12
•
Sistemas de rociadores para insta/aciones de a/macenamiento
8-213
dable can una disposiciot1 para acumular y desechar el derrame de agua de forma segura. ::Oa estrategia para combatir e1 incendio debe inc1uir planes para usar vestuario de protecci6n y cquipos respiratorios, boquillas ce pulverizacion en vez de chorros direc tos para reducir el derrame de agua y servicios de refuerzo medico especializado. Se debe evitar el rompirniento de los recipientes y la dispersion del pesticida. La NFPA 434, CMigo para el Alma cenamiento de Pesticidas, provee requisitos generales para el al macenamiento interior y ala intemperie de pesticidas.
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas
FIGURA 8.12.22 Portantes para almacenar alfombras sobre estantes de rejilla (Fuente: Clark Industrial Truck Division)
1. GolimeaQx, J., ·Tnd·er Pressure: How the K-17 and K-25 Sprin klers Performed in R' gorous Warehouse Conditions," Proceed ings of Fire Suppress Ion and Detection Research Application Symposium. Researc 1 and Practice; Bridging the Gap, February 24-26.1999. Orlando. FL ""ational Fire Protection Research Foundation. Quincy. \L\. 1999. pp. 292-317. 2. Vincent. B. G .. StaHl anidis. P.. and Kung, H. c., "Large-Scale Fire Testing of Fast-Response Sprinkkrs and Conventional Response Sprinklers n a Fire-Control-:\'fode Scenario," JlOQOEl.RA, n1 GI'lbal Research. ""orwood, MA, 1989.
COdigos, )lormas y Pnicticas Recomendadas )lFPA
chorro de manguera, haciendo que qui tar las balas en combusti6n sea diffci!. El humo tambien puede ocasionar problemas. El papel en balas a veces es almacenado en gran des alturas debido a su bajo valor unitario, pero las norm as de protecci6n contra incen dios que utilizan rociadores convencionales no son aplicables al almacenamiento de altura superior a 9,1 m (30 pies), excepto en estanterfas. EI papel de deshecho en balas es almacenado fre cuentemente en almacenes s610 con paredes parciales, si es que existe alguna. Las experiencias de perdidas sugieren que hasta los vientos re1ativamente ligeros pueden aumentar signiffcativa mente la intensidad de los incendios en las ba1as de papeles de deshechos. Lo mejor es, cuando sea posib1e, que e1 almacena miento de deshecho en ba1as este bien separado por distancia 0 muros sustanciales de los equipos valiosos 0 bienes acabados.
Pesticidas Venenosos para los insectos y animales pequenos, los pesticidas pueden hacer mucho dano e inc1uso matar humanos cuando son ingeridos 0 respirados como productos de combustion. Son al macenados como soluciones en liquidos inflamables 0 combus tibles, como polvos 0 gnlnulos en empaques combustibles 0 como gases comprimidos para fumigacion. Se debe prestar aten cion especial al riesgo para el personal ademas de la combusti bilidad del producto. Los incendios con pesticidas pueden poner en peligro a las personas que estan combatiendo el fuego 0 que se encuentran por ahf, y los derrames vcncnosos del combate del fuego pueden polucionar el agua 0 la tierra en el area. La protecci6n mediante rociadores automaticos es recomen
La referencia a los normas y practicas NFPA recomendadas proveeni mayor informa<:i6n sobre las operaciones de carga de aero soles debatidas en este ;;apitulo. (Vea la ultima version del CataJogo de NFPA disponibilidad de ediciones actuales de los documentos NFPA NFPA NFPA NFPA
10, Standardfor Po,·table Fire E-rtingllishers llA, Standardfor iv. 'edium- alld High-Expansion Foam Systems 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems 14, Standardfor the Installation o.fStandpipe, Private Hydrant,
and Hose Systems NFPA 24, Standardfor the Installation ofPrimte Fire Service Mains
and Their Appurtenances NFPA 25, Standardfor Innectiol1.
and Jlaintenance of Water-Based Fire Pre'fectioll NFPA 30, Flammable and Liquids Code NFPA 30B, Code for the }v'anu!acl/Ire and Storage ofAerosol Products NFPA 51 B, Standardfor F ire Prevention During Welding, Cutting, and Other Hot Work NFPA 72®, National Fire A laml Cadet NFPA 88A, Standardfor Fm'king Structures NFPA 102, Standardfor G'andstand~, and Telescopic Seat ing, Tents, and l"femb r'ane Structures NFPA 204M, Guide for Sn: oke and Heat Venting NFPA 230, Standardfor th? Fire Protection ofStorage NFPA 307, Standardfor th? Construction and Fire Protection oflvfa rine Terminals, Piers, and Wharves NFPA 434, the St lrage ofPesticides NFPA 505, Fire Stalldardfor Powered Industrial Trucks In cluding Type Designations, Areas Conversions, Mainte nance, and Operatioll NFPA 600, Standard on Industrial Fire Brigades NFPA 601, Standardfor Security Services in Fire Loss Prevention
Russell P. Fleming
I soporte fisico de los sistemas de supresion de incendios a base de agua se considera esencial para el funciona miento adecuado del sistema, y en la NFPA 13, Norma sabre fa lnstalacion de Sistemas de Rociadores, se han incluido requisitos que tratan la colgadura de los sistemas de rociadores automaticos desde que fue publicada la primera edicion de la norma en 1896, Este capitulo identifica los diferentes aspectos con respecto a la colgadura y soldadura que son aplicables a los sistemas a base de agua, y provee un entendimiento de algunas de las suposiciones y convenciones que sirven de base para las reglas especificas contenidas en las normas de instalacion de sis temas de la NFPA. Las reglas mas antiguas para los soportes de los sistemas de rociadores automaticos exigian el uso de soportes en U hechos en hierro forjado 0 fundicion makable, anillos sujetadores 0 sopor tes ajustables aprobados. Los soportes pianos en U estaban per mitidos si tenian un espesor minimo de 5 mm eli6 pulg). Se requeria que los soportes estuvieran a una distancia minima de 300 mm (12 pulg) desde los rociadores para evitar la interferen cia con la distribucion de agua, como excepcion se permitia que los soportes redondos estuvieran a 75 mm (3 pulg). Para la cons truccion en concreto, se recomendaban encastres en hierro for jado, aunque se podian utilizar pernos de expansion en los edificios existentes, preferiblemente en posicion horizontal. Quie nes esten familiarizados con las reglas actuales acerca de los so portes reconoceran que algunas de estas reglas no han cambiado. La guia para proteger a los sistemas de rociadores automa ticos contra terremotos fue incluida por primera vez en la edi cion de 1947 de la NFPA 13. Las agencias de clasificacion de seguros en la costa este de los Estados Unidos habfan solicitado que se incluyeran elementos en los sistemas instala dos en areas con tendencia a sufrir terremotos. Sin embargo, no hubo ningun terremoto importante en los Estados Unidos conti nentales entre 1940 y 1970, Y no fue sino hasta el terremoto de San Fernando en California en 1971 que se prob6la guia pro vista pOI la NFPA 13. Luego de aquel terremoto se pudo obser var que el desempeno del sistema de rociadores obviamente
E
Russell P. Fleming, P.E., es el vicepresidente de ingenieria para la National Fire Sprinkler Association. Es miembro del Comite de Cor relaci6n Tecnica sobre Rociadores Automaticos y del Comite Tecnico sobre el Soporte y Arriostramiento de los Sistemas de Protecci6n con tra Incendios a Base de Agua.
dependia de que tan bier habia sobrevivido el edificio al movi miento del terreno. Si al ,~dificio con rociadores Ie iba bien, ocu rria 10 mismo con el sistema de rociadores. Los estudios sobre el desempeiio de los sistemas de rociadores en el terremoto de Lorna Prieta en el area d~ San Francisco en 1989 y el terremoto de Northridge en el area. de Los Angeles en 1994 formaron la base para los refinamientos adicionales de las reglas para los sis temas de rociadOIes, las cua1es son aplicadas frecuentemente a otros sistemas de proteccion contra incendios a base de agua. Las reglas de la NFPA para los soportes tambien estan refe renciadas directamente c a1 menos sirven como 1a base para las reg1as en las norm as de I" NFPA para otros sistemas de supresion de incendios a base de a,!:.,'ua. Por esta razon, el comire responsa b1e de los criterios sobre soportes y arriostramiento ha sido de signado al Comite sobre soporteria y arriostramiento de los Sistemas de Proteccion contra Incendios a Base de Agua. En la actualidad, las reglas en Ja NFPA 13 que tratan el soporte se pue den tener en cuenta en Cl.atro partes: reglas para los soportes, re glas para la instalacion oe soportes, reglas para los sistemas de arriostramiento contra el movimiento de terremotos y reglas para la sujecion de uniones dt los sistemas de tuberia subterraneos.
SOPORTES Tipos de Soportes Varios tipos de soportes 8.13.1) son utilizados para sos tener ala tuberia de prote,;cion contra incendios, con una gran va riedad de componentes lltilizados para adherirse a la estructura del edificio 0 fijarse a la :uberia. Algunos tipos de soportes com binan el componente de aditamiento del edificio y el componente de aditamiento de la tub.eria. Esto incluiria los soportes en U y abrazaderas cortas, a veces denominadas solo abrazaderas. Los soportes de anillo giratorio ajustable (tambien conocidos co mUmnente como soporte s de banda de acero ajustable), los so portes de abrazadera )' soportes de anillo partido son los componentes de sujecio1 de tuberia utilizados con mayor fre cuencia para suspender una tuberia horizontal de proteccion con tra incendios. Las abn12aderas en C son los componentes de fijacion de estructuras meeS comM en el casu de las estructuras de acero y se adhieren rigidumente a un borde de la brida superior 0 inferior de un elemento estructural. Las barras en acero dulce
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8-216
SECCION 8
Anillo giratorio ajustable
•
Supresion a base de agua
Soporte de abrazadera
Abrazadera de tuberia vertical
Anillo partido
Conexiones a techo
I
Abrazadera de tuberia
Juo;oe, d~e v:a, ,ate'Ja,e; ®'---
@'---
~
~rJ
Ojal
Ojal rebajado
'--- ®
Abrazaderas tipo C
I~ty~® ~ ~ ~ ~I I
I
Abrazadera de viga de boca ancha
Abrazaderas para vigas universales
Abrazadera de vigueta
Acero
Abrazadera en C de hierro maleable
Encastres de concreto
I
[0
Abrazadera en
Tuerca articulada
Perno U
C~
~
Abrazadera de retenci6n
Gancho en U
Abrazade(a corta
Gancho en U para envolver
Abrazadera de viga de madera
Manguitos de expansi6n
~-----=-
~._._~~._._~_._M~.~ml______~
Anclaje de curia
Barra de argolla Acoplamiento de barra
Chazo expansi6n de golpe
Power driven studs
I
~ Barra de tirafondo
Concreto
Acero
Barra completamente roscada
FIGURA 8.13.1 Tipos comunes de soportes aceptables
Tirafondo
11
Clav!) de rosca
Tornillo para madera
CAPiTULO 13
•
Soporteria y arriostramiento de los sistemas de proteeeion contra ineendios
Tipos de Soportes Varios tipos de soportes (Figura 8.13.1) son utilizados para sos tener a la tuberfa de protecci6n contra incendios, con una gran variedad de componentes utilizados para adberirse a la estruc tura del edificio 0 fijarse a la tuberfa. Algunos tipos de soportes combinan el componente de aditamento del edificio y el com ponente de sujeci6n de la tuberfa. Esto incluirfa los soportes en U y abrazaderas eortas, a veces denominadas s610 abrazaderas. Los soportes de anillo giratorio ajustable (tambien conocidos comunmente como soportes de banda de acero ajustable), los soportes de abrazadera y soportes de anillo partido son los com ponentes de sujeci6n de tuberia utilizados con mayor frecuencia para suspender una tuberfa horizontal de protecci6n contra in cendios. Las abrazaderas en C son los componentes de fijaci6n de estructuras mas comun en el caso de las estructuras de acero y se adhieren rigidamente a un borde de la brida superior 0 in ferior de un elemento estructural. Las barras en acero dulce to talmente roscadas son utilizadas comunmente entre el aditamento estructural y el aditamento de la tuberia.
Listado de los Soportes Las normas de Ia NFPA requieren que los componentes del so porte que se fijan directamente a la estmctura del edificio 0 a la tuberia esten Iistados para usarse en sistemas de protecci6n con tra incendios. En la NFPA 13 se hace una excepci6n para los com ponentes hechos de metal ferroso, que han sido certificados por un ingeniero profesional para cumplir con los requisitos de carga mencionados anterionnente y estan sostenidos adecuadamente y de conformidad con las reglas de espaciamiento maximo. No se requiere que los soportes hechos con barras en acero dulce, tales como los ganchos en U y barras de ojal esten lista dos. Se considera que las barras en acero dulce han demostrado a traves de la pnictica su capacidad de soportar las cargas re queridas con los factores de seguridad adecuados. Las abraza deras de tuberia no estan incluidas en la excepci6n y por 10 tanto, deben estar listadas. Los fijadores comunes como los tornillos y peruos tambien estan exentos al requisito del Iistado. Se pueden requerir tuberias listadas especiales para usar so portes 0 espaciamiento de soportes especiales como parte de sus limitaciones y restricciones de listado. Es obligatorio que los fa bricantes hagan disponibles estos datos acerca de sus productos.
a base de agua
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de Agua para fa Protecci<$n contra Incendios, provee reglas para el tamafio de los soporte':> de tuberia utilizados para soportar la tuberia de protecci6n contra incendios cuando no se cuenta con una estmctura de edificic, (Tablas 8.13.1 y 8.13.2). Los criterios incluyen las cantidades permitidas en que se puede incrementar el espaciamiento entre ks soportes verticales de hasta la mitad de la longitud de los arricstramientos que se extienden desde los soportes verticales hasta la tuberia horizontal (Figura 8.13.2).
Cargas del Soporte Existe una diferencia encre los factores de seguridad aplicados al soporte versus aquellns de la estructura del edificio. Por 10 general, se espera que ks componentes de los soportes tengan capacidad para sostener cinco veces el peso de la tuberia llena de agua mas una carga de' 114 kg (250 Ib) en cualquier punto del soporte de la tuberfa. LI intenci6n no es requerir simultanea mente las cargas de todo,; los soportes, sino representar la posi bilidad de un individuo usando la tuberia para soportar el peso de un cuerpo humano. £5 to ha sido un caso rouy frecuente en las ocupaciones industriales. donde la tuberia del sistema de rocia dores puede estar cargada temporalmente durante algunas ope raciones de mantenimiento tales como limpieza 0 pintura. La carga de 114 kg (250 Ib) esta especificada para el punto de col gadura porque se reconoce que algunos tip os de tuberia no so portan la carga adicional en el puma medio entre los soportes. La estructura misma deb~ ser capaz de soportar el peso de la tu berfa lIena de agua mas li na carga de 11.+ kg (250 Ib) en el punto de soporte. El factor de s,:guridad de cinco no 5e aplica para per mitir la instalaci6n de sis lemas en un mayornumero de edificios existentes. Existen dos ,:xcepciones para los requisitos de so porte estructural detemli rrados denrro de la norma. Una permite TABLA 8.13.1 Alturas i11aximas para el soporte de los tubas
Diametro del tubo
C iametro del so porte del tubo 1% pulg.
1112 pulg. 2 pulg. 2112 pulg. 3 pulg. >3 pulg.
10 pies 8 pies 6 pies
2
--~~--~~~~~~~~~
14 pies 12 pies 10 pies 8 pies
18 16 14 12
pies pies pies pies
28 26 24 22
pies pies pies pies
30 30 30 30 10
pies pies pies pies pies
Fuente: NFPA 15,Stand-3rd for Water Spray Fixed Systems for
Soportes Instalados en el Piso Las nonnas de instalaci6n de sistemas de la NFPA no han dis cutido normalmente los soportes de piso. Ya que la mayoria de los sistemas de tuberia de protecci6n contra incendios estan ubi cados en el interior de edificios y como 10 mas deseable es ma ximizar el espacio del piso utilizable, las tuberias normalmente est:!1.11 soportadas en colgadores sujetados a elementos estmctu rales elevados. Sin embargo, frecuentemente se han utilizado so portes instalados en el pi so para las tuberfas verticales en vez de aquellos salientes que subcn a traves del piso. Un soporte de piso nonnalmente incluye algun tipo de silleta para evitar el desliza miento del tubo. La NFPA 15, Norma sobre Sistemas Fijos de Pulverizacion
Fire Protection.
TABLA 8.13.2 Distancia del soporte de los tubas
Tamano del
bu~le
Distancia entre los soportes de los tubos mm
rrm 1112 2 2%-8
2:5 4.0 W E5
10 12 14 15
3048 3658 4267 4572
Fuente: NFPA 15; Stanc1ard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection.
8-218
SECCION 8
•
Supresion a base de agua
I( '\..0
Abrazadera de tuba
Longitud del tuba 914 mm (3 pies 0 pulg.)
814mm (2 pies 8 pulg.)
1067 mm (3 pies 6 pulg.)
914mm (3 pies 0 pulg.)
Cabecera del tuba
Tubo de 25mm /(1 pulg.)
brazo de soporte del tuba
o
+ - Abrazadera de tubo
RIOSTRA DIAGONAL Nota: Cuando se utilizan riostras diagonales como soportes, la dimensi6n maxima entre los brazos de soporte puede ser excedido por la mitad de la distancia horizontal total de las riostras diagonales.
914mm 0(
914mm •
0(
•
(3 pies 0 pulg.) (3 pies 0 pulg.) (max) = 4572 mm + Y, x 1829 mm = 5486 mm • [(max) = 15 pies a pulg.+ y, x 6 pies 0 pulg. = 18 pies 0 pulg.]
no brace
.0.8 m • (2 pies 8 pulg.) • (max) = 4572 mm + Y,x 814 mm = 1524 mm [(max) =15 pies a pul!'l.+ y, x 2 aies 8 aula. 16 aies 4 aula.l
=
FIGURA 8.13.2 Base del soporte antisismica
los soportes de chazo atravesado para las tuberfas de 40 mm (1 liz pulg) y de menor tamano debajo de los cielo rasos de b10que hueco de arcilla cocida 0 de listonado metalico y yeso. La otra permite elementos verticales de perforaci6n 0 punzonadura de cubierta memlica para el sostenimiento del tuba de 25 mm (1 pulg) y de menor tamano, y utilizando pemos pasantes. No se puede esperar que ninguna de estas opciones especiales pueda soportar la carga de 114 kg (250 Ib) ademas del peso de la tube rfa llena de agua.
Soportes de Trapecio Los soportes de trapecio son utilizados cuando es necesario pro Yeer un soporte para los soportes entre los elementos estmctu ::;les del edificio. Al igual que el trapecio que soporta a un a.::robata, un soporte de trapecio provee un tramo para soportar ;:; sistema de rociadores u otra tuberia de protecci6n contra in :;:~dios (Figura 8.l3.3). En illl sistema de rociadores automaticos, los soportes de tra :r.:-=: = :::o=almente sostienen la tuberfa mas grande, 0 las tuberfas
principales. Esto es porque es muy eficiente para que las deriva ciones corran perpendicularrrente a las vigas 0 viguetas con poca separacion entre sf. De esta manera, las vigas 0 viguetas proveen puntos listos para la sujecion de los soportes para la mayorfa de la tuberia del sistema. Esto slgnifica que las tuberias principales deben estar soportadas generalmente desde los elementos estmc turales principales que esmn sosteniendo las vigas 0 viguetas. Cuando se necesitan puntos de soporte entre los elementos es tmcturales principales, se pueden proveer soportes de trapecio, adheridos en ambos extremos a las vigas 0 viguetas adyacentes. La NFPA l3 trata a los soportes de trapecio como una ex tension de la estmctura del edificio, basandose en el hecho de que un soporte de trapecio siempre es una altemativa para la mo dificacion de una estmctura que permitiria un punto de colga dura aceptable. Esto es especialmente cierto en el caso de las estmcturas de madera. A veces se agregan vi gas cuando se ne cesitan para fijar los soportes del sistema. Algunos fabricantes de vigas de madera compuei>tas publican algunos detalles indi cando como los elementos del trapecio de madera de deben fijar entre las vigas adyacentes para proveer puntos de sujecion para la tuberfa de los rociadores. Ya que los soportes de trapecio son considerados una extension de la estmctura del edificio, sus re quisitos no estan basados ell el factor de seguridad de "cinco veces" utilizado para los sop'Clrtes, es decir, el peso de la tuberia llena de agua mas 114 kg (2S0 Ib). La NFPA 13 contiene dos tablas que simplifican la selec cion de los soportes de trapecio. Las dos tablas se basan en el concepto del soporte de trapt-cio como un tramo simple cargado en el centro. De acuerdo con el uso de acero con una resistencia a la tension de 15 ksi soportando una tuberia de 5 m (15 pies) maximo, la Tabla 8.l3.3 prcvee el modulo de sec cion minima necesario de acuerdo con e1 lramo del trapecio y el diametro de la tuberfa que debe ser soportada. Los valores estan provistos in dependientemente para los tubos Cedula lOy tubos Cedula 40 o Cedula 30 para tamanos de 200 mm (8 pulg) 0 mayores. Se puede utilizar una formula que se encuentra en el Apendice A de la NFPA l3 para calcular una longitud equivalente inferior del tramo en la que se puede establecer que la carga estara de un lado opuesto al centro del tramo del trapecio.
6 p_le_s_ _ _ _ _
1
FIGURA 8.13.3 Soporte de trapecio
CAPiTULO 13
•
Soporterfa yarriostramiento de los sistemas de protecci6n contra incendios a base de agua
8-219
TABLA 8.13.3 MOdulo de la secci6n requerido para los elementos de trapecio (pulq)
Palmodel
trapecio 1 pies 6 pulg. 2 pies
°
pulg.
2 pies 6 pulg.
6 pies
° ° ° °
7 pies
°pulg.
8 pies
°
3 pies 4 pies 5 pies
pulg. pulg. pulg. pulg.
pulg.
°pulg. 10 pies °pulg.
9 pies
1 pulg.
11,4 pulg. 1% pulg.
2 pulg.
2% pulg.
0,08 0,08 0,11 0,11 0,14 0,14 0,17 0,17 0,22 0,22 0,28 0,29 0,33 0,34 0,39 0,39 0,44 0,45 0,50 0,50 0,56 0,56
0,09 0,09 0,12 0,12 0,14 0,15 0,17 0,18 0,23 0,24 0,29 0,29 0,35 0,35 0,40 0,41 0,46 0,47 0,52 0,53 0,58 0,59
0,09 0,10 0,13 0,13 0,16 0,16 0,19 0,20 0,25 0,26 0,31 0,33 0,38 0,39 0,44 0,46 0,50 0,52 0,56 0,59 0,63 0,65
0,10 0,11 0,13 0,15 0,17 0,18 0,20 0,22 0,27 0,29 0,34 0,37 0,41 0,44 0,47 0,51 0,54 0,59 0,61 0,66 0,68 0,74
0,09 0,09 0,12 0,12 0,15 0,15 0,18 0,18 0,24 0,24 0,30 0,30 0,36 0,36 0,41 0,43 0,47 0,49 0,53 0,55 0,59 0,61
3pulg. 0,11 0,12 0,15 0,16 0,18 0,21 0,22 0,25 0,29 0,33 0,37 0,41 0,44 0,49 0,52 0,58 0,59 0,66 0,66 0,74 0,74 0,82
3% pulg. 4pulg.
5 pulg. 6 pulg. 8 pulg.
0,12 0,13 0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,27 0,32 0,36 0,40 0,45 0,48 0,54 0,55 0,63 0,63 0,74 0,71 0,81 0,79 0,90
0,15 0,18 0,20 0,24 0,25 0,30 0,31 0,36 0,41 0,48 0,51 0,60 0,61 0,72 0,71 0,84 0,81 0,96 0,92 1,08 1,02 1,20
0,13 0,15 0,17 0,20 0,21 0,25 0,26 0,30 0,34 0,40 0,43 0,49 0,51 0,59 0,60 0,69 0,68 0,79 0,77 0,89 0,85 0,99
0,18 0,22 0,24 0,29 0,30 0,36 0,36 0,43 0,48 0,58 0,59 0,72 0,71 0,87 0,83 1,01 0,95 1,16 1,07 1,30 1,19 1,44
0,24 0,30 0,32 0,40 0,40 0,50 0,48 0,60 0,64 0,80 0,80 1,00 0,97 1,20 1,13 1,40 1,29 1,61 1,45 1,81 1,61 2,01
10 pulg.
0,32 0,41 0,43 0,55 0,54 0,68 0,65 0,82 0,87 1,09 1,08 1,37 1,30 1,64 1,52 1,92 1,73 2,19 1,95 2,46 2,17 2,74
Para unidades 81, 1 pulg = 25,44 mm; 2 pies 0,3048 m Notas: 1. los valores de arriba son para tubos Cedula 10; los valores de abajo son para los tubos Cedula 40. 2. la Tabla esta basada en una tension de dobladura maxima permitida de 15 ksi y una carpa concentrada en el punto medio
entre los soportes de 4,6 m (15 pies) de un tupo lIeno de agua, mas 1,14 kg (250Ib).
Fuente: NFPA 13, Norma sobre la Instalaci6n de Sistemas de Rociadores.
La Tabla 8.13.4 provee el modulo de seccion disponible utilizando un tuba Cedula 10, tubo Cedula 40 0 angulos de hacer se1eccionados como el elemento de trapecio. Solo es ne cesario asegurar que el trapecio seleccionado en la Tabla 8.13.4 tenga un modulo de seccion superior a igual al que se necesita en la Tabla 8.13.3. La NFPA 13 requiere que el elemento de trapecio este ase gurado para evitar cualquier deslizamiento. Ya que la tuberia es facilmente disponible para los contratistas de los rociadores, es el tipo de elemento de trapecio mas comun y normalmente tiene un tamano de tuberia inferior que la tuberia que se esta sopor tando. Para asegurar una resistencia adecuada de los compo nentes del soporte, la NFPA 13 requiere que e1 anillo 0 abrazadera en la parte superior de la barra que soporta a la tu beria de mayor tamaiio tenga el tamano adecuado para la tube ria mas grande. Idealmente, se Ie puede dar una forma al anillo o abrazadera para acomodar el tamano del tubo mas pequeno. De 10 contIario, existe el potencial de que el anillo 0 abrazadera se alargue al pasar algun tiempo con la carga, 10 cual podria con ducir a un cambio en la inc1inacion de la tuberia. Ademas de las tuberias y angulos de acero, otros tipos de elementos estructurales son utilizados como elementos de tra pecio, siempre que el modulo de seccion sea aceptable. Esto per mite el uso de elementos como las vigas U en acero, con los que se espera que los fabricantes 0 aseguren la resistencia a la ten sion minima y proporcionen informacion sobre el modulo de
seccion disponible. Ya que el modulo de seccion de un elemento asimetrico cambia de acuerdo con la orientacion, es importante tener en cuenta la orientacion. Sin embargo, ellenguaje de la NliPA 13 no permite especi ficamente el uso de elelll\~ntos de trapecio de madera y puede pa recer que e1 lenguaje en la norma que pide el uso de soportes ferrosos y prohfbe el uso de puntillas como sujetadores prohiba su uso. En estos casos es cuando se debe reconocer que el dise nador del edificio siempre tiene la opdon de permitir una mo dificaci6n de la estructula del edificio para proveer un trapecio incorporado. La forma en que se hacen las extensiones para la estructura del edificio debe ser aceptable para el profesional de diseiio responsable.
INSTALACION DE LOS SOPORTES El espaciamiento de los soportes esta basado esencialmente en la resistencia a la flexion que se espera de la tuberia. Por esta razon, la ~FPA 13 y las [.ormas relacionadas reducen los tramos permitidos para la tuberia con una resistencia a la flexion infe rior que la tuberia de acero tradicional (Cedula 40) de peso es tiindar. La Tabla 8.13.5 muestra la distancia maxima entre los soportes de acuerdo con d tipo de tuberfa. Otras tal como e1 requisito general de que se proporcionen soportes en las tu
8-220
SECCION 8
•
Supresion a base de agua
TABLA 8.13.4 Modulos de las secciones disponibles de los soportes de trapecio comun (pul[/')
Tuberfa
Tuberia M6dulos
M6dulos
M6dulos
Calibre 10 114
1Y2 2
2Y2 3 3% 4 5 6
0,12 0,19 0,26 0,42 0,69 1,04 1,38 1,76 3,03 4,35
1% x 1% x 3/'6 2x2xYs 2 x 1% x 3116 2 x 2 x 3116 2 x2x % x 1% X 3/'6 2% x 2 x 3116 2x2x 2% x 2% x 3116 2x2x% 2% x 2% x % 3 x 2 x 3116
M6dulos Calibre 40
0,10 0,13 0,18 0,19 0,25 0,28 0,29 0,30 0,30 0,35 0,39 0,41
114 1% 2 2% 3 3% 4 5 6
0,13 0,23 0,33 0,56 1,06 1,72 2,39 3,21 5,45 8,50
3 x 2% x 3/'6 3 x 3 x 3/'6 2% x 2% x 3x2x% 2% x 2 x % 2% x 2% x 3 x3 x % 3 x 3 x 51,6 2%x2% x % 3% x2% x% 3 x 2% x % 3 x 3 x% 3% x2% x 3 x 3 x 7116 4x4x% 3x3x% 4x3x 4 x 4 x 5/'6
4x3x 4x4x%
5x3%x 4x4x%
4x4x 4x4x
6x4x 6x4x% 6 x 4 x%
6x6x1
0,43 0,44 0,48 0,54 0,55 0,57 0,58 0,71 0,72 0,75 0,81 0,83 0,93 0,95 1,05 1,07 1,23 1,29' 1,46 1,52 1,94 1,97 2,40 2,81 3,32 4,33 6,25 8,57
Para unidades SI, 1 pulg. 25,4 mm; 1 pie =0,3048 m.
Fuente: NFPA 13, Norma sobre la Instafaci6n de Sistemas de Rociadores.
berias principales transversales entre cada dos derivaciones, pueden reemplazar estos espaciamientos ffillximos. Existen reglas especiales relacionadas con la instalacion de los soportes. Por ejemplo, no se permite el uso de puntillas para fijar los SopOltes. Se deben perforar hoyos para la instalacion de chazos. Los tornillos de madera deben ser instalados con un des tornillador. Los c1avos de rosca estan permitidos unicamente en posicion horizontal y s610 para los tubos de 50 mm (2 pulg) y de menor tamafio.
Soporte en Areas de Terremoto Algunas limitaciones especlales se aplican a los soportes cn las areas que son consideradas sujetas a terremotos. Se deben pro veer abrazaderas de retenci6n para todas las agarraderas tipo C. La abrazadera de retencion debe estar listada como parte del lis tado de sopOltes 0 debe cumplir con ciertas dimensiones mfnimas especificas. Cuando no se cuenta con un reborde adecuado en el elemento estructural para sostener la abrazadera dc rctcnci6n, la abrazadera puede estar asegurada con un perno 0 tornillo. A. menos que esten listados especialmente para usarse en
areas de alto riesgo de terremotos, no se permite el uso de sujeta dores mandados a potencia para fijar los soportes donde las accle raclones de terremoto exceden la mitad de la gravedad, 0, en otras palabras, donde la3 fuerzas laterales que deben ser re sistidas exceden la mitad del ?eso de la tuberia Ilena de agua.
Fijacion contra el Movimiento del Agua Se Ie ha prestado relativamellte poca atenci6n al tema de la fija ci6n 0 arriostramiento contra la impulsi6n del caudal de agua dentro de los sistemas de supresion de incendios a base de agua. Ya que se conserva un cauda. de impulsi6n linear, las fuerzas de impulsion desequilibradas pueden ocurrir en los cambios de di reccion de la tuberia cuando el agua entra a un sistema diluvio, seco 0 de acci6n previa, y 10 mismo puede ocurrir hasta un grado inferior en un sistema de tuoeria hUmeda. Sin embargo, gene ralmente se cree que los faclOres de seguridad inherentes en el sistema para resistir adecuadamente las fuerzas hidrostaticas manejan dichas fuerzas dempulsi6n, especialmente con res pecto a las uniones roscadas y mecanicas. Para resistir los cam bios permanentes en cl sisteMa de tuberia, el sistema cuenta con
CAPITULO 13
•
8-221
Soporteria y arriostramiento de los sistemas de proteccion contra incendios a base de agua
TABLA 8.13.5 Distancia maxima entre los soportes (pies-pulg)
% Tubo de acero roscado, excepto de pared delgada Tubo de acero de pared delgada roscado Tubo de cobre CPVC Polibutileno (IPS) Polibutileno (CTS) Tubo de hierro ducltile .
1%
1Y2
2
2Y2
3
3%
4
5
6
8
N/A
12-0
12-0
15-0
15-0
15-0
15-0
15-0
15-0
15-0
15-0
15-0
N/A
12-0
12-0
12-0
12-0
12-0
12-0
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
8-0 5-6
10-0 6-6 4-7 3-11
10-0 7-0 5-0 4-5
12-0 8-0 5-11 5-5
12-0 9-0
15-0
15-0
15-0
15-0
N/A N/A N/A
N/A
N/A
N/A
N/A N/A N/A N/A
N/A N/A N/A
N/A
N/A N/A N/A N/A
N/A N/A N/A
N/A
12-0 10-0 N/A N/A 15-D
15-0
2-11
8-0 6-0 3-9 3-4
15-0
15-0
N/A
N/A N/A N/A
15-0
Para unidades 81, 1 pulg. =25,4 mm; 1 pie =0,3048 m. Nota: IP8-tamano de tubo de hierro; CT8 - tamano de tubo de cobre Fuente: NFPA 13, Norma sobre la Instaiac;6n de Sistemas de Rociadores.
los componentes de fijacion estructural, en combinacion con la rigidez de la tuberia del sistema. Cuando los acoplamientos fte xibles permiten una dislocaci6n angular y pOI 10 tanto, el tubo no es capaz de resistir cargas intemamente, las uniones del so porte deben pro veer una resistencia suficiente a traves de su me todo de fijaci6n para evitar ser haladas y sacadas del componente estructural del edificio. Comenzando en 1987, 1a NFPA 13 fue modificada para re conocer la fuerza de impulsion que es la reaccion al caudal de agua a traves de rociadores individuales. Se expreso cierta pre ocupacion con respecto a que un rociador colgante individual extendido a traves de un techo y accionado a alta presion podia ser levantado por encima del edifieio por las fuerzas de presion. Las pruebas subsiguientes demostraron que un roeiador colgante de pu1verizaei6n de orifieio estandar de Km = 80 (K = 5,6) fun cionando a 10,3 bar (150 psi) experimentaria una fuerza de pre sion de 10-13 N (79-90 lb). La Figura 8.13.4 muestra la deflexi6n ascendente de un tuba Cedula 40 de 1 pulg con un caudal estable de los rociadores con coefieientes de orificio no 8,0) a varias presiones minal Km 80 (K 5,6) Y Km = 115 en ausencia de cualquier sujeei6n especiaL Se Ie debe proveer una sujecion especial a un rociador colen el extrema de una derivacion cuando la presi6n ma xima en e) roeiador es superior a 6,9 bar (100 psi) y el rociador se extiende hacia abajo a traves del cielo raso. La sujeei6n es pecial involucra el uso de un soporte que evita el movimiento as eendente del rociador, ubicado a una distancia no superior a 300 mm (12 pulg) desde el extremo de una derivaci6n de tuberia de acero 0 a una distancia no superior a 150 mm (6 pulg) desde el extremo de una derivaei6n de tuberfa de cobre. Si se exceden estos Hmites, la derivaci6n puede extenderse lUllS alla del ultimo rociador en la derivacion. Una disposici6n paralela es aplicable a los rociadores colgantes a traves de cielo rasos emplazados sobre brazos de movimiento. EI fen6meno de levantamiento ocurre cuando s610 el ultimo roeiador estii funcionando. EI levantamiento es reducido cons i derablemente con el funcionamiento de un segundo rociador y es insignificante para el penultimo rociador cuando funciona solo. Una interpretacion formal fue publicada por el Cornite de
Rociadores Automaticos para aclarar que los 6,9 bar (100 psi) que se presentan no incl uyen la presi6n potencial abasteeida a traves de la conexi6n del cuerpo de bomberos.
Arriostramiento de Terremoto EI arriostramiento es solo uno de los aspectos para la protecci6n de los sistemas de rociaclores contra terremotos, otros aspectos
2.0 (50.8)
E
.s
r-~~.-~-~~~--r~~~~--'--,........,
1,5 (38,1)
0,
::;
s
<5 ~ttl
1,0
iii (25,4) c:
0
t.)
c:
'0
';;:
'1'"ii
Cl
0,5 (12,7)
°
~L-~~~_~~~~_ _L-L-~~~~~~
30 (2,07)
50 (3,95)
100 (6,89)
Presi6n, PE (psi [bar])
FIGURA 8.13.4 Deflexlon del tubo
150 (10,33)
180 (12,4)
8-222
SECCION 8
•
Supresion
a base de agua
son proveer flexibilidad a la tuberia a traves del uso de acoples flexibles y dando espaciamiento (holguras) entre el tubo y la es tructura en los pasos de tuberias. Un arriostramiento exitoso del sistema de protecci6n contra incendios, envuelve la determina cion apropiada de los factores de ubicacion tentativa de arriostramiento oscilante, determinacion de cargas, y verifica cion de que las cargas puedan ser soportadas por los componen tes del arriostramiento oscilante.
Determinacion de los Factores de Fuerza La determinaci6n del factor de fuerza es de gran importancia para proveer el arriostramiento sismo resistente, ya que el fac tor de fuerza determina la resistencia requerida para el arrios tramiento. La NFPA 13 ha utilizado habitualmente un factor de fuerza igual a la mitad del peso de la tuberia nena de agua. En otras palabras, se asume que la aceleraci6n horizontal maxima provocada por un terremoto potencial es la mitad de la acelera cion de la gravedad. Esto se puede escribir como
donde:
Fp = factor de fuerza Wp = peso de la tuberia
Esto indica que la fuerza aplicada a la tuberia es igual a la mitad del peso de la misma. En el pasado, se asumia que este era un valor conservativo que debia ser aplicado en las areas de te rremoto, y que no valia la adaptar con precisi6n un arriostra miento para los sistemas de rociadores con cargas inferiores. Hoy en dia, sin embargo, la situaci6n ha cambiado. La pro tecci6n antisismica se ha estado requiriendo en muchas areas donde la aceleraci6n maxima que se espera es inferior a la mitad de la gravedad. A la inversa, algunos terremotos recientes en areas de alto riesgo han demostrado aceleraciones superiores a la mitad de la gravedad. Como resultado, se utilizan modifica dores para tratar los factores de fuerza inferiores 0 superiores. Es importante reconocer que los c6digos de construcci6n ahora requieren la determinaci6n de los factores de fuerza utili zando mapas de aceleraciones basadas en la velocidad en com binaci6n con otros factores. La f6rmula utilizada con mayor frecuencia enla actualidad es la siguiente:
donde
Fp Av
fuerza que se va a utilizar para el diseno aceleraci6n basada en la velocidad, normalmente to mada de los mapas producidos por la U.S. Geological Survey 0 alguna otra fuente. Los mapas por sf mismos pueden ser encontrados frecuentemente en los c6digos de construcci6n y usualmente se encuentran disponibles a una escala que muestra los condados individualmente. En muchas areas, es necesaria la interpolaci6n, aunque
algunos estados especifican e1 valor de Av coeficiente sismico para tratar la ampIificaci6n de la aceleracion a traves del componente. Los valores para varios tipos de equipos general mente estan provistos en una tabla dentro del :::6digo de construccion. P un factor de seguridad 0 factor de criterio de desempefio. Generalmente se Ie asigna un valor de 1,5 al equipo de protecci6n contra incendios. Ac una variable que es un coeficiente similar a pero re presenta un factor de amplificaci6n de la sujecion. Para las conexiones fijas) directas, su valor es igual a 1. We peso del componente Las tendencias en la protecci6n antisismica estan condu ciendo ala determinaci6n espedfica de las cargas laterales que se esperan, basandose en las condiciones del terreno. Tambien hay una tendencia hacia el re:::onocimiento de cargas mayores en los pisos superiores de edificios. Estas tendencias probable mente daran como resultado una mayor variabilidad en las asig naciones de carga para los arriostramientos antisismicos en los sistemas de rociadores automaticos.
ec
Emplazamiento del Arriostramiento Antisismico Los sistemas de rociadores estan provistos de arriostramiento antisismico para resistir tanto las cargas sfsmieas laterales como las horizontales longitudinales y para evitar el movi miento vertical como resultado de cargas sismicas fuertes. Los componentes estructurales a los cuales el arriostramiento se en cuentra adherido deben ser capaces de soportar las cargas apli cadas agregadas. El arriostramiento ant sismico puede ser lateral (previ niendo el movimiento perpendicular a la direccion de la tuberia) o longitudinal (paralelo ala direcci6n de la tuberia). Un arrios tramiento en cuatro direcciones es aquel que evita tanto el mo vimiento lateral como ellongitudinal. Se requiere un arriostramiento lateral y longitudinal (en cuatro direcciones) en la superior de la tuberia vertical. Esto mantiene la parte superior de la tuberia vertical alineada con el conjunto de piso y cielo raso. Se debe pro veer un arrbstramiento longitudinal para todas las tuberias principales alim::ntadoras y transversales a interva los maximos de 24,4 m (80 pies). La ultima riostra debe estar dentro del espacio de 12,2 m (40 pies) de la terminaci6n de la tu beria principal. Se debe proveer un arriostramiento lateral para todas las tu berias principales alimentadoras y transversales y para las deri vaciones con diametros de 155 rom (2 Yz pulg) y superiores. EI arriostramiento lateral es n:querido a intervalos maximos de 12,2 m (40 pies), aunque e~iste una excepci6n que permite un intervalo de hasta 15,2 m (50 pies) cuando los elementos es tructurales principales excec.en m (40 pies) en el centro. La ultima riostra debe estar den'TO del espacio de 6, I m (20 pies) de la terminaci6n de la tuberiaJrincipal. Se deben proveer riostras laterales adicionales dentro del espacio de 610 mm (24 pulg) de los acoplamientos flexibleslltemos si existe mas de un acopla miento flexible entre las riolitras laterales.
CAPiTULO 13
•
Soporteria y arriostramiento de los sistemas de proteccion contra incendios a base de agua
Una excepcion permite la eliminacion del arriostramiento vertical cuando la tuberia esta sostenida por barras de soporte con una longitud inferior a ISO mID (6 pulg). Esta longitud es medida entre la parte superior de la tuberia y el punto de union con la estructura del edificio. Para el arriostramiento longitudinal y lateral, se permite que los tramos de tuba inferiores a 3,6 m (12 pies) esten in cluidos con tramos adyacentes y no requieren que sus propias riostras siempre que se tenga en cuenta la distancia maxima entre las riostras. Las riostras dentro del espacio de 0,6 m (2 pies) de un giro en el tramo de la tuberia puede servir como una riostra lateral para un tramo y una riostra longitudinal para el tramo perpendicular.
Determinaci6n de Cargas Antes de 1999, la NFPA 13 permitia dos metodos para determi nar las cargas para las riostras: la tabla de carga asignada y el metodo de zona de influencia. Estos dos metodos estaban de acuerdo, hasta cierto punto, con e1 metoda de cedula del tubo y el metodo de ca1culo hidniulico utilizados para medir la tuberia en los sistemas de rociadores. A medida que el papel de los sis temas de cedula de tuba ha disminuido a favor de la considcra cion de las presiones reales de agua, la tabla de carga asignada fue eliminada a favor del uso de las cargas reales. El uso del metodo de zona de influencia involucra la eva luacion de la carga para cada riostra. De forma similar, se espera que una riostra longitudinal soporte la carga de la tuberia prin cipal con la que est<.\. conectada en la mitad de la dis tan cia hasta la siguiente riostra en ambas direcciones. Sin embargo, para la riostra lateral esto incluye las contribuciones de las derivaciones al igual que las de las tuberias principales. Durante un terremoto, no se espera que las derivaciones se muevan uniformemente, evitando la contribucion de sus cargas a las riostras longitudi nales en las tuberias principales. La Tabla 8.13.6 provee el medio para totalizar las cargas de
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una riostra de acuerdo con el valor de falta de la mitad del peso O,SKWp ). cuando se van a usar de la tuberfa llena de agua factores de fuerza superi.)res al valor de falta de O,S Wp , el mul tiplicador puede ser aplicado a la carga determinada. Cuando se van a instalar riostras multiples con la misma configuracion a 10 largo de la tuberia principal, un metodo nor mal es seleccionar la riostra de mayor carga en la peor situacion posible con e1 fin de deterrninar la carga que debe ser soportada. Esta seria la riostra con 1a zona de influencia que incluye la tu beria total mas pes ada.
Cargas en los Componentes de Riostras Antisismicas Las riostras antisismicas normalmente estan construidas en tu beria, pero pueden ser angulos, barras, U u otros elemen tos estructurales con UJ1a razon de delgadez limitada a un maximo de 300. La razon de delgadez se encuentra como fir donde I es la longitud y r es el radio inferior de rotacion. EI arriostramiento tradicion:al resiste el movimiento en tension y compresion, pero ahora se encuentra disponible el arriostra miento con cables de solo tension. Dichos sistemas de arriostra miento de solo tension deben estar listados especialmente para usarse con sistemas de r<)ciadores. Ya que los cables solo pue den proveer resistencia al movimiento en tension, deben estar provistos a ambos lados je la tuberfa en cada punto de soporte. Las riostras antisisnicas son utilizadas como parte de un ensamble, el cual, adema) de la riostra, normalmente consiste en el accesorio de riostra antisismiea (la union eon el tubo que se esta arriostrando) y el accesorio de sujecion a la estructura. Estos aecesorios deben estar listados y se les debe haber asignado las cargas permitidas maximas. Algunas reducciones de las cargas para el caleulo de las riosrras y sujetadores estan incorporadas en las tab las contenidas en 1a NFPA 13. La carga permitida para un ensamble de riostra antisfsmica esta basada en el enlace mas debil de la riostra, el accesorio de riostra antisismica, el acceso-
TABLA 8.13.6 Pesos de la tuberfa para determinar la carga horizontal
Dimensiones nominales
Peso del tubo lIeno de Ib/pies
kg/m
La mitad del peso del tuba lIeno de agua Ib/pies
kg/m
1,03 1,47 1,82 2,57 3,95 5,41 6,74 8,20 11,74 15,85 23,85
1,5 2,2 2,7 3,8 5,9 8,1 10,0 12,2 17,5 23,6 35,5
Tubo cedula 40
114 1% 2 2%
3 3% 4 5 6 8a "Cedula 30.
2,05 2,93 3,61 5,13 8190 10,82 13,48 16,40 23,47 31,69 47,70
3,05 4,36 5,37 7,63 11,74 16,10 20,06 24,41 34,93 47,16 70,99
Dimensiones nominaless
Peso del tuba lIeno de agua Ib/pies Tubo cedula1
-----------------
1,81
114 1% 2 2% 3 3112 4 5 6 8
2,5~:
3,04. 4,2::' 5,8EI 7,9A 9,7E: 11,78 17,3(' 23,0::: 40,OE:
La mitad del peso del tubo lIeno de
kg/m
° 2,69 3,75 4,52 6,28 8,77 11,82 14,55 17,53 25,75 34,27 59,65
0,91 1,26 1,52 2,11 2,95 3,97 4,89 5,89 8,65 11,52 20,04
1,4 1,9 2,3 3,1 4,4 5,9 7,3 8,8 12,9 17,1 29,8
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SECCION 8
•
Supresion a base de agua
Presion portante
" "",1"",W,,,,,"';?, """" Ht
T Fuerza de Empuje resultante par el cambia de direccion del caudal Sb Resistencia de cOjinete horizontal de la tierra
FIGURA 8.13.5 Moton de empuje portante
TUberfa principal vertical Pleza de union de hierro fundido.
Tuberia principal contra ~ incendios
i
r.:rm:llii11~~~i~d ~campana de union de hierro.
~a:
y tuberia de conexion.
Varillas
T Fuerza de Empuje resultante par el cambio de direccion del caudal Tx= Componente horizontal de la fuerza de empuje Ty Componente vertical de la fuerza de empuje Sb= Resistencia de cOjinete horizontal de la tierra
=
FIGURA 8.13.6 Moton de empuje por gravedad
rio de sujeeion de la estruetura y el sujetador. La earga permitida para un ens amble de riostra debe cumplir 0 exceder la carga de terminada utilizando la tabla de earga asignada 0 el metodo de zona de influencia. Las riostras antisismiea deben fijarse apretadas y eoncen tricas. eyitando las cargas exeentricas. Las uniones de lenglleta 50 :dadas son aceptables para usarse con el fin de coneetar r10s tras. longitudinales. La tuberia no debe ser arriostrada a las sec ~:c::"s dd edificio que se muevan diferentemente. Las tablas de
FIGURA 8.13.7 Conexion tfpiea de proteceion contra ineendios
a un sistema madrugador
carga para los sujetadores dentro de la norma estan basados en varias condiciones de orientacion/angulo, a traves de pernos en madera, escudos de expansi()n en concreto y a traves de pernos en acero. La NFPA 13 contiene r=glas especiales para fijar las ri08 tras antisismica. El uso de asarraderas tipo C (con abrazaderas de retencion 0 sin las mismas) esta prohibido para unir las rios tras antisfsmica con la estIUctura del edificio. Tambien est a prohibido el uso de sujetariores mandados a potencia en las riostras de union, a menos 'lue esten listadas especificameme para este servicio. Una seccion del apendi;e advierte que, aunque la mayana
CAPiTULO 13
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Soporteria y arriostramiento de los sistemas de proteccion contra incendios a base de agua
de los sujetadores de concreto que se encuentran actualmente en el mercado son anc1ajes de expansi6n, la tabla dentro de la norma esta basada en el uso de anc1ajes de concreto. Los inge nieros profesionales pueden especificar disposiciones de suje ci6n alternativas. Aunque la NFPA 13 manifiesta su intento por prevenir el movimiento vertical producido par las cargas sismicas, general mente se espera que la fuerza descendiente de la gravedad com pense suficientemente cualquier carga vertical ascendente provocada por un terremoto y que los soportes del sistema ten gan suficientes factores de seguridad para soportar cualquier carga vertical descendente producida por un terremoto. Como resultado, la norma 5610 trata la reacci6n vertical neta como con secuencia de cargas horizontales fuertes cuando el cingulo de la riostra desde el punto vertical es relativamente bajo. Cuando el factor de fuerza horizontal es superior a 0,5 Wp Y el angulo de la riostra es inferior a 45 grados desde el punto vertical, 0 cuando el factor de fuerza horizontal es superior a 1,0 Wp y el angulo de la riostra es inferior a 60 grados desde el punto vertical, las riostras deben disponerse para resistir la reaccion vertical neta. Para las riostras rigidas tradicionales, esto puede ser logrado proporcionando una riostra adicional en ellado opuesto de la tu beria principal. Para las riostras de cable listadas, esto puede ser logrado reforzando las barras del soporte para evitar el pandeo al igual que el movimiento ascendente.
SUJECION DE LAS UNIONES DE
TUBERIAS SUBTERRANEAS
La tuberia tradicional de macho y campana que utiliza uniones tipo campana depende de la resistencia provista par el terreno que 10 rode a para mantenerlo en su sitio. Esto es suficiente para los tramos rectos, pero las fuerzas en los cambios de direccion deben estar sujetarse. Par esta razon, las normas de la NFPA re quieren que todos los injertos, tapones, tapas, acodamientos y derivaciones para hidrantes esten sujetados contra el movi miento. La NFPA 13 y 24 comparten los criterios sobre tuberias subterraneas, inc1uyendo la sujecion de uniones. Al igual de la mayoria de las tuberias elevadas, las tuberfas subtemineas con sistemas de uniones fundidas, inc1uyendo tubos soldados y roscados, no requieren una sujecion adicional para las uniones. De 10 contrario, la sujecion de uniones debe proveerse a traves del uso de sistemas de ul1iones de empuje 0 fijadas.
Mojones de Empuje Los mojones de empuje son bloques de concreto de gran tamafio utilizados para transferir cargas horizontales al suelo tranquilo 0 para resistir las cargas verticales ascendentes a traves de su masa. Los mojones de empuje deben estar hechos de una mez c1a de concreto que no sea mas pobre que una parte de cemento, dos partes y media de arena y cinco partes de agregado de pie dra. De ser posible, los mojones de empuje deben colocarse de manera que las uniones sean accesibles para ser reparadas. (Ver el Apendice A de la NFPA 13 como gufa adicional, incluyendo las formulas que pueden ser utilizadas para medir los mojones
8-225
de empuje horizontales [de apoyo] y vertic ales [de gravedad] basadas en la resistencia de cojinete del suelo, el tamano y orien tacion del tubo y las presiones de agua maximas que se esperan (Figuras 8.13.5 y 8.13.6). Se debe tener mucho cuidado al obte ner los valores de la resisteneia de cojinete del suelo porque fre cuentemente no son iguales en el plano horizontal y vertical.
Sistemas de Restriccion de Juntas Los sistemas de uniones fundidas y uniones roscadas son consi derados aceptables comc' sistemas de uniones fijas, al igual que las uniones meccinicas de enclavamiento, las uniones que usan casquillos de anillo de tornillo de ajuste, acoplamientos de bri das empernadas, agarraderas de tuberfa y barras tirantes, y otros metodos y dispositivos aprobados por la autoridad competente. Las normas de la NFPA proveen una guia especifica para el ta mafio de las agarraderas. barras, pernos y planchuelas de perno relacionadas con los sistemas de uniones fijas. Luego de la ins talacion, todas las barra';, agarraderas, pernos, tuercas y plan chuelas de perno deben limpiarse y recubrirse con un bituminoso u otro materi al para ayudar a prevenir la corrosi6n. Se ha ocasionado al go de confusi6n en el pasado con la fi gura en la NFPA 13 que 'lluestra la "conexi6n tipica a la tuberia vertical de un sistema de proteccion contra incendios" (Figura 8.13.7). En esta descripe on de un tope hacia arriba subterraneo, se muestra que las barras son necesarias para sostener la base de la pieza de brida y mach) dentro de la abertura de campana del ultimo tramo de tuberia e.e macho y campana en la base de la tu beria vertical. Sin embargo, tales barras y agarraderas no son ne cesarias si se toman otra, medidas para asegurar que se provee una fijaci6n suficiente. La suficiencia de la fijacion de una union se verifica me diante una prueba hidro"tMica de 2 hr, a minimo 13,8 bar (200 psi), pero al menos a 3,4 bar (50 psi) por encima de la presi6n estatica maxima que se e"pera. La tuberia entre una conexion ex terior para el cuerpo de bClmberos y la valvula de retenci6n en el tuba de entrada de la conexion tambien deben probarse hidr08 taticamente. Todos los rr.ojones de empuje deben ser endureci dos antes de la prueba y la zanja debe rellenarse entre las uniones para evitar el mcvimiento de la tuberia. Cuando sea ne cesario sostener la tuberia en su sitio, las uniones tambien pue den rellenarse mientras l.ue el contratista sea responsable por ubi car y corregir los escc.pes. Las secciones de 10:; Apendices de la NFPA 13 y 24 reeo miendan que la tuberia subterranea se Ilene con agua durante un periodo de 24 lu' antes d! realizar la prueba hidrostatica con el fin de estabilizar el siste mao Estas secciones de los Apendices tambien recomiendan que las pruebas de presi6n se rnantengan durante I hr, que luego l.! presion se baja hasta cero para ver S1 hay algun escape y que llego sea presurizada nuevamente para la segunda h~ra.
BIBLIOGRAFIA Referencias Dana, G., Automatic Sprink 'er Protection, 2nd ed., John Wiley & Sons, 1919.
8-226
SECCION 8
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Supresion a base de agua
ISO/DIS 6182-11, "Fire Protection: Automatie Sprinkler Systems, 6182 Part 11: Requirements and Test Methods for Pipe Hangers." Nayyar, M. L., Piping Handbook, 7th ed., McGraw-Hill, 2000. National Fire Protection Association, Proposal 13-97, Technical Com mittee Reports, National Fire Protection Association, Quincy, MA,1986
C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA
La consulta de los siguientes c6digos, normas y pn\cticas recomendadas de la NFPA suministrani informaci6n adicional los elementos de pro
tecci6n contra incendios discutidos en este capitulo. (Consulte la ultima versi6n del Cat{!logo de la NFP \. para ver la disponihilidad de las ulti mas edicioncs dc los documentos.) NFPA 13, Standard/or the Installation o.fSprinkler Systems NFPA 15, Standard/or Water Spray Fixed Systems/or Fire Protection NFPA 14, Standard/or the Installation o/Standpipe, Private Hydrant,
and Hose Systems
Revisado por Christopher L. Vollman
l termino pulverizacion de agua se refiere al agua que es descargada desde boquillas 0 dispositivos especialmente disefiados para producir un patron, tamafio de particula, velocidad y densidad predeterminados. El uso de estas designa ciones no puede ser entendido como una indicacion de alglin pa tron especifico de descarga 0 de las caracteristicas de pulverizacion de las boquillas. La NFPA 750, Norma sobre los Sistemas de Proteccion contra Incendios por medio de Agua Se bulizada, ha sido desarrollada para referirse al uso de las gotas de agua muy finas que provienen de las boquillas de pulveriza cion. (Ver Sec cion 8 Capitulo 15 "Sistemas de Supresion de In cendios con Agua Nebulizada"). La distincion principal entre un sistema de pulverizacion de agua y un sistema de rociadores automaticos es la cobertura especifica contra la cobertura gene ral del area. Normalmente, los sistemas de pulverizacion de agua se instalan para proteger una pieza especifica del equipamiento con cobertura de la superficie. El agua pulverizada para la proteccion contra incendios ha sido llamada niebla de agua y con otros nombres comerciales distintos. Generalmente, la descarga de las boquillas de pulverizacion de agua difiere, de la descarga proveniente de los sistemas ro ciadores automaticos. El patron de pulverizacion del agua des cargada por las boquillas de pulverizacion sobre una superficie puede ser eliptico 0 circular, y la seccion transversal de la des carga proyectada es conica. El agua pulverizada es dirigida vi gorosamente sobre el objeto 0 superficie que esta siendo protegido. El patron de descarga de la boquilla de pulverizacion debe esparcir el agua pulverizada sobre el espacio entre la bo quilla y el objetivo, debe compensar las condiciones de los vien tos y corrientes de aire, y debe impactar efectivamente el objetivo que va a ser protegido. La densidad de descarga reque rida en Llmin)/m2 [(galones por minuto por pie cuadrado)] yel cubrimiento total del area que debe ser protegida, son tambien elementos esenciales. A diferencia de la mayoria de los sistemas de rociadores au tomaticos, los sistemas de pulverizacion de agua son por 10 ge neral tipo diluvio. Las boquillas de pulverizacion de agua no estan equipadas con elementos fusibles operativos. Las boquillas de pulverizacion de agua pueden estar equi padas con valvulas regulables de la presion intema del piloto,
E
Christopher L. Vollman, P.E., C.S.P., es jefe de ingenieros de incen dios para Kellogg Brown & Root con sede en Houston, Tejas. Es pres i dente del Comite Tecnico sobre Sistemas Fijos de Pulverizaci6n de Agua de la NFPA.
o con tapones 0 tapas fragiles que se pueden quitar, los cuales seran desplazados cuando se active el sistema de diluvio de pul verizacion de agua. Las v:ilvulas regulables de la presion del pi loto, los tapones 0 las tapas evitan que los elementos corrosivos de la atmosfera ingreseD al sistema de tuberias. Estos pueden ser usados para retener agua en el sistema de tuberias con el propos ito de acelerar su abastecimiento desde las boquillas de pulyerizacion. Este capitulo se refiere a los usos y aplicaciones de los sis temas de pulyerizacion de agua para la supresion, control y ex tincion del fuego. y describe los componentes de los sistemas de pulwrizacion y los usos t~specializados de los sistemas. Debido a las similitudes entre 1m sistemas de rociadores automaticos y los sistemas de pulverizacion de agua, sus requerimientos para el suministro de agua. al:?Unos de los equipos utilizados en los sistemas, y los ca1culos Ilidraulicos para determinar los sumi nistros de agua, deberan ':onsultarse en otros capitulos. La NFPA 15, Norma para los Sistemas Fijos de Pulveriza cion de Agua para la PrG'teccion contra Incendios (de ahora en adelante llamada NFPA ] 5), es la norma aplicable para los sis temas de pulverizacion dt; agua y debera consultarse para cono cer los detalles sobre el d iseiio e instalacion del sistema que no estan inc1uidos en la NFPA 13, Norma para la Instalacion de Sistemas de Rociadores Automaticos.
USOS DE LA PROTECCION MEDIANTE
LA PULVERIZACION DE AGUA
Generalmente, el agua pulverizada puede ser usada efectiva mente para extinguir un fuego, controlar un incendio, proteger contra exposiciones y/o prevenir un incendio.
Extincion La pulverizacion de agua extingue un incendio enfriandolo, so focandolo con el vapor producido, emulsificando 0 diluyendo algunos liquidos inflama bles, 0 a traves de la combinacion de estos factores.
Combustion Controlada Con su limitacion conse~uente de propagar el fuego, la com busti6n controlada puede aplicarse si los combustibles que arden no pueden ser extinguidos por la pulverizaci6n de agua 0 si la extinci6n no es deseable.
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SECCION 8
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Supresi6n a base de agua
Protecci6n contra Exposiciones Las exposiciones al fuego son protegidas por la aplicaci6n di recta de agua pulverizada sobre las estructuras 0 equipos ex puestos para eliminar 0 reducir el calor que les ha sido transferido por el incendio por exposici6n. Las cortinas de agua pulverizada montadas a cierta distancia de la superficie expuesta son men os efectivas que la aplicaci6n directa.
Prevenci6n del Incendio r:u"',"UJU"veces es posible usar la pulverizaci6n de agua para di solver, diluir, dispersar 0 enfriar los materiales inflamables 0 eombustibles antes de que sean encendidos por una fuente de ,,,",,,,,-,,vupor exposici6n.
APLICACION DE LOS SISTEMAS
DE PULVERIZACION DE AGUA
La pulverizacion de agua puede ser usada para proteger los si guientes tipos de materiales 0 equipos: • Materiales combustibles ordinarios como papel, madera y textiles, particularmente para extinguir el fuego en dichos materiales en lugar de controlarlo • Instalaciones de equipos electricos, tales como transforma dores, interruptores en aceite y maquinaria electrica giratoria • Gases y liquidos inflamables, particulamlente para contro lar incendios en estos materiales y para extinguir ciertos tipos de incendios que involucren combustibles liquidos • Tanques de gases y liquidos inflamables, equipos de proce samiento y estructuras, como protecci6n contra incendios por exposici6n • Bandejas y tendidos abiertos de cables que tienen cables electricos 0 tuberias Los sistemas fijos de pulverizaci6n de agua estin disefiados especificamente para suministrar un control, extincion 0 protec cion contra la exposicion optimo, para problemas especiales de protecci6n contra incendios. Las limitaciones para el uso de agua pulverizada que deben ser reconocidas involucran la naturaleza del equipo que debe ser protegido, las propiedades fisicas y qui micas de los materiales involucrados y el ambiente del riesgo.
camente como manualmente para iniciar el flujo de agua. Las vMvulas para los sistemas de pulverizaci6n con sistemas de activaci6n automatica, pueden ser activadas electricamente por medio de la operaci6n del equipo de detecci6n automatica, tales como detectores de calor, circuitos relevadores y detectores de gas, 0 mecanicamente mediante sistemas hidraulicos 0 neuma ticos, dependiendo del modo operativo de las valvulas indivi duales. Generalmente, cada fabricante de las valvulas de activacion del sistema, la rna yoria de las cuales puede prestar un servicio dual en los sistema~ de diluvio, proporciona su propia combinacion particular de "Mvula de activaci6n del sistema, mecanismo liberador 0 de dlsparo, sistema de deteccion y ser vicio de supervisi6n.
Aplicaci6n de los Sistemas Los sistemas fijos de pulverizaci6n de agua se usan maS co munmente para proteger el cquipamiento de los incendios por exposicion en los tanques, tuberias y equipos de gas y liquidos inflamables; en equipos electricos tales como transformadores, interruptores de aceite, maquinaria giratoria y bandejas de ca bles; en soportes estructurales; y en sistemas transportadores y en las aberturas en los muro" cortafuego y en los pisos a traves de los cuales estos pasan. Ei tipo de pulveri74ci6n de agua re querido para un riesgo en particular dependera de la naturaleza del riesgo y del prop6sito para el cual se instala la protecci6n. En la Figura 8.14.1 se muestra una instalacion de un sis tema de pulverizacion de agua que esta siendo probado en un grupo de tanques de gas licuado de petroleo. La pulverizacion mantiene los tanques frios ,m caso de incendio, evita que los contenidos liquidos hiervan hasta explotar y protege los cascos de los tanques contra ruptums debidas al impacto localizado de llamas de alta temperatura. EI sistema de pulverizaci6n que se muestra en la Figura 8.14.1 esta disefiado para hu nedecer completamente la cie con una densidad especilica de agua, teniendo en cuenta los tipos, tamafios y espaciamientos de las boquillas; la influencia del viento y las corrientes dL' aire; la probabilidad de que se re duzca el volumen de agua; :a prevencion para evitar la forma-
SISTEMAS FIJOS DE
PULVERIZACION DE AGUA
Un sistema de pulverizacion de agua es un sistema especial de tu beria fija conectada a un suministro confiable de agua para la protecci6n contra incendios y que esta equipado con boquillas de pulverizacion de agua para descargas y distribuciones especificas de agua sobre la superficie 0 area que necesita ser protegida. El sistema de tuberias se conecta a un suministro de agua a traves de una valvula de diluvio que puede ser activada tanto automati
FIGURA 8.14.1 Proteeeior con pu{verizaei6n de agua para
tanques de GAS-LP
CAPITULO 14
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Protecci6n mediante la pulverizaci6n de agua
8-229
Diseno de los Sistemas
FIGURA 8.14.2 Sistemas de pu!verizaci6n de agua para transformadores de energfa electrica /lenos de aceite
cion de depositos de hoHin 0 de carbon en la superficie, los cua les son dificiles de humedecer; el traslapamiento de los patrones de descarga de agua sobre las superficies; y la habilidad del su ministro de agua para suplir la presion adecuada a todas las bo quillas. Normalmente, ni se desea ni se espera que el agua pulverizada extinga el gas licuado de petroleo. Sin embargo, el efecto de enfriamiento del agua sobre los tanques puede reducir y controlar la tasa de combustion y reducir la severidad de la ex posicion hasta que el suministro de gas que alimenta el fuego se agote 0 pueda ser interrumpido. La proteccion mediante la pulverizacion de agua para un grupo de transfonnadores electricos Henos de aceite que estan slendo probados, se muestra en la Figura 8.14.2. Una capa gruesa de piedra molida y un drenaje debajo de la superficie se colocan alrededor de la base de la instalaci6n del transformador para evi tar la posibilidad de que el aceite en combustion fluya mas alIa del area del suelo que esta siendo protegida por la pulverizaci6n. Debido a que el punto de ebullicion y el punta de inflama cion del aceite del transformador son relativamente elevados, los incendios en el transformador pueden extinguirse rapidamente por medio de sistemas de pulverizacion de agua debidamente di sefiados. Sin embargo, las superficies de metal de Ia caja del transformador y sus soportes estructurales deben protegerse del calor radiante mientras se extingue el aceite en combustion del transformador. Debe tenerse cui dado para que las boquillas, tu berias y soportes se localicen a las distancias prescritas de las partes cargadas de la instalaeion del transformador, y debe evi tarse la aplicacion directa de agua pulverizada a los terminales cargados con electricidad 0 a los casquillos de aislamiento. La electricidad que alimenta el transformador debe interrumpirse automaticamente antes de aplicar el agua pulverizada. Los sistemas de pulverizaci6n de agua tambien se utilizan para proporcionar protecci6n contra los danos ocasionados por el fuego en los equipos y estructuras de la industria del petr6leo. La API RP 2030. Application ofFixed Water Spray Systems for Fire Protection in the Petroleum Industry, proporciona una gufa para Ia industria del petroleo que les permite determinar donde se pueden utilizar estos sistemas.
La ubicacion praetiea de las boquillas y tuberias con respecto a la superficic sobre la cGal se debe aplicar la pulverizacion 0 sobre la zona en donde esta sera efectiva, es determinada enor memente por la distribucion fisica y por las necesidades de pro teccion de la instalacicn que la requiere. Una vez se han establecido los criterios, puede deterrninarse el tamafio de las boquillas que van a usarse, el angulo del cono de descarga de la boquilla, y la presion necesaria de agua necesitada. EI primer factor que se debe determinar es la densidad del agua requerida para extinguir el fuego 0 para absorber el calor espe rado por la exposicion 0 la combustion. Cuando esto haya sido determinado, puede escogerse una boquilla que proporcionara aquella densidad que a una velocidad adecuada supere las co ITientes de aire y que He ve la pulverizacion de agua al equipa miento que se quiere proteger. Cada boquilla escogida debe tener el angulo de descarga apropiado para cubrir el area que debe ser protegida por la boquilla. La determinacion de la densidad apropiada que se necesita para la extincion de un incendio, requiere de un conocimiento de ingenierfa considerable yen el caso de los liquidos inflama bles 0 combustibles, esta depende de las caracteristicas del combustible tales como la presion de vapor, el punto de int1a macion, la viscosidad, la solubilidad del agua y la gravedad es pecifica. La densidad varia entre 8,1 (Llmin)/m2 a 20,4 (Llmin)/m2 [0,2 gpm por pie cuadrado y 0,5 gpm por pie cua drado] de superficie prolegida. Para proteger a las embarcaciones contra las exposiciones, una densidad de 10,2 (I1min)/m2 [0,25gprn por pie cuadrado] debe proporcionar el enfiiamiento suficiente para limitar la can tidad de calor provenience del incendio a traves de las paredes de la embarcacion hasta ] 8 930 W1m2 (6000 Btu por hora por pie cuadrado). La densidad de agua requerida para la proteccion contra exposiciones de lQS soportes estructurales y del equipa miento miscelaneo, como bandejas y tendidos para cables, so portes de tuberfas, transformadores y cintas transportadoras, varia entre 4,1 (Llmin)/m2 [0,10 gpm por pie cuadrado] y 12,2 (Llmin)/m2 [0,3 gpm por pie cuadrado] del area de superficie expuesta. La NFPA 15 deberfa ser consultada para obtener mas
FIGURA 8.14.3 Boqui/las de pulverizaci6n de agua con conductos infernos en espiral para el agua
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SECCION 8
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Supresion
a base de agua
detalles sobre las densidades de distribucion requeridas. Cuando se va a usar agua pulverizada para proteger los equipos electricos Henos de aceite, como transformadores y grandes dispositivos de distribucion, debe existir un cuidado es pecial para proporeionar espaeios electricos segnros. Se han de sarroHado boquillas fijas de pulverizaci6n de agua especiales, para suministrar un rango y una densidad de pulverizacion ade cuados que den cabida al viento, conjuntamente con una distri bucion simplificada de la tuberta la cual esta separada de manera segura de las partes electric as energizadas.
Seleccion y Uso de las Boquillas de Pulverizacion La selecci6n de las boquillas de pulverizaci6n deberia tomar en euenta faetores como el earaeter del riesgo que debera ser pro tegido, el prop6sito del sistema y la posibilidad de vientos 0 eorrientes de aire severos. Las boquillas de pulverizacion de alta velocidad, que generalmente se usan en instalaciones con tuberias, producen la descarga en forma de un conn lIeno de agua pulverizada, mientras que las boquillas de pulverizaci6n de baja velocidad por 10 general emiten una pulverizaci6n mucho mas fina con la forma de una esfera 0 un conn Heno de agua pulverizada. Las boquiHas de un tipo no pueden ser sustituidas por bo quillas de otro tipo cuando un sistema de puiverizaci6Q de agua~~ esta siendo reparado 0 cuando las boquillas estan siendo reem plazadas, sin considerar la posibilidad de que se comprometa seriamente la efectividad del sistema. En general, la velocidad y distribuci6n del tamafio de las gotas de agua afectan el "al eance" 0 rango y el area de cubrimiento del patron de pulveri-
FIGURA 8.14.4 Boquil/a pu/verizadora de agua que utiliza e/ principio del rociador automatico estflndar
FIGURA 8.14.5 Boquilla pulverizadora de agua tipo espira/
zacion de agua. Algunas boquillas producen la pulverizaci6n de agua dan dole un movimiento rotatorio a los chorros de agua por medio de conductos en espiral dentra de las boquillas. Estos chorros ro tativos son mezclados intemamente con un chorro central para proyectar un cono s6lido de agua pulverizada desde la boquilla. Este tipo de boquillas se conoce como las de choque intemo. En la Figura 8.14.3. se pueden ver algunas vistas por secciones de las boquillas de pulverizacion con conductos intemos en espiral para el agua. Otro tipo de boquillas de pulverizacion utiliza el principio deflector de un rociador automatico. EI orificio de descarga para el agua proyecta un chorro cilindrico de agua sobre un deflector que altera el chorro convirtiendolo en una distribucion conica de agua pulverizada. Este tipo de boquilla de pulverizacion de agua puede verse en la Fignra 8.14.4. Otro tipo de boquilla de pulverizaei6n de agua caracteristi del eje de una espi camente diferente, descarga agua a 10 ral eon un diametro intemo que se va redueiendo. Esta espiral desprende continuamente una delgada capa de agua desde la su perficie del cono, y esta capa delgada de agua sc pulveriza a me dida que sale del espiral. (Figura 8.14.5).
Tamafios de las Tuber'as Una vez se ha seleccionado el tipo de boquilla y se ha determi nado la localizacion y separacion para darle cubrimiento al area deseada, se hacen calculos hidraulicos para establecer los tama fios apropiados de las tuberias y los requerimientos de los sumi nistros de agua. Los tamafios de las tuberias deben calcularse hidraulica mente para cada sistema con el fin de que el agua en las boqui llas de pulverizacion tenga la presion adecuada para proporeionar el flujo y el patlon de pulverizaeion necesarios. En elApendice de la NFPA 15 se explica un procedimiento parare alizar los calculos hidraulicos para un sistema de pulverizacion de agua de tuberfa fija. Los caIculos hidraulicos de los sistemas de pulverizaci6n de agua necesitan considera: la presion de la altura dinamica, cuando la velocidad corrien:.e arriba hacia la(s) boquilla(s) es superior a 20 pies por segundo. Cuando se elevan las veloeida des en las tuberfas corriente arriba, el principio hidniulico en los acoples en T no permitira que fluya suficiente agua desde la sa lida lateral (actuando parecicio a un sif6n). El hecho de ignorar la altura dinamica puede intmducir un error significativo, que tiene como resultado una presion real de la boquilla que es infe rior a la requerida. La Fignra 8.14.6 muestra un tipico ejemplo donde necesita incluirse en el caIculo la presion de la altura dinamica, como se demuestra comparando los caIculos de la confignraci6n del ejemplo que incluye las preslones de la altura dinamica usadas en los caIculos (Figura 8.14.7) y el que no las incluye (Figura 8.14.8). Existen dos metodos pa,~a eonectar el sistema a una eonfi guracion mas balanceada, los cuales inc1uyen (1) incrementar el tamafio de la tuberfa corriente arriba para reducir los efectos de la altura dinamica y (2) convertir la salida lateral de los acoples en T a un acople en T tipo "bullhead" (Figura 8.14.9).
CAPiTULO 14
•
Protecci6n mediante la pulverizaci6n de agua
8-231
q= 381,6 gpm PI =64,4 gpm
(f) Esta linea es simetrica con las boquillas 1 y 2
q= 50,5 gpm
9
~
2-0
PI
25,4 gpm
0 I (\J
~
.r@
~
-o~
1ii
_
.<:!
"0 c
c·o
(\J
~'B
!:
::l
>
T
G
95
~
~ c
d E
q PI
103,0 gpm 28,5gpm
FIGURA 8.14.6 Sistema de pulverizaci6n de agua utilizado para los calculos de muestra que se indican las figuras 8. 14.7 Y 8. 14.8
Tamano de los Sistemas de Pulverizacion de Agua Muchos factores determinan el tamafio del sistema de pulveriza cion de agua, incluyendo la naturaleza del riesgo 0 los combus tibles involucrados, la cantidad y tipo de equipos que van a ser protegidos, que la otra proteccion sea apropiada, y el tamano del area que puede estar involucrado en un solo incendio. E1 tamafio del sistema que se requiere puede reducirse aprovechando una po sible subdivision por medio de muros cortafuego; limitando la propagacion potencial de Jfquidos inflamables por medio de di ques, cercos, 0 drenaje especial; instalando cortinas de agua 0 de calor; 0 usando una combinacion dc estos elementos. La demanda de agua sera grande porque los sistemas de pulverizacion de agua deben desempefiarse como sistemas tipo diluvio con todas las boquillas abiertas y porque se requieren grandes densidades de agua. Cada uno de los riesgos debe estar protegido por su propio sistema de pulverizacion de agua para limitar la demanda acumulativa sobre el suministro de agua.
La NFPA 15, aconseja que el tamafio de un solo sistema de pulverizacion de agua sea limitado solo por el suministro de agua disponible de manera qu,~ la tasa presumida de descarga se cal cule con las presiones ill nimas para las cuales son efectivas las boquillas. La experiencia ha demostrado que, en la mayoria de las instalaciones, un solo sistema no debe superar la tasa presu mida de descarga de 11 356 Umin (3000gm). Las areas de riesgo separadas deben estar protegidas por sistemas independientes.
Tasa de la Demanda de Agua El suministro de agua debe ser adecuado para abastecer e1 (los) sistema (s) de pulverizaclon de agua que estan operando con los Umin (gpm) requeridos:i una presion efectiva. Los sistemas de pulverizaci6n de agua adyacentes al riesgo protegido inicial mente, pueden requerir igua adicional. E1 suministro de agua debe ser capaz de abasLecer simultineamente los chorros de manguera. La presion total requerida del suministro de agua y los caudales de flujo deben tenerse en cuenta cuando se disefia el sistema. La duracion de la descarga requerida varia de
8-232
SECCION 8
•
Supresion a base de agua
Para todas las boquillas mostradas, K =5,56; cada boquilla cubre 100,8 pie3 a 0,25 gpm/pies~ J.D. de la boquilla y ubicaci6n
Flujo en gpm
Tamafio Accesorios dela y artefactos tuberfa del tuba 1-E
1
q Q
1" 25,2
Q
1-T 1"
q Q
L F T
10,5 2,0 12,5
0,200
L F T
q
2
Longitud Perdida equivalente par fricci6n Resumen psil pie del tuba de presi6n
25,2
I
L F T
05 5,0 5,5
0,200
=25,2 gpm minima
Presi6n normal
Pt Pe Pf
205 +02 2,5
Pt Pv Pn
Pt Pe Pf
23,2
Pt Pv Pn
Pt Pe Pf
20,5 +0,2 1,1
Pt Pv Pn
Pt Pe Pf
21,7
Pt Pv Pn
Pt Pe Pf
23,2
Pt Pv Pn
Pt Pe Pf
249
Pt Pe Pf
28,2
Pt Pe Pf
28.5 -6,5 7.4
Notas
.
C = 120 Pt = (25,2/5,56)2 = 20,5 psi
. desde A
.
K = 25,2121,7 = 5,41
I
L F T
q Q
-
I
A
q Q
26,1 25,2 51,3
I 1%"
1-E 1-T 1-T
B
q Q
51,3 102,6
1%" , i I
I I
Q
E
Q
D
I
I
q Q
103,0 50,6 153,6
F
q Q
q Q
2,0 8,0 10,0
0,333
22,0 0,335 22,0 1,0 -
0,702
1,0
L F T
Q
q Q
L F T
L F T
1Y2"
q
C
0,092
L F T
1%"
q
70 12,0 19,0
L F T
I
q
L F T
185,7 102,6 288,3 496,9 785,2
1Y2"
4"
-
1,7 -
3,3
Pt Pv Pn Pt Pv Pn Pt Pv Pn
= 5,41 ./23,2 Pv < 5% de Pt. no correcci6n requerida
- q2 ~~
-
- --I
desde C
I
-
I
! !
I
Pt Pe Pf
29,4 -0,4 0,7
Pt Pv Pn
.29,4 I q
Pt Pe Pf
29,7
Pt Pv Pn
- -
~
.25,5
= 50,5(25,5/25,4)1/2
Pv en "0" desde el costado
que se asume es insignificante
1-T 1-E
L F T
180 12,0 30,0
2,250
Pt Pe Pf
434 -1,7 67,5
Pt Pv Pn
-~ q desde D = 153,6(43,4/29,7)1/2 152 28,2 = 185,7 (see text)
1-E
L F T
25,0 100 35,0
0,165
Pt Pe Pf
109,2 +52 5,8
Pt Pv Pn
~
Pt Pe Pf
1202
Pt Pv Pn
L F T
q = 381,6(109,2/64,4)1/2 Pv < 5% de Pt, no correcci6n requerida
- desde G -
Pt FIGURA 8.14.7 Hoja de trabajo de calculo hidraulico del sistema mostrado en la figura 8.14.6 cor) la presion de velocidad inC/uida
acuerdo con la naturaleza del riesgo, del proposito para el cual fue disefiado el sistema, y de otros factores que solo pueden ser eyaluados para cada una de las instalaciones. La demanda de agua se especifica en terminos de la dens i dad de una pulyerizacion distribuida uniformemente medida en
Llmin)/m2 [(galones par minlto par pie cuadrado)] del area pro tegida. La tasa de descarga r'or unidad de area depende de si el sistema de pulverizacion se instala para extinguir un incendio, para controlar un incendio, 0 para proteger una exposicion, y de las caracteristicas de los materiales involucrados.
CAPiTULO 14 Para todas las boquillas mostradas, K i I.D. de la
boquilla y ubicacion
Flujo en gpm
amana dela uberia
q Q
Accesorios
y artefactos del tubo
1" 25,2
Perdida Longitud equivalente por friccion Resumen psi/pie del tuboh de presion L F T
10,5 2,0 12,5
1-T
1"
q Q
25,2
Pt Pv Pn
C 120 Pt (25,2/5,56j2 20,5 psi
Pt Pe Pf
232
Pt Pv Pn
desde A
Q
q Q
26,1 25,2 51,3
1%"
1-E 1-T 1-T
B
q Q
05 50 5,5
Pt Pe Pf
20,5 +0,2 1,1
Pt Pv Pn
K
Pt Pe Pf
21 7
PI PI' Pn
Pt Pe Pf
232
Pt Pv Pn
Pt Pe Pf
24,9
Pt Pe Pf
28,2
Pt Pv Pn
0,335
Pt Pe Pf
28,5 -65 7,4
PI Pv Pn
Pt Pe Pf
294 -04 0,7
PI Pv Pn
q
0,734
0,200
L F T
q
A
L F T
51,3 102,6
1 %"
L F T
7,0 12,0 19,0
0,092
L F T
2,0 80 10,0
0,333
L .F T
q Q E
D
q 103,0
q
54,3 157,3
Q
C i
F
q Q
437,9 700,5
4"
q Q
1,7
3,3
5,41
q2
=5,41 ./23,2
Pt PI' PrJ desde C
220
L F T
1
1-T 1-E
L F T
18,0 12.0 30,0
1,893
PI Pe Pf
29,7 -17 56,8
PI P" Pn
q desde B 102,6(29,7/28,2)1/2 105,1
1-E
L
250 100 35,0
0,134
PI Pe Pf
848 ......Pt PI! +5,2 4,7 Pn
q= 381,6(84,8/64,4)1/2 437,9
L F T
PI Pe Pf
947
desde G
L
PI Pe Pf
1 %"
~1W'
-
=25,2 fi1,7
L F T
1%"
Q
Notas
205 +02 2,5
F T
Q
Presion normal
Pt Pe Pf
0,200
L q
2
8-233
=5,56; cada boquilla cubre 100,8 pie3 a 0,25 gpm/pies2 = 25,2 gpm mlnimo
1-E 1
Protecci6n medianre la pulverizaci6n de agua
•
F T
22,0
°
-
1,0
F T
Pt PI! Pn
=50,5(29,4/25,4)112
=54,3
=
= =
PI P\f
Pn
Pt
FIGURA 8.14.8 Hoja de trabajo del calculo hidrfwlico del sistema que se muestra en la figura 8.14.6 donde la velocidad de presi6n no esta incluida
Suministros de Agua Normalmente, los sistemas fijos de pulverizaci6n se suplen de uno 0 mas de los siguientes:
• Conexiones desde Ln sistema confiable de agua corriente con una capacidad y presion adecuadas • Bombas automatica., contra incendio con una potencia con fiable y un suminist~o de agua con una capacidad y confia bilidad adecuadas
8-234
SECCION 8
Supresion a base de agua
•
TIpo can Salida Lateral
Tipo "Cabeza de Taro"
Corriente arriba al suministro Corriente arriba al suministro
Lateral a boquillas Lateral a boquillas
•
---+
------------------
Corriente abajo a otras boquillas
Corriente abajo a boquillas
FIGURA 8.14.9 Acoples en T - Tipos con salida lateral y "Bullhead"
Cubierta movible
~~~3_~Dimensi6n. E variable
sion no superan las capacidades del tanque.
------+II •
Filtros Entrada
Cuerpo del tamiz
L
Conecci6n de escape
FIGURA 8.14.10 Filtro de Grinnell Modelo A
Los filtros son requeridos en las lineas de abastecimiento de Los sistemas fijos de pulverizac' on de tuberias para evitar que Las boquillas se taponen donde las tuberias de agua para eL sistema aereo de las boquillas son inferiores a 9,5 mm (% puLg) 0 para Los sistemas en Los cuaLes es probabLe que el agua contenga ma terial que pueda generar obs trucciones. Las cestas de aquellos filtros seLeccionados deben 1ener una malla 10 suficientemente pequefia para proteger los co o.ductos de agua mas pequefios que se encuentran en las boquillas usadas. La Figura 8.14.10 muestra un filtro Modelo A de Grinnell con un tamiz tipo cesta de III etaL resistente a la corrosion. Este filtro en particular esta dispc1nibLe en tamafios de 3 pulgadas, 4 puLgadas, 6 pulgadas, 8 puLgadas y 10 pulgadas (para unidades SI: 1 puLgada = 25,4 mm.). Las boquillas de pulverizacion de agua con conductos de agua muy pequefios pueden tener su propio filtro intemo, as! como tambien uno en La lineo de suministro para eliminar eL ma terial extrafio mas grande.
Drenaje FIGURA 8.14.11 Boquilla "Mulsifyre" de Grinnell con tapa que salta con facilidad
• Un tanque de gravedad elevado con una capacidad yeleva cion adecuados Generalmente, la capacidad de los tanques de presion no es adecuada para suplir los sistemas de pulverizacion de agua. Sin embargo, estos pueden ser aceptables como suministros de agua para los sistemas pequefios cuyos requerimientos de agua y pre
Los sistemas fijos de puLver zacion de agua descargan grandes cantidades de agua. Las insta .aciones especiaLes de drenaje y eli minacion son importantes pdra controLar la propagacion de li quidos inflamabLes 0 peligrosos hacia areas adyacentes aL fuego. Deberian instalarse pisos inc inados, cercos, zanjas, diques y su mideros para dirigir La mezcla de liquidos inflamables 0 peli grosos y el derrame de agua. Estos deben estar conectados a una instalacion que separe los lic;uidos inflamables y peligrosos del agua. Estos liquidos deben n;cogerse en areas controladas hasta que puedan ser desechados ce manera segura.
CAPITULO 14
•
Protecci6n mediante la pulverizaci6n de agua
Mantenimiento
8-235
BIBLIOGRAFIA Referencia Citada
Es importante que los sistemas fijos de pulverizacion de agua sean inspeccionados y llevados a mantenimiento regularmente. La NFPA 25, Norma para la Inspeccion, Prueba, y Manteni miento de Sistemas de Proteccion contra Incendios a Base de Agua, proporciona los requerimientos especificos para la ins peccion, pruebas, y mantenimiento periodicos de los sistemas de pulverizacion de agua. Los filtros, tuberias, vaIvulas de con trol, valvulas de activacion del sistema, dispositivos de activa cion por calor, y boquillas de pulverizacion, estan incluidos en un calendario programado de inspeccion, particularmente aque 110s que estan equipados con filtros. Las pruebas de flujo se re alizanfrecuentemente para garantizar una operaclOn satisfactoria. Despues de que se han completado las pruebas, es necesario Iimpiar todos los filtros y revisar todas las valvulas para estar seguros de que el sistema esta en condiciones norma les de operacion. Las boquillas con tapas 0 tapones que saltan con faeilidad se proporcionan para proteger el interior de la tuberia y de las boquillas localizadas en areas que contengan vapor de pintura, vapores corrosivos, polvo, u otro material extrano. Otras tapas tapones que saltan con facilidad se conectan a las boquillas para permitirles retener agua en el sistema de tuberias y, por consiguiente, reducir el tiempo entre la operacion de la valvula de diluvio y la descarga de agua pulverizada de las boquillas (Figura 8.14.11). La inspeccion y el mantenimiento regular deben confirmar que las tapas y los tapones estan en su lugar
°
API RP 2030, Application de Fixed Water Spray Systems/or Fir" Pro tection in the Petroleum Industry, American Petroleum l'ns,:r:,::e. Washington, DC.
C6digos, Normas, y Pnictica.~ Recomendadas NFPA La consulta de los siguienles codigos, normas y practicas recomi?r: dadas de la NFPA proporciOnara informacion adicional sobre teccion mediante agua pulverizada discutida en este capitulo. ia ultima version del Catalogc de la NFPA para conocer la disponibilidad de las ediciones actuales de los siguientes documentos.j
NFPA 13, Standardfor the rnstallation de Sprinkler Systems NFPA 14, Standardjor the rnstallation de Standpipe. Private Hydrant, and Hose Systems NFPA 15, Standardjor Warer Spray Fixed Systems jar Fire Protection NFPA 18, Standard on Welling Agents NFPA 20, Standard for the Installation de Stationary Pumps jar Fire Protection NFPA22, Standardfor Warer Tanklfor Private Fire Protection NFPA 24, Standardfor the Installation de Private Fire Service Mains and Their Appurtenances NFPA 25, Standard for the Inspection, Testing, and Maintenance de Water-Based Fire Pro'ection Systems NFPA 30, Flammable and Combustible Liquids Code NFPA 69, Standard on Exp'osion Prevention Systems NFPA 70, National Electriwl Code® NFPA 72®, National Fire Alarm Code~l NFPA 80A, Recommended Practice for Profection de Buildings desde Exterior Fire Exposures NFPA 750, Standard on Wuter Mist Fire Protection Systems
Jack R. Mawhinney
I interes en cuanto al uso de pulverizaciones muy fin as de agua (agua nebulizada) en los sistemas de supresion de incendios ha sido muy intenso a 10 largo de los ultimos diez anos. La fuerza economica tras este interes ha sido impul sada por dos grandes necesidades de la proteccion contra incen dios. Primero, a comienzos de los aftos 90, las organizaciones reguladoras maritimas internacionales hacian obligatoria la ins talacion de sistemas de rociadores en las embarcaciones de pa sajeros. Esto inspiro la bUsqueda de un sistema que pudiera considerarse equivalente a los rociadores, pero que descargara una cantidad inferior de agua, utilizara tuberias de diametro in ferior y tuviera un peso total inferior al de un sistema de rocia dores estandar y que ojala fuera mas economico. La segunda razon fue la necesidad de encontrar algo que reemplazara las sustancias de agotamiento de ozono tales como los halones, las cuales habfan sido utilizadas durante decadas para proteger los espacios para maquinaria, cuartos con liquidos inflamables, cuartos de computadoras y cuartos para materiales sensibles al "dano ocasionado pOI el agua." La bUsqueda de un elemento al ternativo al halon incluyola posibilidad de utilizar agua en apli caciones donde anteriormente el uso del agua no se consideraba practico. Por 10 tanto, una tecnologia que pudiera reducir al mi nimo el tamano de las gotas y la tasa de aplicacion, aumentar la evaporacion y ayudar a reducir los niveles de oxigeno para ex tinguir los incendios ocultos empezo a tener un valor comerciaL Estimulados por las condiciones receptivas del mercado, se han conceptualizado sistemas de supresion de incendios inno vadores y han sido instalados como sistemas de trabajo. Muchas de las embarcaciones de pasajeros del mundo est{m actualmente equipadas con sistemas de agua nebulizada. Gran parte de los primeros trabajos realizados para desarrollar las pruebas de in cendio y los criterios del desempefio tuvieron lugar en Europa en laboratorios tales como el SP en Suecia, el SINTEF en Noruega, el VTT en Finlandia y el Danish Fire Research Institute. En Nor teamerica, la investigaci6n pnictica se realizo en Canada en el National Research Council National Fire Laboratory, y en Los Estados Unidos por Hughes Associates, Inc., con el apoyo de la Guardia Naval y Costera de los E.U.A. En 1993, la Asociacion Nacional de Proteccion contra lncendios (NFPA) empez6 a tra-
E
Jack R. Mawhinney, P.Eng., es un ingeniero que pertenece a las di rectivas de Hughes Associates, Inc., con sede en Baltimore, Maryland. Antes de unirse en 1996 a Hughes Associates, fue oficial superior de in vestigaci6n en eJ Institute for Research in Construction, National Re search Council Canada.
bajar en una norma sobre disefio e instalacion, la NFPA 750, Norma sobre Sistemas de Protecci6n contra Incendios con Agua Nebulizada (que de aqui en adelante se denominara NFPA 750), para consolidar los conceptos de disefio que surgen del trabajo de investigacion y desarrollo. En la ultima decada una gran can tidad de compafiias europeas han obtenido aprobaciones de las agencias de certificacion norteamericanas tales como la FM Global Research y Underwriters Laboratories (UL) para espa cios con maquinaria, cerramientos de turbinas y areas de flujo laminar yertical (Iret be;1clies). Varios fabricantes norteamerica nos de proteccion contra incendios han desarrollado equipos es pecializados de agua nebulizada con sus propios disefios de boquillas..-\hora existen protocolos formales para las pruebas contra incendios no sob para las aplicaciones maritimas tales como cuartos de maquinas, cerramientos de turbinas, aloja micntos. espacios public os y areas de servicio, sino tambien para las aplicaciones en tierra que involucran espacios para maqui narias muy grandes. sis :emas de aplicacion local, aplicaciones de riesgo ligero y ordinario y areas de flujo laminar (wet ben ches) para la fabricacion de elementos electronicos. Aunque el mercado maritimo para los sistemas de agua nebulizada sigue siendo e1 mas fuerte. exi stc un crecimiento lento pero constante, en las aplicaciones en tierra. EI primer capitulo sobre tecnologia de agua nebulizada aparecio en la decimoc .aya cdicion dellidanual de Protecci6n conn'a Incendios lanzacla en 1997. Desde entonces, la tecnolo gia ha a\anzado de "potencial" a "reaL" Existcn sistemas ins talados en los modulos de procesos en los campos de petr6leo de Alaska y en los edifil-ios de patrimonio historico, en hoteles, galerias de arte y cuartl)s de computadoras en todo el mundo. La experiencia con el di sefio, la instalaci6n, la contrataci6n y el mantenimiento de los sistemas ha avanzado constantemente. EI capitulo del Manual ha sido revisado para reflejar los cambios y ayances logrados. Se debe tener en euenta que la creciente experiencia no ha cambiado un factor importante en el disefio de los sistemas de agua nebulizada. Como se indica en la pri mera edici6n, todavia nJ existe un enfoque generalizado de los "fundamentos" para el disefio de los sistemas de agua nebuli zada. Los criterios de diseiio para los equipos de cada fabri cante se determinan a traves de pruebas contra incendios a escala real para los proTOcolos de prueba reconocidos interna cionalmente. Las densidades del flujo difieren bastante entre los fabricantes de manera que no se puede imponer un criterio generico unico para todos los fabricantes. Las pruebas a escala real siendo justi~icadas. Este capitulo revisa los elementos mas destacados de los
8-237
1
8-238
SECCION 8
•
Supresion a base de agua
sistemas de proteccion contra incendios con agua nebulizada. Discute los mecanismos generales de extincion y la influencia del tipo de combustible y las condiciones del compartimiento en cuanto a efectividad. Este capitulo proporciona algunos de talles sobre los componentes, los tipos de sistemas, los metodos de calculo para los sistemas de fluido unico y doble, la seleccion de las bombas y la aplicacion de las bombas de desplazamiento positivo y los temas relacionados con el mantenimiento.
APLICACIONES DE LOS SISTEMAS
DE AGUA NEBULIZADA
Antes de entrar a discutir los detalles y principios generales de los sistemas de agua nebulizada, es muy instructivo revisar va rias aplicaciones de los sistemas de agua nebulizada. Algunas de las aplicaciones han sido estudiadas en detalle por varios grupos tecnicos que buscan desarrollar protocolos de pruebas contra incendios por consenso para establecer los criterios del disefio. Otros fueron desarrollados a traves de pruebas ad hoc realizadas por un pequefio grupo interesado en resolver un problema espe cifico. Los siguientes ejemplos representan el "terreno de prueba" para la tecnologia de los sistemas de supresion de in cendios con agua nebulizada.
Espacios para Maquinaria Los espacios para los compartimientos de la maquinaria son un ejemplo de un espacio en una embarcacion donde los incendios presumidos pueden especificarse como incendios que involu cran derrames de combustible diesel y de aceite lubricante 0 hi draulico, encendidos por partes calientes del motor, rodamientos recalentados 0 por produccion de arcos electricos. Los incen dios de charco 0 por pulverizacion de hidrocarburos pueden de sarrollarse rapidamente, ser muy calientes y tener el potencial de dafiar 0 destruir una embarcacion. Las reglamentaciones de se guridad para trans porte maritimo intemacional, desarrolladas por la lnternacional Maritime Organization (lMO) y segun estan escritas en las reglas de SOLAS (Safety ofLife at Sea), han requerido por muchos afios que los espacios para maquinaria en las embarcaciones grandes esten equipados con sistemas de su presion de incendios que utilicen halon 0 CO 2 , Con la reduccion progresiva del halon y el hecho de que se ha tornado mayor con ciencia sobre el riesgo que representa el CO 2 , existe un gran in teres por encontrar un agente altemativo de supresion de incendios en los compartimientos para maquinaria de las em barcaciones. Un mayor incentivo para encontrar sistemas de su presion mejorados en los espacios para maquinaria proviene de la reglamentacion de la lMO que requeria que todas las embar caciones capaces de transportar a mas de 36 pasajeros estuvie ran equipadas con sistemas de rociadores automaticos para el ano de 1997. Algunos problemas con este requisito inc1uyen los vroblemas de estabilidad que se generan en la superestructura de =.rna embarcacion por el peso de las tuberias de diametro grande -lCle requieren los rociadores. Otras preocupaciones inc1uyen el ;'J~encial de inundar los compartimientos alterando la estabili ::":'d de la embarcacion. Esos problemas son tenidos en cuenta
por los sistemas de supresion con agua nebulizada, los cuales prometen utilizar tuberias de diametro pequefio y descargar can tidades minimas de agua. El potencial para utilizar pulverizaciones de agua finamente divididas para suprimir incendios por pulverizacion de charco y de hidrocarburos se conoce desde hace alglin tiempo, al menos desde los afios cincuenta. 1,2 Desde 1990, cierta cantidad de com pafiias han desarrollado sistemas de agua nebulizada para los compartimientos de maquinaria maritima, en los que el princi pal riesgo de incendio involuc:a los incendios por pulverizacion de hidrocarburos 0 los incendios de charco. Los protocolos de prueba y las enmiendas de la lnternational Maritime Organiza tion (lMO) que datan desde 1994 y 1996 establecieron las di rectrices para los sistemas de supresion de incendios con agua nebulizada en los espacios para maquinaria (lMO MSC/Circular 668: Alternative Arrangemenrs for Halon Fire Extinguishment Systems in Machinery Spaces and Pump-rooms 3,4). Las pruebas se refieren a los incendios de combustibles liquidos en compar timientos para maquinaria de 500 m 3 , maquinaria que funciona principalmente con diesel en espacios de hasta 3000 m 3 y en es pacios para maquinaria diesel de mayor volumen en buques pe troleros y embarcaciones de contenedores. Estos protocolos de prueba se describen en la NFPA 750. Existen trece escenarios de prueba que involucran incendios protegidos de charco y por pul verizacion de diferentes tamafios alrededor de una maqueta de tamafio natural de un motor dlesel. Existe un espacio vacio de bajo de la maqueta del motor diesel para simular un espacio de sentina con un incendio protegido. Tambien hay una abertura de ventilacion de 2 m x 2 m en el cuadrante inferior del comparti miento de prueba. Para "pasar" el proto colo de prueba de la lMO, un sistema de agua nebulizada debe extinguir todos los trece incendios de prueba, desde el incendio por pulverizacion de 6 MW de mayor tamafio hasta el incendio de charco mas pe quefio «500 kW). Los incendios de prueba inc1uyen combusti bles de hidrocarburos con puntos de inflamacion tanto altos como bajos. Una prueba involucra un encendedor de heptano y una criba pequefia de madera. A traves de la experiencia se ha demostrado que la extin cion de incendios grandes en un compartimiento con ventilacion limitada es relativamente faci .5.7 Un incendio grande consume oxigeno y genera suficiente <.:alor para convertir las gotas de agua en vapor de agua, reduciendo asi la concentracion de oxi geno en el compartimiento. E. incendio se extingue a si mismo debido a la falta de oxigeno. Los incendios pequefios son mas di ficiles (toman mas tiempo) de extinguir, ya que no consumen el oxigeno disponible con sufici~nte rapidez (segun la entrada de aire a traves de la abertura de 'Tentilacion), ni generan suficiente calor para evaporar una parte ,ignificativa del agua nebulizada. 5 Por estas razones las pruebas de compartimientos para maqui naria de la lMO son cada vez mas dificiles de pasar a medida que el compartimiento se hace ma.s grande y los incendios se vuel yen mas pequefios. El proto colo de prueba de la lMO requiere la extincion total de todos los incendios. Esta permitido que los sistemas que han pas ado la prueba del espacio para maquinaria de la lMO utilicen combinaciones de boquillas d~ cielo raso de inundacion total y boquillas filtrantes sobre las aberturas de ventilacion al igual que la adicion de un agente espumante al abastecimiento de agua.
CAPiTULO 15
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Sistemas de supresi6n de incendios con agua nebulizada
Rasta cierto punto, los disefios de sistemas exitosos se pueden adaptar para pasar la prueba de la IMO. Algunos sistemas pue den depender del control de la ventilacion a traves de la abertura de ventilacion especifica. Si la aplicacion real no tiene esta aber tura de ventilacion bien definida, no se puede saber si aun as! el sistema podni obtener los mismos resultados. Ademas, la es tructura de prueba de la IMO no incluye el monton de tuberias elevadas, bandejas de cables y eonductos que se eneuentran en los espacios para maquinaria "reales." Tanto laFactory Mutual como Underwriters Laboratories han desarrollado sus propias versiones de la serie de pruebas de la IMO. Los programas de la FM Global Research y de UL di fieren de cierta forma de las pruebas de la IMO. Los protocolos de prueba de la FM Global Research y de UL, por ejemplo, hacen mas flexible el requisito para extinguir el incendio de cu beta (pan fire) mas pequeno en la sentina. La flexibilidad reco noce el nivel de controllogrado por el sistema de supresion, el pequeno incendio protegido puede extinguirse manualmente. Los sistemas de agua nebulizada han sido instalados en es pacios para maquinaria en tierra en e1 North Slope de Alaska. Existen algunas diferencias entre los espacios para maquinaria en tierra y los que se encuentran en las embarcaciones. En las embarcaciones, el concepto de una sola abertura de ventilacion de 2 m x 2 m es villido debido a la naturaleza de la comparti mentacion en las embarcaciones. En las instalaciones en tierra, las aberturas de ventilaci6n pueden estar distribuidas de forma distinta. EI disenador debe entender las condiciones y los obje tivos de desempeno de cada protocolo de prueba con el fin de haeer una adaptacion apropiada para una instalacion real. Los sistemas de agua nebulizada en los eompartimientos para maquinaria pueden caracterizarse de la siguiente manera: Objetivo de Seguridad. Reemplaza los agentes de extinci6n de hal6n 0 CO 2 , Extingue todos los incendios de mas de 500 kW que involucran combustible diesel derramado 0 pulverizado 0 aceites hidraulicos y proporciona el enfriamiento de gases ca lientes, utilizando una cantidad limitada de agua. Tamafios del incendio entre 0,5 y 10 MW. Los tiempos de extinci6n deben ser de menos de 15 minutos (IMO) 0 de 30 a 60 minutos (Ull 0 FM Global Research). Mecanismos. El enfriamiento convectivo de las llamas, los gases calientes y el combustible; el desplazamiento por vapor del oxigeno y la diluci6n de las mezclas de vapor de aire y com bustible; el bloqueo de la transferencia de calor radiante 0 con vectivo hasta las superficies de los combustibles que no se han quemado y los objetos cireundantes. La capacidad de garantizar condiciones optimas para cualquiera de los mecanismos de ex tincion disminuye a medida que aumenta el tamano del com partimiento. la ventilaci6n, la complejidad del combustible y la canriead de obstrucciones. Elementos del Sistema. Sistemas de diluvio con boquillas ::.::;::-::::." ~,,:: ':;5,::-:;:..;:i,'):1 en parrilla en el cielo raso y a veces a :-::\ ;C"L:::; ;'.';C":-:C,;C"'::(>:; Las boquillas deben ser de chorro de alta 0 Pueden estar comb i najos .::on 0:,05 ,,;5:e::r:.as de (es sistemas de es puma para semina I cuando el cOntro', esni mas alla de la
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capacidad de solo la nebulizacion. Activados por un sistema de detecci6n independiente. EI abastecimiento de agua puede ser de agua salada 0 dulce. Las reglas mantimas (IMO) requieren un abastecimiento de agua de 30 minutos. Aceptacion de la Industria. Los sistemas de agua nebulizada son aceptados en todo el mundo por la Internationallviaritime Organization (lMO) como un reemplazo para el CO 2 0 el halon en los espacios para maquinaria maritima. Las sociedades ase guradoras maritimas CC>illO la Det Norske Veritas y Lloyd's ins peccionan y contratan los sistemas. Algunas agencias nacionales especificas de la Guardia Costera de los E.E.U.U. difieren en su nivel de aceptaci6n de los sistemas para espacios de maquinaria de la IMO. La aceptacion de los sistemas de la [MO por parte de la Guardia Costera de los Estados Unidos esta pendiente. La Ma rina de los Estados Unidos ha incorporado un sistema de agua nebulizada para espacios de maquinaria que cumple con los re quisitos de desempeno de la IMO en las nuevas embarcaciones LPD 17 de la Marina. La Royal Nm.y (Reino Unido) sigue in vestigando el uso de sisl[emas de agua nebulizada de baja presion en los espacios para maquinaria. BP Alaska, Philips Petroleum y AReO Alaska han instalado sistemas de agua nebulizada en los m6dulos para maqu inaria en el North Slope de Alaska como reempJazo para los sistt:mas de hal6n 130 I. Los disefios de estos sistemas en espacios para maquinaria en tierra estan basados en los protocolos de IMO, F.1t,.f, Global Research 0 en los proto co los de ULl para espacios de maquinaria.
Cerramientos de Turbinas Los cerramientos de tubinas son un tipo de espacio para ma quinaria. A diferencia ae los espacios para maquinaria en gene ral, los cuales pueden contener muchas fuentes potenciales de incendio, la fuente de iBcendio en un cerramiento de turbina esta limitado a la turbina y ,1 sus tuberias de combustible. Las gran des turbinas diesel 0 impulsadas por gas son equipos estandar en las plataformas de perforaci6n petrolera en alta mar. EI rompi miento de las tubenas de combustible puede resultar en ineen dios por pulverizaclon 0 en incendios por derrame tridimensionales con iIlcendios de charco en un area de sentina debajo de la turbina. L1S palas giratorias de la turbina son sus ceptibles a danos graves si la caja que la rodea se enfria rapida mente y se contrae. Por esta razon, en el pasado se consideraba peligroso aplicar agua a los incendios de turbinas, al menos hasta que la maquina dejara de rotar. Las turbinas estan ence rradas en compartimiertos de ventilacion controlada. Los siste mas de inundaci6n total de halon 1301 YCO2 han sido el metoda preferido para proporclonar la supresi6n automatica de incen dios en los cerramientos de turbinas. Wighus et a1. 5 confirmaron la capacidad de un sistema de supresi6n de incendios con agua nebulizada para extinguir in cendios en un cerramiento de turbina. Los protocolos de prueba subsiguientes han sido desarrollados por FA,! Global Research (FMRC) para incluir la:; inquietudes relacionadas conla utiliza ci6n de agua pulverizada sobre turbinas calientes. El protocolo de la prueba contra incendios de FM Global Research para las turbinas en cerramiento 5 incorpora una prueba para medir la tasa de enfriamiento de unH placa gruesa de metal. Como normal
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SECCION 8
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$upresion a base de agua
mente las turbinas se instalan en el interior de cerramientos, los protocolos de prueba han sido desarrollados para condiciones dentro del cerramiento. Varios fabricantes de equipos de agua nebulizada han obtenido listados FMRC para sistemas de agua nebulizada en los cerramientos de turbinas de hasta 260 m 3• En Europa y Australia existen otros protocolos de prueba para ce rramientos de turbinas. Los fabricantes han adoptado varias es trategias con el fin de pasar la prueba de enfriamiento en el protocolo de prueba de FM Global Research. Estas inc1uyen la orientacion de las boquillas para proyectar la pulverizacion ho rizontalmente, paralela con el eje de la turbina, para reducir al minimo el choque directo de la pulverizaci6n sobre la cubierta; y utilizar cic10s de encendido y apagado de la pulverizaci6n por intervalos cortos. El sistema de agua nebulizada del cerramiento de turbina puede estar caracterizado de la siguiente manera: Objetivo de Seguridad. Extinguir nipidamente un incendio que involucra combustible diesel derramado 0 pulverizado sobre 0 debajo de una turbina diesel en funcionamiento, utilizando una cantidad limitada de agua y sin danar las palas de la turbina por el choque terrnico. Pcrrnite el enfriamiento de gases calientes en el compartimiento. Reemplaza al hal6n 1301 0 al CO2 , Mecanismos. Enfriamiento por convexi6n de las llamas, gases calientes y combustible; desplazamiento por vapor del oxigeno y diluci6n de las mezclas de vapor de aire y combustible.; blo quea la transferencia de calor por convexi6n y radiante hacia las superficies de los combustibles que no se han quemado y de otros objetos; enfriamiento de superficies metaIicas calientes. Elementos del Sistema. Estos inc1uyen sistemas de inundacion total del compartimiento con boquillas abiertas en un sistema de tuberias predisefiado. Los sistemas de baja presi6n al igual que los de alta presi6n utilizan agua almacenada y gas comprimido para descargar el agua hasta las boquillas. La ubicaci6n y orien taci6n de las boquillas son irnportantes para el desempefio total. A veces se utilizan ciclos (ciclos de encendido/apagado) para re ducir al minimo la tasa de enfriamiento de la caja de la turbina. Para controlar la puesta en marcha del sistema se utiliza un sis tema de deteccion 6ptico 0 de calor independiente. EI volumen del almacenamiento de agua se bas a en el requisito mlnimo de diez minutos de duraci6n de FM Global Research 0 en el requi sito de la NFPA 750 de dos descargas completas para los siste mas predisefiados (veinte minutos). Aceptaci6n en Ja Industria. Los operadores y reguladores de la industria petrolera de Noruega y Australia aceptan el agua ne bulizada como una altemativa para el halon 0 el CO 2 en los ce rranlientos de turbinas de las plataforrnas petroleras en alta mar. Los reguladores del campo petroleroNorth Slope deAlaska tam bien aceptan el uso de agua nebulizada en los cerramientos de turbinas en tierra. Algunos fabrieantes de turbinas aceptan el uso de agua nebulizada alrededor de sus turbinas; otros no 10 acep tan. Por 10 tanto, el fabricante de turbinas, mas que el operador industrial 0 la autoridad competente contra incendios, juega un papel erucial.
Alojamiento Maritimo, Espacios Publicos y Areas de Servicio Las reglamentaciones maritirnas de la lMO que requieren la ins talaci6n de sistemas de rociacores automaticos en las embarca ciones de pasajeros han estimulado el interes por desarrollar sistemas de supresi6n a base de agua que requieran menos agua que los rociadores estandar, cue puedan utilizar tuberia de dia metro inferior y que sean corrpatibles con los sistemas de abas tecimiento de agua, de detecc i6n y control en una embarcacion. En este sentido, se ha hecho un gran esfuerzo por desarrollar sis temas de agua nebulizada que funcionen igual que los sistemas de rociadores. El protocolo de prueba ha. sido desarrollado por la LUO para evaluar el uso del agua nebulizada en los alojamientos de la tri pulaei6n y en los corredores de la cmbarcaci6n.'-:! Las pruebas realizadas hasta la fecha han estado enfocadas en las cabinas pe quefias (es decir, 12 m 2 para los alojamientos de la tripulaci6n y 25 para las cabinas de luju). A diferencia de los sistemas de agua nebulizada cuya aplicadon es los incendios CIase B (de combustibles de hidrocarburcs), el escenario de incendio de los alojamientos de la tripulacion involucra combustibles CIase A. Mientras que las gotas son una desYCntaja en e] caso de los incendios con hiC'rocarburos. estas sorr de gran be ncficio en la extinci6n de eombustibles Clase A debido al hu medecimiento del combustible que no se ha quemado. El agua nebulizada para la supresi6n de combustibles C]ase A puede tener gotas mas grandes que los chorros utilizados para los in eendios de combustibles liquidos. Los sistemas de agua nermlizada que incorporan boquillas que se actiYan terrnicamente fueron reconocidos por la LHO como equi\-alentes a los rociadores para la aplicacion en los alo jamientos de la tripulaci6n yen las cabinas de los pasajeros. La lMO ha desarrollado pruebas adicionales para las cargas de combustibles mas severas asociadas con las areas mercantiles )' de servicio de las embarcaciones. 9-!2 Las pruebas contra incen dios desarrolladas por la IMO para los riesgos Clase A de las embarcaciones se han eonvertido en la base para los sistemas li generalizados hechos para oc upaciones en tierra "de gero y ordinario" y "residenc ales." 13·14 Las aplicaciones para oCLlpaciones de riesgo ligero y ordi nario de los sistemas de agua rlebulizada pueden estar caracteri zadas de la siguiente manera: Objetivo de Seguridad. Sabar vidas mediante la supresi6n y control de incendios en eombustibles Clase A. Prevenir la pro pagaci6n del fuego desde el compartimiento de bacia e] interior de los compartimient,)s adyacentes. Mecanismos. Humedecimierto de los combustibles de madera, papel, tela y pl
CAPITU LO 15
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Sistemas de supresi6n de incendios con agua nebulizada
Elementos del Sistema. Similares a los sistemas de rociadores de tuberfa hUmeda con boquillas normalmente cerradas, que se activan termicamente. Las boquillas tienen orificios mas peque nos, funcionan a presiones mayores y producen un mayor por centaje de gotas mas finas que los rociadores estindar. Los disenos de la boquilla incluyen los tipos de chorro a presion baja o intermedia y los de alta presion.
Aceptacion de la Industria. Muchos cruceros escandinavos estan protegidos en su totalidad con sistemas de agua marina ne bulizada probados de acuerdo con los protocolos de prueba de la IMO para los alojamientos, espacios publicos y areas de servicio. EI trabajo de la IMO estableciolas directrices para reconocer a los sistemas de agua nebulizada como equivalentes a los sistemas de rociadores en embarcaciones. Los sistemas son reconocidos por Det Norske Veritas, Lloyd's y otras sociedades mantimas.
Hoteles, Edificios de Patrimonio Historico y Galerias Las aplicaciones no maritimas de los sistemas de agua nebuli zada inc1uyen hoteles, edificios de patrimonio historico y gale rfas de arte. Los protoco10s de prueba de 1a IMO para alojamientos, espacios publicos y areas de servicio proporcionan la base del disefio para muchos de estos sistemas. Los cuartos con corredores en los cruceros son similares a los cuartos con corredores en los hoteles en tierra. Desde e12000, dos hoteles en el Reino Unido han sido remodelados con sistemas de agua ne bulizada de alta presion con el fm de incrementar 1a seguridad humana. Los sistemas de agua nebulizada de alta presion fueron seleccionados por las ventajas que implica la utilizacion de tu berias de diametro pequeno y al requisito de un caudal de agua pequefio en comparacion con los rociadores estandar. Los siste mas de agua nebulizada tenian costos mas competitivos que los rociadores estandar. En Noruega y Finlandia se han instalado sistemas de agua nebulizada para proteger edificios de patrimonio historico que estan alejados de centros urbanos. Existen iglesias de madera de mil anos de antigiiedad, ubicadas en areas apartadas con un abastecimiento de agua minimo 0 donde este no existe. Durante algunos afios en la decada de los 90, la creciente preocupacion por los incendios provocados condujo a la exigencia de una mejor proteccion. Existia la necesidad de ofrecer un sistema au tomatico de deteccion y supresion que pudiera proteger las es tructuras con una cantidad minima de agua y que no dafiara los 1conos irremplazables pintados con pintura soluble en agua en las paredes de madera. Se desarrollo un sistema de agua nebuli zada que utiliza boquiIlas a la altura del cielo raso para lograr una "supresion subita generalizada" al descargar la cantidad su ficiente de agua para sacar el calor de la capa de gas caliente pero sin mojar las paredes. 15 ,16 Las boquiIlas abiertas se descar gan como un sistema de diluvio para proporcionar un enfria miento efectivo. Se instalaron boquillas sup Iementari as con caudales de t1ujo mas altos en el nivel del piso para extinguir los :ncendios aceleradores. En Noruega se llevaron a cabo las prue bas ac !:loc para validar el concepto y las autoridades noruegas de la preservacion de los tesoros nacionales, esta b:: '3:;,~~..;ha:c: de contar con un medio para proteger las estruc
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turas. Estos sistemas utllizan agua almacenada en cilindros con un valor nominal de presion, conectados a cilindros de gas com primido para proveer la fuerza impulsora. Los requisitos elec tricos minimos se cumplen mediante un panel de control de alarma de incendio cor energia proveniente de una bateria de respaldo. En algunos eaificios remotos que son patrimonio his torieo de los Estados U nidos, la Parks Board ha instalado sistemas aut6nomos simi lares, de alta presion, accionados por cilindros. La Sational GalleT}' ofArt ha instalado sistemas de nebuli zacion de agua de alta presion, de accion previa, en dos galerias de Washington, DC. Las galerias elegidas no contienen pinturas ni obras de arte. Son cu,artos de epoca con muros 0 cielos rasos decoratiyos. l...'n incendio en estas galerfas serfa una amenaza para todas las demas areas de la galerfa debido a los danos oca sionados por el humo y el fuego. Los muros y cielos rasos com bustibles no se consid,eran irremplazables de manera que el trabajo en madera podda reproducirse si fuera daiiado por el agua. El objetivo era suministrar proteccion contra incendios con un uso minimo de a.",oua. de manera que otras areas de la galeria no se inundaran ni se daiiaran. Las boquillas de agua nebulizada fueron seleccionadas para proyectar la pub;erizacion horizontaI mente a 10 largo de la parte inferior del cielo raso en los espacios ocultos por encima de l cielo raso y en las cavidades de los muros. Las boquillas se actiyan termicamente. aunque la unidad de la bomba contra incendio no arranca a mcnos que exista una sefial de alarma proveniente de al menos d05 detectores de humo. En el sotano se instalo hna unidad de bomba de alta presion con la capacidad para contr'Jlar varias areas independientes del di sefio si el agua nebulizada se extiende a orras partes del edificio. Los sistemas de agua nebulizada para horele:; y editicios de patrimonio historico pueden estar caracterizados de la siguiente manera:
u.s.
Objetivo de Seguridad. Para los hoteles. el
es la se guridad humana, aunqu,c la proteccion de la propiedad tambien es importante. Para las iglesias remota'S que son patrimonio his torico, los edificios de parques y las galerias el objeti\ 0 e:; prin cipalmente la proteccion de la propiedad y la preserYacion del patrimonio historico.
Mecanismos. Enfriamknto de los gases ealiemes cerca del cielo raso para reducir al miItimo 1a posibilidad de que se produzca una combustion subita generalizada iflashmert y el humedeci miento directo de los ccmbustibles CIase A en el pi:;o.
Elementos del Sistem!t. Para los hotele:; y galeria:;, abasteci mientos de agua para la bomba de alta presion con una duraci6n minima de treinta minutos. Para los editlcios de patrimonio his torico alejados, sistemas accionados por gas comprimido con agua almacenada para diez minutos. L so de boquillas abiertas en el sistema diluvio para la supresi6n de la combustion subita generalizada (flashover;; boquillas (automaticas I activadas ter mieamente en el sistema de acci6n pre\ia para la proteccion de galerfas; boquillas automaticas en los sistemas de tube ria hU meda para hoteles. Los sistemas de accion pre\Cia y de diluvio tambien incluyen el usc de un sistema suplementario de detec cion de fuego 0 humo y un panel de a1arma interconectado.
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SECCICN 8
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Supresion a base de agua
Aceptacion de la Industria. Aceptacion por parte de las auto ridades competentes CAC) en Europa basada en un trabajo de desarrollo conjunto que involucra a laAC, a los ingenieros de di sefio y los fabricantes. La aceptacion esta creciendo en Nortea merica por parte de las organizaciones capaces de actuar como su propia autoridad competente (es decir, pueden aceptar siste mas no listados de acuerdo con su propia evaluacion de que el sistema cumple con sus objetivos).
CUARTOS DE EQUIPOS ELECTRICOS,
CUARTOS DE COMPUTADORAS
V AREAS DE FLUJO LAMINAR
VERTICAL (WET BENCHES)
El agua nebulizada ha sido considerada como una posible alter nativa al halon 1301 para ser utilizada en cuartos de equipos electricos. Las aplicaciones potenciales inc1uyen las instalacio nes de oficinas centrales de telecomunicaciones, cuartos de con trol y cuartos de computadoras. Los desarrollos en estas areas son limitados. En 1998, la NASA exploro el usa potencial de un sistema de agua nebulizada para un cuarto de control que con tenia consolas de equipos de computacion. Se requirio que el fa bricante realizara pruebas a escala real para demostrar que el sistema podia extinguir pequefios incendios indicadores en una maqueta de la instalacion. Las pruebas contra incendios fueron modeladas segun la nonna de UL para sistemas gaseosos de su presion para cuartos de computadoras. Se ha infoffilado que una compania de proteccion contra incendios ha completado las pruebas a satisfaccion del jefe de bomberos de la base y se ha instalado un sistema. Existe un gran interes alrededor del mundo en el uso de sistemas de agua nebulizada en cuartos de control, particulannente desde que los europe os hicieron que se quitaran todos los sistemas de halon. Aun no se ha llegado a un consenso con respecto a un enfoque general del disefio y a los objetivos de desempefio. Aunque Factory Mutual ha apoyado el uso dc agua nebuli zada para las oficinas centrales de telecomunicaciones, en Norte america la aceptacion general por parte de los usuarios finales ha sido bastante lenta. El comite de la NFPA 750 (marzo de 2001) fue infonnado de que un edificio repetidor de telecomunicacio nes en Puerto Rico estara completamente protegido por un sis tema de agua nebulizada. Los factores que motivaron este proyecto incluyen la ausencia de 1m cuerpo de bomberos ade cuado dentro de la comunidad, la importancia vital que local mente tiene la instalacion de comunicaciones y la ausencia de un abastecinliento de agua 10 suficientemente solido para alimentar un sistema de rociadores estandar. De fonna similar, se ha mez clado el uso de agua nebulizada como reemplazo del halon para los cuartos de computadoras. Una compania en particular comer cializa un sistema especial de agua nebulizada disenado para cap turar humo en el subsuelo de un cuarto de computadoras y dirigirlo al interior de tubos donde se Ie pueden eliminar los gases acidificadores. Este sistema en el subsuelo del cuarto de compu tadoras para la "limpieza del humo" ha sido adoptado amplia mente para su instalacion en los paises escandinavos. Para la protecci6n general contra incendios del cuarto de computadoras
por encima del subsuelo, hay boquillas de agua nebulizada es tandar distribuidas de acuerdo con las reglas de espaciamiento para ligero. El sistema del subsudo alin no ha sido apro bado por FM Global Research para la proteccion contra incendios en cuartos de computadoras. Nuevamente, la aceptacion difiere entre las autoridades competentes europeas y norteamericanas. Se debe afinnar que la "limpieza del humo" en el subsuelo ocurre dentro de un tuba con un di:in1etro de 100 mm donde es posible que se lleve a cabo un mezc1ado y una limpieza minu ciosos. El sistema captura el hurno proveniente del subsuelo en tubos con un di:in1etro de 100 mm. Una boquilla de agua nebu lizada colocada en el interior del tubo crea una presion diferen cial positiva corriente abajo de la boquilla y una presion diferencial negativa corriente arriba de la boquilla, en relacion con la presion en el subsuelo. En el extremo con presion posi tiva, se expulsa nitrogeno y una nebulizacion muy tina por medio de orificios en la tubeda hacia el subsuelo. En el extremo del tubo con presion negativa, el aire y el humo provenientes del subsuelo son atrafdos dentro del tubo. El nitrogeno sube hasta las computadoras por encima del subsuelo, donde se supone que extingue el incendio" La limpieza del humo ocurre mediante una mezcla turbulenta dentro del tubo. En contraste, no es cierto que el agua nebulizada tenga un beneficio general de limpieza del humo cuando se inyecta den tro de un compartimiento con un incendio cargado de humo. Esta afinnacion erronea del beneficio generalizado de la lim pieza del humo es fomentada para los espacios de elementos electronicos, galerias de arte, runeles de autopistas y edificios en general. Un estudio conducido por la U.S. Navy, Mawhinney et al. midio la densidac optica del humo antes y despues de que pa sara a traves de los filtros de agua nebulizada. 17 EI estudio ob servo que las densidades opticas disminuian como resultado del agua nebulizada pero no 10 suficiente como para mejorar mate rialmente la visibilidad. Ademas, los gases insolubles en el humo no son arrastrados, de modo que la toxicidad del hurno no se reduce por el agua nebulizada. Recientemente, un grupo aus triaco declar6 que el agua nebulizada proporcionaba beneficios de limpieza para los incendios en el runel de una autopista. Los beneficios percibidos incluyen mejoramiento de la visibilidad y aumento en la "respirabilidad.,,18 Dichas afinnaciones no estan sustentadas por experimentaciones y pueden llevar a malenten didos peligrosos acerca de los beneficios del agua nebulizada. Las areas de flujo laminar vertical se utili zan para la fabri caci6n de circuitos integrados (chips) electr6nicos para compu tadora.'>. Nonnalmente estos estan protegidos mediante sistemas de dioxido de carbono. El riesgo incluye los espacios confinados debajo del area de flujo laminar vertical, las cubas de liquido in flamable sobre la superficie de polipropileno del area de trabajo y las campanas colectoras. Una compania ha desarrollado un sis tema de agua nebulizada de doble fluido para ser instalado en areas de flujo laminar vertical. La FM Global Research desarro llo un protocolo de prueba para la evaluacion del sistema. 19 EI sis tema consiste en boquillas abiertas en las areas conectadas a un cilindro de almacenamiento de agua conectado a un cilindro de gas comprimido. Este se activa mediante detectores opticos. De bido a la alta capacidad de corrosion de los acidos para grabar al aguafuerte que se utilizan en el proceso, se necesitan tubos y ac cesorios resistentes a la corrosion. La compafiia fabrico una bo
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Sistemas de supresi6n de incendios con agua nebu/izada
quilla de doble fluido con el equivalente al phistico de Teflon para cumplir con el requisito de resistencia a la corrosion. Los sistemas de agua nebulizada para equipos electronicos, cuartos de computadoras y areas de flujo laminar vertical pue den estar caracterizados de la siguiente manera: Objetivo de Seguridad. Proveer proteccion de la propiedad mediante la extincion de incendios pequefios y eliminando los gases acidos del humo que se genera en las areas del subsuelo. Mecanismos. Humedecimiento directo de los combustibles Clase A en el cableado electrico y en los elementos combustibles norrnales que se encuentran en los cuartos de computadoras; el lavado de los gases !icidos solubles en el humo del subsuelo. Elementos del Sistema. Para los cuartos de computadoras y los cuartos de equipos electricos, el uso de boquillas cerradas equivalentes a los rociadores. Para la limpieza del humo del sub suelo, el uso de una rejilla disefiada a la medida, hecha con tubos de diametro grande para la distribucion y recoleccion del gas ne bulizado fino y del nitrogeno combinado. Los cilindros peque fios de almacenamiento de agua y los cilindros de gas de nitrogeno permiten que el sistema del subsuelo funcione por un periodo de diez minutos. Aceptacion de la Industria. Aceptacion por parte de las auto ridades competentes en Europa basada en un trabajo de desa rrollo conjunto el cual involucra ala AC, a los ingenieros de disefio y los fabricantes. Aun no se ha lIegado a un consenso en cuanto a los protocolos de prueba y criterios de disefio para los sistemas de agua nebulizada. Los sistemas para las areas de flujo laminar vertical cuentan con la aprobacion de Fi\1 Global Rese arch pero no han side ampliamente aceptados por los fabrican tes de circuitos integrados electronicos (chips).
Tuneles En ] 997 se llevaron a cabo pruebas ad hoc para desarrollar cri terios de disefio y objetivos de desempefio para la aplicacion en un tunel de cables electricos de alto voltaje en Nueva Zelanda. 20 La longitud del tunel (9,2 Ian) represento grandes dificultades para el abastecimiento y el bombeo de agua. Toda el agua bom beada hacia el interior del tunel tambien tenia que ser bombeada para sacarla. Existia el incentivo para desarrollar un sistema de proteccion contra incendios con la menor demanda posible de agua. EI objetivo del sistema era cumplir con los requisitos de seguridad humana del gobiemo de Nueva Zelanda y reducir al minimo los dafios de los cables electricos en caso de que ocu rriera un incendio. Cuatro fabricantes comerciales de sistemas de agua nebulizada presentaron sus boquillas para que fueran probadas en un escenario de prueba que involucraba un incen dio de residuos que afectaba a un monton de cables revestidos con PVC. Como el PVC era retardador del fuego, el incendio se autoextinguio tan pronto como se elimino la llama de origen. EI criterio de pasa/no pasa se baso en mantener las temperaturas en la parte inferior de los cables por encima del incendio de prueba por debajo de 400°C. Dos de los cuatro sistemas cumplieron el criterio para pasar y uno de estos fue escogido para ser instalado.
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EI sistema mvolucraba areas de 100 m de boquillas abiertas con un espaciamiento de ] ,Sm. EI caudal de agua presumido era de aproximadamente 1000 Llmin (265 gpm) por area. Se utilizo un sistema de deteccion de humo independiente para ubicar el area de incendio y activar la yliivtlla de diluvio correspondiente. Bajo velocidades de ventilacion normal de ~5 mis, el humo sena re cogido lejos del punto de origen. EI humo detectado en cual quier area ocasionana la desconexion inmediata de los \-entiladores. Luego de detener el movimiento de aire, los sen sores de humo identificarian el area con mayor densidad de humo como el area de origen y activarfan la valvula de diluvio correspondiente. En 1998 y 1999 se realizaron pruebas contra incendios a escala real para desarrollar un sistema de agua nebulizada para los vehiculos que trans:oortan mercancias pesadas (JIGV) por el Eurorune1. 21 ,22 Luego ce una perdida ocasionada por un incen dio que involucraba un tren de transporte de bienes pesados, la cual ocurrio en el Channel Tunnel el18 de noviembre de 1996, el Eurottinel empezo a desarrollar un sistema de supresion de incendios que estuviera a bordo de la flota transportadora. Elob jetivo era proporcionar un sistema automatico de supresion y deteccion de incendios a bordo de los vehiculos que fuera capaz de limitar la propagacion del fuego y la degradacion de la infra estructura del tUnel en caso de un incendio en uno de los vehi culos de transporte. El sistema incluye un sistema de deteccion de incendios de rayos infrarrojos de ultlma tecnologia, un algoritmo de procesa miento de sefial flexibl~ y un sistema de suministro de agua en cada uno de los vagor:es de los vehiculos transportadores de mercancias pesadas. EI abastecimiento de agua es suficiente para proporcionar treinra minutos de supresion en caso de un in cendio. En el ultimo va.gon del tren hay ubicadas una reserva de 30 000 L Y una unidad de bomb a impulsada por dieseL Se utili zan acopiamientos que se conectan rapidamente para conectar un recorrido continuo rara el caudal a 10 largo de ambos costa dos y para toda la longitud de un tren. El agua circula continua mente en un lade del tren y de regreso hasta el carro con la bomba por el otro lade del tren. Esto permite una supervision continua de la integridad del sistema de tuberfas. Cuando se de tecta un incendio, las valvulas de control de la seccion ubicadas en las zonas asociadas (;On el incendio se abren y ei agua es des cargada a 10 largo de 10-; dos costados del vehiculo involucrado. El agua nebulizada a alta presion con chorros de pulveri7.acion de alta velocidad es mas efectiva que los sistemas de pulveriza cion 0 de agua nebulizada a baja presion. EI sistema controla las temperaturas corrientelbajo del incendio de manera que la in fraestructura del tUnel esta protegida contra los danos ocasiona dos por el fuego. Existe un creciente interes para usar de otras formas ei agua nebulizada en los runeks, ya sea en tuneles de autopistas 0 bien, en runeles de servicio mdustrial. Los tuneles grandes en auto pistas son bastante proolematicos. Mientras que el sistema de trenes del Eurorunei puede instalarse sobre los vagones de trans porte fijos, los mneles de carretera requieren que el sistema de supresion este conectado al runeL Existen problemas para la zo nificacion, deteccion y logistica para el bombeo de agua en las grandes distancias que ;1ay que superar. Como se menciono an teriormente, algunos pr<>ponentes de los sistemas de agua nebu
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Supresion a base de agua
lizada para los mneles de carreteras afirman que la "limpieza del humo" da como resultado una visibilidad mejorada y una mejor "respirabilidad" del humo detnis de las secciones de agua nebu lizada. Estas dec1araciones se basaron en observaciones subjeti vas hechas durante las pruebas contra incendios que involucraban incendios de cubeta (pan fires) muy pequefios. El riesgo para la vida que genera el humo en los mneles es enorme, como se ha demostrado recientemente en incendios muy gran des en los tuneles de las autopistas en Europa. 23 El trabajo ex perimental ha demostrado que con las tasas de generacion de humo de los incendios reales de automoviles, ni la visibilidad ni la respirabilidad mejoranin significativamente por la inyeccion de agua nebulizada en el humoy,24 Los beneficios reales del agua nebulizada en los tUneles de autopistas pueden ser el en friamiento de los gases para reducir la amenaza termica para las personas y reducir la propagacion del humo boyante. La flota bilidad reducida puede hacer que sea mas facil para los bombe ros hacer que el humo regrese al interior del tlinel a medida que tratan de lIe gar al area del incendio. El agua nebulizada puede utilizarse para enfriar los ventiladores del tunel para que puedan durar mas tiempo y seguir sacando el humo del mnel. Los sistemas de agua nebulizada para mneles pueden estar caracterizados de acuerdo con 10 siguiente:
Objetivo de Seguridad. Tuneles de cables electricos: el obje tivo principal es la proteccion de la propiedad, aunque la segu ridad humana es un factor importante para los trabajadores en el mnel. Tuneles de ferrocarril: tanto la seguridad humana como la proteccion de la propiedad son importantes; en mneles de auto pistas el potencial de perdidas de vidas humanas es muy alto y la seguridad humana debe ser el objetivo principal. Mecanismos. Humedecimiento directo de los combustibles Clase A en el cableado electrico 0 de los productos basicos car gados en los vehiculos, enfriamiento de gases calientes; flotabi lidad reducida del humo y por 10 tanto, de la propagacion de humo; enfriamiento directo de los gases que ingresan al sistema de extraccion de humo para prolongar la capacidad de funcio namiento del equipo. Elementos del Sistema. Sistemas especiales de deteccion para responder a los movimientos lineales de aire, vehiculos a alta ve locidad; zonificacion de los sistemas fijos en el tUnel; 0 sistemas que se han fijado a un vehiculo en movimiento. Aceptacion de la Industria. Aceptados por las autoridades competentes locales de acuerdo con las pruebas ad hoc dirigidas por los usuarios finales.
Compartimientos de Pasajeros en Aeronaves A partir de 1985, la Civil Aviation Administration (CAA) en el Reino Unido y la Federal Aviation Administration (FAA) en los Estados Unidos, con la participacion de Transport Canada, Air bus, Boeing y otras agencias de la industria de la aviacion, de sarrollaron un sistema de control de incendios con agua pulwrizada fina para los compartimientos de pasajeros. 25 El ob
jetivo de este esfuerzo intemacional de investigacion y desarro llo era encontrar una forma de disminuir la cantidad de victimas mortales en los accidentes aereos que involucran incendios por derrame de combustible (es decir, en el escenario de incendio despues del accidente). El accidente aereo ocurrido en 1984, en Manchester, Reino Unido, fue el incidente en particular que ori gino este interes. En aquel incidente, las muertes no fueron pro vocadas por la colision sino por el incendio del combustible derramado que envolvio el fuselaje y se propago hasta el com partimiento de pasajeros. Er. la actualidad, las aeronaves no estan equipadas con sistemas fijos de proteccion contra un in cendio que ocurra despues del accidente. El sistema de pulverizaclon de agua de la cabina de la ae ronave no estaba disefiado para suprimir el incendio de charco por combustible 11quido que :)curria en el exterior. El objetivo del desempefio era evitar la propagacion del incendio al interior de la cabina y enfriar los gases calientes que entran a la cabina con el fin de extender la cantidad de tiempo en que las condi ciones permiten sobrevivir. La meta era proporcionar unos tres minutos adicionales de condiciones donde se puede sobrevivir, 10 cual se consideraba suficiente para permitir que todos los pa sajeros salieran de la aeronave a traves de una salida no expuesta al fuego. Para las aeronaves de fuselaje estrecho, el disefio final optimizado de un sistema de pulverizacion de agua dividia el fu selaje en areas de 2,4 m de largo de las boquillas de pulveriza cion, donde cada zona era activada por un detector termico individual. En cada area las boquillas se instalaron en tres 11 neas, una a 10 largo del cielo raso del pasillo central y una de bajo de cada una de las estanterias (racks) para equipaje. Tambien se desarrollo una distribucion exitosa para las aerona yes con un fuselaje ancho. El sistema de pulverizacion de agua en la cabina para pasajeros logro que la capacidad de sobrevivir se prolongara siete minutos, Ltilizando una descarga de tres mi nutos de aproximadamente 9 L (24 gal) de agua. 26 El programa de pruebas 'Ierifico que el sistema de agua ne bulizada en el compartimiento de pasajeros de las aeronaves cumplia 0 superaba los objetlvos de los investigadores para el escenario de incendio despues de la colis ion. Habiendo deter minado los detalles del disefic', se llevo a cabo un estudio costo beneficio de los sistemas. El estudio conc1uyo que el costa de equipar a una flota de aeronaves con sistemas de agua nebuli zada en los compartimientos :Ie pasajeros seria demasiado alto, en relacion con la cantidad de vidas que se salvarian, para justi ficar los requisitos obligatorins para su instalacion. 25 Como re sultado, los socios industriaks y reguladores en la industria de la aviacion decidieron que no era obligatorio instalar dichos sis temas en las aeronaves existentes 0 nuevas. En vez de esto, la atencion se ha desviado hacia el problema de desarrollar siste mas de agua nebulizada para los incendios que ocurren durante los vuelos en los compartimit'ntos de carga de las aeronaves. El sistema de pulverizacion de agua para la cabina de pa sajeros de las aeronaves puede estar caracterizado de la siguiente manera:
Objetivo de Seguridad. Salvarvidas mediante la proteccion de un compartimiento de pasajeros de una aeronave contra la ame naza de un incendio extemo que se produce luego de una coli sion, con el fin de extender el tiempo de evacuacion en el que Se
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Sistemas de supresi6n de incendios con agua nebulizada
puede sobrevivir.
Mecanismos. Bloqueo de la transferencia de calor radiante 0 por convexion; enfriamiento de los gases calientes del fuego y humcdecimiento de los combustibles (phistico y tela). Elementos del Sistema. Tuberfas zonificadas, activacion ter mica automatica de cada area, abastecimiento de tres minutos dcl agua almaccnada en cilindros a presion, descarga unica, du racion limitada dc la protecci6n adecuada para un objetivo de desempefio bien definido. Aceptacion de la Industria. Desarrollados mediante la colabo racion entre la industria de aviaci6n y las autoridades regulado ras pero no obligatorios teniendo en cuenta un estudio costo-beneficio desfavorable.
RESUMEN DE LAS CARACTERIS,.ICAS
DE LOS SISTEMAS DE AGUA
NEBULIZADA
Con las descripciones anteriores, es evidente que existen gran des variaciones entre los objetivos, los escenarios de incendio, los detalles del sistema y los niveles de aceptacion para los sis temas de supresion de inccndios con agua nebulizada. Estas pue den resumirse de la siguiente manera: Objetivos I. Proteger las vidas humanas y la propiedad en un comparti miento, contra la amenaza del fuego externo. 2. Controlar las temperaturas del fuego en un companimiento para prevenir la combustion subita generalizada (flashover) y la propagacion del fuego hacia los compartimientos ad yacentes. 3. Extinguir los incendios Clase A y Clase B. 4. Utilizar agua para proporcionar proteccion donde no exis tia una protecci6n anterior (compartimientos de pasajeros en aeronaves). 5. Usar agua donde anterionnente se utilizaba halon 0 CO 2 (incendios Clase Ben cuartos de maquinaria). 6. Proporcionar libertad ante las restricciones de disefio de los sistemas de rociadores (por ejemplo, permitir el uso de ta mafios de tuberia mas pequefios) con un nivel de seguridad equivalente. Escenarios de Incendio 1. Gran incendio de charco en el exterior que se propaga hacia el interior de un compartimiento. 2. Combustibles de hidrocarburo Hquido con puntos de in flamacion altos y bajos, en incendios por pulverizaci6n, por derrames y de charco, a la intemperie y en comparti mientos. 3. Combustibles Clase A (mobiliario, ropa de cama, libros en estantes fijos) en compartimientos pequefios. 4. Compartimientos para maquinaria, incendios de combusti ble liquido con poe a ventilaci6n.
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5. Compartimientos para maquinaria grande con obstrueeio nes, condiciones de buena ventilaci6n y tamaiios de ineen dios de pequefios a ilrandes. Detalles del Sistema 1. Sistemas de baja presi6n a alta presion: de 75 psi a 2000 psi (de 5 bar a 140 bar) 2. Sistemas de fluido sencillo y doble 3. Boquillas normalmente abiertas, sistemas tipo diluvio, con un sistema de deteedon independiente para su activacion 4. Boquillas normalmi!nte cerradas y que se activan tenniea mente 5. Descarga continua 6. Descargas cortas que se repiten (ciclos). Niveles de Aceptacion 1. Los protocolos de las pruebas contra incendios a escala real de la IMO, que deben llevarse a cabo por laboratorios na cionales, estan vigentes desde 1996. Los sistemas que cum plen con los erite;ios de desempefio del fuego en los protocolos de prueha de la IMO seran aceptables para las autoridades mariti mas nacionales e internacionales. Los protoeolos de las pruebas se refieren a las evaluaciones sobre la efectividad de la supresion y de los eomponentes. 2. La aprobacion de FM Global Research de un sistema dise fiado previamente por ingenieros para los cerramientos de turbinas en un compartimiento de dimensiones maximas fijas. La evaluacion del desempefio incluye no solo la efec tividad de la supresion sino tambien el desempefio del sis tema de deteccion,os efectos del agua sobre el equipo que esta siendo protegiJo, el desempefio del equipo de detee cionlactivaci6n, la duraeion del caudal y la sensibilidad ante una disfuncion parcial. 3. Los eomponentes ce los sistemas de agua nebulizada, in cluyendo las boqui lias, bombas, aetivadores, cilindros de gas, equipos de control de presion, paneles del sistema de deteceion, valvulas de control, etc., deben cumplir con los criterios dc prueba de la IMO 0 estar listados por Underw riters Laboratories. Inc. (UL) 0 I'M Global Research para su uso en sistemas de agua nebulizada. 4. La aceptaci6n de 1JS sistemas de agua nebulizada en las aplicaciones en tierra sigue ereeiendo. Las autoridades competentes estan aceptando cada vez mas los sistemas para modulos de procesos industriales, hoteles y edificios de patrimonio hist6rico. 5. La NFPA 750 especifica los materiaies y eomponentes que deben ser utilizadm en los sistemas de agua nebuJizada. No proporciona un enfi)que de disei'io generico basado en prin cipiosfundamental,~s, pero hace referencia a los protocolos de prueba reconocidos internacionalmente para confilmar que el sistema currplira con sus objetivos. La NFPA 750, describe 10 que se eebe tener en cuenta en las evaluaeiones de las pruebas contra incendios a escala real de los sistemas de agua nebulizada. pero Ie da poder a las agencias de proe bas para que realic~n dichas pruebas. Si las pruebas !leva das a cabo por un laboratorio reconocido demuestran que el disefio propuesto cumplira con los objetivos de desempeno,
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Supresion
a base de agua
se espera entonces que las autoridades competentes acepta nin el disefio. Habiendo revisado los tipos de sistemas de agua nebulizada que han a1canzado un nivel de reconocimiento, se puede hacer re ferencia a los principios fundamentales involucrados en la extin cion de incendios con agua nebulizada. Finalmente, un entendimiento de los primeros principios que rigen el desempefio de los sistemas de agua nebulizada Ie permitira al diseiiador adap tar el rango de las tecnologias de nebulizacion al range de los es cenarios de incendio para satisfacer varios objetivos del sistema.
PRINCIPIOS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE AGUA NEBULIZADA Esta secci6n describe los principios para la tecnologia de los sistemas de supresion de incendios con agua nebulizada e incluyc los mecanismos de extincion, las caracteristicas de pul verizacion, los elementos genericos del diseiio y los metodos para generar agua nebulizada. Primero se discuten los mecanis mos de extincion, ya que son la base sobre la cual se pueden apreciar las caracteristicas especfficas de la pulverizacion. Los detalles tecnicos relacionados con las caracteristicas de la pul verizacion se presentan mas adelante. Se describen los princi pios que rigen el desempeiio de los sistemas de agua nebulizada. Ademas. se describen los metodos para generar agua nebulizada.
diante. Wighus 3 y Hanauska y Back28 describieron los mecanis mos como "entriamiento de Ja fase gaseosa y la inertizaci6n del vapor de agua," sin hacer referencia a la atenuacion del calor ra diante. Aunque hasta cierto punto los tres mecanismos esran in volucrados en todas las extmciones, en las pruebas realizadas en el National Research Counc'l, algunos incendios fueron extin guidos en su mayoria a traves de la extraccion de calor (enfi"ia miento) y otros predominantemente mediante el desplazamiento de oxigeno. La diferencia depende de si el fuego estaba bien 0 mal ventilado y de las propiedades del combustible. El beneficio de la atenuaci6n de la radiacion en un compartimiento se hace evidente con la reduccion de la realimentacion termica para las superficies combustibles en llamas y sin quemar. Sin embargo, en los experimentos del NatIOnal Research Council ofCanada (NRCC), la atenuacion de la radiacion no pudo ser identificada como el mecanismo dominar:te de la extincion.
impulso de fa Qulverizacion
n\.\\ fV\ \
III/
I II I I 1\ I;
\
Enfriamiento \ de las llamas
\ \ \\\
Mecanismos de Extincion Ya en Braidech l proporciono una descripcion basica de como el agua nebulizada extingue incendios, la cual fue confir mada por Rasbash et a1. 2 Citando a Braidech: La accion extintora de las pulverizaciones de agua fina mente dividida, aplicada a los incendios que se encuentran co munmente, parece que se debe predominantemente a la dilucion del suministro de aire (oxigeno) en eI area de la combustion, con el vapor (vapor de agua) resultante de la evaporacion de las gotas de agua, en el area calentada alrededor del incendio. En muchos casos, los efectos de enfriamiento del agua tambien pue den ser factores importantes en la extincion. Para obtener una extincion, las gotas de agua que conforman la pulverizacion deben ser relativamente pequeiias y la cantidad de agua aplicada debe ser suficiente segun el incendio espedfico. La investigacion realizada mas de cuatro decadas despues, no ha alterado la exactitud de esta descripcion. Sin embargo, tra bajos recientes han sugerido otros procesos que estan involu crados y adem as han identificado los mecanismos mas importantes para el diseiio de sistemas efectivos para la supre sion de incendios. Las Figuras 8.15.1 y 8.15.2 ilustran los mecanismos invo lucrados en la extincion del fuego con agua nebulizada. Los me canismos que aetuan en eonjunto para extinguir el fuego pueden ser descritos como tres mecanismos principales y dos secunda rioS. 27 Los mecanismos principales son (1) la extraccion de calor, (2) el desplazamiento de oxigeno y (3) el bloqueo del calor ra
IEnfriamiento de la superficie combustible..J I FIGURA 8.15.1 fnteraccion ae fa nebulizacion con fa llama de un incendio de charco, mostrando los mecanismos de extincion
Nebulizaci6n
Capa carbonizada Combustible s61ido
Combustible sOlido: 1. Poeas llamas, mas diffeil de ~nfriar 2. La carbonizaci6n arde con U'la concentraci6n de 02mas baja 3. Humedecimiento del combustible
FIGURA 8.15.2 Llamas sobre un combustible solido con carbonizacion y nebulizaciol1
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Sistemas de supresion de incendios con agua nebulizada
Existen dos mecanismos secundarios que juegan un papel en la extincion, pero es dificil cuantificar su importancia. Estos son (1) la diluci6n de vapor/a ire y (2) los efectos cineticos. Se puede deducir que la diluci6n de las mezclas de vapor/aire me diante la mezcla del vapor de agua y el aire arrastrado en la zona de vapor inflamable por encima de una superficie combustible, tiene cierto efecto sobre los incendios de charco. Ademas, la ve locidad del frente de las llamas en una mezcla de gas intlamable puede ser inhibida (0 acelerada) por la presencia de pequefias gotas de agua dispersadas en un volumen de llama, y este feno meno puede jugar un papel en la extincion de incendios por pul verizacion y en la inhibicion de las deflagraciones?9 Para disefiar sistemas confiables de supresion de incendios con agua nebulizada de acuerdo con normas de ingenieria, puede ser sufieiente comprender los tres mecanismos dominantes (es decir, la extraceion de calor, el desplazamiento de oxigeno y la atenuacion de la radiacion). Para fines cientificos, los modela dores por computadora deben tener en cuenta todos los meca nismos de extinci6n con e1 fin de desarrollar algoritmos para simular la extinci6n del fuego con agua nebulizada. Un modelo por computadora ideal seria uno que tuviera en cuenta el enfria miento de las llamas y del combustible, la reducci6n del oxigeno, los cambios de concentraei6n de las mezclas de vapor/aire en la superficie combustible, la reduccion de la realimentacion ra diante de las llamas para las superficies combustibles y los posi bies efectos cineticos provocados por la interaccion entre la nebulizaci6n y un frente de llamas en movimiento. Los modelos de la diniimiea de fluidos por eomputaci6n (CFD) con ese nivel
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de detalle, se encuentran en este momento, en sus primeras eta pas de desarrollo. 30- 32 Recientemente, se han desarrollado algu nos modelos de zona para predecir el tiempo de extincion de acuerdo con el agotamiento y el enfriamiento del oxigeno. 33 Los mecanismos de extincion se describen en detalle en las secciones siguientes. La Tabla 8.15.1 resume los puntos que senin discutidos. Extraccion de Calor (Enfriamiento). Cuando se aplica agua a un incendio, el calor es absorbido en tres areas: (l) desde los gases y llamas calientes, (2) desde el combustible y (3) desde los objetos y superficies cerca del fuego. El enfriamiento del com bustible y los objetos cercanos contribuye a reducir la propaga cion del fuego, pero no necesariamente requiere tamafios de gotas muy finos. De hechv, el humedecimiento y enfriamiento de los combustibles s61idos es mas Hieil de lograr utilizando gotas mas grandes (>400 micrones) y suministrando mas agua de la que normalmente se puede suministrar como agua nebulizada. En comparacion con las pulverizaciones mas gruesas, las pulverizaciones de agua finamente divididas aumentan la velo cidad a la cualla pulverizacion extrae calor de los gases calien tes y las llamas. EI hecbo de redueir el tamafio de las gotas aumenta el area de la superficie de la masa de agua y por 10 tanto incrementa la tasa de transferencia de calor. La conversion de las gotas de agua en vapor absorbe calor. Si se retira una cant i dad suficiente de calor, la temperatura de la fase gaseosa de las llamas puede caer por dehajo de 10 necesario para mantener la re accion de combustion y Ia llama sera extinguida. Las considera-
TABLA 8.15.1 Mecanismos de extincion con agua nebulizada y su aplicacion
Mecanismo
Principio de aplicacion
Primario Extraccion de calor
la distribucion del tamano de las gotas, el impulso y el gasto masico suministrado al fuego, luego de las perdidas en las superficies interiores y obstrucciones, deben ser suficientes para absorber un porcentaje importante del calor liberado por el fuego.
Desplazamiento de oxigeno
Disenado para: 1. Encerrar el fuego para contener el agua evaporada. 2. Utilizar la dinamica de las boquillas para hac:er que el vapor de agua lIegue hasta la base del incendio.
Atenuacion del calor radiante:
EI agua nebulizada debe:
1. Hasta las superficies sin quemar, y 2. Hasta las superficies en llamas.
1. Rodear el incendio. 2. Penetrar la llama.
Secundario Dilucion del vapor/aire: 1. Por vapor de agua.
Significativ~
para incendios de charco 0 por pulverizacion de combustibles liquido.
Debe tener cerramiento 0 control de las propiedades dinamicas de la pulverizacion
para distribuir el diluyente sobre la superficie ccmbustible.
2. Por aire arrastrado.
EI disefio de la boquilla puede influenciar el arrastramiento de aire, y por 10 tanto la
diluci6n.
Efectos cineticos:
Diffciles de predecir 0 controlar.
1. Reducir la velocidad de las llamas. 2. Acelerar las reacciones de la combustion.
Se apliea al control de la deflagracion reduciendo la velocidad del frente de la
llama, y por 10 tanto la sobrepresion de la explosi6n.
Impredecible: el agua nebulizada puede suprimir 0 reforzar la combustion.
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Supresi6n a base de agua
ciones teoricas sugieren que la reaccion de la combustion en una llama por difusion, se detendni 8i la temperatura de la llama cae por debajo de aproximadamente los 1327°C (l6000K)14 En cuanto a 10 que constituye una absorcion de calor "sufi ciente," varios autores hacen notar que no es necesario absorber todo el calor emitido por el fuego ala tasa de combustion. La ab sorcion del 30 al 60 por ciento puede ser suficiente para lograr que la combustion se detenga. 34 Sin embargo, una estimaeion de la tasa de evaporacion minima para extinguir un incendio con una tasa de liberacion de calor (HRR) dada tiene poco valor practico porque normalmente la extincion involuera mas que solo el enfriamiento de las llamas. El efecto concurrente de la re ducci6n de oxigeno podria significar que el incendio se puede extinguir con solo una fraecion del minimo teorico requerido para el enfriamiento de las llamas. Para los incendios de combustibles liquidos, la evaporaeion de la nebulizacion enfria las llamas, la eual, a su vez, reduce el flujo de calor radiante hacia la superficie del combustible, ha ciendo que se reduzca la evoluci6n de los vapores inflamables. La combinacion de una temperatura reducida de la llama y de una reducci6n de los vapores de evolucion genera una tasa de combusti6n reducida y, en algunos casos, una extincion com pleta Los incendios en los combustibles liquidos con puntos de inflamaci6n (PI) por encima de las temperaturas ambiente nor males, por ejemplo, el combustible diesel (PI ~ 60°C), pueden extinguirse con cierta facilidad mediante el enfriamiento de las llamas y la radiacion reducida hacia la superficie. Los incendios en combustibles liquidos con puntos de inflamacion por debajo de las temperaturas ambiente normales, por ejemplo, el heptano (C 7H I6 , PI ~ --4°C), son mucho mas dificiles de extinguir solo con el enfriamiento porque las temperaturas no pueden reducirse 10 suficiente como para reducir la mezc1a de vapor/aire por en cima de la superficie del combustible hasta por debajo del limite pobre de inflamabilidad?5 Cualquier objeto 0 fragmento caliente de la llama puede provocar una nueva ignici6n. EI enfriamiento de las llamas que estan por encima de los combustibles solidos tambien reduce el flujo de calor radiante hacia la superficie combustible y la tasa de pirolisis del com bustible. Sin embargo, como se ilustra en la Figura 8.15.2, con las sustancias de la carbonizacion la reacci6n de combusti6n ocurre dentro de la zona porosa rica en carb6n que se forma sobre la superficie combustible. 36 Es posible que el enfriamiento de las llamas por difusi6n por encima de una zona de carboni zacion establecida no suprima la realirnentaci6n radiante dentro de las hendiduras del carb6n. Se debe aplicar agua 0 nebuliza cion de agna en las primeras etapas del incendio, antes de que se desarrolle una zona carbonizada muy profunda, 0 bien las gotas de agua deben penetrar la zona carbonizada y Uegar a la zona de contacto real entre el combustible quemado y el que esta sin que mar. Por otro lado, la altura de las llamas y las velocidades del penacho de fuego para la combustion incandescente son relati vamente bajas, de manera que es posible que las gotas de tama fios mas grandes en un chorro no se evaporen y mojen la superficie combustible. Por 10 tanto, la extincion de combustibles solidos como los combustibles Clase A, depende de la geometria de la disposici6n del combustible y de la profundidad de la capa carbonizada. Las superficies expuestas que dan hacia la fuente de la pulveriza
ci6n pueden ser extinguidas, mientras que las superficies prote gidas (eomo en el interior de una criba de madera) seran casi imposibles de extinguir solo con el enfriamiento.
Despiazamiento del Oxigeno. En 1955, Braidech et al. l con c1uyeron correctamente que el efecto de supresi6n del agua ne bulizada "parece ser que ocurre debido predominantemente a la diluci6n del suministro de aire (oxigeno) en el area de la com bustion con vapor (vapor de agua)." Es decir, parece que el des plazamiento de oxigeno juega un papel mas importante que el enfriamiento de las llamas. Las gotas de agua se expanden apro ximadamente mil novecientas veces cuando se evaporan (a 95°C, 1 atm de presi6n). Si la evaporacion ocurre rapidamente, el vapor de agua desplaza el aire cerca de la gota. La inyecci6n de una pulverizacion de agua finamente dividida en el interior de un compartimiento caliente da como resultado una evaporaci6n y expansion rapidas y un desplazamiento del aire en el compar timiento por el vapor. Si la cantidad de oxigeno disponible para la combusti6n se reduce por debajo de un nivel critico, el fuego arde ineficientemente y sera mas facil extinguirlo mediante el enfriamiento. La temperatura promedio de los gases en el compartimiento Iimita la dilucion del oxigeno por el vapor de agua en un esee nario de supresi6n. 33 Segtin se ilustra en la Figura 8.15.3, la con centraci6n absoluta del vapor de agua que puede mantenerse en el aire a 6O°C es el20 por ciento por volumen, 10 cual es 10 su ficientemente alto como para reducir la concentracion de oxi geno en un compartimiento hasta aproximadamente e116,8 por ciento, 10 cual comienza a tener un efecto sobre la combusti6n. Pero a 45°C, la cantidad de vapor de agua en el aire saturado cae por debajo del 10 por ciento, 10 cual s610 reduce la coneentra ci6n de oxigeno hasta aproximadamente el19 por ciento, 10 cual no es suficiente para extinguir el fuego. Este hecho ayuda a ex plicar por que el agua nebulizada es mas efectiva para extinguir incendios de gran tamafio que incendios pequefios en un com partimiento dado. Entre mayor sea la temperatura del comparti miento, mas vapor de agua diluye el oxigeno. Tambien explica por que los cic10s de pulverizaci6n de encendido y apagado, en los compartimientos cerrado~, reducen los tiempos de extincion. Se evapora una mayor cantidad de agua debido a la temperatura mas alta del compartimiento durante la etapa de "apagado" del cicio. El agua nebulizada tiende a actuar como un agente de ex tincion gaseoso si la temperatura promedio del compartirniento se encuentra entre 60 y 70°C. En un compartimiento mas tno, la efectividad del agotamiento del oxigeno se ve reducida. El en friamiento y humedecimiento de las llamas y del combustible se convierten en los mecanismos principales de extincion. El estudio de Braidech et al. I, al igual que la mayoria de es tudios sobre extinci6n de incendios con agua nebulizada, se con centran en los incendios de charco de hidrocarburos, con algunas pruebas heehas en cribas de madera. Pruebas recientes realizadas por Wighus et Mawhinney/7 y Hanauska y Baces sobre los incendios de charco y por pulverizaci6n con diesel y heptano confirmaron que el desplazamiento de oxigeno ("inertizacion por vapor de agua") era el mecanismo dominante mediante el cual, el agua nehulizada extinguia las llamas, tanto en los compartimientos como en los incendios de charco en areas abiertas. EI confinamiento del calor permitia que la con
CAPiTULO 15
Sistemas de supresi6n de incendios can agua nebulizada
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centracion de vapor de agua se acumulara de modo que los in cendios protegidos y escondidos pudieran ser extinguidos. Ha nauska y Back28 usaron una pulverizacion muy fina con una impulsion y una tasa de flujo bajos para extinguir los incendios por pulverizacion y de charco con heptano, luego de treinta a cincuenta segundos de aplicar nebulizacion, en un comparti miento de 28 m 3 . Los incendios en dichos cerramientos pueden extinguirse con aproximadamente una decima parte del flujo de la mas a de agua necesaria para los incendios de charco en areas abiertas. 5.34 En las pruebas contra incendios en areas abiertas en el NRCC, no se pudo lograr la extincion de los incendios de charco a menos que la pulverizacion estuviera orientada y se aplicara con la fuerza suficiente para empujar el vapor de agua que se genera en las regiones exteriores de una llama, sobre la superficie combustible. Los incendios en areas abiertas requi rieron pulverizaciones de alta impulsion, orientadas apropiada mente con respecto a la direccion del penacho. Esto sugiere que la concentracion de vapor de agua en la superficie combustible puede aumentarse confinando el fuego en un cerramiento 0 uti lizando una impulsion del chorro para empujar el vapor de agua contra la superficie. En las pruebas del NRCC realizadas en ple nos 38 , el mezclado turbulento por si solo no producfa una extin cion si ninguno de los componentes de la velocidad de la pulverizacion estaba dirigido hacia la superficie combustible. La cantidad minima de oxigeno libre necesaria para man tener la combustion depende del tipo de combustible. Por 10 ge neral, los gases y vapores de los hidrocarburos dejan de arder a concentraciones de oxigeno inferiores al trece por ciento, mien tras que los combustibles solidos que se carbonizan pueden arder con concentraciones de oxigeno tan bajas como del siete por ciento. 36 Esto explica por que es mas facil extinguir los in cendios de charco con hidrocarburos (diesel y heptano) que los
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FIGURA 8.15.3 Relaci6n entre la temperatura del gas y la concentraci6n de volumen del vapor de agua en el aire saturado (Se indica la concentraci6n aproximada de ox/gena resultante.)
8-249
incendios en crib as de madera; la reduccion del oxigeno nece sario para extinguir la llama de un hidrocarburo es facil de 10 grar, en comparacion con la reduccion que se requiere para detener la combustion en la madera que arde. La Figura 8.15.3 tambien explica por que es mas facil ex tinguir en un compartimiento los incendios "grandes" que los incendios "pequenos". "Grande" y "pequeno" son terminos que estan vagamente definidos en el sentido de si el fuego afectara la temperatura promedio y la concentracion de oxigeno en el compartimiento dentro del tiempo de activacion del sistema de agua nebulizada. Un incendio "grande" lib era mas calor hacia el interior de un compartimiento en las primeras etapas que un in cendio "pequeno", de modo que hay mas calor disponible para evaporar las [mas gotas de agua. Un incendio "pequeno" tendra una fuente continua de a Ire fresco para la combustion a concen traciones normales de o:dgeno. Un incendio "grande" reducira la concentracion de oxig:eno en el ambiente hasta el punto que la eficiencia de la combulstion ya se habra reducido, antes de in troducir el agua nebuliza,da. Con los efectos combinados del aire de combustion \"iciado. mas una mayor dilucion provocada por el vapor de agua, los in cendios "grandes" pueden extinguirse con densidades de flujo I1'l.aS bajas que los incendios "pequenos." Los primeros sistemas de supresion de incendios con agua nebulizada desarrolladm comercialmente fueron aceptados (por las autoridades maritimas europeas) teniendo en cuenta su ca pacidad de suprimir en Ie,s cuartos de maquinas, los incendios de charco y por pulverizacJon, asociados con combustibles de hi drocarburos, normalmente diesel. Las dramatic as extinciones demostradas en aquellas pruebas representaron el mejor caso para un sistema de supresion de incendios con agua nebulizada (es decir, un combustible con un punto de inflamacion relativa mente alto, mucho calor disponible debido al gran tamano del incendio y el confinamlento del vapor de agua por un cerra miento). Sin embargo, para que este sistema sea util en un com partimiento que no puede tolerar el dana provocado por un incendio "grande", se debe pensar muy bien en como lograr la extraccion de calor y el ,jesplazamiento de oxigeno cuando co mienzan a desarrollarse los incendios pequenos. Bloqueo del Calor Radlante. Otro mecanismo de extincion (es decir, el bloqueo del calx radiante), juega un papel al impedir que el fuego se prop ague a las superficies combustibles que no se han encendido y al reducir la vaporizacion 0 la tasa de piro lisis en la superficie combustible. A una "escala macro," la ate nuacion de la radiacion provista por el agua nebulizada protege a los objetos y al personul que esmn en un espacio del dana pro ducido por el calor radiante, ya sea que ocurra la extincion, 0 que esta no ocurra. EI trabajo teorico snbre la atenuacion de la radiacion me diante pulverizaciones de agua 39 ,40 indica que la atenuacion de la radiacion depende del diametro de la gota y de la densidad de la mas a de las gotas. Am edida que aumenta la concentracion de las gotas con diametros inferiores a 50 micrones, tambien au menta el grado de atenuacion del calor radiante. 39 Esta es una razon por la cual, el aguH nebulizada, con altas concentraciones de gotas muy finas, ha demostrado ser muy efectiva en la re duccion de la transferencia de calor radiante. Una pregunta que surge es que cantidad de la reduccion de
8-250
SECCION 8
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Supresion a base de agua
la radiaci6n hacia las superficies ocurre por el tamafio reducido de las llamas y que proporci6n se debe a la atenuaci6n real del calor radiante debido a la presencia del agua nebulizada. Las consideraciones te6ricas sugieren que el agua nebulizada 0 el vapor que ingresa al espacio entre una llama y la superficie com bustible reducen el flujo de calor radiante hacia esa superficie?9 Esto es dificil de medir, pero existe la hip6tesis de que el calor radiante proveniente de la llama puede ser absorbido por las gotas que no se han evaporado y por el vapor, el cual se irradia nuevamente a la temperatura inferior de la gota 0 del vapor. En el caso de algunos liquidos, como el combustible diesel (PI 60°C), esta redueci6n del flujo de calor hasta la superficie com bustible puede reducir la tasa de vaporizaei6n del combustible liquido y contribuir a la extinci6n. La reducci6n de la transfe rencia de energia a la superficie combustible reduce la tasa de generaci6n de vapores vohitiles. La atenuaci6n del calor radiante entre la llama y la superfi cie combustible es importante para la modelizacion por compu tadora de la supresion del fuego la cual utiliza dinamicas de fluido por computaci6n. Al desarrollar un modelo CFD de su presion del fuego que utiliza agua nebulizada, An et a1. 41 calcu laron la tasa de Iiberaci6n de calor de un incendio de charco Ifquido, teniendo en cuenta el coeficiente de absorci6n del vapor de agua en eada volumen de control. Se pronostic6 una reducci6n de la transfereneia de calor radiante hasta la cub eta de combusti ble para redueir sensiblemente la tasa de vaporizaci6n y por 10 tanto, la tasa de liberaci6n de los vapores en combusti6n. Se re quieren mas experimentos para comparar las mediciones del flujo de calor en esta zona, con las predicciones de atenuaci6n del calor radiante que se han obtenido utilizando los modelos CFD. Diluci6n de la Mezcla Vapor/aire. El aire y el vapor de agua arrastrados en una pulverizaci6n de agua pueden diluir la mez cla de vapor y aire por debajo del limite pobre de inflamabilidad. En el caso de los combustibles diesel (PI ~ 60°), el enfriamiento de las llamas reduce la energia termica que llega a la superficie combustible, la cual, a su vez, reduce la tasa de evaporaci6n. Junto con una diluci6n de los vapores mediante la adicion del aire arrastrado, la concentraci6n de vapor/aire cae por debajo del limite pobre de inflamabilidad. En contraste, es mucho mas di fieil reducir una mezcla de heptano y aire debajo de su limite pobre de inflamabilidad, debido a la baja temperatura del punto de inflamaci6n 4°C} y la alta presi6n de vapor del heptano. Es posible que la diluci6n de los vapores en pirolisis emitidos por los combustibles s6lidos tambien contribuya ala extincion. Esto se conoce como un mecanismo secundario, ya que es difi cil ver como la diluci6n por si misma pueda producir una extin cion. Se requiere el mezclado uniforme de la nebulizaci6n y del aire arrastrado en la totalidad del espacio entre la llama y la su perficie combustible para diluir toda la mezc1a de vapor y aire dentro de la regi6n de vaporizaci6n. Con frecueneia, la mezcla en las superficies combustibles es turbulenta y no uniforme, as! que es probable que siempre exista alguna region de la nube de vapor y aire que este dentro del rango de inflamabilidad. Para disefiar sistemas de supresion, todavia no es factible cuan tificar la relacion entre los limites de inflamabilidad de los dife rentes combustibles, las tasas de vaporizacion de los combustibles, la tasa de evaporacion de la pulverizacion y las
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FIGURA 8.15.4 Incrementos momentaneos y sostenidos de la tasa de Iiberaci6n de calor en incendios de charco con diesel y heptano con la aplicaci6n de agua nebuHzada
tasas de flujo de masa del agua nebulizada y el aire arrastrado. Sin embargo, se puede utilizar el conocimiento acerca de los efectos de la dilucion, para explicar las diferencias entre la efec tividad del agua nebulizada sobre los diferentes combustibles como, por ejemplo, el dieseJ y el heptano. Eventualmente, seni posible calcular los efectos de la diluci6n sobre las concentra eiones de gas utilizando model os de campo por computadora basados en las dinamicas de fluido por computaci6n. Efectos Cineticos de la Ncbulizaci6n sobre las Llamas. A veces, un incendio de charco liquido se ve intensificado por la aplicacion de pulverizacion de agua. Frecuentemente ocurre un "recrudecimiento" durante los primeros momentos de contacto con el agua nebulizada y en algunas pruebas contra incendios es evidente que, la tasa de combusti6n aumenta por perfodos mas largos. El recrudecimiento general del fuego en el instante en que se aplica la pulverizacion de agua sobre los incendios de combustibles liquidos, es algo muy familiar para los bomberos. En muchos casos, se eliminan y se extinguen las llamas rapida mente despues de que ocurre este recrudecimiento del fuego. Si las dinamicas de la pulverizaci6n son insuficientes para lograr la extinci6n, el incendio seguini ardiendo violentamente a pesar de la nebulizacion. Algunos auto res atribuyen la intensificacion momentanea del incendio al efecto de las gotas que chocan con la superficie combustible y provocan salpicaduras y un aumento en la tasa de vaporizacion. Kokkala42 hacia referencia a ooa "llama en forma
CAPiTULO 15
Capa de
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Sistemas de supresi6n de incendios con agua nebulizada
O2 ~ 17%
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Nebulizacion
I Ventilacion
limitada
\
\ \ \ \ .... \ \
V
Incendio
8-251
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I + Ventilacion
limitada
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= Gas en la capa superior
T.vg (b) (a) Mezclado de la capa de gas caliente (b) Vapor de agua con el aire de combustion
Temperatura promedio completamente mezclada
Oesplazamiento de oxigeno y dilucion del vapor para un incendio de combustible Ilquido en un cerramiento
FIGURA 8.15.5 Efectos del cerramiento
de bola" que ocuma cuando una pulverizacion de un rociador chocaba con un liquido caliente con un elevado punto de ebulli cion y se evaporaba explosivamente. Mawhinney38 observo el mismo fenomeno durante las pruebas de supresi6n en las que se aplic6 agua nebulizada muy fina por debajo de un incendio de cub eta con combustible diesel en una direcci6n concurrente con el penacho de fuego, de manera que muy pocas gotas pudieron a1canzar la superficie del combustible diesel. La evidencia vi sual, sustentada por las lecturas de pilas termoelectricas, era que la llama dentro del pleno se volvia violentamente turbulenta y aparentemente se intensifieaba durante el perfodo de aplicacion de la nebulizacion. Una explicaci6n posible para la intensifica ci6n observada es que la turbulencia actuaba para introducir mas aire dentro de 1a zona de combustion incrementando asi la tasa de combusti6n del combustible. Mawhinney et a1.,27 en el NRCC, midieron la tasa de libe racion de calor de los incendios de cub eta con combustible die sel y heptano en areas abiertas durante la aplicaci6n de agua nebulizada. La 8.15.4 muestra las mediciones de la tasa de liberacion de calor durante la supresion de un inccndio de charco con diesel y un incendio de charco con heptano, respec tivamente, utilizando en ambos casos la misma direccion des cendente de la pulverizaci6n de agua. Las curvas de la tasa de liberaci6n de calor (HRR) bajo condiciones de supresi6n estan graficadas con las curvas para los incendios sin supresi6n en las mismas cubetas. En el caso del combustible diesel, existe un "pi co" breve en la HRR, seguido por una extincion completa luego de sesenta segundos de haberse activado el sistema. En el caso del incendio con heptano, tambien ocurrio un "pico" breve seguido por una suprcsi6n parcial del fuego y por un au mento continuo de la tasa de combustion del heptano. La pulve rizaci6n de agua no pudo extinguir el incendio y siguio una llamarada turbulenta hasta que se consumio todo el combustible. Transcurrida una parte del tiempo de combustion, la HRR del in cendio con nebulizacion super6 la HRR en el caso del incendio sin supresion, aunque, segun se esperaba, el tiempo total de combustion se yio reducido por el intervalo donde se intensific6
la combustion. Es posible que el proceso de combustion se haya beneficiado por el aire adicional que a la zona de las lla mas por la pulverizacion turbulenta. Jones y Tomas29 informaron que se presentaba una intensi ficacion de la tasa de combustion durante la utilizacion de agua nebulizada para apagar explosiones gaseosas. La nebulizaci6n suprime la sobrepresion maxima en una ignicion gaseosa ence rrada, pero el pico de presi6n puede alcanzarse mas pronto que en una explosion sin supresion. Ademas, los autores infonnan que "nunca es inmediatartente obvio si la aplicaci6n de una pul verizaci6n de agua sofocara 0 fortalecera una explosion." Las in fluencias contradictorias del enfriamiento, inercia, diluci6n y
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Tiempo (min)
FIGURA 8.15.6 Generacion de un pulso de presion negativa en un cerramiento fuego de fa inyecci6n de agua nebulizada en una capa de gas caiJente
8-252
SECCION 8
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Supresi6n a base de agua
turbulencia aumentada y la mezcla de combustibles generan un grade de incertidumbre sobre los eiectos del agua nebulizada en la combusti6n de la fase gaseosa. Ex iste una raz6n para preocuparse de que un sistema de agua nebulizada que es incapaz de extinguir un incendio de charco 0 por pulverizaci6n de combustible liquido pueda en cambio au mentar la tasa de liberaci6n de calor del incendio. Se requiere una mayor investigacion acerca de las condiciones bajo las cuales ocu rre un recrudecimiento 0 un fortalecimiento de las llamas. Efectos del Cerramiento. Los efectos del cerramiento aumen tan el desempeno de los sistemas de agua nebulizada. El au mento del desempeno puede atribuirse a una ventilacion restringida y al atrapamiento del calor. Un incendio en un com partimiento "pequeno" reduce la concentracion promedio del oxigeno en el compartimiento por varios puntos porcentuales dentro de 108 primeros minutos de crecimiento. Por 10 tanto, se puede considerar que un incendio que es 10 suficientemente grande para reducir nipidamente la concentraci6n promedio del oxigeno en un compartimicnto dene "poca ventilaciOn." La adi ci6n de una pequena cantidad de agua nebulizada y el aumento resultante del vapor de agua reduce aIm mas el oxigeno dispo nible para sostener la combustion. Por 10 tanto, un incendio con muy poca ventilaci6n dentro de un cerramiento es "mas faci!" de extinguir que un incendio no encerrado y bien ventilado. La 8.15.5 ilustra la fomm en que los efectos del ce rramiento contribuyen a la supresi6n del fuego con agua nebuli zada. El calor proveniente del fuego atrapado en el compartimiento evapora la parte mas fina de la nebulizaci6n, dc modo quc el vapor de agua que se expande empuja al aire para sa carlo del compartimiento. Luego, el oxigeno se agota, los gases calientes del fuego en el cielo raso del compartimiento, son en
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Tamaiio del incendio (MW)
FIGURA 8.15.7 Relaci6n entre el tamafio del incendio, el volumen del cerramiento y el tiempo de extincion de los incendios en un cerramiento de prueba para un cuarto de maquinaria de la IMO
friados por el agua nebulizada y empujados hasta el nivel del pi so, mezclando el vapor de agua. el aire sin oxigeno y las gotas de agua con el Normalmcnte, los efectos combinados de la eficiencia reducida de la combustion y del enfriamiento de las lla mas conducen ala extincion. Con los efectos del cerramiento, es posible extinguir incluso los ncendios protegidos con pulveriza ciones de baja impulsion en ie,s compartimientos con muchas obs trucciones. En los lugares donde se puede depender de los efectos del cerramiento, la densidad de flujo requerida para la extincion puede ser hasta diez veces mas baja que la densidad requerida para los incendios sin confinar y con buena ventilaci6n. 5,34 En los muchos experimentos de supresion con agua nebuli zada informados en los ultimos ailos, se c~menta la dificultad de extinguir en los cerramientos los incendios "pequenos" y la faci lidad relativa para extinguir los incendios "grandes". Los terrni nos "pequefio" y "grande" se refieren al tamano del incendio en relacion con el tamafio del cerramiento. La observacion se ex plica mediante el hecho de que un incendio "pequeno" tiene poco efecto sobre la concentraciou promedio de oXlgeno en el cerra miento (al menos inicialmeme), mientras que el efecto de un in cendio "grande" sobre la concentraci6n de oXlgeno se hace evidente rapidamente. En comparacion con un incendio pequeno, un incendio grande genera mas calor, produce una temperatura mas alta en el compartimiento la cual, a su vez, mantiene una concentracion absoluta mas alta de vapor de agua y reduce la concentracion promedio de cxigeno con mayor rapidez. Un fenomeno asociado con los efectos del cerramiento puede conducir a un cambio de presion muy rapido entre el comparti miento del fuego y los espacios circundantes. EI agua nebulizada inyectada uniformemente por un sistell1a de diluvio a traves de Ia capa de gas caliente provoca un rapido enfriamiento de la capa ga seosa. El cambio de volumen que acompafia a los gases enfriados crea una presi6n negativa delltro del compartimiento en relacion con los espacios que 10 rodean. Esto se ilustra en la Figura 8.15.6. 43 Dependiendo de la temperatura y la profundidad de la capa caliente, el enfriamientc rapido crea una reducci6n instanta nea del volumen y un cambio de la presion negativa que puede succionar las ventanas 0 los muros de un cerramiento hermetico. El dafio potencial de un compartimiento se ve minimizado por la activacion temprana del sistema de agua nebulizada. Si existe una demora en la activacion del sIstema de nebulizaci6n, como Ia que puede ocurrir con la activad.>n manual de un sistell1a de aplica ci6n local, el "pico" de presi,'m negativa puede ser 10 suficiente mente grave como para daf,ar los cielos rasos, los muros, las ventanas 0 las puertas del cornpartimiento. En el caso de un incencio sin confinar y por 10 tanto, bien ventilado no hay efectos del cerramiento para crear condiciones favorables para la extincion. El agua nebulizada puede lograr la extinci6n solo si la pulverizati6n tiene una impulsi6n 10 suficien temente fuerte como para empujar las gotas de agua y el vapor dentro de las llamas y hacia la superficie combustible. Por 10 tanto, la ausencia de los efect0s del cerramiento crea la necesidad de un sistema de aplicacion local. Normalmente, los sistemas de aplicacion local tienen difereutes caracteristicas de pulverizacion, tasas de flujo mas altas y un menor espaciamiento entre las bo quillas que los sistemas de arlicaci6n en todo el compartimiento. Las dinamicas de las boquillas deben compensar la falta de con finamiento de los gases viciaJos, el calor y el vapor de agua.
CAPiTULO 15
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Sistemas de supresion de incendios con agua nebulizada
Mecanismo de Extinci6n. El tiempo necesario para extinguir un incendio con agua nebulizada varia segun el tipo de com bustible, la geometria del compartimiento, la distribuci6n del ta mafio de las gotas, la impulsi6n y la tasa de aplicaci6n del agua nebulizada. El agua nebulizada extingue los incendios de charco de combustible liquido en un tiempo de diez a veinte segundos, usando pequefias cantidades de agua. Por ejemplo, la parte su perior de la Figura 8.15.7, muestra un incendio de charco con diesel sin encerrar de 600 kW que fue extinguido en menos de sesenta segundos mediante agua nebulizada. Estos logros ocu rren en circunstancias en las cuales todas las propiedades de la supresi6n actuan en conjunto (es decir, desplazamiento de oxi geno, enfriamiento de las llamas, bloqueo del calor radiante y di luci6n del vapor). Sin embargo, la extinci6n nipida no es caracteristica de todos los sistemas de supresi6n de incendios con agua nebuli zada. Existen circunstancias en las cuales se pueden requerir va rios minutos para extinguir un incendio, sin que esto se considere una falla. Un ejemplo es cuando el enfriamiento de las llamas no logra extinguir el fuego inmediatamente, pero, luego de varios minutos, la acumulaci6n del vapor de agua en el com partimiento (un efecto del cerramiento) se combina con el en friamiento de las llamas para producir la extinci6n. Con los combustibles que forman una capa carbonizada (por ejemplo, telas, madera, plasticos 0 cableado electrico), es po sible que el fuego no sea extinguido inmediatamente. El humedecimiento del combustible empieza a reducir el tamafio del fuego y even tualmente este es extinguido. Siempre que la nebulizaci6n limite la tasa de liberaci6n de calor, logre que la intensidad del fuego disminuya progresivamente y enme el compartimiento, el nivel de control del fuego puede considerarse adecuado. 44 Las relaciones entre el tamafio del incendio, el volumen del compartimiento y el tiempo de extinci6n estan bien descritas en el trabajo realizado por Back et al. 45 La Figura 8.15.745 muestra los resultados de las pruebas para una serie de pruebas contra in cendios en cuartos de maquinas llevadas a cabo por la Guardia Costera de los E.U.A. Los datos fueron analizados para desa rrollar una predicci6n del tiempo para la extinci6n como una
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funci6n del tamafio del incendio en compartimientos de dife rentes tamafios45 . Los incendios fueron extinguidos unicameme a traves del mecanismo de agotamiento del oxigeno. En la Fi gura 8.15.7, es evidente que los incendios mas pequeiios re quieren mas tiempo para ser extinguidos que los incendios de mayor tamafio y que al aumentar el volumen del compartimiemo tambien aumenta el tiempo de extinci6n. Para cada uno de los ta mafios de los compartimientos que se muestran, existe un in cendio que es demasiade· pequefio para ser extinguido (es decir. "un incendio inextinguible"). El tamafio del incendio inextin guible es una funci6n del tamafio del compartimiento. La rela ci6n ilustra que existe un limite practico para 10 que se puede lograr a traves de la extinci6n que solo utiliza la inundaci6n total. Dicho limite se logra cuando el incendio inextinguible es demasiado grande para scr extinguido manualmente 0 cuando es probable que inaceptablemente ocasione un gran dafio a los con tenidos del espacio. Si el dafio que se supone puede provo car el incendio inextin guible es inaceptablememe alto, el disefio del sistema se debe con vertir en un disefio que combine la inundaci6n total y la aplicaci6n local. Esto significa que ;10 es suficiente depender solamente del mecanismo de extinci6n por medio del agotamiento del oxigeno. Los oiros mecanismos de extinci6n pennitidos por la aplicaci6n local y directa de la pulverizaci6n deben poderse utilizar. Duraci6n de la Descarga. Existen razones para que un sistema proporcione agua por un periodo de tiempo mas largo que el tiempo minimo de extinci6n. Primero, los tiempos de extinci6n varian, incIuso bajo cor.diciones controladas de prueba; y las condiciones en los compartimientos "reales" no pueden ser con troladas tan de cerca. Segundo, en el caso de los incendios de combustibles liquidos, es posible que ocurra una nueva ignici6n si las superficies calienks no se han enfriado 10 suficiente 0 si aim quedan llamas en un area protegida. En principio, el caudal se debe mantener hasta que se haya confinnado que todo el in cendio ha sido extinguid) y que no ocurrira una nueva ignici6n. Dicha confinnaci6n es dificil de obtener en las condiciones re ales de incendio. Practicamente, es tentador asignar una dura-
Distribucianes del tamana de la gata del % de valumen acumulada promedia panderada
100 90 0
"0
ctI
80
:; E 70 :::l
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10 0
700
0
800
900
1000
Diametro de la gata (micrones)
FIGURA 8.15.8 Porcentaje de volumen acumulado ponderado estadfsticamente contra los graficos de distrib:.cc r de la gota para dos boquil/as de agua nebulizada de baja presion (A y B) Y Dos de alta presion (C yO)
c=- == - c:. -,:
8-254
SECCION 8
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Supresion
a base de agua
.:ion minima arbitraria del caudal, basandose en suposiciones mnservadoras acerca de la probabilidad de que el incendio se extinga. La ~FPA 7S0 recomienda que el abastecimiento de agua tenga un tamano basado en una duraci6n minima del cau dal de treinta minutos. Una excepci6n esta provista para los sis temas "predisenados", para los cuales, la duracion minima debe ser suficiente para dos descargas completas. La longitud de una "descarga completa" esta determinada por las pruebas a escala real en las que se baso el listado. Una segunda excepcion per mite que un ingeniero de protecci6n contra incendios utilice "metodos estindar para el analisis del riesgo de incendio" con el fin de determinar la duracion apropiada para el diseno.
Caracterlsticas de la Pulverizacion EI termino "agua nebulizada" implica una pulverizaci6n de agua muy fina que permanece suspendida en el aire durante un peri odo de tiempo extendido. El termino refleja una de las cualida des de una pulverizacion decir, los tamaiios de las gotas son "pequefios") en relacion con la lluvia 0 con las pulverizaciones de los rociadores, por ejemplo. Esta caracteristica del tamafio de la gota no es la (mica caracteristica de una pulverizacion que debe controlarse con cl fin de generar un medio efectivo de su presion del fuego. Existen otras tres caracteristicas que tienen una influencia sobre su efectividad como agente extintor: (1) la densidad de la pulverizacion (la masa de agua suspendida por unidad de volumen del espacio); (2) la velocidad con que esta es descargada sobre cl asentamiento del fuego; y (3) la calidad del agua en si Cia cual puede contener aditivos disueltos para au mentar la efectividad de la supresion). La siguiente discus ion inc1uye las cuatro caracteristicas del agua nebulizada para la su presion de incendios: I. 2. 3. 4.
La distribuci6n del tamaiio de las gotas La densidad del flujo La impulsi6n del chorro Los aditivos
Distribuci6n del Tamafio de las Gotas. Es dificil hablar acerca del "agua nebulizada" sin medir y analizar su caracteristica mas notable, el hecho de que esta esta compuesta de gotas de agua muy pequefias. En el momento en que este texto fue escrito, ex ceptuando la modelizacion por computadora, la distribuci6n del ramaiio de las gotas de la pulverizacion no puede utilizarse ex plidtamente como una variable en el diseno de un sistema de agua nebulizada. Esa etapa esta a la espera de los resultados de trabajos de investigaci6n mas especfficos. EI valor de conocer la distribucion del tamano de las gotas (y otras caracteristicas) de UB pulwrizacion de agua radica en el hecho de que esta se re ;ac:0na directamente con el desempefio del sistema: como la Se w afectada por las obstrucciones, las dinami cas de !a imeraccion de la pulverizacion con el incendio y la forma er: qc::e 0curre la extinci6n. Para la modelizacion por com putadora de las dimimicas de la supresi6n con nebulizaci6n de agua, es esencial una medicion cuantitativa de las caracteristicas del tamaiio de las gOIaS de la pulverizaci6n. El termino distribucion del tamano de las gotas se refiere al rango de los tamanos de las gatas contenidas en una muestra
representativa de una pulverizacion 0 nebulizacion. Existe una distribucion de gotas pequefias y grandes, la cual varia con la ubicacion dentro de la pulverizaci6n al igual que con el ticmpo. Para una descarga continua, la distribuci6n de los tamafios de las gotas cambia con la distancia desde la fuente a medida que las gotas chocan, se evaporan 0 golpean las superficies y caen. Para una de corta duracl()n, la distribuci6n medida en un punto en el espacio cambia con el tiempo a medida que las gotas mas grandes pasan rapidamente, dejando gotas cada vez mas finas, las cualcs se mueven a una velocidad inferior. Existen muchas maneras de presentar los datos sobre las distribuciones de los tamanos de las gotas de las pulverizacio nes. 46,47 En algunos sectores es comim referirse al tamafio de las particulas en una pulverizaclon por un solo parametro del ta mafio de la gota, como por ejemplo un "Sauter A1ean Diameter (S!I1D)," 0 un "Volumetric Median Diameter (VA1IJ)." Sin em bargo, dichos terminos revelan muy poco acerca del rango de los tamafios de las gotas en una ::mlverizaci6n. Por ejemplo, es im pOltante saber acerca de la presencia de gotas de diametro mas grande en una pulverizaci6n para evitar las salpicaduras sobre la superficie de un combustible liquido, 0 quizas saber acerca del potencial para lograr el humedecimiento del combustible. La NFPA 7S0 ha adoptado el "porcentaje de volumen acu mulado" (CPV) contra la curva de "diametro" para representar la distribuci6n de los tamanos de las gotas en una nebulizacion de agua. Las razones para esta opcion son que (1) el grafico del porcentaje de volumen acurrulado revela visualmente el rango de tamafios y (2) la distribuci 6n del volumen se convierte facil mente en distribuci6n de masa, el cual es el termino de mayor relevancia para analizar la transferencia de calor y las tasas de evaporaci6n utilizando la modelizacion por computadora. La Fi gura 8.1S.8 ilustra las curvas del porcentaje de volumen acumu lado, medidas a 0,9 m (3 pies) de la boquilla, para varias boquillas usadas en los sistemas de agua nebulizada. 17 El pro medio ponderado de las curvas CPV se obtuvo utilizando el me todo descrito en la ~FPA 750. El software comercial que cumple con ASTM E799, Stan dard Practice for Determining Data Criteria and Processingfor Liquid Drop Size Analysis, rara la medici6n del tamaiio de las particulas,46 proporciona resultados procesados en varios forma tos, uno de los cuales es el porcentaje de volumen acumulado contra la curva de dicimetro, Para hacer una comparaci6n con otras pulverizaciones, la fomia en "S" de la curva se puede des cribir a grandes rasgos utilizando solamente tres diametros re presentativos: DvO,I, DvO,S Y DvO,9. Estos parametros aparecen como un resultado procesado estandar de un analizador del ta mano de particulas que cumple con ASTM E799. Para una pul verizaci6n con un DvO,9 d~ 400 micrones, significa que el "noventa por ciento del volumen de una muestra de la pulveri zaci6n, en el sitio del muestrco, esta contenido en gotas con dia metros inferiores a 400 microlles". La distribuci6n del porcentaje de volumen acull1ulado contra las curvas de diametro tambien puede expresarse como una funcion matematica, la cual puede ser utilizada en la modelizaci6n por computadora de las interac ciones entre la pulverizaci6n de agua y el penacho de fuego. 47 En el Apendice de la ~FPA 7S0 se describe un metodo para obtener una medida estadisticamente representativa de la distri buci6n del tamaiio de las gota;;. Se pretende que la agenda de cer
CAPiTULO 15
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Sistemas de supresion de incendios con agua nebuJizada
tificaci6n realice las mediciones de distribucion del tamano de las gotas como parte de la prueba de los componentes. La agenda de certificaci6n utilizaria entonces las lecturas de la distribucion ini cial como un punto de partida para las revisiones continuas para detenninar la consistencia de las boquillas fabricadas. La distri buci6n del tamano de las gotas se mide a I m de la boquilla, donde se espera que la pulverizaci6n tenga las propiedades pro medio de la pulverizacion en cualquier otro lugar del comparti miento. A esa distancia, el cono esta cerca de su diametro maximo, el aire arrastrado ha adquirido una veloddad y las velo cidades de las gotas de diametro grande y pequeno se igualan. Este enfoque de ponderacion, segun se describe en la NFPA 7S0, es necesario porque Ia.<; lecturas individuales pueden variar ampliamente. Si los laboratorios de eertifieaci6n revisaran anualmente las distribuciones del tamano de las gotas dc las bo quillas de los fabricantes, basandose en las leeturas en un solo punto, podrfan ver grandes variaeiones que sugieren eambios en la calidad de la fabrieaci6n, donde de hecho, la variaci6n podria deberse al caracter aleatorio de las mediciones en un solo punto. En contraste, una curva combinada estadisticamente sera mas reproducible con el transcurso del tiempo. La Figura 8.1S.8 muestra las curvas de distribucion del porcentaje de volumen acumulado ponderadas estadfstieamente para dos boquillas de agua nebulizada de alta presi6n disponibles comercialmente. Las primeras investigaciones con pulverizacioncs finas dc agua fueron motivadas por el interes por usar tamafios "peque nos" de gotas para aumentar la evaporacion y la extraccion de calor, utilizando pequenos volumenes de agua. 1,2 La investiga ci6n se enfoc6 principalmente en los incendios de charco de combustibles liquidos, para los cuales, los beneficios deseados se pucden conseguir con pulverizaciones que tengan la mayoria de la masa contenida en gotas con diametros de 400 micrones 0 menos. 38 Sin embargo, el reeiente interes por utilizar agua ne bulizada para aplicaciones que involucran combustibles solidos, sugiere que se debell incluir pulverizaciones con tamafios de gotas superiores a los 400 microlles. Los tamafios de las gotas superiores a 400 micrones penniten el humedecimiento del combustible, un mecanismo importante para la extillcion de in cendios en combustibles solidos y en sustancias que se carboni zan. Por esa raz6n, la definicion de "agua nebulizada" en la NFPA 7S0 incluye pulverizaciones para las cuales el noventa y
nueve por ciento del volumen de la pulverizacion esta contenido en gotas de menos de 1000 micrones de diametro (DvO,99 < 100011). Por 10 tanto, los sistemas de agua nebulizada, son apli cables a un amplio rang0 de escenarios de incendio, incluyendo los combustibles liquidos al igual que los solidos. Clasificaci6n de las Pulverizaciones de Agua segim la Distri buci6n del Tamaiio de las Gotas. La definicion de agua nebll lizada en la NFPA 7S0 es tan amplia que se disfrazan algunas de las diferencias importantes de las cualidades de las pulveriza ciones. Esta incluye, pOl' ejemplo, todas las pulverizaciones de agua utilizadas en la NFPA 15, Norma sobre Sistemas Fijos de Agua Pulverizada pare fa Proteccion contra incendios (de ahora en adelante mencJOnada como NFPA 15), las pulveriza ciones producidas por rociadores estandar que funcionan a alta presion y las nebulizaciones ligeras adecuadas para la nebuliza cion en invemaderos y para los sistemas de humidificaei6n de los sistemas de ventilacion y acondicionamiento de aire (HVAC). Aderruis las pulverizaciones a las que se hace referen cia en este texto son mu.;ho mas gruesas de 10 que un meteoro logo 0 un fisico considerarian como una nebulizacion verdadera. La distribucion del t.amafio de la gota que serfa la mas efec tiva en un cscenario de ir'cendio no necesariamente sera la mejor para un segundo escenano. No existe "ullaque sirva para lodos". El tipo de combustible (solido 0 Jiquido), las dimensiones del compartimiento, la velocidad a la cual se descarga la Ilebuliza cion y el objetivo de desempefio (por ejemplo, control de tem peratura contra extindon) detenninan conjuntamente la distribucion mas apropiada del tamano de las gotas para una aplicacion en particular. Como un medio para pennitir las distinciones que deben haeerse entre las pulyerizaciones "mas gruesas" y las "mas finas" a traves del espeetro de 1000 mierones de la definicion de la NFPA 750 de agua n~bulizada, este capitulo adopta un sis tema de clasificacion qu,; subdivide al "agua nebulizada" en ne bulizaeiones Clase 1,20 3, de aeuerdo con su porcentaje de volumen aeumulado (CPV) contra la curva de distribuci6n del diametro (ver la Figura tU5.9). Esta clasifieaei6n se introduce como una necesidad utilita ria. Facilita el hecho de hablar y pensar acerca de las pulveriza ciones con un caracter significatiyamente distinto sin hacer
100 90 0
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Oiamelro de la gola (micrones)
FIGURA 8.15.9
8-255
Clasificacion de las distribuciones de tamano de las gotas - Clases 1, 2 Y 3
900
1000
8-256
SECCION 8
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Supresion a base de agua
referencia a los parametros de un solo punto tales como el dia metro de Sauter Mean 0 los diametros volumetrieos, 0 numeri cos promedio. Si se informa que una pulverizacion tiene un diametro volumetrico promedio de 500 micrones 0 un diametro de Sauter Mean de 400 micrones, la informacion esta incom pI eta. Aquellos parametros de un solo punto no nos dicen nada acerca del rango de los tamaiios de las gotas en la pulverizacion ni de la pendiente de la curva. Ademas, es dificil decir si una di ferenda de 100 micrones en el diametro volumetrico promedio es de alguna manera significativa con respecto a la efectividad de la supresion. Las c1asificaciones Clase 1,2 y 3 establecen bandas anchas que describen el rango de los tamaiios de las gotas y la pendiente relativa de la curva PCv. Las clasificacio nes permiten una visualizacion inmediata del rango de los ta mafios de las gotas en una pulverizacion. El comite de la NFPA 750 acordo eliminar las referencias sobre el sistema de clasificacion de la pulverizacion publicadas originalmente en 1996, en elApendice de la NFPA 750. La razon fue que algunas autoridades competentes e ingenieros de especi ficacion impusieron una interpretacion del sistema que decia que las nebulizaciones Clase I eran en cierto modo superlores a las ne bulizaciones Clase 2 y 3. Esta mala interpretacion del significado de las caracteristicas del tamafio de las gotas de la pulverizacion fue utilizada por algunos fabricantes para descalificar sin justifi cacion alguna los productos de sus competidores. Esta mala in terpretacion de las pulverizaciones Clase 1,2 Y 3 fue perjudicial para algunos grupos y para la promulgacion de una ingenieria ra zonable para el disefio en general de los sistemas de agua nebuli zada. En algunas aplieaeiones, particularmente en los incendios de chareo de liquidos, una nebulizacion Clase 1 es una gran ven taja. En otras aplicaciones, partieularmente en las ocupaciones de riesgo ligero y ordinario, una pulverizacion Clase 3 constituye una ventaja. La masa total de agua distribuida en diferentes rangos de tamafios de particulas es una funcion de la tasa de descarga y de la curva de distribucion del porcentaje de volumen acumulado. La masa total de particulas descargadas en el rango de 100 mi crones (por ejemplo) puede ser igual para una pulverizacion Clase I y una Clase 3. La pulverizacion Clase 3 puede tener la ventaja adicional de algunas gotas mas grandes quepermiten el enfria miento de la superficie y el humedecimiento de los combustibles e incrementan la impulsion de la pulverizacion. Partiendo del hecho de que la descripcion de las pulveriza ciones como CJase I, 2 0 3 tiene un valor practico para los in genieros de proteccion contra incendios que trabajan con pulverizaciones de agua, el sistema de clasificacion se describe en este texto. Los llmites que definen las tres c1asificaciones se muestran en la 8.15.9. Una puherizacion para la cual, el DvO,9 200 micrones es una nebulizacion Clase 1 (DvO,9 200). Esta eategoria incluye las nebulizacioncs de agua mas "finas." Por 10 uno es pera que la precision de una pulverizacion se obtenga a costa del caudal rruisico y la velocidad de la pulverizacion. Sin em bargo, eomo se muestra en la Figura 8.15.8, existen muehas bo quillas comerciales de agua nebulizada que producen pulverizaciones Clase 1 con el mismo caudal masico que las pul verizaciones Clase 3 y con una velocidad inicial mas alta. 17 Las pulverizaciones Clase 1 se pueden generar a bajas presiones 0 a presiones elevadas, con fluido doble, fluido sencillo, chorro a
presion y boquillas de choque y evaporacion instantanea del agua muy ealentada. Nuevamente, haciendo referencia a la Figura 8.15.9, la eurva CPV para una nebulizacion Clase 2 pertenece al range de 200 < eDvO,9) 400 micrones. Dichas pulverizaeiones pueden ge nerarse eon boquillas de presion baja e intemledia; boquillas de chon'o a presion; boquillas de doble fluido y boquillas de choque. Una nebulizacion Clase 3 tiene una curva CPV que perte nece al rango de 400 < eDv(l,9) 1000 mierones. Normalmente, dichas pulverizaciones se generan mediante boquillas de cho que de diferentes tipos, inclLlyendo rociadores de orificio pe queno de baja presion y de presion intermedia y boquillas de niebla de las mangueras contra incendios. Los caudales masicos elevados son posibles. La relacion entre la distr:buci6n del tamaiio de las gotas y la capacidad de extincion del agua nebulizada es bastante compleja. En general, las nebulizaciones Clase I y Clase 2 sirven para ex tinguir incendios de charco de combustible liquido e incendios por pulverizacion sin la agitacion de las superficies del charco li qui do. Las pulverizaciones C ,ase 3 tambien extinguen incendios de charco. 4o Los incendios (lase A pueden extinguirse con ne bulizaciones Clase I si la velocidad es alta, la combustion es su perficial 0 los efectos del cen'amiento aumentan el grade de reduccion del oxigeno. Esta evidencia continna que la distribu cion del tamaiio de las gotas por sl sola no detennina la capaci dad de una pulverizacion para extinguir un incendio dado. Algunos factores, tales como las propiedades del combustible, los efectos del cerramiento, la densidad de flujo de la pulveriza cion y la velocidad de la pubrerizacion (impulsion), estan todos relacionados para determinar 5i un incendio podra ser extinguido.
Densidad de Flujo. La capa\~idad del agua nebulizada para ex
Cerramiento perlorado contra un muro de ladrillos
~~~
100
E
'vf--~~.
50
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is -100
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Cerramiento perforado
-150 X
() 50 100 -100 -50 Distaneia h(lrizontal (em)
150
=Ubieaciones de las bJquilias
FIGURA 8.15.10 Densidad de flujo real medida a 3,0 m (9,9 pies) por debajo de dos boquil/as % 7G5, con una separacion de 2,0 m (6,6 pies), descargando a una densidad de flujo nominal de 15,1 Llrninlrrl (0,37 gpmlpf2)
sse
CAPITULO 15
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Sistemas de supresi6n de incendios con agua nebulizada
tinguir un incendio depende solo parcialmente de tener un ta mafio de gota y una velocidad de pulverizacion apropiados. Tambien se requiere que la mas a de la pulverizacion de agua que interactua con el incendio sea suficiente para absorber una parte critica del calor emitido por el fuego. La densidad de flujo de la pulverizacion es, por 10 tanto, una caracteristica importante del agua nebulizada para los sistemas de supresion de incendios. Esta se puede expresar en unidades de volumen de Llminlm 3 (gpmJpie3), aunque es mas practico medirla como unidades de area de Llminlm2 (gpmJpie 2). La expresion de la densidad de la pulverizacion en unida des de volumen es uti! para el caso limitado de un sistema de lnundacion total en un compartimiento sin obstrucciones y con boquillas con una distribucion uniforme dentro de sus conos de pulverizacion. Con pocas excepciones, la distribucion de la den sidad de flujo del agua nebulizada dentro de un cono unico de pulverizacion no es homogenea. Cuando el movimiento de aire provocado por el penacho de fuego, por las boquillas mismas y por los efectos de la limpieza de las obstrucciones, se mezcIa con conos de pulverizacion superpuestos, se produce como re sultado final en cualquier punto del compartimiento una con centracion por volumen de la pulverizaci6n que es impredecible. Por 10 tanto, es diffcil establecer una correlacion significati\a entre la concentracion por volumen del agua nebulizada y la efectividad de la extincion. Por otra parte, la densidad de flujo promedio en unidades de area de Llminlm2 (gpmipie 2) puede medirse facilmente utili zando una rejilla de copas colectoras para medir el volumen del lfquido que se recoge por unidad de area por unidad de tiempo. Es posible re1acionar el ex ito 0 el fracaso para extinguir un in cendio con la densidad de flujo medida en ese punto (bajo con diciones en que no existe un incendio). Por 10 tanto, es mis util expresar la densidad de flujo en unidades de area, como una va riable presumida, que expresarla en unidades de volumen. Sin embargo, las dos representaciones son aproximaciones defi cientes de la densidad de flujo real durante la extincion. Es po sible que esa cifra varie dinamicamente con las condiciones del incendio y con la velocidad de la pulverizacion y, por 10 tanto, puede utilizarse en el mejor de los casos solo como una guia aproximada para el diseno. Las distribuciones de densidad de las boquillas de pulveri zaci6n estan muy lejos de ser uniforrnes. La Figura 8.15.1 muestra un ejemplo de distribuci6n de la densidad de flujo en un plano a 3,0 m (9,9 pies) por debajo de dos boquillas SSC % 7G5, con una distancia de separacion de 2,0 m (6,6 pies), y cada una con una descarga de 35 Llmin (9,2 gpm) 48. Estas boquillas han sido propuestas para un sistema de "niebla de agua" en un com partimiento de equipo hidniulico para submarinos britanieos (de la Royal Navy). A 6,8 bar (l00 psi), las boquillas produeen una pulverizacion Clase 2. El area "cubierta" por el eono de pulve rizaci6n en el nivel de recoleccion era de aproximadamente 1,5 m (5 pies) cuadrados, para un area de 2,25 m 2 (25 pies 2). La "densidad de flujo nominal" para esta disposicion se ca1cula como la de la boquilla dividida por el area de cubri miento del cono de pulverizacion en el plano de interes. En este caso. la densidad de flujo nominal era 15,1 Llmin/m2 (0,37 gpm pie-). La densidad de flujo medida estaba en un rango de 1-.:2 L min m: (0.42 gpmJpie2) directamente por debajo de la
°
8-257
boquilla, a 3 Llmin!m2 <0,07 gpmJpie 2) en el borde exterior, y aproximadamente 6,6 Lminlm2 (0,16 gpmJpie2) a mitad de ca mino entre las dos boqUll1as. Por 10 tanto, dentro de una distan cia inferior a I m (3,3 pies), la distribucion de densidad de flujo desde estas dos boquillas esta dentro de un rango de 0,2 a del valor de la densidad de tlujo nominal. La efectividad de la extincion de estas dos boquillas en in cendios de cubeta de combustible diesel y heptano variaba segun la ubicacion del incendio. 48 Cuando el fuego esta directamente debajo de las boquillas, la densidad de flujo y la direccion de la pulverizacion (impulsion) fueron suficientes para dominar el pe nacho de fuego y extinguir todos los incendios en menos de diez segundos. Los incendios con dieselubicados a mitad de camino entre las boquillas, tardaron mas en ser extinguidos y algunos in cendios de heptano no fueron extinguidos. Los conos de pulve rizacion que se superponen y estan ubicados a mitad de camino entre las boquillas crean una zona de turbulencia en la cual la pulverizacion va en toeas las direcciones. Probablemente, la densidad de flujo de 6,6 Llminlm 2 (0,16 gpm/pie2) habria sido suficiente si la impulsi(}n de la pulverizacion hubiera estado mejor orientada hacia el penacho de fuego. El fuerte penacho de fuego del heptano pudo s,ubir a traves del agua nebulizada y des ,iar el resto del conn de pulverizacion.~9 Estos resultados ilustran que la efectividad de la extincion del agua nebulizada solo puede estar relacionada con la densi dad de flujo reaL no la nominaL Muchas boquillas concentran un alto porcentaje del agUe pulverizada en el centro del area del cono. Esto ocurre porqu·e se desarrolla una presion negativa en el nueleo interior de una puherizaci6n de cono hueco. el cual atrae las gotas desde los bordes externos hacia el centro. Otras distorsiones de las denSIdades de flujo nominal real a partir de las densidades de flujo !lominal ocurren debido a las obstruc ciones. Las obstrucciones "limpian" el agua nebulizada que esta suspendida, reduciendo dr.isticamente la densidad de flujo. Las obstrucciones tambien d,es\-ian aleatoriamente la pul\'erizacion, reduciendo su impulsion. haciendo que esta sea menos efectiva. Impulsion de la Pul·rerizacion. Con frecuencia. la diferencia entre el exito y el fracas.) de una prueba de supresion de ineen dios puede atribuirse a 13 s \ariaciones en la impulsion de la pul verizacion. Los tres factllres que constituyen la impulsion de la pulverizacion son (1) la 'elocidad de la pulverizaci6n, (2) su di recci6n con relacion al Jlenaeho de fuego y (3) ]a masa de las gotas de agua transportadas al interior de la llama 0 sobre la su perficie combustible. La yclocidad es una cantidad vectorial, que tiene tanto magnitud como direccion. Mientras mayor sea el control que se puede e, lercer sobre la impulsion, mayor sera la capacidad de controlar los requisitos totales para el agua, el tiempo de extincion, el ciano causado por el agua y la fiabilidad total del sistema. La capacidad de ex: incion del agua nebulizada es cl resul tado de una interacci6n compleja de las propiedades del com bustible, los efectos del cerramiento, la distribuci6n del tamafio de las gotas, la densidad de flujo y la impulsion de la pulveriza cion. Por supuesto, la velocidad no puede ser demasiado alta porque los combustibles Jiquidos pueden ser desplazados, em peorando asi las condiciones del incendio. La eficiencia de un metodo generador de pulverizacion sera mas alta cuando la rna
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
xima cantidad de la pulverizacion tenga las propiedades direc ;:ionales que se desean con relacion al penacho de fuego. El con trol de la impulsion, depende entonces, no solo de las caracteristicas de la boquilla sino tambien del grade en el que las boquillas pueden ubicarse estrategicamente alrededor del fuego. Un aspecto muy importante de la seleccion de un metodo de generacion de agua nebulizada es el grado de control que este per mite sobre la direccion de la pulverizacion producida. Si se orien tan estrategicamente, las pulverizaciones con un angulo de cono estrecho dirigen mas caudal hacia la fuente del fuego que los conos de pulverizacion con un angulo mas amplio. Esto fue de mostrado en una serie de pruebas conducidas por el NISro y la NRCC, que involucraban incendios en cabinas de computadoras. 51 El incendio estaba ubicado entre dos tarjetas de circuitos impre sas paralelas en un grupo de tatjetas de circuitos, segun se ilustra en la Figura 8.15.11. Los incendios fueron extinguidos unica mente cuando la direccion de la pulverizacion estaba casi paralela a las tatjetas de circuitos. Una sola boquilla con un angulo de pul verizacion amplio instalada en un espacio abierto sobre las talje tas de circuitos solo pudo extinguir incendios en una banda angosta en uno de los lados del eje vertical del cono, donde la pul verizacion podia a los espacios angostos entre las tatjetas de circuitos. 51 A medida que el componente horizontal de la pul verizacion aumentaba hacia los bordes del conjunto de elementos, la pulverizacion no podia penetrar el espacio entre las tatjetas de circuitos. EI hecho de incrementar la presion de la boquilla y el caudal masico no ampliola zona efectiva: sirnplemente aument6 su pro fundi dad. Cuando la boquilla con un angulo amplio se re emplazo por una serie de boquillas con un angulo de pulverizacion estrecho, con poca separacion entre sf, la zona efectiva se amplio para incluir toda el area de la cabina. AI convertir una distribucion de la pulverizacion "en forma de abanico" en una distribucion li neal de pulverizacioncs paralelas, fue posible extinguir incendios entre todas las taljetas de circuitos con muy poca agua. El experimento descrito aquf ilustra el hecho de que contro lar la direccion de la pulverizaeion puede ser mas importante que controlar la distribueion del tamafio de las gotas 0 el caudal ma-
Descarga de agua nebulizada desde un solo punto
sico. Las distribuciones del tamafio de las gotas pueden variar por 100 micrones (DvO,9) 0 mas y aparentemente ser igualmente efectivas. La mayona de los sistemas de abastecimiento de agua descargan mas agua de la que es necesaria para el desempefio mi nimo de una sola boquilla, de modo que no existe ninguna pena lidad por estar sobredisefiadas para el caudal de flujo. Se gana muy poco cuando se disefia para estrechar las tolerancias esos parametros. Por otro lado, las modificaciones pequefias de la direccion de aplicacion de la pulverizacion pueden significar la di ferencia entre el exito 0 el fracaso para extinguir un incendio. Aditivos. La naturaleza quim ica del agua que se suministra a las boquillas tiene influencia sohre el desempefio del agua nebuli zada como un supresor del fuego. Los experimentos realizados en la NRCC demostraron que la efectividad de la extincion del agua nebulizada se incremento por la adicion de cloruro de sodio al agua. 38 El agua nebulizada hecha eon "agua marina" (solu cion a12,S por ciento por peso de cloruro de sodio) extinguio in cendios de cubeta de combus,ible diesel con densidades de flujo inferiores, y un cuarenta a un cincuenta por ciento mas rapido que el agua nebulizada hecha con agua fresca. Ademas, el agua marina nebulizada fue menos influenciada por las obstrucciones que el agua nebulizada de agua fresca. Una explicacion posible para el mejor desempefio es que las sales de alcali se cristalizan en la zona de las llamas a medida que las se evaporan. Los cristales de sal son 10 suficientemente pequefios para estar en el rango optimo de efectividad de los agentes de extincion de pro ducto quimico seco,52 muchos de los cuales, son sales de a1cali. Esta hip6tesis sugiere que 0 :ras sales de alcali, las cuales son mejores supresores de incendios de produeto qufmico seco que el cloruro de sodio, podrfan rnejorar signifieativamente la efec tividad de extincion del agua nebulizada. Ya se venden varios productos sobre la base de Sll capacidad para aumentar la efec tividad de supresion de las pulverizaciones de agua. La adicion de un bajo pClrcentaje de un agente formador de peJicula (por ejemplo, 0,3 pClr ciento de mejora muchi simo la efectividad del agU.i nebulizada en los incendios de
Descarga lineal
Desperdicio
Zona de extinci6n efectiva
Zona de extinci6n efectiva
Zona de extinci6n efectiva
FIGURA 8.15.11 Efecto de controlar la direccion de la pulverizacion 0 la impulsion en la extincion de incendios en tarjetas de circuitos impresos
CAPiTULO 15
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Sistemas de supresi6n de incendios con agua nebulizada
charco de hidrocarburos. Esto es especialmente util para supri mir incendios pOI derrames en areas de sentina que estan prote gidas contra la pulverizaci6n de agua. Los productos quimicos que podrian agregarse al abasted miento de agua para un sistema de agua nebulizada incluyen los agentes anticongelantes, los agentes forrnadores de pelicula, los agentes espumantes Clase A 0 B, los surfactantes 0 emulsionan tes para incrementar la penetraci6n del agua en los combustibles solidos, las sales retardadoras del fuego, los biocidos para evitar el crecimiento de algas en el agua almacenada, etc. El beneficio provisto por e1 aditivo puede verse reducido por la introducci6n de problemas secundarios, como por ejemplo, un aumento de la corrosividad 0 toxicidad. La tolerancia del equipo para el aumento de la corrosividad debe ser evaluada por el propietario 0 asegura dor de la instalaeion de acuerdo con el grado de corrosividad y el nivel aceptable de perdida. Por otro lado, las preocupaciones por la toxicidad, deben ser reglamentadas pOI el gobierno. Cuando se hicieron estudios en la industria de aviacion sobre los sistemas de agua nebulizada para cabinas de pasajeros en aeronaves,26 el Mi nistro de Sanidad de los E.U.A. expreso algunas preocupaciones sobre los efectos de la inhalaci6n de pulverizaciones muy finas de agua en las personas. Esas preocupaciones tambien fueron mani festadas por la Environmental Protection Agency de los E.U.A cuando el agua nebulizada estaba siendo evaluada por el Significant New Alternatives Policy Program (SlvAP) como re emplazo para el hal6n. En respuesta a las preocupaciones de la EPA, e1 Halon Alternatives Research Committee (HARC), con la participacion del comite de la NFPA 750, convoc6 un panel para la salud conformado por expertos en medicina para revisar los datos sobre este riesgo potencial. El HARC Health Panel Repor~3, concluyo que el agua ne bulizada que suministra el agua, equivalente en cali dad al agua potable (es que no contiene aditivos diferentes a los utili zados para el agua potable), 0 por el "agua marina natural", no presenta alguno para las personas expuestas a esta, ya sea en una circunstancia de incendio 0 debido a una activacion sin que exista un incendio. La EPA encontr6 que los hallazgos del panel eran creibles y adopto sus conclusiones como la base para una reglamentacion. La reglamcntacion resultante Federal Re gister de los E.U.A.54 reconoce que los sistemas de agua nebu lizada abastecidos con agua potable 0 agua marina natural son "aceptables sin restricciones," como sustitutos para el halon 1301 en espacios ocupados y como un agente de pulverizacion para reemplazar el halon 1211. Los sistemas de agua nebulizada con aditivos son de inte res para aplicaciones tales como los compartimientos del motor de los vehiculos y en los espacios para maquinaria. La EPA. ha aceptado el uso de agua nebulizada combinada con un pequeno porcentaje de un surfactante (Mezc1a A de Suriactante/ agua ne bulizada) para tales aplicaciones en areas que no esmn ocupa das. 54 De forma similar, otros aditivos, como los anticongelantes, los agentes y las sales retardadoras del fuego, estaran limitados a espacios no ocupados a menos que el proponente Ie pIOpOIcione a la EPA los resultados de un estu dio realizado por un panel de evaluacion con expertos medicos que se refiera a la pregunta de toxicidad.
8-259
DISENO DE LOS SISTEMAS
DE AGUA NEBULIZADA
EI nivel actual de comprension de la interaccion del agua nebu lizada con el fuego, las cbstrucciones, las condiciones de venti laci6n y las caracteristicas del compartimiento no es suficiente para permitir el disefio de sistemas de agua nebulizada a traves de "fundamentos". Idealmente, un diseno basado en fundamen tos asumma que existe una re1acion fija entre el escenario de in cendio, la geometrla del Gompartimiento, la ventilacion y la tasa de aplicaci6n de agua nebulizada con una distribuci6n determi nada del tamaiio de las gotas. Esta relacion se mantendria sin im portar los detaUes espedficos de los equipos de fabricantes indiyiduales. ~o se ha eSlrablecido una relacion tan ideal para los sistemas de agua nebulil.ada. Existe una variacion considerable en los pararnetros de disGiio asociados con los sistemas de dife rentes fabricantes. inclus,) cuando supuestamente estos han opti mizado sus sistemas pam el mismo protocolo de pruebas contra incendios. 55 En ausencia de una gran base de datos empiricos de criterios de diseiio y un c onjunto de principios generales que sea apUcable a todos los mecanismos del agua nebulizada, la NFPA 750 requiere que todos 1'05 diseftos de los sistemas de agua ne bulizada esten asociados con pruebas contra incendios formales. Las pruebas han demostrado que el desempefto de los sistemas de agua nebulizada dependt~ del equipo del fabricante espedfico, particularmente del dise:io de la boquilla. Un fabricante puede pasar un programa de pf1.ebas contra incendios con un caudal de flujo y un espaciamiento entre las boquiUas espedfico. Otro puede funcionar a inferiores pero tener un caudal de flujo mas alto y menos st:paracion entre las boquillas para pasar la misma prueba. i Si se ~aJcula la densidad promedio del flujo para los dos ~ posible que difieran pOI un factor de tres!55 Por eso, todavia no es posible yer la convergencia entre los sistemas de los fabricant<:8 con respecto a los criterios genericos del disefio tales como una densidad de flujo nominal consistente para un escenario de incendio en particular. Los criterios depen den de la seleccion del equipo del fabricante. Parece ser que las diferencias escasamente perceptibles en la atomizacion, el an gulo del cono de pulverizacion y la velocidad tienen influencia sobre e1 desempeno del s ,sterna. La Unica forma de estar seguros de que un sistema de ag1...a ncbulizada de un fabricante en parti cular va a funcionar para una aplicacion determinada es realizar pruebas contra incendios con el equipo del fabricante. Si un sistema de agua nebulizada esta "listado" para una aplicacion, los criterios ce diseno y los objetivos de desempefio del sistema han sido validados a traves de pruebas contra incen dios Uevadas a cabo pOI 1..lnlaboratorio de prueba reconocido. La Tabla 8.15.2 muestra una lista de los protocolos de prnebas con tra incendios reconocida en Norteamerica y Europa. La inten cion de los protocolos de prueba es probar los !fmites de desempefio de los sistemas contra un rango realista de condi ciones, que incluyen esct!narios "del peor caso posible," y para establecer objetivos de c.csempefio acordados y que se puedan medir. Se han requerido llluchas reflexiones y para tratar de lograr un conse'1SO sobre los escenarios de prueba. En Norteamerica, los usuariJs fmales de la tecnologia de agua ne bulizada tienden a depender de las certificaciones de un tercero como laFact01J7 }yJutualResearch Corporation (FM Global Re
8-260
SECCION 8
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Supresion a base de agua
TABLA 8.15.2 Protocolos de pruebas de incendio para sistemas de proteccion contra incendios en Mayo de 2001 ........
---~-----------
Agencia
....
---~----------------
~-----
Protocolo de pruebas de incendio con agua nebulizada
------------International Maritime Organization (lMO)
IMO MSC/Circular 668: Disposiciones alternativas para los sistemas de extinci6n de incendios con halon en espacios para maquinaria cuartos de bombas. a) Apendice A: Normas para la fabricacion de componentes de los sistemas de extincion de incendios a base de agua equivalentes (1994). b) Apendice B: Metodo de Prueba provisional para las pruebas contra incendios de sistemas de extinci6n de incendios a base de agua equivalentes para espacios para maquinaria categoria a y cuartos de bombas de carga (1994). Segun 10 enmendado en MSC/Circ. 728: Enmiendas para el metodo de prueba para sistemas de extincion de incendios a base de agua equivalentes para espacios para maquinaria categoria a y cuartos de bombas de carga contenidas en MSC/Circ. 668. Ap{mdice B (Junio de 1996). IMO Res.A.800 (1) Lineamientos revisados para la aprobacion de los sistemas de rociadores equivalentes a aquellos contenidos en las reglamentaciones SOlAS 11-2/12. a) Apendice 1-Normas sobre la fabricaci6n de componentes para boquillas de agua nebulizada. b) Apendice 2-Procedimientos de pruebas contra incendios para sistemas de rociadores equivalentes en alojamientos, espacios publicos y areas de servicio en embarcaciones de pasajeros (Diciembre 1995). MSC/Circ. 913, Lineamientos para la aprobaci6n de sistemas de lucha contra incendios fijos de aplicaci6n local a base de agua para uso en espacios para maquinaria categoria A, Junio 4 de 1999. MSC/Circ. 914, Lineamientos para la aprobaci6n de sistemas de lucha contra incendios fijos alternativos a base de agua para espacios de categoria especial, Junio 4 de 1999.
2
Factory Mutual Research Corporation, Norwood, MA, USA
a) Borrador de requisitos de desempeno de la FM Global Research para sistemas de pulverizacion de agua fina para la protecci6n de cerramientos de turbinas de combustion, espacios para maquinaria y maquinaria de riesgos especiales con volumenes no superiores a 80 m3 (2825 pies3 ).
b) Borrador de los requisitos de desempeno de la FM Global Rese arch para sistemas de pulverizacion de agua fina para la proteccion de cerramientos de turbinas de combusti6n, espacios para maquinaria y maquinaria de riesgos especiales con volumenes no superiores a 260 m3 (9175 piesS). c) Borrador de los requisitos de desempeno de la FM Global Research para sistemas de pulverizacion de agua fina para la proteccion de cerramientos de turbinas de combustion, espacios para maquinaria y maquinaria de riesgos especiales con volumeneslo superiores a 260 m3 (2825 pies3 ).
d) Borrador propuesto de los requisitos de desempeno para :3istemas de pulverizaci6n de agua fina para la proteccion de ocupaciones de riesgo ligs-ro.
e) Pruebas de desempefio ante un incendio para la proteccicln con pulverizacion de agua fina para areas de flujo laminar vertical y otros equipos de procesamiento. f)
3
Borrador de las pruebas de desempeno ante un incendio para los sistemas de aplicacion local en espacios para maquinaria.
Laboratories Inc.,
Ul 2167, Primera edici6n propuesta de la norma sobre boquilas para agua nebulizada para el servicio de proteccion contra incendios, Junio 1998.
Northbrook, IL,
a) Espacios para maquinaria
Underwriters
USA
b) Pruebas contra incendios de cabinas de pasajeros c) Cabinas de pasajeros superiores a 12 m2. d) Pruebas contra incendios para espacios publicos e) Pruebas contra incendios para areas residenciales f) Pruebas contra incendios para areas de riesgo Ugero
g) Pruebas de riesgo ordinario I y II h) Diseno de la construcci6n de boquillas, requisitos de marcaci6n y desempefio 4
Verband der Schadenversiche n e.v. (VDS, Germany)
Lineamientos VDS 2498 para requisitos de los sistemas de extincion de agua y metodos de prueba para boquillas de pulverizaci6n fina, Edici6n 8/96. a) Boquillas de pulverizaci6n tina para conductos de cables.
CAPiTULO 15
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Sistemas de supresi6n de incendios con agua nebulizada
search) 0 Underwriters Laboratories (UL) para confiffi1ar que son adecuados. En Europa y Asia, los usuarios tienden a aceptar los resultados de las pruebas ad hoc. La mayor diferencia entre un programa de pruebas ad hoc y un protocolo de prucba for malizado es el grado de esfuerzo que se haee por busear condi ciones de faHa, Hmites de aplicabilidad y criterios de amplitud para juzgar la aceptabilidad. Las pruebas ad hoc seran muy es pecificas para una aplicaci6n. Las pruebas ad hoc son mas faei les de llevar a cabo y menos costosas que tener que desarrollar un protocolo de prueba por consenso. En todo el mundo, se han hecho, y se siguen llevando a cabo muchos esfuerzos por reali zar pruebas de agua nebulizada tipo ad hoc. Algunos ejemplos incluyen los sistemas de aplicaci6n local;56 los timeles para ca bles de alto voltaje;57 los tUneles ferroviarios;58.59 las propieda des que son patrimonio histOrico y cultural, las bibliotecas y el almacenamiento de archivos en anaqueles fijos, 60,61 los cuartos de equipos electr6nicos, 62 las areas del subsuelo de los cuartos de computadoras;63 las bahias de carga para aeronaves;64 y los transfoffi1adores ala intemperie. 65 Es po sible que algim dla, unos cuantos de estos programas de pruebas ad hoc se vuelvan proto colos de prueba fOffi1ales 0 por consenso. En su mayoria, los fa bricantes corren con el gasto de llevar a cabo estas pruebas. Para aplicaciones marltimas se han desarrollado protocolos de prueba por consenso a traves de la International Maritime Organization. Para las aplicaciones industriales en ticrra, los protocolos fOffi1ales de prueba han sido desarrollados pOI FM Global Research para cerramientos de turbinas, espacios para maquinaria y cuartos de bomb as donde existen riesgos de in eendio de combustible Uquido (ver la Tabla 8.15.2). La FM Glo bal Research tambien ha desarrollado un protocolo dc prueba para las areas de flujo laminar vertical en ambientes de cuarto limpios. La FM Global Research y UL tienen protocolos de prueba para aplicaciones de riesgo ligero y ordinario basados en los protocolos de prueba de la IMO para los alojamientos de la tripulaci6n y los espacios publicos en embarcaciones. La NFPA 750 describe en detalle varios protocolos de prueba contra incendios. Se debe tener en cuenta que los crite rios con los que los sistemas se consideran aceptables son deci didos por consenso en un comite. El desempefio cxitoso no necesariamente significa la extinci6n del fuego. Por ejemplo, las pruebas de la IMO para espacios de alojamientos y espacios pu blicos en embarcaciones s610 requieren que el incendio sea con trolado por un periodo de diez minutos. Al final de los diez minutos, el incendio se extingue manualmente y se hace una evaluaci6n de los dafios. La extensi6n del incendio y el dafio de los materiales de prueba deben estar dentro de ciertos lfmites. Durante esos diez minutos, el incendio sigue ardiendo y, si se apaga el sistema de agua nebulizada, el incendio crecera nueva mente. Por otro lado, el protocolo para espacios de maquinaria de la IMO, requiere la extinci6n de todos los incendios, inclu yendo los pequefios incendios escondidos de sentina. Para lograr la extinci6n, esta peffi1itido que los disefiadores del sistema uti licen combinaciones de boquillas de cielo raso de inundaci6n total y boquiUas filtradoras sobre la abertura dc ventilaci6n, al que la adici6n de surfactantes al abastecimiento de agua. En algunos casos, se incorporan sistemas separados para la pro ;e-c~iQn de sentinas. Para complicar las cosas alin mas, la FM c.;:c::J; Research y UL tienen sus propias versiones de las prue
8-261
bas para espacios de maquinaria de lalMO. Estas dos organiza ciones han listado sistemas sin requerir la extinci6n del incendio de cubeta protegido mas pequeno. El disefiador y el usuario final deben comprender la importancia de dichas diferencias para la aplicaci6n en cuesti6n. La simaci6n actual de los sistemas de agua nebulizada es que el disefio se basa completamente en los resultados de prue bas a escala real seglin los protocolos de prueba. Un sistema que pas a un proto colo de prueba de la FM Global Research 0 de UL obtendni una certificaci6n. La existencia de un listado simplifica el problema de combinar un sistema de agua nebulizada con un riesgo en particular. Ex, sten dos problemas con este enfoque. Primero, puede ser un error, depender totalmente de un listado generalizado, sin verificar si el desempefio prometido por e1lis tado cum pIe con las necl~sidades reales del usuario fina\. El in geniero de protecci6n contra incendios debe confi1TI1ar que la aplicaci6n sea similar a las condiciones del protocolo de prueba. El 0 ella tambien deben revisar que los criterios de desempefio utilizados para juzgar si se pasa 0 no se pasa el protocolo de prueba, sean compatibles con las necesidades del usuario fmal en la instalaci6n real. Ell algunos casos, los requisitos de de sempefio del listado pue:den ser inferiores a 10 que el usuario final realmente necesita. Se requeriran medidas para actualizar el desempefio. Para detC'TIlinar exactamente cuales medidas de actualizaci6n podran requerirse para aumentar el nivel de de sempeno sin realizar pmebas adicionales, el disefiador tendra que aplicar los fundamelltos de la ciencia de incendios. Un segundo problema que ocurre con el enfoque actual es que un protocolo de pru<:ba simplificado nunca puede caprurar los detalles de todas las posibles condiciones de campo. Por ejemplo, el companimiento de prueba del Espacio para Maqui naria de la LVO conriene s6lo una rnaqueta de un motor grande; no contiene ninguno de I ClS conductos, bandejas de cables y tu berlas elevadas que pued en abarrotar un espacio para maquina ria real. Sin embargo. el e:,paciamiento del disefio deteffi1inado en la maqueta se apJica rig urosamente en todas las aplicaciones. Ademas, los fabricantes jlueden ser capaces de ajustar sus siste mas para que cumplan con los estrechos criterios de desempefio del protocolo de prueba. La tolerancia para las diferencias entre la disposici6n de la prueb a y los espacios reales no se conoce. En lugar de conseguir un m~jor desempefio mediante boquillas de agua nebulizada mas eficientes, simplemente podemos estar eli minando el margen de se~uridad. Luego de que un sistema del fa bricante se instala en un compartimiento para maquinaria con mas cosas pOI encima 0 mn una abertura de ventilaci6n distinta a la de la prueba, este puede perder por casi nada el control. Otro sistema del fabricante pu;;:de ser mas tolerante a las variaciones. Serla mucho mas tranqui:izante si no se dependiera tanto del en foque fOffi1alizado de "di,;efiar segun las pruebas de incendio."
METODOS PARA GENERAR
AGUA NEBULIZADA
Generalidades Los metodos para generar agua nebulizada \"anan de simples a
8-262
SECCIOI\l 8
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Supresi6n a base de agua
TABLA 8.15.3 Tipos de boquil/as para generar agua nebulizada para los sistemas de supresi6n de incendios, con algunos ejemplos de fabricantes
Rango y tipo de presion Baja presion (hasta 12 bar (175 psi))
Mecanismo de formacion de la pulverizacion y elementos de la boquilla Choque
Choque 0 chorros
Chorro a presion
Fluido doble
Grupos de pequenos orificios del range de -1 mm, Tipo remolino. Todos los fabricantes de boquillas tradicionales
Combinan aire compril1'ido mas agua
Evaporacion instantanea, condensacion;
Securiplex
supresion de explosiones
No disponible
No disponible
No disponible
Orificio - 3 m m; Variedad de formas del disco de choque, boquillas de pulverizacion I\lFPA 15, Minimax
No disponible
Presion Intermedia (de 175 psi a 500 psi) (de 12 bar a 34 bar)
Orificio - 1 mm (Rociador Aquamist GW Fike Micro-mist)
Orificios < 1 mm Los chorros colisionan entre si (Kidde-Deugras)
Grupos de pequenos orificios del range de -1 mm, tipo remolino Todos los fabricantes de boquillas
Alta presion> 34 bar (> 500 psi)
No disponible
Orificios < 1 mm (Ultrafog)
Grupos de orificios: diametros de 0,5 a 1,5 mm
Boquilla de diluvio, normal mente abierta
Todos los fabricantes
Todos los fabricantes
Todos los fabricantes
Boquilla de fluido doble, de alta velocidad para la supresi6n de explosiones (HAI/Primex) Todos los fabricames
Boquilla automatica, normal mente cerrada
Rociador Aquamist GW
Ultrafog
Marioff Fogtec
No disponible
elaborados. Algunos de los metodos mas elaborados incluyen discos que giran a velocidades muy altas, vibraciones ultrasoni cas, liquidos recalentados que se evaporan instantaneamente y se recondensan, y la liberacion rapida de gases disueltos y explosi vos. Para los propositos de la supresion del fuego, la escogencia del metodo se ve limitada por el hecho de que los caudales ma sicos y las velocidades necesarias para que sea efectivo estin mas alla de la capacidad de algunos metodos. Los metodos que son factibles para los sistemas de supresion de incendios son aquellos que descomponen el agua en gotas de tamafios inferiores a 1000 micrones, a caudales masicos y velocidades de pulverizacion apropiadas para los escenarios de incendio a escala real, los cua les pueden estar protegidos contra el taponamiento y que man tienen de un modo fiable dicho caudal durante todo el tiempo que se requiera. La economfa al proporcionar energfa almacenada 0 al instalar bombas y sistemas de tuberias especiales tambien es detetminante en la seleccion de una tecnologfa que genere agua nebulizada para una aplicacion determinada. Actualmente, la tecnologfa de los sistemas de agua nebuli zada se encuentra en un estado de innovacion permanente. Esto es evidente particularmente en los conceptos para generar agua nebulizada que siguen emergiendo. Por 10 general, los disefios de las boquillas de agua nebulizada involucran uno de tres prin
Agua muy calentada
Micro Mist, Irlanda
Un fabricante
No disponible
cipios basicos: (1) el ChOqUl~ de un chorro de agua sobre un de flector (imp~ctacion), (2) la expulsion de un chorro a alta velo cidad desde un orificio (chC'rro a presion) y (3) el uso de aire 0 nitrogeno comprimido para :omper el aguaen una pUlverizacion muy fina (boquillas de fluid!) doble 0 atomizadoras de aire). Los tres metodos han sido utilizados por los fabricantes de boquillas de pulverizacion por muchcls afios. Las innovaciones que estan haciendo los fabricantes interesados en la supresion de incendios son para mejorar la eficiencia 0 para optimizar algunas caracte rfsticas de la pulverizacion tales como el caudal masico, la ve loci dad de la pulverizacion, d tamafio de las gotas 0 la forma del cono. Algunos metodos nuevos que generan agua nebulizada funcionan sobre principios distintos 0 con combinaciones de los tres principios basicos. En el encabezamiento "Innovaciones en la Generacion de Agua Neculizada" se describiran brevemente algunos ejemplos de metod
CAPiTULO 15
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Sistemas de supresion de incendios con agua nebulizada
Conos concentrioos de 90 grados 120 grados
Boquillas de pulverizaci6n de agua tipo espiral
""
Presi6n: 5 a 200 bar Angulo del cono: 60 a 120 degrees Fluio: 0,1 a 10 Umin
Filtro de
""
"" " "" Diametro: Presi6n: Caudales de fluio:
1 mm 5 a 8 bar 1 a5 Umin
Dispositivo de remolinosl
/ Angulo del cono = , , 90 grados, 120 grados
Normalmente abierto: 72,5 Boquillas del chorro a presi6n: 2900 Presi6n del agua: 5 a 200 bar Caudal de fluio de la boquilla: 35 Umin Cono s6lido: > 120 grados
l
camarade~ remolinos
////J" IV""
Diametro del deflector> Diametro del orificio
, ,
8-263
/
/
/ ! / I
\.
I
'-
I I I I
\
\
\
"
+ i
Activaci6n termica individual automatica
FIGURA 8.15.13 Boqwl/as de chorro a presion Filtro
Orificio pequeno como el de los rociadores Presi6n: Caudales de fluio:
8 a 12 bar 30 a 80 Umin
FIGURA 8.15.12 Varios tipos de boquil/as de choque para pulverizaciones finas
gias que generan agua nebulizada las cuales trabajan a bajas pre siones. Normalmente, la mayoria de las boquillas de choque fun cionan en un rango de lObar (150 psi) 0 menos. Generalmente, las boquillas de fluido doble funcionan a una presion de1liquido de 4,5 a 5,5 bar (65 a 80 psi), con una presion similar para el gas comprimido. En algunos casos, la alta presion es una ventaja en el sentido de que la energia se convierte en una impulsion de alta pulverizacion 0 permite la descarga de agua a traves de tu berias de diametro pequeno. Sin embargo, se deben evaluar las ventajas con respecto al costo de suministrar energia para altas presiones de funcionamiento. No existe una regia general aun que esta alta presion es mas costosa que e1 agua nebulizada a baja presion. En muchos casos, las ventajas que se ganan redu ciendo la tasa de descarga total y los diametros de la tuberia del sistema de distribucion, compensan el costo adicional que sig nifica proporcionar un motor de bomba mas potente. La NFPA 750 hace una distincion entre los regimenes de presion a los cuales funcionan las tecnologias generadoras de agua nebulizada mediante la introduccion de terminos para los sistemas de presion baja, intermedia yalta. Los sistemas de "baja presion" funcionan a presiones de 12 bar (175 psi) 0 menos: los sistemas de "presion intermedia" involucran presio nes superiores a 12 bar (175 psi), pero inferiores a 34 bar (500 psi): y los sistemas de "alta presion" funcionan a presiones de 34 bar (500 psi) 0 superiores. EI rango de funcionamiento de los sistemas de baja presion es similar a los sistemas estandar de
proteccion contra incendios, como los rociadores y tuberias ver ticales. Los requisitos para los tubos, accesorios, vaIvulas, bom bas 0 calculos hidrauli:os se pueden cumplir a traves de materiales y practicas de instalacion convencionales. Las tube rias, accesorios y valvula, para los sistemas de presion interme dia tambien se encuentran comunmente, aunque puede que no existan bombas centrffugas contra incendio "listadas" que pro duzcan presiones en el rango de 500 psi. Por 10 tanto, existen al gunos aspectos de los sistemas de presion intermedia que estan por fuera de la experienc' a de la ingenieria de proteccion contra incendios estandar. Los requisitos especiales son necesarios para los sistemas de alta presir5n, para los tubos, accesorios, bombas, vaIvulas, reguladores de presion, cilindros y tanques. La tecno logia de los sistemas de alta presion, aunque es nueva para las practicas de la ingenieria de proteccion contra incendios, esta bien desarrollada en otras industrias, tales como la industria hi draulica y las industrias de perforacion de petroleo en alta mar. EI metoda para gemrar agua nebulizada no determina uni camente la capacidad de ~upresion. Es mas importante combinar las caracteristicas de pulverizacion de la distribucion del tamano de las gotas, la densidad de flujo y la impulsion de la pulveriza cion con el riesgo de incendio. EI metodo escogido para generar agua nebulizada si influy\~ en factores como la efectividad segun la rentabilidad y la fiabibdad de un sistema. EI agua nebulizada producida por gmpos de boquillas di fiere de la pulverizacion producida por una sola boquilla. La in- . teraccion turbulenta de los conos de pulverizacion que se superponen cambia la di~tribucion del tamano de las gotas. Las caracteristicas de los COll<)S de pulverizacion de las boquillas in dividuales, junto con la separacion entre las boquillas, determi nan la distribucion de la c.ensidad de flujo en el compartimiento. EI area de cubrimiento y la separacion entre las boquillas deben cumplir con las pautas de instalacion del fabricante, suministra das con la informacion dellistado. La intencion de NFPA 750 es que la informacion dellistado de las boquillas se base en pme bas de supresion de incendios a escala real.
8-264
SECCION 8
•
Supresion a base de agua
Aire
60
Boquilla de atomizacion del aire comercial tfpico Angulo del cono: 72 grados Flujo de boquilla: 5.3 gpm Aire/liquid ratio (masa): 0.27 Presion de agua: 65 psi Presion de aire: 75 psi
t
Uquido
55 3.5
Is
~::J
()
50 3.0
Flujo de liquido
~
~ 2.0
+---
" "
Nebulizaci6n
FIGURA 8.15.14 Diseno de dos tipos de boquil/as de fluido doble
La Tabla 8.1S.3 contiene una matriz para organizar los con ceptos para generar la pulverizacion de acuerdo con el principio de generacion de agua nebulizada y el regimen de presion para su funcionamiento. No todos los fabricantes que producen bo quillas representativas del tipo indicado estin nombradas como tales. En la siguiente discusion, se suministran algunos detalles. Boquillas de Choque. Las boquillas de choque funcionan bajo e1 principio de un chorro solido de agua que golpea un deflector y se rompe en gotas pequeiias. Estas incluyen los rociadores es t{mdar, las boquillas utilizadas en sistemas "tradicionales" (ver NFPA IS) dc pulverizacion de agua y diluvio, y las boquillas utilizadas para innumerables aplicaciones industriales. La velo cidad del chorro y la forma de la superficie de choque deterrni nan el angulo del COllO, la distribucion del tarnaiio de las gotas, la uniformidad del flujo y la impulsion de la pulverizacion. La Figura 8.1S.12 muestra varios tipos de boquillas de choque que se utilizan en los sistemas de agua nebulizada. Las boquillas de choque que funcionan a bajas presiones tienen un disefio simple y, por 10 tanto, su fabricaci6n es menos costosa que las boquillas que requieren un labrado a maquina mas preciso. En 1992, la NRC(!,6 midio las caracteristicas de pulverizacion de varias boquillas de choque disponibles en el comercio, incluyendo las placas deflectoras tipo rociador, los deflectores en espiral, los deflectores tipo pasador, que funcio nan a presiones inferiores a 12 bar (17S psi). Estas boquillas producian pulverizaciones Clase 2 y 3, con angulos de cono entre los 60 grados y 120 grados. El tamafio y la forma del de flector determinaban el angulo del cono. Las pruebas revelaron que las boquillas de choque tienen una distancia de proyeccion axial limitada de la pulverizacion, debido a la energia que se pierde a medida que la pulverizacion golpea el deflector. Una
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Securiplex Angulo del cono: 90 grados 120 grados Flujo de boquilla: 5 to 25 Umin Airelliquid ratio 0.10 (masa): Presion de agua: 4 a 5 bar Presion de aire: 5 a 7 bar
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FIGURA 8.15.15 Tasas de flujo de aire y agua en boquilla de fluido doble
pequefia inclinacion en la pLica deflectora desviara la distribu ci6n de la pulverizaci6n en vna direccion. Los soportes del de flector pueden provocar efectos de sombra, y las irregularidades en la superticie de choque pueden aumentar hasta producir una gran var: aci6n en los patrones de distribu cion de la pulverizacion. E~tas pulverizaciones controlaron 0 extinguieron incendios, no solo con combustibles Clase A, sino tarnbien en incendios de conbustible lfquido en cerramientos, donde los efectos del cerramiento hicieron menos crftica la im pulsi6n de la pulverizacion. En general, la impulsion reducida de la pulverizacion hacia del ante y la distribucion irregular del tlujo, que eran tfpicas de las boquillas de choque que se proba ron, eran limitaciones para su uso potencial en un sistema de agua nebulizada en espacios para maquinarias grandes. Varias compaiiias de rociadores fabrican una boquilla de agua nebuli zada de baja presi6n, tipo choque. Normalmente, los tarnafios de los orificios estin entre LS y 3,0 mm. La relacion entre la presion de la boquilla y la tasa de des carga para las boquil1as de choque se puede calcular de manera fiable utilizando la expresion conocida para los disefiadores de siste.mas de rociadores: , donde q es la tasa de descarga, P es la presion manometric a en el orificio y k es un coeficiente que ca racteriza a la boquilla. Chorros de Choque. EI temlino "chorros de choque" se utiliza para describir un tipo de boquilla de agua nebulizada que crea una nebulizaci6n y que hace que dos chorros delgados de agua se estrellen luego dc salir de orificio. El labrado a maquina de los orificios muy pequefios debe ser muy exacto para lograr la alineaci6n correcta para la colisi6n de los chorros. Una empresa alemana tiene una boquilla que genera una nebulizacion Clase 2 a aproximadamente S Llmin a una presi6n de funcionamiento de 12 bar. Es una boquilla de presi6n intermedia. La boquilla se uti
CAPiTULO 15
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Sistemas de supresi6n de incendios con agua nebulizada
liza en sistemas de cerramiento de turbinas. Fue probada en un escenario de incendio en un rrmel de cables en Nueva Zelanda y se desempefio bastante bien. 67 Boquillas de Chorro a Presion. Las boquillas de chorro a pre sion funcionan cmpujando un chorro de agua a traves de un ori ficio de diametro relativamente pequeno a una alta velocidad. A medida que el chorro sale del orificio, ocurren eventos fisicos complejos, que incluyen la viscosidad del fluido y el diametro y la velocidad del chorro con respecto al aire47 • La fragmentacion del chorro delgado de agua en gotas comienza a unos pocos mi limetros del orificio. La Figura 8.15.13 ilustra varias boquillas de chorro a presion. La desintegracion del chorro en gotas puede mejorarse insertando dispositivos de remotinos en una camara en el interior de la boquilla para impartirle una rotacion al cho rro a medida que este sale del orificio. Si el agua es empujada a traves de una ranura estrecha en vez de un orificio circular, el chorro toma 1a forma de una lamina, el cual se vue1ve inestable y se des integra en gotas. En un estudio realizado en la NRCC eon una seleccion de boquillas de chorro a presion disponibles en el comercio que se utilizan para sistemas de agua nebulizada,66 los diametros de los orificios iban de 0,2 mm a 3 mm (0,008 pulg a 0,125 pulg). Los caudales masicos de las boquillas estaban en un rango aproxi made de I L/min (0,25 gpm) para boquillas de un solo orificio, de 45 Umin (12 gpm) para un ensamblaje de orificios mUltiples. Los angulos de los conos de pulverizacion estaban en un rango inferior a 20 grados hasta 150 grados. Los orificios individuales del chorro a presion se pueden ensamblar en grupos sobre una base unica 0 a intervalos a 10 largo del tuba (disposicion lineal). Cuando varios chorros a pre sion se ensamblan muy cerca unos de otros sobre una base unica, el efecto combinado de todos los chorros arrastra el aire hacia el interior del cono de pulverizacion compuesto. El diametro del cono compuesto completamente desarrollado no es una simple funcion de la velocidad y la direccion inicialcs del chorro. La trayectoria de las gotas desde los chorros individua1es se ve in fluenciada por el regimen de presi6n en el cono de pu1veriza cion, el cual depende de 1a manera en que el aire es aspirado hacia 1a boquilla y arrastrado hacia el interior del cono. Con al gunas boquillas, es posible que el cono de pulverizacion no se desarrolle completamente si se restringe el movimiento libre del aire hacia la parte posterior de la boquilla. Las boquiUas de chorro a presion funcionan en un amplio range de presiones de 12 bar a 272 bar (75 psi a 4000 psi). EI diametro pequeno del orificio, los detalles internos (por ej., la forma de la camara de remolinos), y la presencia de filtros en cada orificio determinan que las boquillas del chorro a presion requieran presiones de funcionamiento superiores a las de las boquillas de choque. Normalmente, la distribucion del tamano de las gotas se vuelve mas fina a medida que aumenta la presion. Generalmente existe un limite superior, en el que un incremento adicional en la presion tiene poco efecto sobre la distribucion del tamaiio de las gotas. Puede haber un aumento creciente en el caudal masico 0 en la impulsion, pero sin que haya un mejora miento signifkativo en el area de cubrimiento del cono de pul \·erizacion. La agencia de certificacion suministrara informacion acerca del range para la presion de funcionamiento requerida
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para producir las calidades deseadas de la pulverizacion. La relacion entre la presion y el caudal de las boquillas de chorro a presion de oriticios multiples sigue la formula sim ple de para las boquillas de orificio unico, como los rociado res. Nuevamente, la agencia de certificacion debe suministrar la informaci6n acerca de como calcular las tasas de descarga como una funcion de la presion desde las boquillas de chorro a presion. Boquillas de Fluido Doble. Las boquillas de fluido doble tam bien son llamadas boquillas dc atomizacion de aire. Combinan gas eomprimido eon un chorro de agua para romper el agua en gotas finas. La nebulizaci6n que resulta puede ser dirigida a tra yeS de uno 0 mas orificios para darle forma a una pulverizaci6n conica con el iingulo de' cono que se desee. Las boquillas de fluido doble permiten un control eficiente sobre la distribuci6n del tamano de las gOtas, el angulo del cono, la impulsion de la pu1verizacion y 1a tasa de descarga. Los fabricantes de boquillas han producido boquillas de fluido doble para una amplia varie dad de aplicaciones industriales, inc1uyendo la aplicacion de pintura por pulverizacion, el riego agricola y los sistemas de hu midificacion de edificiol. Una eompania vende en el mercado una boquilla de fluido do ble basada en un disefio desarrollado en los afios 80 por British Petroleum (BP) Ventures. La boquilla funciona con gas compnmido y presiones de agua en un range de 4,5 a 6,2 bar (de 65 a :)0 psi). Para los sistemas de proteccion contra incendios (que pu.eden requerir muchas boquillas), es una ventaje reducir al minim!) el total del caudal de flujo de gas com primido que se requiere. Aunque las boquillas industriales tipi cas de fluido doble funcionan con relaciones de masa de aire a Jiquido (masa de ALR) de 0,200 superiores, esta boquilla en par ticular funciona con val(lres de mas a de ALR de 0.05 a 0,10. La Figura 8.15.14 ilustra lalistribucion para combinar dos tipos de boquillas de fluido doble. La relacion entre 11 descarga de agua y la descarga del medio de atomizacion (a ire) de una boquilla de fluido doble no se puede caracterizar por la expresion que se utiliza para las bo quillas de orificio simple. Como las lineas de aire y agua estan unidas (en el interior de la boquilla), la presion en una linea tra baja contra la presion en la otra linea. Amedida que aumenta la presion del aire, se incrementa el flujo de aire, el cual, a su vez, obliga a que haya una reducci6n en el caudal de agua y modifica la presion del sistema de agua. Por el contrario, si se aumenta la presion del agua, esta re,iuce el flujo de aire. La Figura 8.15.15 muestra una grafica de los caudales de flujo de agua y el medin de atomizaci6n para una boquilla de fluido doble comercial.-:l termino "relaci6n de aire a Hquido" (ALR) se utiliza para describir el equilibrio entre el medio de atomizacion y la demand a de liquido a traves de 1a boquilla. Para ajustar un sistema en el campo, y para determinar las tasas de descarga de aire y agua a partir de las hojas de datos de los fa bricantes, es conveniente usar la relacion de presion de aire a li quido, ALRp . Para comparar la eficiencia de las diferentes boquillas, y realizar los ,Mculos neumaticos del sistema para de terminar los tamafios de •os tubos, las configuraciones para el re gulador de presion y la cantidad total de gas comprimido requerido para un sistema, es mejor trabajar con una relacion de aire a Ifquido expresada en terminos de cauda1es masicos, ALR",.
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
M
ALR"
ALR", = M" w
donde Relaci6n de la presi6n ALRm= Relaci6n de la masa de aire a liquido del aire a liquido Presi6n del aire, Ma= Masa de aire por unidad ruanometrica, bar (psi) de tiempo kg/s (lb/min) Presi6n del agua, M,.,= Masa de agua por unidad manometrica, bar (psi) de tiempo kg/s (lb/min) EI fabricante de las boquillas debe identificar el rango de las relaciones de aire a liquido (presion y masa) a las cuales la boquilla logm las caracteristicas 6ptimas de pulverizaci6n. La demanda total de gas comprimido de muchas boquillas en un sistema de boquillas abiertas puede ser costosa, as! que es dese able reducir al minima la demanda para el medio de atomiza cion. Un punto de funcionamiento "eficiente" para una boquilla de fluido doble es uno que produce las caracteristicas de pulve rizacion deseadas con una ALRm 10 mas baja posible (por ejem plo, entre 0,05 yO, 10).
Innovaciones en la Generaci6n de Nebulizaci6n El termino innovacion, como se utiliza en este texto se aplica a las boquillas que incorporan elementos inusuales para mejorar la eficiencia 0 para optimizar alguna caracteristica de la pulveri zaci6n, 0 que producen una pulverizacion mediante un meca nismo fisico diferente a aquellos descritos anteriormente. Boquilla de Chorro a una Presion K Yariable. Una compania ha desarrollado una boquilla de chorro de alta presion con un fac tor K variable. Su funci6n es mejorar la tasa de distribucion de las boquiUas en sistemas impulsados por gas que tienen un perfil de presion que se va deteriorando. Al iniciarse la descarga, la pre sion de la boquilla esta casi en 100 bar, el factor K es alto y la bo quilla descarga rapidamente una gran cantidad de agua. A medida que la presion disminuye, el factor K de la boquilla disminuye gradualmente para ayudar a extender e1 tiempo que tarda en for marse la pulverizacion. Esto se logra mediante un resorte en eada alojamiento individual pam los orificios. El resorte reduce el paso de flujo a medida que disminuye la presion del sistema. Estas bo quillas se utilizan en unidades predisenadas de acumuladores en cerramientos de turbinas yen otras aplieaciones de espacios para maquinaria. Si se requieren caIculos hidniulicos para estas bo quillas, el disenador del sistema debe contactar al fabricante para obtener informacion sobre las caracteristicas de descarga de la boquilla. Es importante garantizar que las boquillas que van a usarse con sistemas de presion que se deterioran no se instalen en un sistema con un abastecimiento de agua bombeado, el cual uti liza boquillas con un valor K constante. Descarga Combinada de Nitrogeno y Agua. Una compania ha desarrollado una unidad de bomba de embolo impulsada por gas que funciona con nitrogeno comprimido. Se conoce como una uni dad GPU y ha sido listada para espacios de maquinaria y cerra
mientos de turbinas. Con cada recorrido de la bomba de embolo, es empujado hacia el interior de la tu el agua 0 el gas de beria. Las boquillas estan disefiadas para pasar nitrogeno y gas y seguir produciendo agua nehdizada. La naturaleza (mica de la bo quilla GPU es tal que no podria utilizarse en un sistema distinto al sistema GPU No esta claro c6mo hacer los caIculos hidraulicos para un sistema de distribuciClfi que utiliza esta boquilla. Pulverizaciones Lineales. ]\.ormalmente, el agua nebulizada es descargada desde boquillas con un cono de pulverizaci6n circular de 360°. Las boquillas estan distribuidas en una rejilla al nivel del eielo raso. Este patr6n de descarga es tipico de los sistemas de ro eiadores y es adecuado para la mayoria de las aplicaciones. Sin embargo, algunas aplicaciones requieren que el agua nebulizada sea descargada para proteger Jlla geometria bien definida. La pul verizacion que se descarga eJ: cualquier direccion distinta a aque lla determinada por la disposicion del combustible sera desperdiciada. Los anaqueles fijos en filas, las bandejas de cables o los electronicos c)n tarjetas de circuitos paralelos son ejemplos de algunas aplicaci)nes en las que los patrones de dis tribucion circular conducen a una aplicacion ineficiente de agua. Cuando se instalan orificios pequenos de chorros a presion se ponen a intervalos cortos entre S1, a 10 largo de un tuba, se crea una pulverizaci6n lineal. La "boquilla" tiene eutonces la longitud del tubo con una descarga a 10 largo de toda su longitud. El factor K para una boquilla tan alargada es distinto al de las boquillas con vencionales con orificios situados alrededor de una base metalica circular. La caracteristica de Jescarga de un sistema lineal es una firnci6n del caudal de flujo por orificio, la cantidad de orificios por metro, la longitud total de cada linea y si el agua es abastecida desde un extremo 0 desde lo~ dos extremos. Evaporacion Instantanea delAgua Muy Calentada. Normal mente, el fenomeno de "evaporacion instantanea de un liquido muy calentado" esta asociaco con agentes gaseosos para la su presion de incendios, pero e,te tambien ocurre con el agua. Un Jiquido muy calentado es aque! que se mantiene mediante pre sion en su estado liquido a Lrna temperatura por encima de su punto de ebullicion. Cuandc se libera de repente del recipiente presurizado, ellfquido "se convierte instantaneamente" en vapor y se des integra parcialmente en pulverizaci6n mediante el efecto de rompimiento de las bubujas que se expanden rapida mente. 68 .69 La presion en e1 recipiente cerrado esta determinada por la presion del vapor dell quido a una temperatura dada. Para el agua, las tablas estandar dt: vapor indican que a 176°C (348°F) la presion manometrica en eJ interior del recipiente sera de 8 bar (118 psi). Esta presi6n autogenerada es suficiente para descar gar el agua desde el cilindrc. Si es necesario, el cilindro de al macenamiento puede presur!zarse aun mas mediante la adici6n de nitrogeno comprimido. Una vez que el agua mly calentada es liberada a la presion atmosferica a traves de un orficio simple, esta hierve instantane amente. Se forman diminuta" burbujas de gas, que se expanden y luego "explotan" en una liberaci6n poderosa de energia que frac tura el agua que sigue en estlido liquido formando gotitas peque nas. La rapida liberacion de energia impulsa el agua nebulizada en todo e! compartimiento. E porcentaje de agua que se convierte instantaneamente en vapor p lede calcularse a partir de las tablas
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Sistemas de supresi6n de incelldios can agua nebulizada
esmndar de vapor y podria ser un porcentaje tan alto como del 14 por ciento a 176°C (348"F). El vapor de agua instantaneo se en fria y se condensa nipidamente, formando una niebla opaca de gotas de agua del tamafio de un aerosol (de 20 micrones). Estas gotas ultrafinas son el resultado de la condensacion, no del rom pimiento fisico del agua lfquida por la energia mecanica. Dentro de la nube de niebla blanca, la parte del liquido que no se con Yierte instantaneamente en vapor se distribuye como una "Iluvia" de niebla Clase 1 (IDvO,9 = 200 micrones). 51,69 Se ha demostrado que la rapida generaci6n de niebla me diante el proceso de evaporaci6n instantanea es efectiva para eli minar las explosiones de polvo. En el caso de los incendios de charco de hidrocarburos en cerramientos, las pruebas realizadas enla NRCC 1 demostraron que la pulverizaci6n no era mas efec tiva que otros tipos de pulverizaciones Clase I.
Boquillas Automaticas, No Automaticas e Hfbridas La NFPA 750 introduce los terminos boquillas automaticas, no Gutomaticas e hibridas para distinguir entre los tres tipos de bo quillas que ya se encuentran en el mercado. Normalmente, las boquillas automaticas estan cerradas, pero se abren automatica mente cuando se exponen a un incendio. Normalmente, las bo quillas no automaticas estan abiertas y descargan agua en grupos cuando se activa una valvula que control a la entrada de agua a la tuberia. Por 10 general, las boquillas hfbridas estan cerradas pero se pueden abrir individualmente, automaticamente por las condiciones locales, 0 en grupos, remotamente a traves de una acci6n externa. Boquillas Automaticas. Las boquillas automaticas funcionan independientemente de otras boquillas mediante un dispositivo de detecci6n1activaci6n incorporado en cada boquilla. Las bo quillas de choque a baja presi6n, simi lares a los rociadores, uti lizadas en los sistemas de los alojamientos y corredores de la tripulacion, pertenecen a esta categoria. Un fusible 0 una ampo lla activados por calor estan incorporados dentro de la boquilla de modo que, cuando se expone al calor, se libera y permite la descarga de esa boquilla individual, exactamente de la misma forma que un rociador. >
Boquillas no Automaticas. Las boquillas no automaticas son boquillas abiertas que se utilizan .eu..sistemas tipo diluvio. Los sistemas de agua nebulizada que se utilizan para la inundacion total del compartimiento esmn disenados para descargar agua nebulizada desde todas las boquillas en el compartimiento. Se requiere un sistema de deteccion independiente para detectar el incendio y liberar el sistema. Esta,permitido que algunos siste mas de aplicacion local en los sistemas de espacios para maqui ::lac1a maritima sean liberados manualmente. Una vez que la '.3.;,,,la principal de control se abJ'e, se descarga agua desde .:xrzs .as Con frecuencia, las boquillas no automatic as ~. .:;;; 5;' mi:izan en espacios para maquinaria esmn equipadas con ":2;:3.3' .::~;;; ;;:I1:an con facilidad" para evitar que la humedad y el ~ ..;;:f.: "'::::;';: 3. los orificios de las boquillas y a la tuberia. Boquillas HIbridas. El termino boquilla hibrida fue introdu·
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cido en la NFPA 750 para reconocer las boquillas diseiiadas con un elemento termico de manera que se pudieran liberar 5i se ex ponian al fuego de la misma manera que una boquilla "automa tica", pero que tambien podian liberarse mediante una senal proveniente de un sisteITa de deteccion independiente. El con cepto proporciona el beneficio de poder inundar por completo un compartimiento con agua nebulizada 0 perrnitir que las bo quillas se activen de una en una de acuerdo con su exposicion al calor. Se ha propuesto ei uso de dichas boquillas para las em barcaciones navales. Se ':mede confiar en las boquillas que res ponden automaticamente al incendio si estas estan expuestas al mismo, pero tambien se puede activar previamente de manera deliberada el agua nebullzada en un compartimiento adyacente al incendio para evitar la propagacion del fuego dentro de dicho compartimiento. Los accesorios de las boquillas hibridas han sido desarrollados para trabajos experimentales pero no se han comercializado ni han sido sometidos a pruebas formales para los componentes asociados con los protocolos oficiales de las pruebas contra incendios.
Elecci6n del Metodo para Generar Agua Nebulizada Las pruebas contra incendios a escala real han demostrado que no es posible afirmar caregoricamente que un metodo para ge nerar agua nebulizada St a mejor que otro con respecto a la su presion del fuego. Los fabricantes que trabajan con diferentes rangos de presi6n y utili lan disefios de boquilla diferentes han pasado las pruebas de cerramiento de turbinas y de espacios para maquinaria de Ia IMO y J a FM Global Research. Por 10 general, se puede afirrnar que exi ite una tendencia a favor de las presio nes de funcionamiento mas altas que a las mas bajas. Las bo quillas que en un tiempo ",ran consideradas como de baja presion requieren 12,8 bar (185 psi) de presion minima para la boquilla. Esto significa que la presion normal de funcionamiento del sis tema sera una presion mas alta, poniendo funcionalmente al sis tema en el rango de preSTon intermedia (de 12 a 34 bar). Solo el sistema de fluido doble funciona en su totalidad en el rango de baja presion para la presion de agua. EI gas comprimido pro porciona la energia adic !onal necesaria para producir una pul verizacion adecuada. Para los fabricantes, la elcccion del metodo para generar agua nebulizada en su linea de productos esta determinada en gran medida por la disponibilidad de la tec nologia sin patentar. Una vez se esta comprometido con el uso de un tipo de boquilla y con un rango de presion en particular, no es necesario elegir olros. Por otro lado, el disefiador de los sistemas de agua nebulizada, debe tener la libertad para escoger un metodo que genere agua nebulizada de acuerdo con los me ritos de ingenieria y el costo de cada uno. Por ultimo, la "mej or" elecci6n del metodo para generar agua nebulizada estara d~terminada por • La evidencia del desempefio aceptable en un protocolo de pruebas contra incendios reconocido que sea relevante para la aplicacion • La cantidad de boquillas requeridas en el espaciamiento del fabricante y por enrie, los materiales de la tuberia y los ac cesorios y los costo" del trabajo
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Supresion a base de agua
• La demanda total de agua. Los requisitos para el almace namiento, el dafio potencial debido al agua y las regla mentaciones ambientales para la retencion de agua • Los detalles acerca de las bombas. El suministro de suc cion, la capacidad de la bomba, los requisitos de energia y la energia de respaldo de emergencia • Las consideraciones de fiabilidad teniendo en cuenta la ca pacidad para mantener la cali dad del abastecimiento de agua, el manejo de los cilindros de gas comprimido, la su pervision de los circuitos electricos, los detalles sobre los equipos especificos y el grado de esfuerzo involucrado en las labores del mantenimiento programado • El costa
Consideraciones de Fiabilidad Los sistemas de agua nebulizada incorporan una cantidad de elementos que tradicionalmente se han evitado en los sistemas de proteccion contra incendios a base de agua. El uso de orifi cios pequefios aumenta el riesgo de taponamiento de las boqui llas. El uso de presiones de funcionamiento superiores a las de los sistemas de rociadores 0 los sistemas de pulverizacion de agua tradicionales aumenta el riesgo de fallas en el sistema de tuberias. Los sistemas de control dependen de la liberacion elec trica de las valvulas de solenoide en cilindros de gas compri mido 0 de las valvulas de control por secciones. Una falla en el circuito de control electrico provoca la falla de todo el sistema. El uso de bombas de desplazamiento positivo para cumplir con una demanda variable del sistema implica logica en la progra mac ion de control en un controlador programable. Los procedi mientos de disefio para ca1cular los volumenes correctos de almacenamiento de gas comprimido y de agua para descargar agua a las boquillas con la presion especificada para la duracion minima de la descarga aun no han sido desarrollados por com pleto. El uso de varios depositos pequefios de almacenamiento de agua en vez de un solo tanque grande introduce ciertas preo cupaciones para el mantenimiento de la calidad del agua alma cenada. Los elementos que son unicos para los sistemas de agua nebulizada introducen muchos modos de fallas potenciales. Se deben tomar medidas en el proceso de disefio y en el manteni miento que se realiza para contrarrestar cada una de las posibi lidades de falla que han sido identificadas.
BIBLIOGRAFiA Referencias Citadas 1. Braidech, M. M., Neale, 1. A., Matson, A. F., and Dufour, R. E., 'The Mechanism of Extinguishment of Fire by Finely Divided Water," Underwriters Laboratories Inc., for the National Board of Fire Underwriters, NY, 1955. 2. Rasbash, D. J., Rogowski, Z. w., and Stark, G. W. v., "Mecha nisms of Extinction of Liquid Fuel Fires with Water Sprays," Combustion and Flame, 4, 1960, pp. 223-234. 3. IMO MSC/Circular 668: Alternative Arrangements for Halon Fire-Extinguishing Systems in Machinery Spaces and Pump Rooms: (a) Apendice A, "Component Manufacturing Standards of Equivalent Water-Based Fire-Extinguishing Systems," 1994. (b) Apendice B, "Interim Test Method for Fire Testing Equiva lent Water-Based Fire-Extinguishing Systems for Machinery Spaces of Category A and Cargo Pump-Rooms."
4. IMO MSC/Circ. 728: Amendments to the Test Method for
Equivalent Water-Based Fire-Extinguishing Systems for Ma
chinery Spaces ofCategor;r A and Cargo Pump-Rooms Con
tained in MSC/Circ. 668, Annex B, June 1996.
5. Wighus, R., Aune, P., Drangsholt, G., and Stensaas, J. P., "Fine Water Spray System-Extmguishing Tests in Medium- and Full Scale Turbine Hood," Proceedings of the International Water Mist Conference, Swedish Testing Institute, Boras, Sweden, Nov. 5-7, 1993. 6. Back, G. G., Beyler, C. L., DiNenno, P. J., Hansen, R., and Za losh, R., "Full-Scale Testing of Water Mist Fire Suppression Sys tems in Machinery Spaces," U.S. Coast Guard, Report No. CG-D-26-98, Groton, CT,Jct. 1998. 7. Technical Research Centre of Finland (VTT), "Evaluating the Extinguishing Effectivenel'-s of the HI-FOG Fire Protection Sys tem in a Class 1 Machiner;! Space According to IMO MSC/CIRC 668," VTT Test Report No RTEl 0310/98, Espoo, Finland,ApriI1998. 8. International Maritime Or~anization, "Draft Test Protocol for Equivalent Sprinkler System for Cabin and Corridor Fires," July 1995. 9. Arvidson, M., Isaksson, S .. and Tuomisaari, M., "Recommended Acceptance Criteria for Sprinkler Systems Equivalent to SOLAS 11-2/12," Swedish National Testing and Research Institute SP Report 1995 :20, Boras, S", eden, 1995. 10. Arvidson, M., and Isaksson, S., "Equivalency Sprinkler Fire Tests," Nordtest Project 1152-94, Swedish National Testing and Research Institute, SP Report 1995:19, Boras, Sweden, 1995. 11. Technical Research Centre of Finland (VTT), "Evaluating the Suppression Efficiency of he Hi-Fog Fire Protection System in Accommodation Areas on Passenger Ships According to IMO Res.A.800 (19)," VTT Tesr Report No. RTE1 0320/98, Espoo, Finland, Aug. 1998. 12. IMO Res. A.800 (19), Rev sed Guidelines for Approval of Sprin kler Systems Equivalent to That Referred to in SOLAS Regula tions 11-2112. (a) Apendice 1, "Component Manufacturing Standards for Water Mist Nozzles" (b) Apendice 2, "Fire Test Procedures for Equivalent Sprinkler Systems in Accommoda tion, Public Space and Sef'lice Areas on Passenger Ships," Dec. 1995. 13. FMRC, Proposed Draft Performance Requirements for Fine Water Spray Systems for the Protection of Light Hazard Occu pancies, Factory Mutual R,~search Corporation (FM Global), Norwood, MA, 1997. 14. UL 2167, Proposed First Edition ofthe Standard for Water Mist Nozzles for Fire Protectior Service, Underwriters Laboratories, Inc., Northbrook, IL, June 1998. 15. Log, T., and Cannon-Brookes, P., "Water Mist Fire Protection of Historic Buildings and Museums," Museum Management and Curatorship. Vol. 14, 1995, pp. 283-298. 16, Log, T., "Flashover SupprEssion Using Fine Water Spray," INTERFLAM '96, Cambridge, UK, March 26-28, 1996. 17. Mawhinney, J. R., DiNenn'J, P. 1., and Williams, F. w., "Using Water Mist for Flashover Suppression on Navy Ships," Halon Technical Options Working Conference, Albuquerque, NM, April 27-29, 1999. 18. Mueh1enbruch, G., "New Concept for Tunnel Fire Safety," IWMA Newsletter, Vol. 112')00, International Water Mist Associ ation, Vahldorf, Germany, Sept. 2000. 19. FMRC, Fire Performance -'ests for Fine Water Spray Protection for Wet Benches and Other Processing Equipment, Factory Mu tual Research Corporation, Norwood, MA, 1997. 20. Mawhinney, J. R., "Mercury Energy CBD Tunnel Project, New Zealand-Performance Ba3ed Fire Testing of a Water Mist Fire Suppression System," Proceedings INTERFLAM '99, Inter science Communications, Edinburgh, UK, 1999. 21. Grant, G., and Southwood, P.,"Development of an Onboard Fire Suppression System for ELfotunnel HGV Shuttle Trains," PI':J ceedings INTERFLAM '9L), Interscience Communicat;0Hs. E,: inburgh, UK, June 1999.
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Sistemas de supresion de incendios con agua nebulizada
Mawhinney, J. R., "Full-Scale Testing of an Onboard Hi-Fog Water Mist Fire Suppression System for Heavy Goods Vehicle Carriers in Railway Tunnels-August 1999 Fire Test Series," Client Report for MarioffHi-fog, Vantaa, Finland, 2000. Stunrr, P. J., Pucher, K., Rodier, J. G., Muhlenbruch, G., and Krezschmar, A., "Test of Water Mist Equipment to Increase Es cape Chances in Cases of Fire in Tunnels," Proceedings of the International Water Mist Association Conference, Vienna, Aus tria, April 4-6, 2001, IWMA, Vahldorf, Germany. Mawhinney, J. R., "A Critique of Claims of Smoke Scrubbing by Water Mist," Proceedings of the National Fire Protection Re search Foundation, Fire Suppression and Detection Research Ap plication Symposium, Tampa, FL, January 23-25, 2002. Civil Aviation Authority, "International Cabin Water Spray Re search Management Group: Conclusions of Research Pro gramme," CAA Paper 93012, 1993. Hill, R. G., Marker, T. R., and Sarkos, C. P., "Evaluation and Op timization of an On-Board Water Spray Fire Suppression System in Aircraft," Proceedings of Water Mist Fire Suppression Work shop, NIST, Gaithersburg, MD, 1993. Mawhinney, J. R., Dlugogorski, B. Z., and Kim, A. K., "A Closer Look at the Extinguishing Properties of Water Mist," in Proceedings: International Association for Fire Safety Science (IAFSS) Conference, Ottawa, Canada, June 13-17, 1994. Hanauska, C. P., and Back, G. G., "Halons: Alternative Fire Pro teetion Systems, An Overview of Water Mist Fire Suppression Systems Technology," Hughes Associates, Inc., Columbia, MD, 1993. Jones, A., and Thomas, G. 0., "The Action of Water Sprays on Fires and Explosions," Transactions of the Institution ofChemi cal Engineers, 71: Part B, 41-49, 1993. HadjisophocJeous, G. V., Kim, A. K., and Knill, K., "Modeling of a Fine Water Spray Nozzle and Liquid Pool Fire Suppres sion," International Conference on Fire Research and Engineer ing, Orlando, FL, 1995, pp. 1-6. Hadjisophocleous, G. and Knill, K., "CFD Modcling ofLiq uid Pool Fire Suppression Using Fine Water Sprays," Annual Conference on Fire Research, Gaithersburg, MD, 1994, pp.71-72. Hadjisophocleous, G. V., Cao, S., and Kim, A. K., "Modeling the Interaction Between Fine Watersprays and a Fire Plume," 4th In ternational Conference on Advanced Computational Methods in Heat Transfer, Udine, Italy, July 1996. Back, G. G., Beyler, C. L., and Hansen, R., "A Quasi Steady State Model for Predicting Fire Suppression in Spaces Protected by Water Mist Systems," Hughes Associates Report, accepted for Publication in the Fire Safety Journal, Fall 2000. Wighus, R., "Extinguishment of Enclosed Gas Fires with Water Spray," Proceedings of the 3rd International Symposium on Fire Safety Science, The University of Edinburgh, Edinburgh, Scot land, 1991. Kanury, A. M., "Ignition of Liquid Fuels," SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. 2nd ed., P. J. DiNenno et al. (Eds.), National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1995. Drysdale, D., An Introduction (0 Fire Dynamics, 1st ed., pp. 222-225, John Wiley and Sons, New York., 1985. Mawhinney, J. R., "Water Mist Fire Suppression Systems for Marine Applications: A Case Study," Proceedings ofIMAS 94: Fire Safety on Ships-Developments into the 21st Century, In stitute of Marine Engineers, London, May 1994. Mawhinney, 1. R., "Characteristics of Water Mist for Fire Sup pression in Enclosures," Proceedings of the Halon Alternatives Technical Working Conference, New Mexieo Engineering Re search Institute (NMERI), Albuquerque, NM, 1993. Coppalle, A., Nedelka, D., and Bauer, B., "Fire Protection: Water Curtains," Fire Safoty Journal, 20, 1993, pp. 241-255. Ra\'igururajan, T. E., and Beltrav, M. P., "A Model for Attenua tion of Fire Radiation through Water Droplets," Fire Safery lou/, 15: 2,1989, pp. 171-181.
v.,
41.
8-269
An, M. w., Sousa,A. C. M., and Venart, J. E. S., "Modeling ofa Shipboard Waterfog Fire Suppression System," University of New Brunswick, Report No. 991-1042-2045, 1994, Fredericton, ~lJ3.
42.
43.
44.
45.
46.
47. 48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56. 57.
58.
Kokkala, M. A., "Extinction of Liquid Pool Fires with Sprinklers and Water Sprays," Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus, Statens Teniska Forskningsc~ntral (Technical Research Centre of Fin land), Espoo, Finland, 1989. F'>1RC Draft Protec'cion Rcquirements for Fine Water Spray Systems for the Protection of C ombustion ~[achine!! Spaces and Special Hazard Machinery Spaces--Class 5560. Facto!! :,,[utual Research Corporatio:n (FM Global), Korwood. ~l-\. 199:. :"[awhinney. J. R .. "Engineering Criteria for Water ~tis, Fire Suppression Systerru,:' Proceedings of Water "lisl Fire Suppres sion Workshop. );ISr. Gaithersburg. '-!D. iiN3. Back.. G. G., Beyler. C. L.. and Hansen.. R.. 'Tn;: Cap.a~;lities and Limitations ofT'ltal Flooding Water "tis: F~e S!!ppression System in :"Iachiner: Space Appli"ations.- F:r" :-<~;lr.'C:Og); Vol. 36, ~o. l. Fim Quarter. Feb. :00('. AST~'[ E-99. SW'l:i:u'j Prxricefor D"'i'''''::'::':5 D.:::.::: CriTeria and ProceSSing/or Liquid Dn:;; Sce A ".J.'. 5 ::' .'c::;:::~s: Society for Testing and ~fate'r;a~ W. C:msbxk.:=- ?'~ : :';:. Lefebvre, A.. AlOlT.i:;]Iiol: xr.a Spr;:::. i. h",:::::..>;::=::;,: ?..::::sb.illg Corporation, );ew Yc:rk. • 9S~. Dlugogorski. B. Z .. '.!awbirwey. J. R.. ~ .'_ ",",. s:': C,.unp L,",::{·~al.O!!. ton, G., unpublished IaOOr.1I0:;' ja::a. ~~:.::.:... National Research Cll.u:~:l C a..I:aea. O:-"'"-',,".l... . .,;..,;.::, Hadjisophocleous. G. \ .. KiT_ ,-\. K.. a.::,i ~.'?j~ "i.:al and Numerical :"!od,, ling of :be ::::~~~::~:: ::.."':-~ =.:= ·,l,.:.:crsprays and a Fire Plume," :.
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
59. Grant, G., and Southwood, P., "Development ofan Onboard Fire Suppression System for Eurotunnel HGV Shuttle Trains." INTERFLAM '99, Edinburgh, pp. 651-662. 61), Mawhinney, J. R., "A Linear Water Mist Fire Suppression Sys tem for Fixed Shelving in Archival Vaults," Presented at ICFRE 97, Gaithersburg, MD. Paper on file with the author. 61. Log, T., and Cannon-Brookes, P., "Water Mist for Fire Protection of Historic Buildings and Museums," Museum 1vfanagement and Curatorship, Vol. 14, No.3, 1995, pp. 283-298. 62. Factory Mutual Research Corporation, "Protecting Telephone Central Offices," in FMRC Update--A Progress Report from the Factory Mutual Research Corporation, Vol. 6, No.3, pp. 1-4, Norwood, II.1A, 1992. 63. Forssell, E. W., and DiNenno, P. J., "Tests of Marioff Computer Room Fire Protection System," Client Report for MarioffOy, Inc., prepared by Hughes Associates, Inc., Baltimore, MD, June 27,2000. 64. Blake, D., Marker, T., Hill, R., Reinhardt, J., and Sarkos, C., "Cargo Compartment Fire Protection in Large Commercial Transport Aircraft," July 1998. 65. Tuomisaari, M., and Kokkala, M., "Fire Suppression Tests of a Power Transformer in an Outdoor Installation with a Hi-Fog Fire Protection System," Research Report No. RTEI0607/97, VTT Building Technology Centre, Espoo, Finland, 1997. 66. Mawhinney, J. R., and Carpenter, D. W., "Waterfog Fire Sup pression System Project Full-Scale Fire Tests Summary Report," for Department of National Defense, Canada, Navy (DMEE 4 2), Client Report CR-A4007,4, Mar. 1993, National Research Council Canada, Ottawa. 67. Brown, R., and York, J. L., "Sprays Formed by Flashing Liquid Jets," American Institute ofChemical Engineers Journal, Vol. 8, No. 21, May 1962,pp. 149-153. 68. Sallet, D. W, Rod, S. R., Palmer, M. E., Nastoll, W., and Guhler, M., "Discharge of Flashing Liquid Through Tubes," Proceedings
69.
70.
71.
72.
73.
of the 2nd Multi-Phase Flo,," and Heat Transfer Symposium- Workshop, Miami Beach, FL, 1979. Keary, 1., and McGovern, F. "Characterization of a Heated Water Extinguishing System: Report Prepared for M. OTon nell," Department of Experirnental Physics, University College Galway, Galway, Ireland, May 1994. Titus, J. J., "Hydraulics," SFPE Handbook ofFire Protection Engineering, 2nd ed., P. J. DiNenno et al. (Eds.), National Fire Protection Association, Boston, MA, 1995. Campbell, R. L., "Applicabi lity of the Hazen Williams Equation for Prediction of High Veloc tty Friction Loss in Fire Sprinkler Systems," University of Maryland, Department of Fire Protec tion Engineering, College Park, MD, 1997. Crane Co., "Flow of Fluids Through Valves, Fittings, and Pipe;' Technical Paper 4 10M, Crare Valves, St. Laurent, Quebec, Canada, 1986. ANSI B31-1, Power Piping, American National Standards Insti tute, New York, NY, 1995.
C6digos, Normas y Priicticas Recomendadas NFPA
La consulta de los siguientes codigos, normas y pnlcticas recomendadas de la NFPA suministrani informacion adicional sobre los sistemas de supresi6n de incendios con agua rebulizada discutidos en estc capitulo. (Consulte la ultima version del Ca:alogo de laNFPA para ver la disponi bilidad de las ultimas ediciones dt los siguientes documentos.) NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems
NFPA 14, Standardfor the Instal! ation ofStandpipe, Private Hydrant,
and Hose Systems NFPA 15, Standardfor Water SPI ay Fixed Systems for Fire Protection NFPA 20, Standardfor the Instalwtion ofStationary Pumps for Fire Protection NFPA 72®, National Fire Alarm (:ode® NFPA 750, Standard on Water Mist Fire Protection Systems
Jeffrey M. Shapiro
os sistemas de columna reguladora son sistemas de tube ria fija y equipos relacionados que transportan agua desde un abastecimiento de agua confiable hasta las areas de signadas de edificios donde las mangueras pueden ser desple gadas para combatir el fuego. Dichos sistemas normalmente estin provistos en edificios altos y de area grande. Las columnas reguladoras pueden mejorar significativa mente la eficiencia de las operaciones para combatir el fuego manualmente a traves de la eliminaci6n de la necesidad de ten didos muy extensos y voluminosos de las mangueras desde el vehiculo de bomberos hasta un incendio. Alin en los edificios protegidos por sistemas de rociadores, los sistemas de columna reguladora pueden jugar un papel importante en la seguridad contra incendios del edificio sirviendo como respaldo para los rociadores al igual que como complemento para los mismos. La norma NFPA que regula el disefio, la instalaci6n y la prueba de los sistemas de columna reguladora es la NFPA 14, Nonna sabre la Instalacion de Sistemas de Columna Regula dora, Hidrante Privado y Manguera (las referencias que se hacen de la NFPA 14 estan basadas en la edici6n 2000). N6tese que la NFPA 14 no cubre cuando se requieren sistemas de co lumna reguladora. Las instalaciones requeridas estin estableci das en c6digos como la NFPA IOI®, COdigo de Seguridad Humana®; la NFPA I, C6digo de Prevencion de Incendios; y los c6digos modelo de construcci6n, 0 pueden estar establecidas por las reglamentaciones de las aseguradoras. La NFPA 13, Nonna sobre la Instalaclon de Sistemas de Ro ciadores, es una referencia util al considerar hidraulicamente sis temas disefiados 0 sistemas combinados de rociadores y columna reguladora. Otras normas de la NFPA y practicas recomendadas que pueden ser utiles al tratar con sistemas de columna regula dora estan inc1uidas en la bibliografia al tinal de este capitulo.
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utilizados para alcanzar este propos ito varian. Mientras que un sistema puede involucrar una red simple de tuberia para trans portar agua desde el vehiculo de bomberos hasta las conexiones de manguera en un edificio, otro puede involucrar un abasteci miento de agua completamente automatico y mangueras conec tadas con anterioridad. Los disefios de los sistemas de columna reguladora nor malmente son dictadm: por la NFPA 14, pero los c6digos loca les, estatales y modelo de construcci6n y las norm as de las aseguradoras pueden tener cierta influencia. Los requisitos de estos c6digos varian, a-;i que es esencial que los disefiadores del sistema determinen Cl,;.ales son los codigos y normas que han sido adoptados por la entidad reguladora. Ya que la NFPA 14 es reconocida frecuentemente como la norma de disefio para bs sistemas de columna reguladora, la S1 guiente discusi6n sobrt· las consideraciones para e1 disefio se en foca en los requisitos reglamentarios en la NFPA 14. Ademas, se discuten los requisitos de los c6digos modelo de construccion y las perspectivas de ingenieria e hist6ricas.
EI Proceso de Diseno EI proceso de diseflar un sistema de columna reguladora co mienza con la determircaci6n del uso que se pretende, es decir 5i es para (I) el combate de incendios a escala real, (2) eI combate de incendios de primeros auxilios 0 (3) las dos cosas. Estos tres usos corresponden a las tres c1ases de sistemas de columna re guladora: Clase I, Clase II y Clase III. La mayoria de los aspec tos del diseno de un s .sterna, tales como el abastecimiento de agua requerido, el tend; do y los componentes del sistema, se yen afectados 0 son ordenados segUn la clase del sistema.
Clases'de Sistemas CONSIDERACIONES PARA EL DISENO DE SISTEMAS DE COLUMNA REGULADORA Todos los sistemas de columna reguladora comparten un propo sito en comun que consiste en suministrar agua para el combate manual de incendios. Sin embargo, los disenos de los sistemas
Jeffrey M. Shapiro, P.E., es el presidente de International Code Con sultants, una firma de consulta de ingenieria especializada en el desar rollo y aplicacion de codigos de construccion y de incendios can base en Austin, Texas. Sirve en el Comite de Colurnnas Reguladoras de la N'FPA
Los sistemas de columna reguladora estan designados come Clase I, Clase II y Clase TIT. Algunas fuentes hacen referencia a una cuarta clase denominada sistema "combinado;" sin em bargo, los sistemas co l1binados son simplemente sistemas de columna reguladora Cl.lse I 0 Clase III que tambien suministr'all agua a un sistema de wciadores. N6tese que los sistemas de ro ciadores con conexiont:s de manguera no siempre son consid", rados sistemas de columna reguladora. El disefio de un sistcc_; combinado es similar al de cualquier otro sistema Clase I 0 Cl,,-~ III, excepto que el aba"tecimiento de agua y los tamaiios de ~ ='" tubos pueden ser superi ores para acomodarse a la demanda ag.:-;;; gada del sistema de rociadores.
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Supresi6n a base de agua
Sistemas Clase I. Los sistemas Clase I proveen conexiones de manguera de 64 rom (2 Y2 pulg) en las ubicaciones designadas en un edificio para combatir incendios a escala real. Estos sistemas normalmente son utilizados s610 por los cuerpos de bomberos. Los sistemas Clase I nonnalmente se requieren en edificios que tienen mas de tres pisos por encirna 0 por debajo del nivel de tierra debido al tiempo y a la dificultad involucrados en el tendido de mangueras desde el vehiculo de bomberos directamente hasta los pisos que se encuentran alejados. Los sistemas Clase I tam bien se requieren a veces en los centros comerciales porque estas ocupaciones eontienen areas que son dificiles de acceder direc tamente con las mangueras desde el vehiculo de bomberos. Sistemas Clase II. Los sistemas Clase II prbveen conexi ones de manguera de 38 mm (1 Y2 pulg) en ubicaciones designadas en un edificio para el combate de incendios de primeros auxilios. La intenci6n de estos sistemas normalmente es que sean utilizados por las brigadas contra incendios y quizas por los ocupantes del edificio antes de que llegue el cuerpo de bomberos, pero nor mal mente estan provistos para ser utilizados por los cuerpos de bomberos tambien. En los sistemas Clase II, normalmente una manguera, una boquilla y un estante para manguera estan insta lados en cada conexion de manguera. Los sistemas Clase II se requieren con frecuencia en edifi cios grandes sin rociadores. Tambien pueden ser requeridos para proteger areas de riesgo especial, tales como salas de exhibici6n y escenarios. Con respecto a los sistemas de columna reguladora Clase II, los miembros de la comunidad de proteccion contra incendios no estan de acuerdo en cuanto a la conveniencia de tener siste mas de columna reguladora disponibles para ser utilizados por los ocupantes. Las preocupaciones se enfocan en la eapacidad de los ocupantes no capacitados para utilizar de manera segura una manguera de 30,5 m (100 pies) de largo con un caudal de hasta 378 Llmin (100 gpm) y en la sensatez de animar a los ocupan tes para que combatir el fuego en lugar de evacuar. Estas preo cupaciones han conducido a una tend en cia para la reducci6n de los requisitos 0 la eliminaci6n de la instalacion de sistemas de columna reguladora con mangueras preconectadas. Consecuen temente, el uso de los sistemas Clase II ha ido disminuyendo. Sistemas Clase III. Los sistemas Clase III combinan los ele mentos de los sistemas Clase I y Clase II. Estan provistos para el combate de incendios a escala real y de primeros auxilios. Estos sistemas normalmente estan hechos para ser utilizados por los cuerpos de bomberos, brigadas contra incendios y quizas los ocupantes de los edificios. Debido a sus multiples usos, los sis temas Clase III estan provistos de conexiones de manguera Clase Ty Clase II. Esto a veces es logrado mediante el uso de valvulas de manguera de 64 mm (2 Y2 pulg) con adaptadores que se pueden quitar facilmente de 64 mm (2 Y2 pulg) a 38 mm (\ Y2 pulg) que estan encadenados pennanentemente a las conexiones de manguera. Los sistemas Clase III a veces son utilizados cuando se re quieren sistemas Clase I y Clase II y no se servirfa ninglm pro posito de utilidad a traves de la instalacion de sistemas independientes. Al igual que los sistemas Clase II, el uso de los sistemas Clase III ha ido disminuyendo debido a las preocupa
ciones en cuanto a la seguridad y efectividad de que los ocu pantes sin entrenamiento alguno combatan el fuego.
Tipos de Sistemas Ademas de estar subdivididos en c1ases que delinean el usa pre tendido de un sistema (es detir, el uso por parte del cuerpo de bomberos 0 el uso por parte de los ocupantes), los sistemas de columna reguladora tambien estan clasificados segun su "tipo." Estos tipos delinean las caracterfsticas basicas de los sistemas, es decir, si la tuberia estara Ilena de agua 0 si no 10 estara (hu meda versus seca), y si el abastecimiento de agua para combatir el fuego estara disponible automaticamente 0 no (automatico, semiautomatico 0 manual.) Empezando la edici6n de 1993 de la NFPA 14, los tipos de sistemas de columna regulae-ora fueron redefinidos por com pleto. El resultado fue la crea.;;ion de cinco categorfas, segUn 10 siguiente: I . Los sistemas humedos automaticos tienen una tuberfa llena de agua en todo momenta y tienen un abastecimiento de agua disponible automaticamente, capaz de suministrar la demanda de agua necesaria para combatir el fuego. 2. Los sistemas secos automaticos tienen una tuberia normal mente llena de aire presurizado. Estos sistemas estan dis puestos, a traves del uso de dispositivos tal como una valvula de tuba seco, para admitir agua automaticamente al interior de la tuberia del &istema cuando se abre una valvula de manguera, y estan cor.ectados con un abastecimiento de agua disponible capaz de suministrar la demanda de agua necesaria para combatir el fuego. 3. Los sistemas secos semiautomaticos tienen una tuberfa nor malmente llena de aire que puede 0 no estar presurizado. Estos sistemas estan displlestos mediante el uso de disposi tivos, tales como una valvula de diluvio, para admitir agua al interior de la tuberia del sistema cuando un dispositivo remoto de activaci6n ubicado en una estaci6n de manguera, tal como un pulsador mlinual, es operado. Tambien tienen un abastecimiento de agl.a preconectado capaz de suminis trar la demanda de agua '1ecesaria para combatir el fuego. 4. Los sistemas secos manuales tienen una tuberia nonnal mente Ilena de aire, y estos sistemas no tienen un abasteci miento de agua preconectado. Se debe utilizar una conexi6n del cuerpo de bomberos para suministrar ma nualmente el agua paia combatir el fuego. 5. Los sistemas humedos manuales tienen una tuberfa nor malmente llena de agua con el fin de que los escapes pue dan ser detectados. El abastecimiento de agua para estos sistemas normalmente e;;ta provisto por una conexion pe quefia con una tuberia de agua domestica, y no es capaz de suministrar las demanda, de agua para combatir el fuego. Se debe utilizar una conexion del euerpo de bomberos para suministrar manualment,! el agua para combatir el fuego. En resumen, los sistemas humedos tienen sistemas con tu berias llenas de agua y los sistemas secos no. Los sistemas au tomaticos proveen un abastedmiento de agua para combatir el fuego simplemente abriendo :IDa valvula de manguera. Los sis
CAPITULO 16
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Sistemas de columnas de agua y conexiones para manguera
temas semiautomatic os estan conectados con un abastecimiento de agua para combatir el fuego pero requieren la activaci6n de un dispositivo en la valvula de manguera ademas de la apertura de la valvula para obtener agua. Los sistemas manuales no tie nen un abastecimiento de agua preconectado para combatir e1 fuego, y estos sistemas deben ser abastecidos manual mente a traves de mangueras que se conectan desde un vehiculo auto bomba hasta una conexi6n del cuerpo de bomberos.
Restricciones del Diseno de Acuerdo con la Clase y Tipo del Sistema La NFPA 14 especifica varias limitaciones del disefio de acuerdo con el tipo de sistema que se va a utilizar. No se permite el uso de sistemas manuales de columna re guladora en los edificios de gran altura. Esto, en parte, es para proveer un nivel aumentado de seguridad en tales edificios y en parte, en reconocimiento del hecho de que un sistema de rocia dores va a ser requerido por los c6digos de construcci6n para los edificios de gran altura, casi seguro necesitando una bomba con tra incendios. Cuando se requiere una bomba, se considera ra zonable requerir que la bomba sea capaz de abasteccr la demanda del sistema de columna reguladora, teniendo en cuenta el costo adicional marginal. Los sistemas manuales tambien est{1ll prohibidos para los sistemas Clase II y Clase III, ya que los sistemas con mangue ras preconectadas obviamente necesitan un abastecimiento de agua disponible que sirva para combatir incendios incipientes. Los sistemas secos no estan permitidos para la mayoria de los sistemas Clase II y Clase III debido al riesgo que se crearia para los usuarios sin entrenamiento con la demora de la dispo nibilidad de agua. Ademas, los sistemas secos s610 estan permi tidos en areas sujetas al congelamiento, ya que los sistemas hfunedos son considerados mas confiables. Las columnas regu ladoras secas han sido reconocidas por no habersc desempefiado satisfactoriamente en e1 pasado porque las valvulas abiertas 0 escapes severos no eran detectados hasta que el sistema era car gada con agua. El comite de la NFPA 14 eonsider6 que este riesgo de falIa se podia evitar en la mayorfa de los casos sim plemente requiriendo que la tuberia del sistema estuviera llena de agua, a menos que exista el riesgo de congelamiento.
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dor de los tabiques y olJstrucciones para la longitud de la man guera y a 10 largo de recorridos sin obstrucciones en linea recta para el alcance de la boquilla. Va que la intenci6n de los sistemas de columna reguladora con mangueras preconectadas normalmente es la extinci6n de incendios incipientes antes de que llegue el cuerpo de bomberos, se deben ubicar estaciones de manguera de 38 mm (11;2 pulg) en areas centrales, tales cQPo los corredores, donde sean clara mente visibles y facilmente accesibles. La Figura 8.16.1 ilustra el metodo de longitud real para emplazar las estaciones de man guera. En el metodo de longitud real (segUn se ilustra sobre un plano de pi so parcial), una distancia maxima de 39,7 m (130 pies), que consta de 30,5 m (1 00 pies) de distancia de tendido de manguera flexible y 9 m (30 pies) de trayectoria de la boquilla en linea recta es la base para emplazar las estaciones de man guera de 38 mm (I 1;2 pulg). El segundo metodo, denominado "metodo de ubicaci6n en la salida," es utilizado para las conexiones de manguera de 64 mm (2 1;2 pulg) en sistemas Clase I y Clase III. Este metodo em plaza las conexiones de acuerdo con el sistema de salidas del edificio. Ctilizando estc: metodo, se ubican conexiones de man guera de 64 mm (2 1;2 pulg) en escaleras de salida, en salidas ho rizontales y en pasadi;:os de salida, segun 10 definido por el c6digo de construcci6;1 disponible. Va que las salidas deben estar distribuidas de forma razonable dentro de los edificios para proveer un egres(J adecuado, se considera que las cone xi ones de manguera quedan distribuidas adecuadamente cuando son emplazadas en los puntos de egreso de las areas sec vidas. La Figura 8.16.2 ilustra cl metodo de ubicaci6n en la sa lida para emplazar las ,~onexiones de manguera. En el metoda de ubicaci6n en la sal ida, la distancia de recorrido maxima hasta una salida (puerta), segUn 10 establecido por el c6digo de construcci6n aplicable, es la base para emplazar las conexiones de manguera de 64 mrr (2 1;2 pulg). En las primeras ediciones de la NFPA 14, se requeria que las conexiones de manguera Clase I fueran emplazadas utili zando el metoda de Ion gitud real. En las ediciones de 1993 en adelante, el metodo esrecificado es el metodo de ubicaci6n en la salida. Este cambio f le realizado porque el metodo de longi tud real creaba la necesidad de empiazar las conexiones de man guera en areas de piso abierto para eumplir con requisitos de
Disposicion del Sistema Cantidad y Emplazamiento de las Conexiones de Man guera. La cantidad requerida de conexi ones de manguera esta basada principalmente en el disefio de un edificio. Los c6digos y normas utilizan dos ecloques para determinar los emplaza mientos para las conexi ones de manguera. EI primer metodo, denominado metodo de "longitud real," s610 es utilizado para conexiones de manguera de 38 mm (I 1;2 pulg) en sistemas Clase II y Clase III. Este metodo localiza las conexiones de manguera de 38 mm (1 1;2 pulg) de manera que hayan suficien tes para alcanzar todas las partes del area servida con una man guera de 30,5 m (100 pies) que tiene una boquilla con un alcance de 6 a 9 m (de 20 a 30 pies). Ellfmite de longitud de 30,5 m (100 pies) se requiere para que la manipulacion de la manguera sea mas faci!o Las distancias se deben medir alrede
Dis caneia maxima de tendido de Tlanguera de pies (30,5 m) Estaeion de manguera
~ \
rf
I
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\.
Trayeetori~OqUilia
maxima de 9 m (30 pies)
~
FIGURA 8.16.1 Metoda de longitud real para emplazar conexiones de manguera
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SECCION 8
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Supresi6n a base de agua
Columna vertical
Oficina alejada
DD Distancia maxima de recorrido hasta una salida (puerta)
FIGURA 8.16.2 Metodo de ubicaci6n en fa salida para
emplazar conexiones de manguera
distancia. Dichos emplazamientos no representaban una ventaja para los bomberos porque pod ian estar obstruidas por el humo o estar expuestas al fuego, evitando su uso. La NFPA 14 ahora reconoce que es mejor emplazar conexiones de manguera de 64 mm (2 Yz pulg) donde esten protegidas contra el fuego, como por ejemplo dentro de los recintos protegidos de escaleras 0 en los lados opuestos de las salidas horizontales. Esto permite que los bomberos se conecten a un sistema con cierta seguridad y que tengan una manguera cargada disponible antes de ingresar a un area de incendio. Algunas personas han discutido que el hecho de extender mangueras desde el interior de un descanso de salida compro mete la integridad del recinto y pone en peligro a los ocupantes durante la evacuacion. Sin embargo, la NFPA 14 reconoce que la alternativa es una expectativa irracional de que los bomberos ingresen a un area llena de humo y gases calientes a buscar una conexion de manguera, poniendolos en grave peligro. Ademas, el tiempo que se pierde mientras se busca una conexion de man guera prolongarfa un incendio fuera de control, representando potencialmente una amenaza aun mayor para los ocupantes. Se debe tener en cuenta que la NFPA 14 permite que las au toridades locales requieran la existencia de conexi ones de man guera de 64 mm (2 Yz pulg) adicionales cuando las distancias de recorrido exceden los 46 m (150 pies) en edificios sin rociado res y 61 m (200 pies) en los edificios con rociadores. Esta op cion especial esta estipulada porque la distancia de recorrido hasta la salida para los ocupantes que salen efectivamente se iguala a la distancia maxima de tendido de manguera para los bomberos que entran, y se reconoce que el heeho de manejar mas de 61 m (200 pies) de manguera cargada es realmente diff cil. Si se considera la necesidad de contar con conexi ones adi cionales por fuera de los recintos de salida, solo pueden ser emplazadas en areas protegidas mediante una construccion re sistente al fuego de manera que los bomberos tengan un medio ambiente protegido donde puedan conectar las mangueras. A veces tambien se requieren conexiones de manguera adi cionales para la proteccion de riesgos especiales. Cuando existe un riesgo de exposicion de un incendio que pueda involucrar a un edificio adyacente, se pueden emplazar conexi ones de man
guera cerca de las aberturas en los muros exteriores, al nivel del perimetro (tales conexiones tambien se pueden denominar hi drantes de muro), y en el techo para la proteccion contra la ex posicion. Cuando se cuenta con estructuras combustibles en los tejados, tales como torres de enfriamiento de madera, a veces tam bien se proveen conexiones de manguera en el tejado con bocas de salida multiples. La frecuencia de esta pnictica se esta volviendo menor, debido al aumento en el uso de materiales de construcci6n incombustible para las estructuras en los techos. Las conexi ones de manguera en el tejado tambien se re quieren normalmente para las pruebas del sistema, ya que se puede disponer de agua facilmente desde la mayoria de los te chos. Una alternativa para proveer conexiones de manguera en el tejado es proporcionar conexiones adicionales en los descan sos superiores de los recintos de escalera que tienen acceso me diante escaleras al techo. Desde ahi, las mangueras pueden ser extendidas facilmente hasta el techo cuando sea necesario, y se evita la necesidad de realizar penetraciones adicionales en el techo y de proveer proteccion ;;ontra heladas para la tuberia. Colocaci6n de Conexiones de Manguera en Descansos. Otro aspecto deubicar conexiones de manguera de 64 mrn (2 Yz pulg) que vale la pena discutir es 1a c olocaci6n de conexiones de man guera en el interior de los recintos de escaleras. En ediciones an teriores de la NFPA 14, se requeria que las conexiones de manguera estuvieran en niveles de piso dentro de los recintos de escaleras, ubicaci6n que realmente obstaculizaba los esfuerzos para combatir el fuego. Las normas anteriores fallaron para reconocer que los cuer pos de bomberos normalmente usan conexiones en el piso de bajo del piso del incendio para dejar descongestionada la puerta hacia el piso del incendio y para dar a los bomberos una ubica cion mas segura para conectal' las mangueras. Sin embargo, el hecho de conectar las mangueras en un piso completo por debajo utiliza una longitud de manguera valiosa, y conectarla en el des canso de un nivel de pi so obstruye 1a siguiente puerta. La solu cion incluida en este momenta en la NFPA 14 es colocar conexiones en los descansos d'~ pisos intermedios. Esto permite que las mangueras esten cone,;tadas debajo del piso del inc en dio mientras se minimiza la longitud de manguera adicional re querida para lograr esto. Tarnbien se evitan los problemas de congesti6n asociados con el he:'cho de tener conexi ones de man guera ubicadas adyacentes a Ins puertas de salida y las areas de refugio de sillas de ruedas den tro de los pozos de escalera. Interconexi6n de la Thberfa. Un ultimo elemento que se debe recordar al distribuir un sistema es que las columnas regulado ras deben estar interconectadas en el fondo, 0 en la parte supe rior cuando se utili zan tanque" por gravedad. La interconexi6n de las columnas reguladoras asegura que los abastecimientos de agua pueden servir a todas las partes de un sistema.
Requisitos para el Abastecimiento de Agua y la Tuberra La clase y tipo de sistema que va a ser instalado dictara el abas tecimiento de agua que se requiere. Existen tres aspectos de los
CAPjTULO 16
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Sistemas de columnas de agua y conexiones para manguera
abastecimientos de agua que se deben tener en cuenta: (1) la tasa de flujo minima requerida, (2) la presion minima requerida y (3) el tipo de abastecimiento que debe serutilizado. Ademas, la pre sion maxima disponible tambien se debe tener en cuenta. Tasa de Flujo Minima y Presion Minima (Demanda del Sis tema). La tasa de flujo minima y la presion minima se denomi nan en conjunto como la "demanda del sistema." La demanda del sistema para un sistema de columna regu ladora es una funcion de varias variables: I . La tasa de flujo y presion requeridas en las conexi ones de manguera mas alejadas hidraulicamente 2. Las tasas de flujo requeridas para las columnas reguladoras adicionales 3. Los requisitos del abastecimiento de agua para los rociado res automaticos que comparten una tuberia en comun 4. Las perdidas de presion por la friccion y los cambios de ele vacion entre el abastecimiento de agua y la conexion de manguera mas alejada hidraulicamente Los requisitos para la tasa de flujo y presion minimas para los sistemas de columna reguladora son determinados de acuerdo con la clase del sistema. De acuerdo con la NFPA 14, normalmente se requiere que los sistemas Clase I y Clase III su ministren 1893 Llmin (500 gpm) para la primera columna regu ladora, mas 946 Umin (250 gpm) para cada columna reguladora adicional, hasta un maximo de 4731 Llmin (1250 gpm). EI cau dal maximo se reduce a 3785 Llmin(IOOO gpm) para los siste mas combinados en reconocimiento de la a)-uda provista por los rociadores aun cuando los rociadores por si mismos no han po dido controlar un incendio. La NFPA 14 tambien requiere que el abastecimiento de agua sea capaz de proveer la tasa de flujo mi nima durante 30 min. La intencion de esta duracion es que se aplique a los abastecimientos automaticos y semiautomaticos, y asume que el cuerpo de bomberos trabaja con una fuente de agua independiente para abastecer el sistema utilizando camiones au tobomba dentro de un lapso de 30 min. La Figura 8.16.3 ilustra estos requisitos para la tasa de flujo presumida para los sistemas Clase I y Clase III Con respecto a la presion, la NFPA 14 requiere que un abas tecimiento de agua para sistemas Clase I y Clase III puede su ministrar una presion residual de 690 kPa (100 psi) en la boca de salida de la conexion de manguera mas elevada en cada co lumna reguladora. Esta presion debe estar disponible mientras se produce un caudal de 946 Llmin (250 gpm) desde cada una de las dos conexi ones mas elevadas de la columna reguladora mas remota hidraulicamente, mas 946 Umin (250 gpm) desde cada columna reguladora adicional, hasta el maximo requerido .. No tese que, la NFPA 14 permite una reducci6n en el requisito de presi6n minima, si es deseado por laAutoridad Competente, ba sandose en tacticas para combatir el fuego. Especificamente, esta excepci6n fue estipulada para acomodar a los cuerpos de bomberos que utilizan exclusivamente boquillas de chorro com pacto en las operaciones de combate de incendios. Si las boqui Has de chorro compacto son el unico tipo utilizado por el cuerpo de bomberos, las presiones inferiores de salida pueden ser ade cuadas. Sin embargo, no se recomienda reducir el requisito de
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presion presumida porque un cambio subsiguiente del cuerpo de bomberos a boquillas de niebla podria resultar en un desempeiio insatisfactorio del sistema. Para los sistemas Clase II, la NFPA 14 requiere que el abas tecimiento tenga la capacidad de suministrar 379 Lmin (l00 gpm). Tambien debe ser 10 suficientemente fuerte para mantener una presi6n residual de 448 kPa (65 psi) en la salida de la cone xion de manguera hidraulicamente mas alejada con un caudal de 379 Llmin (l00 gpm). Ademas de los requisitos minimos para la presion y el flujo, tambien existen limite~ de presion maxima para las conexi ones de manguera. Para una discusion sobre los limites de presion maxima, ver la subseccion "Maxima Presion y Zonificacion en Edificios Altos" que se encuentra mas adelante en este capitulo. Vease la Tabla 8.. 6.1 para un resumen de los requisitos. Abasteciendo la Demanda del Sistema para los Sistemas de Columna Reguladora. Para los sistemas manuales (descritos anteriormente), esta permitido que la demanda del sistema sea abastecida exclusivamente a traves de la conexi on del cuerpo de bomberos. No se requiere un abastecimiento de agua automatico en dichos sistemas, y aun cuando una columna reguladora ma nual hlimeda esta combinada con un sistema de rociadores, la demand a de la columna reguladora no tiene que estar disponible a traves de el abasteci:niento de agua preconectado que sirve a los rociadores. Historia de las Presiones de Salida y de las Boquillas para Combatir el Fuego. La NFPA 14 fue modificada en la edici6n de 1993 para aumentar la presi6n de salida minima para las
Conexiones hid raul icamente
mas remotas (para medir los
requisitos de presic n y caudal)
946 Umin \ (250 gpm)
946 Umin
(250 gpm)
Techo
Abastecimiento total que no debe sobrepasar 4731 Lfmin (1250 gpm) donde hay 5 0 mas columnas 2839 Lfmin reguladoras ' - - - - - - - - ' - - ( 7 5 0 gpm) _[3785Umin (1000 gpm) en Total de + 946 Lfmin el edificio con (250 gpm) 1893 Umin rociadores con paracada (500 gpm) para la primera columna sistema columna reguladora reguladora adicional combinado]
FIGURA 8.16.3 Requisitos b8.sicos para /a tasa de flujo de los sistemas Clase I y Clase /II
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
TABLA 8.16.1 Limites de presion para las bocas de salida de los sistemas de columna reguladora
Uso de la boca de salida Conexion de manguera de 38 mm (1 % pulg) con manguera preconectada Conexi6n de manguera de 38 a 64 mm (de 1 Y2 a 2 Y2 pulg) sin manguera preconectada Conexi6n del Sistema de Rociadores
Presion residual minima
Se requiere un dispositivo regulador de presion cuando la presion sobrepasa b
65 psi a (448 kPa)
100 psi (690 kPa)C
100 psi a (690 kPa)
175 psi (1207 kPa)d
par NFPA
175 psi (1207 kPa)d
13
aMedidos desde la conexion de manguera hidraulicamente mas remota mientras se tiene un caudal con una tasa especificada por la NFPA 14. bLas presiones en la tuberra del sistema nunca deben sobrepasar la clasificacion de cualquier componente del sistema. GEste es un limite para la presion residual. La presion estatica no puede sobrepasar los 1207 kPa (175 psi) antes de que se requiera un dispositiv~ regulador de presion. dS e puede utilizar una predeterminaci6n del sistema de 1138 kPa (165 psi) en una conexion combinada de rociadores y manguera y los sistemas combinados mientras se logran los caudales y la presiones de boquilla aceptables. Ajuste el dispositivo regulador de presion a 1138 kPa (165 psi) ya que la NFPA 13 requerira una valvula de alivio ajustada a 1207 kPa (175 psi).
bocas de salida Clase I y Clase III de 448 kPa (65 psi) a 690 kPa (100 psi) por las preguntas que surgieron con respecto a la sufi ciencia de una presion presumida minima de 448 kPa (65 psi) en las columnas reguladoras automaticas y semiautomaticas. Desde una perspectiva de desempefio, el Comite sobre Sistemas de Co lumna Reguladora y Manguera de La NFPA (el comite de la NFPA 14) acord6 que la presion minima en cualquier conexion de manguera debe ser adecuada para operar una boquilla contra incendios al mismo tiempo que se supera la perdid~ por fricci6n en una manguera. Desde una perspectiva de disefio, el estable cimiento de una presi6n presumida minima para las conexiones de manguera ha demostrado ser dificil ya que las presiones de funcionamiento de las boquillas y las perdidas por fricci6n en las mangueras varian, dependiendo del equipo utilizado por cada uno de los cuerpos de bomb eros locales. La preocupacion en cuanto a la presion de las boquillas ori ginalmente se volvi6 un tema importante cuando fueron intro ducidas las boquiUas de niebla para el combate de incendios a mediados de los afios 90. Antes de las boquillas de niebla, los bomb eros utilizaban boquillas de chorro solido, las cuales fun cionaban bien a presiones de entrada relativamente bajas. A me dida que el uso de las boquillas de niebla se volvi6 mas comun, la comunidad de proteccion contra incendios decidio incremen tar la presion minima requerida en las conexiones de manguera hidraulicamente mas remotas en los sistemas de columna regu
ladora para acomodar la presion de boquilla superior requerida por las boquillas de niebla. El comite de la NFPA 14 original mente recomend6 una presion de 448 kPa (65 psi), la cual estaba ampliamente implementada. En el establecimiento de esta pre sion, el comite habia tratado de minirnizar la presion requerida para los abastecimientos de agua de sistemas de columna regu ladora y asumio que los diseftadores de boquillas y los labora torios de prueba establecerian criterios para asegurar que las boquillas de niebla funcionaran satisfactoriamente con una pre sion de 448 kPa (65 psi) en las conexiones de manguera. Desa fortunadamente, esta suposici6n nunca se materializ6 y muchas personas cuestionaron el requisito de presion minima de 448 kPa (65 psi) en las ediciones antedores a la de 1993. Al reevaluar el requisito de presion minima para la edicion de 1993, el comite de la NFPA 14 decidio que la presion mi nima requerida en las conexi ones de manguera de columna re guladora debe seleccionarse de forma conservativa. La razon es que el desempefio de las boquillas de niebla, al contrario del de las boquillas de chorro solido. varia significativamente con res pecto a la presion de entrada minima requerida para lograr cho rros satisfactorios. Aunque algunas boquillas de niebla del cuerpo de los bomberos funcionan satisfactoriamente con tan solo 483 kPa (70 psi), otras tienen patrones de descarga que se deterioran rapidamente a medida que la presion de la boquilla cae por debajo de 690 kPa (100 psi). Como resultado de esta in consistencia, la linica presi6n que asegurara razonablemente el desempefio de las boquillas en todos los casos es la presion con la que las boquillas son probadas y c1asificadas, 690 kPa (100 psi). Esta es la presion residual para las boquillas de niebla es tablecida por la NFPA 1964, Varma sabre Baquillas de Pu!i'e rizacion (Cierre y Punta). Para suministrar una presion de 690 kPa (100 psi) en la bo quilla, la presion en la conexi,)n de manguera de columna regu ladora debe ser superior a 690 kPa (100 psi) con un yalor 10 suficientemente alto para compensar la perdida de fricci6n en la manguera que conecta ala boquilla con la boca de salida Ideal mente, un disefto debe proveer 172 kPa (25 psi) adicionales para este tin. E5tO es suficiente para compensar la perdida de friccion en (1) 61 m (200 pies) de manguera con revestimiento de cau cho de 64 mm (2 12 pulg) con un caudal de aproximadamente 946 Umin (250 gpm), (2) 61 m (200 pies) de manguera con re vestimiento de caucho de 51 mm (2 pulg)con un caudal de apro ximadamente 473 Umin (125 gpm) 0 (3) 46 m (150 pies) de manguera con revestimiento de caucho de 45 mm (1 V. pulg) con un caudal de aproximadlUmeme 379 Lmin (100 gpm). De acuerdo con el razoramiento anterior, el comite de la NFPA 14 contemplo la posibi lidad de requerir una presion mi nima de 862 kPa (125 psi) en la conexion de manguera mas re mota pero eventualmente decidio que esta fuera de 690 kPa (100 psi). A primera vista, esta figura parece ser inadecuada para 10 grar chorros satisfactorios, Y He justifica una explicacion acerca de la acci6n tomada por el comite. La base de esta figura es una suposici6n de que una bomba contra incendios normalmente es tara instalada para abastecer a una columna reguladora automa tica y que una bomba diseftada para suministrar 690 kPa (100 psi) en la boca de salida mas remota con una demanda plena del sistema realmente suministrani 827 kPa (120 psi) 0 mas con flu jos inferiores. E8to toma ventaja del exceso de presion en el ex
CAPiTULO 16
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Sistemas de columnas de agua y conexiones para manguera
tremo de bajo caudal de una curva de bomba contra incendios. (Ver la NFPA 20, Norma sobre la Instalacion de Bombas Esta cionarias para la Proteccion contra Incendios.) La presi6n inicial de 827 kPa (120 psi) 0 mas fue consi derada razonablemente adecuada para satisfacer una presi6n en la boca de entrada de la boquilla de 690 kPa (100 psi) mas la perdida de fricci6n en la manguera conectada para la pri mera 0 las primeras dos lfneas de manguera desplegadas, y se asumi6 que si las operaciones para combatir el fuego crecfan mas alla de este nivel, el vehiculo de bomberos estaria dispo nible para suministrar una presi6n adicional para cumplir con las demandas de las boquillas contra incendios. Altemativa mente, se podian desplegar boquillas de chorro compacto. Si estas suposiciones no eran validas para una instalaci6n en par ticular, se debe considerar el hecho de exceder la presi6n mi nima especificada por la NFPA 14 para acomodarse a las necesidades del combate de incendios. Aunque la presi6n presumida minima de 690 kPa (100 psi) ahora especificada por la 1'.'PPA 14 puede parecer muy alta al compararse con la presi6n de 448 kPa (65 psi) especificada en el pasado, es consistente con las practicas establecidas para el combate de incendios. Los cuerpos de bomberos, durante deca das, han utilizado 690 kPa (100 psi) como el objetivo de presi6n para las boquillas cuando las mangueras que abastecen boquillas de niebla y las mangueras contra incendios que abastecen bo quillas de niebla son bombeadas rutinariamente por el vehiculo de bomberos a 1034 kPa (150 psi) 0 mas cuando dichas man gueras estan conectadas directamente con dicho aparato. Para las conexi ones de manguera en sistemas Clase II 0 Clase III con mangueras preconectadas instaladas, se deben es pecificar las boquillas con presiones de funcionamiento dentro del rango de 345 kPa (50 psi). Comprando boquillas de baja pre si6n, la presi6n minima requerida en la conexi6n de manguera hidraulicamente mas remota con mangueras preconectadas puede estar limitada a 448 kPa (65 psi). Para informaci6n adicional acerca de la selecci6n de las bo quillas contra incendios para uso con sistemas de columna re guladora, vease "Operaciones del Cuerpo de Bomberos Utilizando Sistemas de Columna Reguladora" mas adelante en este capitulo.
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4. Los tanques por gravedad Ademas del abastecimiento de agua principal en un sistema de columna reguladora automatico 0 semiautomarico, se re quieren una 0 mas conexi ones del cuerpo de bomberos con una fuente de agua confiable y accesible que se encuentre cerca. Requisitos Especiales para elAbastecimiento de Agua. En al gunos casos pueden ser aplicables algunos requisitos especiales para el abastecimiento de agua. Por ejemplo, las reglamentacio nes locales frecuentemente requieren que los edificios en areas de actividad sismica utilicen tanques y bombas propias para abastecer los sistemas de columna reguladora en vez de depen der de los abastecimientos del acueducto, los cuales son sus ceptibles a fallas inducidas por los terremotos. Abastecimiento de Agua para Edificios de Gran Altura. Para los edificios de gran dltura, se requieren dos conexi ones del cuerpo de bomberos ubicadas remotamente para cada zona den tro del rango de bombeo del vehiculo de bomberos ademas del abastecimiento de agua automarico. Dos conexiones del cuerpo de bomberos reducen la posibilidad de que los vidrios que caen corten todas las mangueras del abastecimiento e interrumpan el abastecimiento de agua secundario durante un incendio. Los edificios muy altos con pisos ubicados por encima del rango de bombeo del vehicu,o de los bomberos requieren una fuente de agua secundaria pennanente en lugar de las conexiones del cuerpo de bomberos ya que, de 10 contrario, la falla del abaste cimiento principal dejaria al edificio completamente desprote gido. Si el abastecimiento de agua principal utiliza una bomba, la disposici6n de respaldo podria consistir en una segunda bomba, un driver, cont;olador, 0, quizas, un almacenamiento de agua en un nivel alto con capacidad de bombeo adicional. El punto en el cual, un si,.tema se encuentra mas alla de la capaci dad del vehiculo de los bomberos depende de la bomba del ve hiculo y de la presi6n residual disponible desde la fuente de agua. Se necesita una jiIente de agua secundaria, si 10 siguiente es "verdadero": AP+RP SD
Tipo y Cantidad de los Abastecimientos de Agua. Los siste mas de columna reguladora manuales pueden ser abastecidos exclusivamente por una conexi6n del cuerpo de bomberos (FDC) con una fuente de agua confiable, suficiente yaccesible que se encuentre cerca. Los sistemas de columna reguladora automaricos y se miautomaricos requieren minimo un abastecimiento de agua preconectado capaz de abastecer la demanda hidraulica del sis tema de columna reguladora con la duraci6n minima requerida. Existen varios tipos de abastecimientos de agua que pueden ser aceptables. Estos incluyen:
donde AP = refuerzo de presi6n del vehiculo de los bomberos dis ponible desde 1a bomba del cuerpo de bomberos medido con la tasa de nujo de demanda del sistema RP = presi6n residu al disponible desde el abastecimiento de agua publico c privado medida con la tasa de flujo de demanda del si sterna SD = presi6n de demanda del sistema con la tasa de flujo de demanda del si ,tema, medida en la boca de salida del ca mi6n bomba qle suministra la manguera hasta la cone xi6n del cuerpo de bomberos
1. Los sistemas de acueducto publico, suplementados por una bomba reforzadora cuando se requieren presiones mas altas 2. Las Bombas de incendios conectadas con una fuente de agua fija y confiable 3. Los tanques a presi6n
Si la demanda del sistema excede la suma del refuerzo de presi6n del vehiculo d~ los bomberos y la presi6n residual del abastecimiento (0 la presi6n clasificada de servicio de la man guera de incendios que abastecera a la conexi6n del cuerpo de bomberos), el vehiculo de los bomberos no podra abastecer ade
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Supresion
a base de agua
cuadamente las partes superiores del sistema de columna regu ladora, y es necesario un abastecimiento de agua secundario. Por regIa, los edificios con una altura superior a 91,5 m (300 pies) deben ser evaluados para determinar si se ha sobrepasado el rango de bombeo del vehiculo de los bomberos. Abastecimiento de Agua y Bombas contra Incendio para Edificios de Altura Media. Un tema importante que surge fre cuentemente en el disefio de los sistemas de columna reguladora para edificios de altura media con rociadores es si la demanda de los rociadores, la demanda de la columna reguladora, 0 ambas, deben ser abastecidas por el abastecimiento de agua au tomatico que sirve al sistema de rociadores. El tema puede tener un mayor impacto economico sobre los edificios de altura media, ya que la demanda de los rociadores puede ser abastecida frecuentemente por el abastecimiento de agua publico sin el uso de una bomba, mientras que la demanda de la columna regula dora casi siempre requiere una bomba. En la edicion de 1993 de la NFPA 14, se hizo un esfuerzo por proveer una mayor guia para este tema. Aunque la solucion no esta claramente establecida en el documento, la intencion es bastante clara. La NFPA 14 permite que un sistema de columna reguladora Clase I sea un sistema manual en los edificios que no son edifi cios de gran altura (definidos como edificios con el nivel de piso de un pi so sin ocuparubicado a 23 m (75 pies) 0 mas porencima del nivel inferior para el acceso del cuerpo de bomb eros ). Acep tando dichos sistemas de columna reguladora como sistemas manuales, la NFPA no requiere que un abastecimiento de agua automatico cumpla con la demanda de la columna reguladora. Por 10 tanto, cuando dichas columnas reguladoras tambien sir yen a los rociadores en un sistema combinado, solo se debe abastecer automaticamente la demanda del sistema de rociado res. EI sistema combinado, desde el punto de vista de una co lumna reguladora, es simplemente un sistema de columna reguladora hUmedo manual Clase L Tamafio de la Tuberia. Dos metodos para dimensionar la tube ria del sistema de columna reguladora son (1) el metodo de ce dula de tubo y (2) el metodo hidraulico. Con el metodo de cedula de tubo, los tamafios de los tubos son establecidos por una cedula, en la NFPA 14, de acuerdo con la clase del sistema y la altura de la columna reguladora. Sin em bargo, los sistemas de cedula de tuba ya no son comunes, ya que normalmente los edificios con sistemas de columna reguladora tambien requieren proteccion mediante rociadores. Tales edifi cios tambien usan sistemas combinados, los cuales deben estar disenados hidraulicamente. Con el metodo de disefio hidraulico, los tamafios de los tubos son calculados de modo que un sistema suministre la pre sion y el caudal requeridos minimos. Los tamafios de los tubos deben ser 10 8uficientemente grandes como para permitir que cada abastecimiento de agua, incluyendo el vehiculo de los bomberos, suministre el caudal requerido en la conexion de manguera hidniulicamente mas remota. Al realizar un disefio hidraulico, se deben conocer las ca racteristicas hidraulicas de cada abastecimiento de agua. EI pro cedimiento para determinar las caracteristicas hidraulicas de los
abastecimientos de agua tales como las bombas es bastante claro y esta descrito en la NFPA 20 y en otros capitulos de este ma nuaL El procedimiento para determinar las caracteristicas hi draulicas del vehiculo de incendios que alimenta a un sistema de columna regulador es bastante similar. Si no se cuenta con mucha informacion acerca del vehfculo de los bomberos locales, un disefio conservativo acomodaria una bomba del cuerpo de bomberos de 3785 Llmin (1000 gpm) desempenandose al nivel de las especificaciones del diseno establecidas en la NFPA 1901, Norma sobre Vehiculos de los Bomberos. La NFPA 1901 espe cifica que las bombas del cuerpo de bomberos deben ser capa ces de lograr tres combinaciones de presion y caudaL Estas son el 100 por ciento de la capacidad tasada a 1034 kPa (150 psi) de presion neta de la bomba, el 70 por ciento de la capacidad tasada a 1379 kPa (200 psi) de presion neta de la bomba y el 50 por ciento de la capacidad tasada a 1724 kPa (250 psi) de presion neta de la bomba. Por 10 tanto, se puede esperar que una bomba de 3785 Llmin (1000 gpm) suministre minimo 3785 Llmin (1000 gpm) a 1034 kPa (150 I'si), 2650 Llmin (700 gpm) a 1379 kPa (200 psi) y 1890 Llmin (500 gpm) a 1724 kPa (250 psi). Se puede sumar la presion residual en el lado de succion de una bomba desde un abastecimiento de agua municipal 0 algUn otro suministro presurizado. Para realizar un disefio nidraulico, se debe determinar la presion y el flujo requeridos minimos y el caudal en la conexion de manguera hidraulicamente mas remota y calcular esta de manda de regreso a traves de la tuberia del sistema hasta cada abastecimiento de agua, acumulando las perdidas por friccion y los cambios de elevacion y sumando los caudales para las co lumnas reguladoras adicionales y los rociadores en cada punto donde dichas columnas reguladoras 0 rociadores se conectan con el recorrido presumido hidraulico. Cuando se considera al vehiculo de los bomberos como un abastecimiento de agua, los caudales deben ser calculados desde la tuberia del sistema a tra yeS de la conexion del cuerpo de bomberos y de regreso a traves de las mangueras de conexion hasta el vehiculo. Si la presion disponible en cada abastecier.do excede la demanda de presion de un sistema de columna reguladora con el caudal designado, el disefio es aceptable. De 10 contrario, el disefio de la tuberia 0 el abastecimiento de agua deben ser ajustados. Para mayor in formacion, vease el capitulo de esta seccion sobre hidniulica para la proteccion contra incendios. Maxima Presion y Zonificacion en Edificios Altos. En los edi ficios altos, los sistemas de cc·lumna reguladora frecuentemente estan divididos en subsistemas para limitar la presion del sis tema controlando la altura mixima de una columna de agua. Estos subsistemas son denom inados zonas. La meta de la zoru ficacion es limitar la presion que se puede desarrollar en la tu beria del sistema y en las conexiones de manguera para reducir la necesidad de accesorios pard alta presion y de valvulas re ductoras de presion. Comenzando con la edijon de 1993, un enfoque de de sempeiio para la zonificacion de los sistemas fue adoptado por la NFPA 14 para reemplazar la limitacion de altura fija para las zonas de los sistemas. EI enf Jque mas nuevo limita las alturas de las zonas mediante la lim;tacion de la presion maxima a la cual se puede someter un componente del sistema sin crear un
CAPiTULO 16
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Sistemas de columnas de agua y conexiones para manguera
problema de seguridad 0 un riesgo de fallas. Existen tres crite rios principales que afectan al establecimiento de las presiones maximas del sistema que fueron considerados:
1. La c1asificacion de presion listada maxima de los compo nentes disponibles en eI sistema 2. La presion maxima que debe permitirse en las conexiones de manguera con mangueras preconectadas y sin las mis mas 3. La presion maxima que debe permitirse en las conexiones de sistemas de rociadores en los sistemas combinados de rociadores y columna reguladora La presion maxima en un sistema de columna reguladora siempre debe estar limitada de acuerdo con las c1asificaciones de presion de los componentes del sistema. Los accesorios, valvu las y dispositivos reguladores de presion generalmente son los puntos mas flacos entre los componentes del sistema con res pecto a los limites de presion. Los accesorios frecuentemente tienen una clasificaci6n de presi6n maxima de 1207 kPa (175 psi); sin embargo, comunmente se encuentran disponibles algu nos accesorios listados con clasificaciones de presi6n de hasta 2413 kPa (350 psi). Las valvulas y los dispositivos reguladores de presi6n listados tambien se encuentran disponibles con clasi ficaciones de 2413 kPa (350 psi). Ya que 2413 kPa (350 psi) es la c1asificacion de presion maxima para los equipos disponibles comunmente y efectivos de aeuerdo con su precio, la NFPA 14 seleeeion6 esta presion como la presi6n maxima permitida den tro de un sistema, y este limite de presi6n finalmente se convir tio en la base para el estableeimiento de la altura de zona permitida maxima. Sin embargo, las alturas de las zonas deben limitarse aun mas si se utilizan equipos con c1asifieaciones de presi6n inferiores a 2413 kPa (350 psi). Aunque la altura de zona maxima correspondiente a una presion de sistema maxima en particular puede ser calculada, los lfmites de altura de la zona serlin determinados por tentativa y error en la mayoria de los casos. Para determinar 51 se puede utilizar una zona (mica, un diseiiador puede disponer un sistema con una zona y ealcular las presiones y caudales requeridos desde los puntos de demanda hldraulica de regreso a trayes del sistema de tuberia hasta el abastecimiento para determ1nar la de manda del sistema. Asumiendo que el abastecimiento sea una bomba, una zona linica puede estar justificada si se encuentra disponible una bomba que pueda satisfacer la demanda hidrau lica del sistema sin exceder 2413 kPa (350 psi) en agitaci6n, in cluyendo la presion residual del suministro. Si se ve que una bomba no cumple con estos criterios, se requeriran algunos ajus tes en el diseno 0 una subdivision por zonas. Las presiones de sistemas de columna reguladora en el rango de 2413 kPa (350 psi) representan un peligro para los usuarios y un riesgo de falIa de los componentes del sistema de rociadores en los sistemas combinados. Por 10 tanto, se requie ren componentes de control de presion euando la presion del sis tema podria exceder los !fmites de seguridad en las eonexiones de manguera 0 de los rociadores. Los limites de seguridad en las conexiones de manguera estan basados en dos criterios: (1) la presion de estallido de la manguera y (2) la manipulaci6n. Se requiere que las mangueras
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para uso por parte del cuerpo de bomberos sean probadas periO dicamente a 1724 kPa (250 psi) 0 mas, de acuerdo con 1a ,\TP_-\ 1962, Norma sabre el Cuidado, el Usa y las PmeteJ5 de ~"'r-.·;
cio de Mangueras contra Incendios, Incluyendo Ac·]:c.·~ mientos y Boquillas. La NFPA 1962 requiere que las mangue:-"", de columnas reguladoras preconectadas sean probadas camente a 1034 kPa (150 psi) 0 mas. Aunque es posible que una manguera no falle a eslZS ;cre siones, la experiencia indica que 1207 kPa (175 psi) es apr.:::\.: madamente la presion maxima en una manguera que pued.; 5e~ manipulada satisfactoriamente por los bomberos y que 690 kPa (100 psi) es la presion maxima que se espera que un usuario sin entrenamiento pueda manejar. Por 10 tanto se requiere que los dispositivos reguladore" de presion limiten las presiones estati eas y residuales a 1207 {Pa (175 psi) en las conexiones de man guera sin mangueras preconectadas y limiten la presion residual a 690 kPa (100 psi) en las eonexiones de manguera con man gueras preconectadas. Ellimite de presion establecido para las conexiones de ro ciadores tambien es de 1207 kPa (175 psi). Esta es la presi6n maxima para la eual, 1m. roeiadores estan listados normalmente, y provee un factor de seguridad para evitar los escapes. Cuando se espera una presion mAs alta en una conexi6n de rociadores, se requieren vlilvulas reguladoras de presion y de alivio de presion. Para permitir un tope en tre las iijaciones de presion para las val vulas, las valvulas reguladoras se deben tijar a 1138 kPa (165 kPa) y las valvulas de alivio se deben fijar a 1207 kPa (175 psi). La Tabla 8.16.1 resume la presion para las conexiones con una columna reguladora. Las Figuras 8.16.4 y 8.16.5 ilustran sistemas de zonas multiples de muestra. Notese que, en los sis temas de zonas multiples, las bombas que se encuentran en el mismo nivel pueden ser utilizadas en serie. Ademas, siempre se requieren dos tuberias verticales de abasteeimiento para las zonas altas abastecidas por las bombas en nivcles inferiores de manera que se pueda mantener el suministro de agua euando uno de los tubos vertieales se encuentre fuera de servicio. Tambien se requieren eonexiones independientes del cuerpo de bomberos para cada zona.
Componentes del Sistema La seleccion de los eorr.ponentes del sistema de columna regu ladora se determina en gran parte por la clase del sistema y la disposicion del sistema. Se debe prestar atenei6n especial al ase guramiento de que los componentes estan clasificados para las presiones a las que podran estar sujetos Tuberia y Accesorios. Los tubos de acera ensamblados conjun tas soldadas, accesorios atornillados, accesorios de bridas, ac cesorios eon empaque de goma, 0 una combinaci6n de los mismos son las configuraciones mas comunes de materiales uti lizados para las tuberias y accesorias de los sistemas de columna reguladora. La tuberfa cebe ser capaz de soportar las presiones maximas que pueden de sarrollarse en un sistema. Se requiere que 10~. aceesorios esten clasificados para 50 portar 1207 kPa (175 ps~) 0 bien, las presiones maximas del sis tema, 10 que sea mayo '. Cuando se espera que las presione.;;
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Supresion a base de agua
r----------
,I ,
Tanque
''
Tanque
:
l---r--: ...-----.-----,
Zona de nivel alto
1------------
Zona : de nivel '
,110
Tanque
: :
l----t----:
Valvula
~--+--.:::::t'''-- normalmente 1""- ...
cerrada
---.-----'1
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Zone denr bajo
\ Nivel de t
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~~~
\ Del cuerpo de bomberos para zona de nivel alto
Hasta el abastecim
Bomba de zona de nivel alto
Bomba de zona de nivel bajo
NOTA: Esta bomba puede estar dispuesta para succionar directamente desde el abastecimiento de agua 0 desde la descarga de la bomba de zona de nivel bajo.
FIGURA 8.16.4 Componentes importantes en un sistema de zonas multiples con bombas en los niveles bajos
sobrepasen los 1207 kPa (175 psi), se deben utilizar accesorios extragruesos 0 aeeesorios listados para presiones superiores para presiones de hasta 2069 kPa (300 psi), y se deben utilizar aeee sorios espeeialmente disefiados para las presiones superiores a 2069 kPa (300 psi). Mangueras, Estantes para Mangueras, Boquillas y Gabine tes de Manguera. Cuando se requiere la instalaci6n de man gueras preconectadas en sistemas Clase II 0 Clase III, se dcben utilizar mangueras forradas. La manguera de linn sin forrar se ha dejado de utilizar, ya que esta sujeta al deterioro nipido en condiciones de humedad. Normalmente, el tamafio de elecei6n es la manguera de 38n mm (1 Y:z pulg). Sin embargo, la NFPA 14 permite el uso de mangueras listadas mas pequefias que 38 mm (1 ~/.: pulgl en ocupaciones de riesgo ligero cuando este aprobado por la Autoridad Competente. El hecho de permitir
Del cuerpo de bombaros para zona de nivel alto Desde el abastecimiento Bomba de zona de nivel bajo
FIGURA 8.16.5 Diagrama e:squematico de los componentes importantes en un sistema de zonas multiples con bombas de nivele alto
una manguera mas pequefia ~obre un carrete reconoce que es posible que una persona sin entrenamiento pueda tener una mayor capaeidad de utilizar eicho equipo en caso de que ocu rra un ineendio. En Europa se han utilizado equipos similares desde haee vados arros. Las mangueras preeone,;tadas en columnas reguladoras Clase II y Clase 1lI generalmente estan limitadas a una longitud de 30,5 m (100 pies) para min mizar las dificultades que se pue den presentar para los usuaries sin entrenamiento que tratan de mover una manguera y para minimizar la posibilidad de que se enreden. Siempre se requiere que las mangueras se mantengan en estantes compatibles y siempre deben estar eolocadas en una ubicaci6n facilmente aecesiblt' dentro de un alcance conveniente de una persona parada en el pi30. Las mangueras tambien deben estar claramente visibles y ubicadas en un sitio que no pueda ser obstruido. Cuando las mangueras se mantienen en gabinetes 0 annarios, las puertas deben tener un panel de vidrio 0 algun otro medio para permitir una facit identificaci6n. Se requiere que las mang lleras preconectadas esten
CAPiTULO 16
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Sistemas de columnas de agua y conexiones para manguera
das con boquillas abiertas de 3/80 'is pulg (10 0 13 mm) 0 bo quillas de patron combinado de pulverizacion y chorro solido. Es preferible usar boquillas que tengan presiones de funciona miento en el rango de 345 kPa (50 psi). Esto minimiza la de manda de presion en el sistema y ayuda a asegurar que las mangueras puedan ser manipuladas por los ocupantes. Ya que las valvulas de cierre de las boquillas complican la operacion de una manguera, estas no son recomendadas a menos que los usuarios hayan recibido algun tipo de entrenamiento. Para las conexi ones tfpicas de un estante de manguera y valvula, vease la Figura 8.16.6. En la Figura 8.16.7 se muestra un gabinete de manguera comlin. Valvulas. Varios tipos de valvulas diferentes pueden ser utili zados como componentes de los sistemas de columna regula dora. Estas inc1uyen las valvulas de compuerta, valvulas de retencion, valvulas reguladoras de presion y valvulas de man guera. Al igual que la tuberia y los accesorios, las valvulas deben ser capaces de soportar la presion maxima que se puede
FIGURA 8.16.6 Estantes para manguera y conexiones de valvula comunes (Fuente: Potter-Roemer, Inc.)
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desarrollar en un sistelPa. La siguiente discusion res alta las yal vulas y los dispositivos de control de presion mas comunes que se pueden encontrar. Comenzando en los abastecimientos de agua permanentes. las valvulas indicadoras de compuerta son requeridas en cada fuente de agua permanente para permitir el aislamiento de cual quier fuente de agua para el servicio. Notese que no esta permi tida la instalacion de valvulas de compuerta entre una conexion del cuerpo de bomberos y el sistema de columna reguladora que sirve. Esto asegura la capacidad del cuerpo de bomberos para bombear hacia el interior de un sistema. Luego, cada fuente de agua permanente debe estar prote gida por una valvula de retencion para evitar el contraflujo. Las valvulas de retencion tambien deben ser instaladas entre las co nexiones del cuerpo de bomberos y los sistemas de columna re guladora humeda que sirven. Estas valvulas permiten que la tuberia conectada a las conexiones del cuerpo de bomberos per manezca seca cuando esta provista de valvulas de desagiie au tomatico en los puntos bajos. El hecho de mantener secas las conexiones del cuerpo de bomberos las protege contra el con gelamiento y evita la p'Jsibilidad que "se traben las roscas" de las tapas de las conexiolles si hay escapes en las valvulas de cha paleta de regreso hasta las tapas. Moviendose mas a,jentro del sistema, se deben instalar val vulas de compuerta en las conexiones de las tuberias principa les de alimentacion hacia cada columna reguladora para permitir que las columnas reguhdoras reciban mantenimiento indepen dientemente sin afectar la proteccion de todo el edificio. Tambien deben pwveerse valvulas de desague para permi tir que las columnas reguladoras individuales, al igual que un sistema entero, sea drenado para recibir mantenimiento. Final mente, cada boca de saida desde un sistema de columna regu ladora debe terminar en una valvula de manguera 0 en una valvula de control de rociadores en los sistemas combinados. Cuando se esperan presiones excesivamente altas en las bocas de salida, se requiere la presencia de dispositivos reguladores de presion. Dispositivos Reguladores de Presion. Los dispositivos regula dores de presion son ut lizados para limitar las presiones de sa lida del sistema. Los dispositivos reguladores de presi6n utilizados en sistemas ce columna reguladora pueden ser c1asi ficados en tres tipos bas ICOS: (1) de restriccion de presion, (2) re ductores de presi6n y (3) de control de presion. Los dispositivos de restriccion de presic·n reducen las presiones solo en condi ciones de flujo. No corrpensan los cambios en la presion de en trada para mantener una presion de descarga constante y no controlan la presion en condiciones de estatica. Por estas razo nes, su uso esm limitado a las conexi ones de manguera de 38 mm (1 'is pulg) para liPlitar la presion residual a 690 kPa (100 psi) cuando la presion esmtica no sobrepasa los 1207 kPa (175 psi). Un ejemplo de un dispositivo de restriccion de presi6n es una placa de orificio. Las placas de orificio es un disco memlico con un orificio de restricci6n. Las placas de orificio pueden ser insertadas en las conexiones con sistemas de columna regula dora para reducir la presion residual en el lade de corriente abajo. Aunque son relativamente economicas. las placas de ori
FIGURA 8.16.7 Gabinete de manguera comun
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
ficio no son muy recomendables porque no mantienen una pre sion de descarga constante y porque pueden dafiar las mangue ras si el chorro a presion desde un orificio golpea la pared interior de una manguera. Si se utilizan, las placas de orificio siempre deb en ser instaladas en acoplamientos de mangueras para que se puedan quitar facilmente. Los dispositivos de preferencia para regular los excesos de presion son las valvulas de control de presion y reductoras de presion. Estas valvulas estan disefiadas para regular activa mente las presiones de salida en condiciones de estatica y de flujo, y son requeridas para las bocas de salida de los sistemas en que la presion estatica puede superar los 1207 kPa (175 psi). Las valvulas de control de presion y reductoras de presion son mas recomendables que los dispositivos de restriccion de pre sion porque las mangueras y los sistemas de rociadores conec tados a las columnas reguladoras estan expuestos a las condiciones de estatica y de flujo, y las presiones estaticas sin controlar pueden provocar la faHa del equipo y representan un dafio para los usuarios. Las valvulas de control de presion y reductoras de presion emplean un mecanismo que compensa las variaciones en las presiones de entrada equilibrando la presion de agua en una ca mara 0 en varias camaras intemas, normalmente contra un re sorte. Las valvulas de control de presion, las cuales son un tipo de valvula reductora de presion accionada por piloto, son con sideradas por muchos como el metodo mas confiable para con trolar la presion. La Figura 8.16.8 ilustra un ejemplo de una valvula de control de presion. En el ejemplo mostrado. la pre sion de salida es una funcion de la fijaci6n del resone regula dor. La presion de salida frecuentemente no es ajustable en campo y las valvulas estan prefijadas de fabrica para usarse en un nivel de piso especifico en un edificio. En tales casos, es de vital importancia asegurarse de que las valvulas sean instaladas en la ubicacion correspondiente. Desafortunadamente, los dispositivos reguladores de pre sion, particularmente las valvulas reductoras de presion, en re petidas ocasiones han experimentado tasas de falla altas. Como resultado, ahora se requiere que los sistemas de columna regu ladora con dichos dispositivos esten disefiados de manera que cada dispositivo pueda ser probado y se deben conducir pruebas de rutina. Para acomodar la necesidad de probar los dispositivos reguladores de presion, los sistemas de columna reguladora que utilizan dichos dispositivos deben tener un sistema de desague dedicado al sistema con conexiones cada piso de por medio y un medio central para medir el flujo. La Figura 8.16.9 muestra un disefio posible de un ensamble de valvula de piso para dicha dis posicion. El caso mostrado asume una presion de columna re guladora superior a 1207 kPa (175 psi) y un sistema combinado de rociadores y columna reguladora con una tuberia vertical de desagiie conectada para las pruebas del dispositivo regulador de presion. Como una opcion, la tuberia vertical de desague sim plemente puede tener una conexion de manguera cada piso de por medio donde un pedazo pequefio de la manguera puede ser conectado con los dos dispositivos reguladores de presion mas cercanos para la realizacion de pruebas. Cuando las presiones del sistema son extremas, las valvu las de alivio de presion, las cuales reducen la presion penni tiendo la entrada de agua hacia un desague, pueden proveerse
como un respaldo para las valvulas reguladoras de presion. Las valvulas de alivio de presion [lormalmente se encuentran dispo nibles en dos tipos: (1) acciouadas por resorte y (2) accionadas por piloto. Se prefieren las valvulas accionadas por piloto, ya que responden con mayor precision ante los cambios en las pre siones del sistema; sin embargo, estas valvulas pueden requerir un mayor mantenimiento para evitar un exceso de acumulacion de residuos en las coladeras. Conexiones del Cuerpo de Bomberos. (Vease tambien la dis cusion adicional bajo el titulc, de "Tipo y Cantidad de Abasteci mientos de Agua" atras en este capitulo.) Las conexi ones del cuerpo de bomberos (FDCs) :;on requeridas para todos los siste mas Clase I y Clase III. En los sistemas de columna reguladora manuales, las FDCs sirven ·;omo el unico abastecimiento de agua. En los sistemas de coh;mna reguladora automaticos y se miautomaticos, sirven como un abastecimiento de agua auxiliar. Las conexi ones del cuerpo de bomberos deben estar ubica-
Volante
\ I I ______ Vastago ascendente exterior
...+1
tuerca de ajuste de presion
Resorte regulador
Tubo piloto
Embolo
Presion redu cida en la boca de salida de la valvula
FIGURA 8.16.8 Vista en corte de una valvula de control de presion comun
CAPiTULO 16
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Sistemas de co/umnas de agua y conexiones para manguera
das donde sean accesibles para los vehiculos del cuerpo de bom beros y esten cerca de un hidrante de incendios. No deben estar obstruidas por matorrales, vehiculos ni cercas que limiten la vi sibilidad 0 el acceso. Para los edificios de gran altura, se re quieren dos 0 mas conexiones, ubicadas alejadas entre si, para cada zona. Esta redundancia ayuda a asegurar la capacidad del cuerpo de bomberos para proveer un abastecimiento de agua ininterrumpido durante un incendio de gran tamafio. La preocu paci6n es que los vidrios que caen de las ventanas rotas pueden cortar las mangueras del abastecimiento y evitar que el personal conecte mangueras a la FDC afectada, y la redundancia mejora la posibilidad de obtener el acceso a por 10 menos una FDC en
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un caso tal. Por regIa, la mayoria de las conexiones del cuerpo de bom beros estan provistas de una boca de entrada de 6-1- mm (2 \,~ pulg) para cada 946 Umin (250 gpm) de la tasa de flujo presu mida. Algunos cuerpos de bomberos requieren bocas de entrada de diametro grande disefiadas para conectar mangueras especia les de alta presi6n y de diametro grande. AIm cuando se us an mangueras de diametro grande, se necesita una segunda boca de entrada para pennitir la existencia de una manguera de respaldo que podria cargarse si la manguera principal se rompe 0 se se para en un acoplamientc. Otro tema importante que no se debe pasar de largo es el ta-
Elevacion del cielo raso Valvula de control del sistema de rociadores indicadora indepen\nte
r
Interruptor de alarma de flujo de agua
~-.-~
Hasta los rociadores
----.
Presion del sistema
Prueba de la PRV
® ___y valvula de desagOe seccional Columna reguladora Valvula de alivio de presion fijada
a 1207 kPa (175 psi)
Union con el orificio res Istente a la corrosion, cor' un caudal equivalente al (,rificio mas pequeno de los rociadores en el sistema
Tubode desague yde prueba
Hasta el abasteci miento de agua
Hasta el medidor de flujo de desagOe o boca de salida para medir el caudal Conexion de manguera y valvula
FIGURA 8.16.9 Una disposici6n posib/e para /a insta/aci6n de va/vu/as en una conexi6n 1e piso para un sistema combinado ,Vo a esca/a)
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SECCION 8
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Supresi6n a base de agua
proveer supervisi6n electr6ni.:;a de las puertas de los gabinetes cuando el vandalismo es una preocupaci6n.
Conexi6n del cuerpc
debombe
FIGURA 8.16.10 Conexi6n del cuerpo de bomberos comun para una columna reguladora con tuberia /lena de agua
mafio del tubo que conecta una conexi6n del cuerpo de bombe ros con las tuberias principales del sistema. Esta tuberia debe tener el tamafio suficiente para suministrar la demanda del sis tema, de acuerdo con 10 discutido anteriormente bajo el titulo de "Tamano de la Tuberia." Es preferible utilizar una tuberfa de 102 mm (4 pulg) 0 de mayor tamano en todos los casos para evitar las obstrucciones ocasionadas por la existencia de residuos. La 8.16.10 ilustra una disposicion t£pica para una conexi6n del cuerpo de bomberos en un sistema de columna re guladora. Dispositivos de Supervision y Monitoreo del Sistema. Para asegurar la confiabilidad y el desempefio de los sistemas de co lumna reguladora, se deben tomar medidas para monitorear la presi6n del sistema y supervisar las valvulas de control. Se deben proveer man6metros en cada abastecimiento de agua en la parte superior de cada columna reguladora de manera que la presion del sistema puede ser monitoreada. La supervision de la valvula se puede lograr a traves de me dios electricos 0 mecanicos. La supervision se requiere general mente para las valvulas de aislamiento del abastecimiento de agua. las valvulas de aislamiento de la columna reguladora y las \~h'ulas similares capaces de interrumpir el abastccimiento de agua para partes grandes de un sistema. La supervision es necc s;ria para asegurar que las valvulas permanezcan abiertas en todo momento. Ocasionalmente, tambien se especifican alannas de flujo de agua para superl'isar un sistema. Esto nonnalmente se limita a ~o:> sistemas con mangueras preconectadas donde se requiere "1:::2. notiticaci6n inmediata del flujo de agua. se puede
CONSIDERACIONES PARA LA INSTALACICN DE SISTEMAS DE COLUMNA REGULADORA Aunque un diseno adecuado establece la base para un sistema de columna reguladora confiabl~ y utilizable, la instalaci6n final mente determina que tan bien funcionara un sistema. Algunas de las consideraciones mas importantes se discuten a continuaci6n. Ya que la mayo ria de los sistemas de columna reguladora estan disenados hldraulicamcnte, es esencial que la instalacion este de acuerdo con los csquemas del diseno. Esto es especial mente verdadero para los sistemas combinados de columna re guladora y rociadores que estan basados en disefios calculados hidraulicamente. Ya que la instalaci6n de tubos 0 accesorios adi cionales tiene un efecto adve~so sobre los calculos hidraulicos, al igual que las reducciones en los tamafios de los tubos, los pIa nos deben indicar que todosos cambios como estos deben ser informados al disenador pan· que sean aprobados. Los pIanos tambien deben advertir a los instaladores de los sistemas acerca de la predeterminacion de la'l valvulas reguladoras de presi6n para asegurar que las valvula, sean instaladas en los niveles de pi so correspondientes. Para asegurar su operabil idad y que se puedan mantener, es preferible etiquetar la tuberfa ~ indicar la direcci6n del caudal de agua. Las ubicacioncs de las valvulas deben estar identificadas c1aramente v ser accesibles. ~)e debe prestar atenei6n especial mente a qu~ se proporcione un espacio de acceso alrededor de las conexi ones de manguera, lcconociendo que los bomberos es taran utilizando guantes grandes en el momenta de conectar las mangueras y en el momento de operar las valvulas. Lo mejor es dejar un espacio libre de 0,3 m (12 pulg) desde las manijas de las valvulas y las bocas de sa: ida de las mangueras hasta las pa redes u otras obstruceiones. Lo mas importante que se debe tener en cuenta para ubicar las conexiones del cuerpo de bomberos es la accesibilidad y la visibilidad. Las conexiones del cuerpo de bomberos deben estar libres de matorrales, del estac .onamiento de vehiculos y de otras obstrucciones que puedan representar un estorbo. Ademas, se deben proveer senales, prefertblemente reflectoras, para indicar 5i una conexi6n sirve a las colmmas reguladoras, los rociadores, o ambos, y para indicar cua! es el area servida por la conexi6n. Durante la construcci6n de un edificio que va a tener un sis tema de columna reguladora, ·~S importante que el sistema opere 10 antes posible hasta un PUlltO en el que el despliegue de las mangueras desde el vehiculo de los bomberos ya no proporcio nes un medio efieiente para combatir el fuego. Los c6digos de incendio nonnalmente dictar el punto en el que las columnas reguladoras se deben hacer o')erables durante la construecion. Las estructuras incombustibles frecuentemente rcpresentan riesgos de ineendio extrem05 durante la construcci6n porque pueden estar presentes el apuntalamiento de materiales com bustibles y una gran variedac de fuentes de ignicion. Para pro veer proteccion durante la censtruccion, la tuberia permanente
CAPITULO 16
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Sistemas de columnas de agua y conexiones para manguera
del sistema nonnalmente es utilizada, junto con una conexi6n temporal del cuerpo de bomberos. Debe proveerse al menos una conexi6n de manguera en cada piso, y todas las conexiones de manguera deben pennanecer tapadas con una tapa removible y deben estar protegidas contra los danos mecimicos. Los siste mas deben extenderse al tiempo con el progreso de la construc cion y se deben programar inspecciones para asegurarse de que los sistemas siguen siendo operables.
PRUEBA E INSPECCION DE LOS SISTEMAS DE COLUMNA REGULADORA Los sistemas de columna reguladora son sistemas de seguridad contra incendios esenciales en edificios de gran tamarro, deben ser probados e inspeccionados rutinariamente para verificar que funcionan segun los requisitos originales de la instalacion y para asegurar que esten listos para funcionar. Se deben realizar prue bas antes de la aceptacion del sistema y a intervalos adecuados para verificar la confiabilidad. La inspeccion, prueba y mante nimiento de los sistemas de columna reguladora estan regulados por la NFPA 25, Norma sobre fa Inspeccion, Prueba y ly{anteni miento de Sistemas de Proteccion contra Incendios a Base de Agua. Las pruebas del sistema completo que verifican que un sistema funciona segun los requisitos originales de la instala ci6n, incluycndo una prueba de flujo, son necesarias cada 5 arros. Se requiere que los componentes del sistema sean inspec cionados y probados con mayor regularidad.
Preinspeccion Antes de conducir una prueba de desempefio completo, se debe conducir una ins pecci on visual para verificar que: • Los abastecimientos de agua se han mantenido de fonna apropiada • Las valvulas de los abastecimientos de agua y columnas re guladoras estan abiertas y supervisadas por una cadena y candado, sella 0 dispositivo elecrrico. • Las conexi ones de la tuberia estan bien aseguradas. Si la tu beria estani en un espacio cerrado, debe pennanecer ex puesta hasta que se hayan completado las pruebas de aceptacion inicial. • Las conexi ones de manguera son accesibles, las ruedas de las valvulas estan presentes y todas las roscas de manguera en todas las conexiones estan protegidas con tapas. En los sistemas secos, aseg(lrese de que las viilvulas esten cerra das. Las roscas de manguera en todas las conexiones deben corresponder a aquelIas indicadas por la jurisdicci6n. • Las estaciones de manguera estan mantenidas de fonna adecuada Cuando se cuenta con mangueras contra incendios, se deben mantener en la posicion apropiada en estantes y deben estar en buenas condiciones. Cada manguera se debe sacar y ser inspeccionadas en busca de cortes, abrasiones, empaques dana dos y acoplamientos sueltos, luego se deben poner nuevamente
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en el estante, a un inter/alo que no exceda cinco anos imnedia tamente luego de haber sido compradas y cada tres afios des pues. Se requieren las pruebas hidrostaticas de las mangueras forradas. Las mangueras de line sin forrar no deben probarse hi drostaticamente porque son susceptibles al pudrimiento al vol verse mohosas si se dejan asi sea levemente humedas. Ademas, las boquillas se deben quitar y examinar en busca de objetos ex trarros. Las instmcciones especificas para la inspeccion y el mantenimiento para las mangueras contra incendios estan esta blecidas en la NFPA 1962.
Pruebas Luego de terminada la preinspeccion, se deben conducir pruebas hidrostaticas y de flujo. Los manometros deben ser revisados en cada columna vertical durante las pruebas para veriticar la in terconexi6n de las colunnas reguladoras. Se Ie debe hacer una prueba con aire a los sistemas secos antes de que se carguen de agua. Las pruebas de flujo se deben realizar para verificar: • EI funcionamiento de los abastecimientos automatic os de agua • El funcionamientc, de cada una de las conexiones del cuerpo de bomberc·s • Las tasas de flujo, presiones estaticas y presiones residua les apropiadas para cada columna reguladora y para las val vulas reguladoras de presi6n Cuando se hace la [)rueba de flujo de las columnas regula doras a traves del flujo ce agua al nivel del techo, se recomienda un difusor de caudal con una malIa en el punto de descarga para conrrolar el chorro de agua e interceptar cualquier residuo que pueda salir. Se debe pre,tar ateneion especial a la suficiencia de la ruta del des ague pan evitar inundaciones en el techo 0 en otras areas.
Valvulas Reguladoras de Presion La prueba de flujo de las valvulas reguladoras de presion es pro bablemente el aspecto mas importante de las pruebas de siste mas de columna reguladora que poseen estos dispositivos. La necesidad de realizar pruebas de rutina para estos dispositivos no puede ser enfatizada en exceso. La NFPA publico un boletin de alerta para este efectn luego de un incendio muy grande. Ve anse los resultados sin pLlblicar de las pruebas conducidas por el Cuerpo de Bomberos de la Ciudad de Los Angeles entre 1984 y 1986 que enfatizan aun mas este punto. En estas pruebas, 413 valvulas reguladoras de presion fueron probadas en una docena de edificios. Los resultados de las pruebas indicaron que mas del 75 por ciento de las valvulas probadas deb ian ser calibradas nuevamente, reparadas .) reemplazadas. Mientras se realiza:1las pruebas de flujo de las valvulas re guladoras de presion, es mejor probar cada valvula a traves de un rango completo de caudales y presiones. Esto ayuda a ase gurar que todos los dispositivos funcionan segun las especifica ciones. El hecho de utilizar un rango completo de caudales tambien sirve de ejercicio para la valvula. Si una tuberia verti cal de des agUe no se encuentra disponible para propositos de
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SECCI6N 8
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Supresion a base de agua
prueba, las posibles soluciones inc1uyen (1) drenar una de las co lumnas reguladoras y permitiendo c1 flujo desde una columna reguladora hasta la otra utilizando una linea de manguera entre los pozos de escalera, (2) tendiendo una linea de manguera en el pozo de escalera de la columna reguladora que se esta probando para utilizarla como un desagiie y (3) quitando las valvulas cada piso de por medio, altemando entre las columnas reguladoras, de modo que cada piso tenga al menos una ,'alvula instalada; luego haciendo las pruebas de las yahulas en banco de pruebas.
OPERACIONES DEL CUERPO DE
BOMBEROS U"rlLlZANDO SISTEMAS
DECOLUMNAREGULADORA
Planeacion Anterior Para que las columnas reguladoras sean efectivas, los bomberos deben estar entrenados para operaciones de columna reguladora y deben planear con antelacion para estar familiarizados con los sistemas que van a utilizar, Como parte del plan anterior, los bomberos deben identificar las ubicaciones de los hidrantes de incendio, conexi ones del cuerpo de bomberos, bombas, tanques y conexi ones de manguera. La presencia de placas de orificio en las conexi ones de manguera 0 de valvulas reductoras de presion o de control de presion tambicn se debe tener en cuenta. Los cuerpos de bomberos tambien deben contar con procedimientos operativos normalizados que asignan a cada bombero y a cada vehfculo sus responsabilidades en el momenta de utilizar los sis temas de columna reguladora.
Equipos Para facilitar el uso de los sistemas de columna reguladora, se deben transportar en sus vehiculos "conjuntos preparados", Los conjuntas deben contener los equipos necesarios para usar las co nexiones de manguera del sistema de columna reguladora. Los conjuntos para el uso de colurnnas reguladoras normalmente se cargan en carretillas 0 en bolsas y contienen entre 30,5 y 61 m (100 Y200 pies) de manguera, una boquilla y una variedad de he rramientas y Haves. Tambien se puede cargar una Bifurcacion para permitir que se conecte una segunda manguera a una sola conexion de manguera. La longitud de la manguera que se carga debe estar de acuerdo con las pTllcticas locales con respecto a las conexi ones de manguera que supuestamente se van a utilizar (en el piso del incendio 0 en el descanso por debajo) y los requisitos del codigo de construccion local para ubicar las conexi ones de manguera. Probablemente, la disposicion mas versatil de la man guera es aquella que inc1uye una manguera de 45 0 51 rum (1 % o 2 pulg) y una boquilla de alto volumen capaz de proveer un caudal igual 0 superior a 757 Llmin (200 gpm). Dicha disposi cion puedc prO\eer una capacidad de flujo comparable a la de una manguera de 64 mm (2 Y2 pulg) con una boquilla de niebla de caudal intercambiable estandar cuando se cuenta con la pre sion adecuadfl, pero es mucho mas facil de manejar. Una boquilla de niebla que produce un patron efectivo a presiones de funcionamiento inferiores a 690 kPa (100 psi) debe
ser utilizada para tomar la m2.yor ventaja po sible de la presion disponible. El uso de boquillas automaticas de piston no se re comienda para los sistemas de columna reguladora porque di chas boquiUas pueden requerir altas presiones para producir chorros satisfactorios. Algunas boquillas automaticas requieren presiones superiores a 621 kPa (90 psi) para producir un patron de niebla razonable, y el hecro de suministrar esta cantidad de presion ala boquilla puede seT' dificil en algunos casos, particu larmente en los sistemas de (olumna reguladora mas antiguos disefiados solo para proveer 448 kPa (65 psi) y para limitar las presiones a un maximo de 690 kPa (100 psi). Aunque las bo quillas automaticas de baja presion disefiadas para funcionar con una presion de entrada en el rango de 483 kPa (70 psi) se en cuentran disponibles, la boquilla de niebla mas confiable para usar con los sistemas de columna reguladora es una boquilla de f]ujo intercambiable sin un pi,ton automatico. Ademas de los conjuntos para usar colurnnas reguladoras, el vehiculo de los bomberos tambien debe cargar secciones enro lladas 0 empacadas de mangu.::ras de 64 mm (2 Y2 pulg) para los casos en que se necesitan grandes volumenes de agua y la presion disponible desde una columna reguladora es muy limitada. Tales casos se pueden presentar en los edificios muy altos que tienen niveles de piso mas alla del rango del vehfculo de los bomberos o donde las valvulas reguladoras de presion en un sistema de co lumna reguladora no han sido ajustadas apropiadamente.
Operaciones Es bastante razonable esperal que el primer equipo de bombe ros en la escena de un incideme en un edificio con un sistema de columna reguladora Heven sus equipos preparados con man gueras y 10 ingrese al edific 0 mientras investiga cl Hamado. Mientras tanto, una autoborrba se debe conectar con la cone xion del cuerpo de bomberos para abastcccr al sistema. En easo de un incendio se debe conecar mas de una manguera de abas tecimiento con un sistema de~olumna reguladora para evitar la intenupcion del abastecimier to de agua si se rompe una man guera. Tambicn es preferible que los vehiculos adicionales se conccten a otra FDC, durantt los incendios grandcs cuando se cuenta con mas de una FDC. Esto reduce el riesgo de interrup cion del abastecimiento de agila 5i los vidrios que se romp en en los pisos superiores hacen qu~ las condiciones en cierta5 partes del perimetro de un edificio s~an in5eguras, quizas cortando las mangueras de abastecimiento Cuando los bomberos de cerminan la necesidad de mangue ras, ellos deben seleccionar um conexion de manguera ubicada en un recinto de escaleras protegido, en vez de una conexion ubicada en un corredor u area abierta (cuando existen dichas co nexiones) ya que es mejor tener una manguera cargada antes de ingresar a un piso 5i se detecttm humo 0 llamas. En los edi±icios de pisos multiples, generalmente se prefiere una conexion de manguera ubicada en el descanso intermedio por debajo 0 un pi so por debajo del pi so del ir'cendio en vez de una conexion en el piso del incendio porque cuenta con mas espacio adicional para extender la manguera altes de cargarla y se minimiza la congestion en la entrada del :riso del incendio. Se debe tener en cuenta que el hecho de utiliza' una conexi6n de manguera en un nivel inferior creara la necesi ::lad de utili7Alr una manguera mas
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Sistemas de columnas de agua y conexiones para manguera
larga para alcanzar todas las areas en el piso del incendio y si se provee una Bifurcaci6n preconectada en una linea de manguera de columna reguladora, los bomberos pueden agregar mas man guera sin tener que apagar y desconectar una linea de ataque. Los bomberos tambien deben estar concientes de que, depen diendo de los caudales que se necesitan, es posible tener que quitar los dispositivos de restricci6n de presi6n 0 ajustar las val vulas reguladoras de presi6n si es que son ajustables en campo. .La presi6n con la cual, un sistema de columna reguladora debe cargarse varia entre los diferentes cuerpos de bomberos de acuerdo con las preferencias locales. Algunos utilizan las reco mendaciones publicadas anteriomlente en la NFPA 13, Practica Recomendada para las Operaciones del Cuerpo de Bomberos en Propiedades Protegidas por Sistemas de Rociadores y Co lumna Reguladora. Ia cual sugiere que la presi6n en la FDC se inicie a 690 kPa (100 psi) cuando se van a utilizar boquillas de chorro compacto en los pisos iguales 0 inferiores a 30,5 m (100 pies) y a 1034 kPa (150 psi) si se utilizan lanzas de niebla a esa misma altura. Para las elevaciones superiores a 30,5 m (100 pies), se deben sumar kPa (5 psi) para cada nivcl de piso por encima de los 30,5 m (100 pies). Otros cuerpos de bombe ros simplemente bombean 1034 kPa (150 psi) mas 34,5 kPa (5 psi) para cada nivel de piso por encima del nivel del terreno. Este ultimo metodo es que se utiliza con mayor frecuencia y su ministrar una presion adecuada para las boquillas de niebla en la mayoda de los casos.
SISTEMAS EXTERIORES DE MANGUERA Los sistemas exteriores de manguera no son sistemas de columna regulador. En vez de esto, son anexos al abastecimiento de agua. Sin embargo, los sistemas de manguera exterior y los sistemas de columna reguladora sirven prop6sitos similares. Ambos proveen un medio eficiente para aplicar agua manualmente a los licen dios. Aunque no es obligatorio en los c6digos modelo de cons trucci6n 0 de incendios, los sistemas de manguera exterior pueden ser requeridos por las autoridades de las aseguradoras 0 por los propietarios como una medida de seguridad adicional para minimizar el potencial de perdidas por incendio. Los sistemas exteriores de manguera normalmente se en cuentra en los sitios industriales, y como normalmente incluyen equipos para suministrar chorros de alto volumen, s610 deben ser instalados y utilizados por una brigada de incendios capaci tada. Los sistemas normalmente consisten en hidrantes de in cendio tipo patio, colocados estrategicamente alrededor de los edificios, adyacentes al sitio donde se almacenan las mangueras contra incendio y los accesorios para combatir el fuego en case tas de manguera. Tambien pueden proveerse casetas de man guera 0 las estaciones de manguera en los tejados cuando existen riesgos de exposici6n 0 riesgos para el tejado.
Diseno El diseno de un sistema exterior de manguera debe adecuarse al uso que se Ie qui ere dar. Estos usos pueden incluir el despliegue por palte de una brigada contra de licendios mientras que llega el cuerpo de bomberos, sirviendo como protecci6n de respaldo
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para los sistemas de rociadores cuando dichos sistemas no esuin en servicio y sirviendo como un abastecimiento de agua de res paldo para los sistemas de rociadores danados proporcionando ll:! medio facil para soportar una conexi6n del cuerpo de bumber05. La NFPA 24, Norma sobre fa Instalacion de Tuberias pr-:,;c:.:,.:;; les para el Servicio de Bomberos Privado y Sus Accesori05. 5 tablece las normas de dlsefio utilizadas con mayor frecuen.::ia. El espaciamiento de los hidrantes de incendio y el emph zamiento de las caseta5 de manguera debe ser adecuado pas pemlitir que las mangueras contra incendios lleguen hasta las ubicadones necesarias mientras se minimiza la distancia que debe avanzar la manguera. La selecci6n de las ubicaciones para los hidrantes de incendio y las longitudes de las mangueras debe tener en cuenta el recorrido, al igual que cualquier obstrucci6n entre los hidrantes y los edificios 0 areas que estos protegen. Cuando se cuenta con sistemas interiores de columna regula dora, no debe ser neces~rio proveer cubrimiento utilizando man gueras exteriores hasta 10das las partes del interior de un edificio protegido. Cuando se encuentran presentes riesgos en los teja dos, se debe pro veer un medio para extender las mangueras hasta el techo, tal como escaleras exteriores fijas, cuerdas de izar y abrazaderas para manguera, amenos que sean cas etas de man gueras 0 estaciones de manguera en el tejado. Al disefiar sistemas exteriores de manguera, tam bien se deben tener en cuenta ]a necesidad del cuerpo de bombero para contar con hidrantes dt- incendio cn el sitio. Para los edificios grandes, se puede requerir que los hidrantes en el 8itio sirvan como fuente de agua para el vehfculo de los bomberos, ademas de abastecer los sistemas de manguera. En tales casos, las tube rias principales subterraneas deben estar disefiadas para el cau dal requerido, inc1uyendo las dcmanda8 para el vehfculo de los bomberos, las mangueras conectadas directamente a los hidran tes, los sistemas de rociadores y el servicio domestico. Ademas, los hidrantes de incendio deben colocarse en las ubicaciones re queridas por el c6digo de incendios.
Equipos La NFPA 24 establece las norm as reconocidas nacionalmente para los hidrantes de incendio, la construcci6n de las casetas de manguera y 10 equipos que deben permanecer en las casetas de manguera. A continuaci6n se tiene un resumen de algunas de las consideraciones mas importantes que se deben tener en cuenta para los equipos de sistemas exteriores de manguera. Los hidrantes de ir cendio deben tcner bocas de salida para ser utilizadas por las brigadas contra incendio y los vehiculos de los bomberos, segUn sea necesario. Las roscas de las mangueras y las conexiones de los hidrantes siempre deben estar de acuerdo con aquellos utilizados por el cuerpo de bomberos. Tambien es preferible equipar cada boca de salida con una valvula indepen diente para evitar la necesidad de cerrar un hidrante de incendio en el momento de co nectar mangueras adicionales. Los elementos pri acipales que se tienen en cuenta en la construcci6n de las casctas de manguera son la ventilaci6n y ]a proteccion contra la intemperie. La ventilaci6n se puede obtene: utilizando un piso con tablil1as 0 anaqueles con tablillas y per mitiendo algo de espaClO para la ventilaci6n por debajo de 1.:: vuelos de los techos. Les respiraderos se deben disponer de 11:1
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
FIGURA 8.16.11 Casetas de manguera eomunes (Fuente: Potter-Roemer; Inc.)
FIGURA 8.16.13 Boquil/a de supervision eomun instalada en un hidrante
Ensamble
deva~
indicadora de poste
"'"
Valvula de control
n
~~~~
Cabaliete
Platalorma de concreto y losos de valvula:
FIGURA 8.16.12 Estaeion de manguera eomun en el tejado (Fuente: Potter-Roemer;lne.)
nera que la !luvia no pueda ingresar a la estructura. Las casetas de manguera deben estar hechas de construcci6n s61ida y ser 10 suficientemente grandes para contener los equipos y pro veer es pacio suficiente para que estos sean manipulados. Cuando sea necesario cerrar con !lave las casetas de manguera, se pueden usar cerraduras especiales con grilletes 0 pestillos fnigiles detras de paneles de vidrio rompible para proveer un facil acceso en caso de emergencia. Las mangueras para los sistemas exteriores de manguera pueden estar preconectadas y almacenadas en cas etas de man guera, 0 mantenerse en carretillas de manguera que pueden !le var la manguera hasta una escena de incendio 0 ambas cosas. Las mangueras preconectadas se prefieren mas para minimizar el tiempo necesario para comenzar a combatir el fuego. La lon gitud de la manguera que se requiere depende las ubicaciones de los hidrantes. Para tendidos de manguera superiores a 46 m (150 pies), se debe considerar el uso de carretillas para manguera u otros vehiculos. Los tamafios preferidos de manguera son de 45 !DID i 1 13 pulg) y de 51 !DID (2 pulg) con acoplamientos de 38
, Ensamble de_~ vtllvula de desagje
Ensamble Ensamble de de valvula valvula de desagOe indicadora de poste
Platlorna Ensamble \ de valvula,
instalad~a~'jt~jjS~~l
Fi=l=k#==!=~==1 en el Pi~
-i+-+-1+--4
. :;. t . , ': ~ Caja de valvula Poste que-sa ____ 0 tubo de hierro extiende po' _ . .~I:.;I:~debajo de Ie. __ _ Piedra 0 grava suelta linea de cor para facilitar el desagOe gelamien~;:::t::~::::i~~ Ensamble de de valvula de desagOe indicadc ra de poste valvula de desague
;-.V
~~~~~~:~f~samble
FIG URA 8.16.14 Varias dispc siciones de boquillas de supervision
mm (1 12 pulg), ya que proveen caracteristicas de alto flujo con una perdida por fricci6n mmima y un manejo relativamente faci!. Otras disposiciones posibles incluyen de 30,5 a 46 m (de
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Sistemas de columnas de agua y conexiones para manguera
100 a 150 pies) de manguera de 64 mm (2 Y2 pulg) con una Bi furcacion en el extremo, conectandose con un tramo adicional de manguera mas pequefia. La "Y" permite la concxion subsi guiente de una manguera adicional mas cerca de un incendio. Las Figuras 8.16.11 y 8.16.12 son ejemplos de casetas de manguera y de una estacion de manguera en el tejado, respecti vamente, que se encuentran disponibles en el comercio.
Accesorios Los equipos acccsorios en una caseta de manguera deben inc1uir Haves para los hidrantes, boquillas, lavadores de manguera de sobra, Bifurcacion, acoplamientos de reduccion, Haves de man guera, hachas para incendios y otras herramientas, seglin sea ne cesario. Al seleccionar las boquillas, se debe tener en cuenta el riesgo de incendio en particular. Por ejemplo, para los incendios de liquidos inflamables y electricos se pueden preferir las bo quillas de pulverizacion y para el almacenamiento de madera, se pueden preferir boquillas de chorro solido.
Carretillas de Manguera Las carretillas de manguera son (ltiles para las mangueras que se utilizan como complemento de las mangueras almacenadas en las casetas de manguera. Esto puede ocurrir cuando hay largas distancias de recorrido de despliegue de las mangueras, como puede ocurrir en las grandes fabricas 0 bodegas y cuando los edificios 0 las areas de almacenamiento en patios estan mas aHa del faeil alcance de las casetas de manguera. Las carretillas pue den ser motorizadas, haladas a mana 0 pueden ser dispositivos modulares almacenados para ser levantados y transportados por un camion elevador. Deben estar almacenadas en una ubicacion central, cuando sea posible.
Lanzas Monitoras Cuando se almacenan grandes cantidades de combustible, como en las pilas de troncos, pilas de madera, Jiquidos inflamables 0
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combustibles 0 carros (i.e ferrocarril y almacenamiento en pa tios, puede ser necesario proveer un medio para suministrar grandes volumenes de agua para controlar un incendio. La mejor forma de lograr esto es instalando lanzas monitoras permanen tes alrededor de dicho almacenamiento al nivel del terreno, sobre caballetes especiales 0 sobre los techos de los edifieios y teniendo lanzas monitoras portatiles disponibles para usarse. La Figura 8.16.13 ilustra una lanzas monitor comun instalada en un hidrante y la Figura 8.16.14 muestra varias disposiciones de lan zas monitoras.
BIBLIOGRAFIA COdigos, Normas y Pnkticas Recomendadas NFPA. La consulta de los siguientes c6digos, norm as y practicas recomendadas de la NFPA suministrara informacion adicional sobre sistemas de columna reguladora y mar guera discutidos en este capitulo. (Consulte la ultima versi6n del Catah 19O de la NFPA para vcr la disponibilidad de las ultimas ediciones de 10; siguientcs documentos.) NFPA 1, Fire Prevention ('ode NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems NFPA 13E, Recommended Practice for Fire Department Operations in Properties Protect,'d by Sprinkler and Standpipe Systems NFPA 14, Standardfor the Installation ofStandpipe, Private Hydrant, and Hose Systems NFPA 20, Standardfor the Installation ofStationary Pumps for Fire Protection NFPA 22, Standardfor Waler Tanks for Private Fire Protection NFPA 24, Standardfor the Installation ofPrivate Fire Service Mains and Their Appurtenances NFPA 25, Standardfor the Inspection. Testing, and Maintenance of Water-Based Fire Prdection Systems NFPA 72®, National Fire Alarm Code® NFPA lO],IlJ, Life Safety Cc de® NFPA 1901, Standardfor Automotive Fire Apparatus NFPA 1961, Standard on }'ire Hose NFPA 1962, Standardfor Ihe Care, Use, and Service Testing ofFire Hose Including Couplings and Nozzles NFPA 1963, Standardfor 17jre Hose Connections NFPA 1964, Standardfor Spray Nozzles (Shutoff and Tip)
Revisado por James M. Fantauzzi David R. Hague
ientras existan sistemas activos de extinci6n a base de agua estos seguinin envejeciendo y la fiabilidad de di chos sistemas disminuini si no se practican con regu laridad los procedimientos programados de mantemmlento, segun 10 requiere la NFPA 25, Norma sobre fa lnspeccion, Prueba y Mantenimiento de los Sistemas de Proteccion contra lncendios a Base de Agua, con el fin de mantener la integridad de estos sistemas. En el pasado, el disefio y las pnicticas de instalaci6n de los sistemas a base de agua se basaban en la preservacion de la pro piedad y en el impacto economico de su funcionamiento apro piado. El apoyo mas importante para el aspecto relacionado con la preservacion de la propiedad proviene de las compafiias ase guradoras. Ahora que los c6digos de construccion tambien re quieren que los sistemas activos de protecci6n contra incendios se instalen con el fin de salvar vidas, el aspecto de la seguridad humana de los sistemas de proteccion contra incendios a base de agua ha pasado a un primer plano mientras que la conservacion de la propiedad ha perdido importancia para la reglamentacion gubemamental relacionada con su instalacion. Otro factor son los avances tecnologicos y las tendencias actuales de los equipos activos de protecci6n contra incendios de marca registrada y de los que tienen tipos especiales de aplica cion. El ritmo de estos avances es una bomba de tiempo en po tencia, debido a la mala aplicacion de estos productos provocada por disefios defectuosos; instalaciones deficientes; por la falta de flexibilidad para cambios futuros en las reorganizaciones de las ocupaciones; y la falta de supervisi6n sobre la influencia de otros factores del edificio, tales como las modificaciones de las puertas contra incendio; los muros; los sofitos; los sistemas de ventilacion y acondicionamiento de aire (HVAC); y otros com ponentes del edificio. La ultima preocupacion importante es la aparente reduc ci6n al minimo de los factores de seguridad para la instalaci6n de materiales y la aplicaci6n apropiada de los metodos. Estos cambios pueden acortar la vida util de los sistemas nuevos y la operaci6n efectiva de estos sistemas depende cada vez mas de procedimientos apropiados de mantenimiento.
IMPORTANCIA DEL MANTENIMIENTO
DEL SISTEMA DE EXTINCION
M
James M. Fantauzzi es presidente de North East Fire Protection Sys Inc.. ubicado en Burnt Hills, Nueva York, y es miembro del (omite Tecnico de la NFPA para la Inspecci6n, Prueba y Manten imicnto de los Sistemas de Protecci6n contra lncendios a Base de Agua. iEms.
El cui dado y mantenimi~nto incluye mucho mas que la inspeccion y prueba de los dispositivos y equipos del sistema. Para una pro teccion efectiva, la relad6n apropiada entre el riesgo y la protec ci6n debe ser balanceada y requiere que se haga una consideraci6n minuciosa de los riesgos de incendio que deben ser protegidos y de la suficiencia de la protecci6n para las diYersas condiciones de la propiedad. Ademas, 1;;na inspecci6n apropiada debe comprobar si el sistema instalado uriginalmente es el adecuado para los ac tuales riesgos de incend io que esmn siendo protegidos. Los sistemas de e~.tinci6n a base de agua que emplean dis positivos estandar y que estan instalados de acuerdo con reg las establecidas son fuerte, y durables y requieren un gasto minimo para su mantenimiento. Sin embargo, al igual que otros tipos de equipos, se pueden deteriorar 0 quedar fuera de servicio por ne gligencia 0 pOl' ciertas <..:ondiciones del servicio. Una inspeccion determina la condici6n operacional del equipo y esta Jigada directamente al conocimiento del personal de mantenimiento. Las :res consideraciones involucradas en una inspeccion son: 1. Un procedimiento organizado y met6dico para determinar las condiciones d,~ funcionamiento de los dispositivos y equipos 2. La evaluaci6n de Jas calificaciones del persoillli que cuida el sistema 3. La inspeccion regular para la deteccion de condiciones que requieren manteni.niento, reparaci6n 0 arreglo Para mantener el n lvel apropiado de protecci6n para un sis tema de extincion a base de agua, existen cuatro puntos impor tantes que se deb en tener en cuenta: 1. Cumplir un progra rna de inspeccion regular segun 10 deter minen las necesidudes del sistema 2. Ejecutar cualquie' investigacion 0 prueba especial que pueda evaluar el desempefio de los dispositivos y del equipo 3. Encargarse de reparar 0 mantener los dispositivos y equipcs para que funcionell de forma segura
Da,jd R. Hague, P.E., es un mgemero de protecci6n contra incendios senior en 1a "'-.TPA.
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
4. Asegurarse de que todo el personal involucrado en el mante nimiento sea capaz de ejecutar apropiada y correctamente los procedirnientos para el desempefio y utilizacion de los equipos Las funciones de la inspeccion y el mantenimiento estan estrechamente ligadas y frecuentemente las dos areas coinciden. Con frecuencia, las inspecciones revelan las areas que requieren mantenimiento. De forma similar, el primer paso en un pro grama apropiado de mantenimiento involucra una inspeccion de las operaciones del sistema. Por ultimo, la gerencia es respon sable de la inspeccion, prueba y mantenimiento de su sistema ac tivo de proteccion contra incendios.
RESPONSABILIDAD
DEL MANTENIMIENTO
Muchos de los inconvenientes que se experimentan con los sis temas de extincion se deben a su naturaleza pas iva. Estan dise fiados para condiciones de emergencia. No funcionan a diario. El establecimiento de procedimientos apropiados de inspeccion, prueba y mantenimiento es responsabilidad del propietario del edificio 0 del representante que ha sido asignado. Estos procedimientos pueden ser establecidos indepen dientemente por la administracion 0 en conjunto con su compa fiia aseguradora. De 10 contrario se deben seguir los lineamientos establecidos por NFPA 25. Cualquier procedi miento aceptable debe ser dictaminado por NFPA 25 0 por los codigos equivalentes. Los procedimientos de inspeccion pueden verse afectados por la frecuencia al igual que por los cambios estacionales. Los siguientes son algunos ejemplos de las inspecciones regidas por los efectos estacionales. Inspeccion de Primavera. Cuando ha pas ado el peligro de las temperaturas bajo cero [O°C (32°F)], se pueden realizar las ins pecciones de primavera. Algunas operaciones pertinentes son
puntos bajos de la tuberia sec a para asegurarse de que esmn libres de agua y revisar el suministro de calefaccion para los cerramientos de las valvulas de tuberia seca. 3. Examinar los tanques de gravedad para verificar que estan protegidos contra el congelamiento y revisar que el sistema de calefaccion que se utiliza este en optimas condiciones de funcionamiento. 4. Revisar el estado de los depositos de la bomba contra in cendio y de las tomas de succion desde otras fuentes de agua. 5. Inspeccionar cuidadosaoente los edificios para asegurarse de que el aire frio no enrrara 0 expondra excesivamente la tuberia de los rociadores al congelamiento.
TIPOS DE INSPECCIONES DE LOS
SISTEMAS DE ROCIADORES
Ademas de los procedimientos indispensables de inspeccion que son seguidos por el duefio de a propiedad, hay disponibles otros servicios de inspeccion.
Seguro En las propiedades aseguradas, la compafiia aseguradora puede dade atencion especial a los sistemas de extincion. Las pruebas de rutina de los sistemas de rociadores y de los dispositivos que se llevan a cabo a intervalos -egulares es un servicio que es cu bierto por algunas compafiias aseguradoras. Este servicio puede ser de interes comun para la aseguradora y el duefio de la pro piedad. A traves de estas pruebas de rutina, se puede demostrar que el equipo esm en buenas condiciones de funcionamiento 0 que necesita ser reparado 0 reemplazado. Ya que las pruebas se realizan bajo la responsabilidad y riesgo del propietario, al duefio de la propiedad Ie corresponde cooperar inteligentemente en la realizacion de las pruebas.
Cuerpo de Bomberos 1. Abrir las valvulas para clima frio (se debe tener en cuenta
que el uso de estas esta prohibido en sistemas nuevos). 2. Inspeccionar, probar y reajustar las valvulas de tuberia seca. 3. Probar los timbres de las bombas de agua. 4. Realizar pruebas de flujo de agua. 5. Probar la bomba contra incendios. Inspeccion de Otooo. Cuando se acerca el tiempo con tempe raturas bajo cero, el(los) inspector(es) del sistema debe(n):
Muchos cuerpos de bombero~, realizan a intervalos variables las inspecciones de los equipos de sistemas de extincion. Este tipo de inspeccion se realiza principalmente para garantizar que las valvulas estan completamente abiertas y Ie permite al cuerpo de bomberos familiarizarse con el sistema. Normalmente, las ins pecciones son llevadas a cabo por el cuerpo de bomberos en el distrito donde esta ubicada la propiedad.
Contratista de Rociadores 1. Cerrar las valvulas para clima frio y las tuberias de drenaje
expuestas a temperaturas bajo cero (las valvulas de drenaje en la tuberia expuesta se dejan ligeramente abiertas), y pro bar la gravedad especifica de la solucion en un sistema de rociadores anticongelante. 2. Revisar las valvulas de tuberia seca para asegurarse de que los sistemas retienen el aire apropiadamente y que los inte rruptores automaticos por caida de presion y las alarmas del motor de agua funcionan bien, revisar los drenajes en los
Los fabricantes de rociadores. los contratistas de rociadores y las compafiias de servicios de inspeccion ofrecen servicios estan darizados de inspeccion y mantenimiento para los equipos de rociadores. Este servicio ofre..;e examenes e informes periodicos y tiene un gran valor para el duefio de la propiedad no solo para una revision frecuente de la c :mdicion del sistema de rociadores y sus componentes, sino tambien por la valiosa instruccion que se Ie puede dar a los empleaclos durante el proceso. Ademas de
CAPiTULO 17
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Cuidado y mantenimiento de los sistemas de extincion a base de agua
los dispositivos de los rociadores y los equipos, un contrato tam bien puede incluir otros elementos, como los tanques y bombas contra incendio, que juegan un papel importante en la proteccion contra incendios de la propiedad.
Supervision de la Estacion Central La supervision por parte de la estacion central de las alarmas de los rociadores y de los dispositivos de control provistos en el contrato es una ayuda de gran valor para cualquier programa de mantenimiento. El hecho de informar todos los incidentes rela cionados con el flujo de agua 0 el cierre de las valvulas u otIOS eventos supervisados, mantiene una revision con stante sobre la condicion del equipo y estimula el cuidado por parte de la orga nizacion contra incendios de la planta y del duefio del edificio. Todos los procedimientos de inspeccion mencionados an teriormente deben seguir los lineamientos formulados en la NFPA 25 yen laNFPA 72®, C6digo Nacional de Alarmas de In cendio®. La tabla de frecuencia recomendada y los formularios para inspecciones y pmebas generalmente aceptados estan in c1uidos en la NFPA 25. La Tabla 8.17.1 muestra los diferentes componentes del sistema que deben inspeccionarse, probarse 0 recibir mantenimiento y la frecuencia necesaria para garantizar su fiabilidad.
8-293
MANTENIMIENTO GENERAL DE LOS
ROCIADORES Y DE LA TUBERIA
DE LOS ROCIADORES
Es necesario que los rocladores automaticos se instalen donde no esten sujetos a condiciones anormales, tales como cargas, co rrosion, altas temperaturas 0 abuso mecanico, 8i van a mantener un desempefio satisfactorio durante muchos afios. Algunos ro ciadores aceptados por las organizaciones de seguros despues de instalarse por primem vez, demostraron set confiables tras mucho tiempo de seryicic,. Por 10 general, los rociadores listados por los principales labomtorios desde el aiio 1900 han prop or cionado un servicio satiS1.actorio aunque hayan sido reemplaza dos por rociadores nl
TABLA 8.17.1 Resumen de /a inspeccion prueba y mantenimiento Actividad
Frecu,encia
Referencia
Man6metros (sistemas secos. de acci6n previa y diluvio) Valvulas de control Dispositivos de aiarma Man6metros (sistemas de tuberia humeda) Placas de identificaci6n hidraulica Edificios
Inspeccion
Semanal, mensual
5.2.4.2
Inspeccion Inspeccion Inspecci6n Inspeccion Inspeccion
Semanali mensual Trimestrai Men:sual Trirne:st:"a] Anual (a::l,65 de las temperan..ras b~o cero)
Tabla 12.1 5.2.6 5.2.4.1 5.2.7 5.2.5
Soporteiarriostramiento sismica Tuberia y accesorios Rociadores Rociadores de repuesto Conexiones para el cuerpo de bomberos Valvulas (todos los tipos) Dispositivos de alarma Drenaje principal Solucion anticongelante Man6metros Rociadores- temperatura extra alta Rociadores-respuesta rapid a
Inspecc,6r Inspecc;6r Inspecci6r Inspecci6r Inspecci6n Inspeccion Prueba Prueba Prueba Prueba Prueba Prueba
M~JaJ
5.2.3 5.2.2 5.2.1 5.2.1.3 Tabla 12.1 Tabla 12.1 5.3.3 Tabla 12.1 5.3.4 5.3.2 5.3.1.1.1.3 5.3.1.1 .1.2
Rociadores Valvulas (todos los tipos) Investigacion de obstrucciones Drenajes en puntos bajos (sistema de tuberia seca)
Prueba Mantenimiento Mantenimiento Mantenimiento
Ar:~.Ia!
AriJa! ArlJa!
TrimE!stral Anual Anual 5 arios 5 alios A los 20 aflos i' cad a 10 afios a partir de ese momento A los 50 afios Y' cada 10 afios a partir de ese momento Anual segun sea necesario 5 afios segun sea necesario Anual antes de la congelaci6n y segun sea necesario
5.3.1.1.1 Tabla 12.1 10.2.1. 10.2.2 12.4.4.3.3
Fuente: NFPA 25. Norma sobre la Inspecci6n. Prueba y Mantenimiento de los Sistemas de Proteccl6n contra Incendlos a Base de Agua.
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
.3. Las muestras representativas de los rociadores tipo solda dura con clasificaciones de temperatura iguales 0 superio res a 163°C (325"F) que estin expuestos continuamente 0 de forma semicontinua a una condicion de temperatura am biente maxima permitida, deben probarse para verificar su funcionamiento a intervalos de cinco aiios por un laborato rio de pruebas 0 por el fabricante de los rociadores.
Para mayor informacion, consulte la NFPA 25. Si los rociadores estan sujetos a "cargas"(la acumulacion de materiales extranos) 0 a la corrosion, aunque sea a niveles muy bajos, su condicion debe supervisarse cuidadosamente y con mayor frecuencia que la inspeccion anual requerida por la norma. Si la condicion de los rociadores muestra senales de ear gas, una muestra minima representativa de cuatro rociadores 0 el uno por ciento del niunero total de rociadores par modelo in dividual, el que sea mayor, debe retirarse y enviarse para que sea probado por un laboratorio aprobado. Los resultados de dichas pruebas son un indicador de la condicion de los rociadores si milares que permanecen en la propiedad. Al quitar los rociado res, se debe tener cuidado para cerciorarse de que no ocurran danos y de que estan bien empacados para evitar danos poste riares durante el transporte. Para evitar danos mecanicos y distorsiones al instalar 0 qui tar los roeiadores para que puedan limpiarse e instalarse nueva mente, se debe utilizar la Have apropiada provista por el fabricante.
Acumulaci6n de Materiales Extraiios en los Rociadores En muchos tipos de propiedades, existen condiciones que pro vocan una acumulacion de materiales extranos en los rociadores automaticos. Esta acumulacion se conoce comunmente como cargas. EI funcionamiento de los rociadores puede demorarse 0 evitarse por el efecto de las cargas. Los depositos en los rociadores tienden a demorar su fun cionamiento como resultado del efecto de aislamiento de calor del material de las cargas. Si el deposito es duro, puede retardar o impedir fisicamente el funcionamiento del rociador. El mejor metodo consiste en reemplazar los rociadores cargados por ro ciadores nuevos en lugar de tratar de limpiar el rociador. Cuando se intenta limpiarlos, especialmente en los easos donde los de positos son duros, es muy probable que se dane el rociador y este quede inoperante 0 eon posibles fugas. Los depositos de polvo ligero sobre los rociadores, como los que se pueden eneontrar en las plantas de carpinteria yen los elevadores de granos, son menos graves que los depositos duros. Es de esperar que el polvo retrase parcialmente el funciona miento de los rociadores pero normalmente no evitara la even tual descarga de agua. Los depositos de polvo se pueden soplar o quitar con un cepillo. No se debe intentar soplarlos con aire comprimido en lugares donde se puede originar una explosion de polvo 0 un riesgo de ignicion. Cuando se utiliza un cepillo, se debe comprobar que oste sea suave para evitar posibles danos a las partes del rociador. Si estos dos metodos demuestran no ser satisfactorios, entonces se puede utilizar un trapo hUmedo y suave para limpiar el rociador. Los liquidos limpiadores tipo caustico 0 acido que se disuelven en agua tienden a sel" destruc
tivos para los rociadores y no deben utilizarse para su limpieza . Tampoco se debe utilizar ningun tipo de soluciones caliemcs. En ciertos casos cuando se estan pintando los cielos rasos o la tuberia de los rociadores, los rociadores se protegen cu briendolos con bolsas Iivianas de plastico 0 de papel y asegu randolas con bandas de caucho. Sin embargo, las bolsas tienden a retrasar el funcionamiento de los rociadores y se deben quitar inmediatamente despues de terminar de pintar. Si la pintura llega a cubrir uno de los rociadores, se debe reemplazar el rociador. No existe ninglin metodo conocido para quitar adecuadamente la pintura debajo de la caperuza de agua 0 sobre el enlace fusi ble. Los rociadores que han sido pintados por alguien diferente al filbricante deben ser reemplazados por rociadores nuevos. Los rociadores que estan en cabinas de pulverizacion pre sentan un problema especial. Para ayudar a minimizar este pro blema, una solucion aceptable consiste en realizar el proceso de pulverizacion de forma des..:endente para esquivar el rociador. Sera necesaria la limpieza y por 10 tanto, los rociadores deben instalarse en una ubicacion de facil acceso. Para facilitar ella vado 0 la remocion de los depositos, se debe aplicar una capa li gera de un jabon suave. A menos que la limpieza se haga con mucho cuidado, los depositos tienden a acumularse hasta inter ferir gravemente con el fundonamiento del rociador. EI uso de bolsas de papel, polietileno·) celofan para proteger los rociado res en cabinas de pulverizac:on es bastante comun y esta permi tido por la NFPA 25 cuando el espesor de dichas bolsas no supera los 0,008 mm (0,0003 pulg).
Corrosi6n de los Rociadores Automaticos Las condiciones corrosivas pueden hacer que los rociadores au tomaticos no funcionen 0 pueden retrasar la velocidad de su fun cionamiento. Tambien pueden obstruir grave mente las tuberias de agua de las boquillas demlverizaeion. Los vapores corrosi vos pueden afectar seriameote no solo al elemento accionado por calor y al mecanismo retenedor de agua de un rociador au tomatico sino que tambien p Jeden ser 10 suficientemente graves como para debilitar 0 destnir otras partes del rociador. En la mayoria de los casos, dicha aceion eorrosiva es lenta y eronica. Por 10 tanto, el proceso debe vigilarse con mucho cui dado. En la figura 8.17.1 se muestran i.ustraeiones de algunos rociadores comunes que han sido corroidos. Algunos tipos de rociadores son menos susceptibles que otros a las condiciones corrcsivas. El metal no ferroso se utiliza para algunas de las partes del rociador, pero sigue siendo nece sario el uso de recubrimientos espeeiales de proteccion para todos los tipos de rociadore,. que estan expuestos a condiciones corrosivas extremas. Se necesitan rociadores aprobados resis tentes a la corrosion 0 rociadores con recubrimientos especiales
FIGURA 8.17.1 Ejemplos de rociadores automaticos corrofdcs
CAPiTULO 17
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Cuidado y mantenimiento de los sistemas de extinci6n a base de agua
en las ubicaciones donde existen productos quimicos, exceso de hurnedad 0 vapores corrosivos.
Proteccion del Tubo contra la Corrosion Externa Bajo ciertas condiciones, los vapores corrosivos pueden provo car un nipido deterioro de la tuberia y los soportes de acero. Una proteccion apropiada puede evitar el reemplazo frecuente de la tuberia y los soportes de acero. Generalmente, los accesorios de hierro fundido no se yen afectados por los vapores corrosivos. En condiciones de mucha corrosion donde los metodos de pro teccion no son completamente satisfactorios, el tuba no corro sivo de cobre 0 de una aleacion especial proporcionani los mejores resultados. EI acero galvanizado puede ofrecer el me todo mas economico para obtener una vida razonablemente larga del sistema de tuberias. Los sistemas de tuberia galvani zada han tenido exito en las plantas quimicas, en las refinerias de sal 0 en propiedades similares donde existe mucha corrosion. En algunos casos tambien se ha utilizado tuberia de acero ino xidable y cobre. La corrosion del equipo existente se convierte en un pro blema de mantenimiento. Las opciones disponibles son (I) reem plazar los componentes 0 (2) tomar medidas correctivas, como la aplicacion de un recubrimiento de proteccion reconocido.
8-295
dejando la valvula de drenaje y la valvula del hidrante abiertas. Se deben tener a mano los adaptadores para conectar una man guera de 65 rnrn (2'i2 pulg) a los sistemas de rociadores. Se deben seguir algunos procedimientos definidos para el cierre de las valvulas, notificando al cuerpo de bomberos y a las compafiias aseguradoras y realizando pruebas del caudal de agua luego de terrninar el trabajo. Dichos procedimientos de in habilitacion ayudaran a garantizar que los sistemas estan fuera de servicio por un periodo de tiempo minimo y que se resta blezca la proteccion del sistema completo.
Medidas de Emergencia para Mantener la Proteccion Durante las Reparaciones 0 Alteraciones La graved ad de tener apagados los sistemas de extincion cuando empieza un incendio esta bien documentada. Existe un peligro si el abastecimiento de agua este cerrado para la extension 0 al teracion de la tuberia, por reparaciones de dafios accidentales de los rociadores y de las boquillas de pulverizacion, el reemplazo
Preparaciones Previas antes del Cierre Cuando el trabajo requiere que los sistemas se desconecten, el trabajo debe planearse para el periodo de tiempo en que exista la menor cantidad de riesgo y cuando haya la menor interrup cion. Las dos consideraciones tienden a estar a favor del cierre durante los periodos inactivos en lugar de hacerlo en el mo mento en que se realizan las operaciones. Por 10 tanto, el trabajo que requiere la desconexion del sistema se debe realizar durante los fines de semana 0 en otros periodos de inactividad. Se pue den requerir servicios especiales de vigilancia para ayudar en la deteccion de cualquier incendio que se pueda desarrollar mlen tras los sistemas se encuentran apagados. Deben utilizarse las valvulas seccionales, en lugar de las valvulas principales para reducir hasta un minimo el numero de sistemas que son puestos fuera de servicio y para aprovechar los multiples abastecimientos de agua. Todo el personal, los mate riales y las herramientas deben estar disponibles antes de desac tivar la proteccion. Si se utilizan tuberias principales subterraneas, se debe em plear cuando sea posible una maquina taladradora de tuberia bajo presion para evitar el corte del agua. Si se van a abrir las tu berias principales, se debe contar con tapones 0 tapas de madera y con abrazaderas para cerrar los extremos de los tubos los cua les deben estar listos para ser instalados. Se deben tomar medi das de emergencia para mantener el maximo abastecimiento de agua posible. Una posibilidad es hacer una conexion de man guera temporal desde un hidrante que sigue en servicio hasta la ruberia yenieal del sistema (Figura 8.17.2). Otras opciones in cluyen el uso de un abastecimiento domestico 0 industrial para la(s) mberia(s) yertical(es) (Figura 8.17.3). Norrnalmente estas conexi ones se haeen hasta el drenaje nominal de 50 rnrn (2 pulg)
FIGURA 8.17.2 Conex,i6n temporal de la manguera desde un hidrante
FIGURA 8.17.3 Conex i6n temporal de la manguera con la manguera conectada a la conexi6n de descarga del sistema de rociadores
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SECCION 8
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Supresi6n a base de agua
de los rociadores luego de un incendio 0 el mantenimiento 0 re emplazo de los rociadores y otros dispositivos del sistema. Cuando, por necesidad, la proteccion es interrumpida, se deben realizar todos los esfuerzos posiblcs para limitar la extension y la duraci6n de la interrupcion. Una regia fundamental es notifi car al cuerpo de bomberos cuando exista una inhabilitacion de manera que no dependan falsamente de los sistemas. Las com pafiias aseguradoras tambien pueden solicitar que los propieta rios de los edificios les avisen cuando bay una intelUlpcion de la proteccion, de manera que se puedan arreglar medias alterna tivos de proteccion si son necesarios.
CUI DADO Y MANTENIMIENTO DE
COMPONENTES ESPECiFICOS
Los siguientes componentes se tratan en con los programas de rutina de inspeccion, prueba y mantenimiento. Sin embargo, son independientes de la organizacion que desempefia las funciones de inspecci6n y mantenimiento. Estas son respollsabilidades in ternas y se deben dejar al cui dado de individuos capacitados y competentes.
Equipo de Abastecimiento de Agua Publico y Privado La inspeccion y prueba de los abastecimientos publicos de agua y de los equipos de abastecimientos privados de agua, tales como tanques y bombas contra incendio, estin incluidas en otras partes de la Seccion 8. Consulte la Tabla 8.17.2 para obtener un resumen de la inspeccion, pnleba y mantenimiento de la cone xion para el cuerpo de bomberos y de las valvulas.
Valvulas de Control y Medidores La inspeccion y supervision de las valvulas en los sistemas de proteccion contra incendios son nccesarias ya que las valvulas cerradas son la principal causa de un desempefio insatisfactorio, cuando este ocurre. Los siguientes parrafos resumen algunos de los puntos mas importantes para la inspeccion y supervision de las valvulas. Valvulas de Servicio. Normalmentc, las vaIvulas de servicio que se encuentran en las conexiones privadas del sistema contra incendios hacia los sistemas publicos son controladas por el de partamento de administracion del agua y casi nunca son puestas en funcionamiento. Por 10 general, su condici6n es indicada ade cuadamente por las pruebas de caudal de agua hechas desde el sistema privado de proteccion, segiln se discute mas adelante en este capitulo. Medidores. Generalmente, los medidores en las conexi ones del sistema publico de agua tambien son controlados por el depar tamento de administracion del agua pero a veces estan ubicados en fosos de la propiedad protegida. \-ah,llas de Retencion. Las valvulas de retenci6n ubicadas en
las conexiones de aguas publicas, cuando se requieren para evi tar el contraflujo hacia el interior de los sistemas publicos, nor malmente forman parte del sistema de proteccion que es responsabilidad del duefio de la propiedad. El ajuste de las val vulas de retenci6n debe determinarse periodicamente a traves de pruebas apropiadas, dependicndo de los abastecimientos de agua. Las valvulas de retenci6n y cualquier vtilvula de control co rrespondiente debe disponerse apropiadamente y ubi carse de acuerdo con las normas apropiadas de la NFPA para sistemas de rociadores, proteecion con agua pulverizada 0 sistemas de tube rias verticales y mangueras. Valvulas de Control. Todas las valvulas de control deben ser de facil acceso y permanecer sin obstrucciones de manera que pue dan cerrarse nipidamente y ser examinadas para revisar que esten abiertas y en buenas condiciones de funcionamiento, que giren facilmente y que no tengan fugas. Las fosas para las valvulas de compuerta y las valvulas de retenci6n se deben mantener razonablemente secas y limpias, de modo que las vaIvulas se puedan probar, examinar y mantener en buenas condiciones. Las tapas de los registros de inspecci6n deben permanecer libres de nieve y hielo. En la Secci6n 8, Ca pitulo 3 "Redes de Agua contra Incendio" hay un ejemplo de un foso bien dispuesto para una valvula de retenci6n con acceso para la inspeccion. Cada valvula de control debe estar enumerada 0 estar iden tificada de alguna manera en la vaivllia y estar catalogada, indi cando la ubicacion, el uso 0 las partes del sistema que controla, en un formulario de inspecci<'m contra incendios de la planta. En un punto central conocido per los oficiales de la planta y los ofi ciales del cuerpo de bomber os se debe fijar un plano que indi que las ubicaciones de las v&lvulas. Cada valvula debe tener un aviso que indique 10 que esta controla, can una leyenda q lle diga "Debe Permanecer Abierta en Todo Momento" u otro t~xto apropiado. Los sitios para las vaivllias subterraneas deben estar indicados por marcacioncs de ubicacion y distancia en 108 edificios cercanos y en los pianos exactos de la propiedad. Todas las valvulas de control deben estar selladas 0 traba das en posicion abierta, a menos que exista un servicio de su pervision de estaci6n centra:. Se deben mantener \laves en las valvulas indicadoras de poste 0 en ubicaciones don de sean fa cilmente accesibles. Para las instalaciones 0 plantas de mayor tamafio, debe haber alguien en todo momenta en la propiedad que conozca el uso y ubicacion de todas las valvulas de control y de drenaje. Esto incluye a la persona que esta de guardia 0 a todos aquellos que puedan estar de turno duante la noche.
Rociadores y Tuberia de los Rociadores En la inspeccion del sistema de rociadores, se deben tener en cuenta las siguientes ocho categorias. Ausencia de Rociadores. Observe si existe algtin cuarto 0 edi ficio donde los rociadores han sido omitidos. Lo siguiente debe ser utilizado como una lista basica de control:
CAPjTULO 17
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Cuidado y mantenimiento de los sistemas de extincion a base de agua
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TABLA 8.17.2 Resumen de la inspeccion, prueba y mantenimiento de las valvulas, componentes de las valvulas y accesorios Actividad
Frecuencia
Referenda
Valvulas de Control Selladas Trabadas Interruptores a prueba de intrusos
Inspecci6n Inspecci6n Inspecci6n
Semanal Mensual Mensual
12.3.2.1 12.3.2.1.1 12.3.2.1.1
Inspecci6n Inspeccion Inspecci6n
Mensual 5 anos 5 anos
12.4.1.1 12.4.1.2 12.4.1.2
Inspeccion
5 anos
12.4.2.1
Inspecci6n Inspecci6n Inspecci6n Inspecci6n
Diario/sefTl anal Mensual Anual/5 aros 5 anos
12.4.3.1 12.4.3.1.6 12.4.3.1.7 12.4.3.1.8
Inspecci6n Inspecci6n Inspecci6n Inspecci6n
Diario/sefTlanal Mensual Anual 5 af'ios
12.4.4.1.1 12.4.4.1.3 12.4.4.1.4 12.4.4.1.5
Inspecci6n Inspeccion Inspecci6n
Trimestral Trimestral Trimestral
12.5.1.1 12.5.2.1 12.5.3.1
Inspecci6n Inspecci6n
Semanal Semanal
12.5.6.1, 12.5.6.1.1 12.5.6.2, 12.5.6.2.1
Inspecci6n Inspeccion Inspecci6n Prueba Prueba
Semanal/mensual Semanal/mensual Trimestral Anualltrimestrallimediato Trimestral
Valvulas de Alarma Exterior Interior Tamizadores,filtros,orificios
Valvulas de retencion Interior
Valvulas de accion PreviaIDiluvio Cerramiento (durante el tiempo frio) Exteriores Interiores Tamizadores, filtros, orificios
Valvulas de tuberia secaldispositivos de abertura rapida Cerramiento (durante el tiempo frio) Exteriores Interiores Tamizadores, filtros, orificios
Valvulas Reductoras de Presion y de AIMo Sistemas de rociadores Conexiones de manguera Estanterias para manguera Bombas contra incendio Valvulas de alivio de la tuberia de revestimiento Valvulas de alivio de presi6n
Ensamblajes de Prevencion del Contraflujo Presi6n reducida Detectores de presi6n reducida
Conexiones para el Cuerpo de Bomberos Drenajes principales Alarmas de Flujo de Agua Valvulas de Control Posici6n Operacion De supervision
12.6.1 12.6.1 12.7.1 12.2.6,12.2.6.1,12.3.3.2 12.2.7
Prueba Prueba Prueba
Anual Anual Semianual
12.3.3.1 12.3.3.1 12.3.5.3
Prueba Prueba Prueba
Trimestral Trimestral Anual
12.4.3.2.1 12.4.3.2.10 12.4.3.2.2
Prueba Prueba Prueba Prueba Prueba
Trimestral Trimestral Trimestral Anual 3 anos
12.4.4.2.1 12.4.4.2.6 12.4.4.2.4 12.4.4.2.2 12.4.4.2.2.2
Valvulas de Accion PrevialDlluvlo Agua de cebado Alarmas de baja presi6n de aire Flujo total
Valvulas de Tuberia SecaIDispositivos de Abertura Rapida Agua de cebado Alarma de baja presi6n de aire Dispositivos de abertura rapida Prueba de activaci6n Prueba de activaci6n del flujo total
Valvulas Reductoras de Presion y de Alivio Sistemas de rociadores Alivio de circulaci6n Valvulas de alivio de presion Conexiones de manguera Estanterias de manguera
Ensamblajes de Prevencion del Contraflujo Valvulas de Control Valvulas de Accion PrevialDiluvio Valvulas de Tuberia Secal Dispositivos de Abertura Rapida
Prueba Prueba Prueba Prueba Prueba Prueba Mantenimiento Mantenimiento Mantenimiento
5anos Anual Anual 5 arios 5 arios Anual Anual Anual Anual
12.5.1.2 12.5.6.1.2 12.5.6.2.2 12.5.2.2 12.5.3.2 12.6.2 12.3.4 12.4.3.3.2 12.4.4.3.2
Fuente: NFPA 25, Nanna sabre la Inspecci6n, Prueba y Mantenimiento de los Sistemas de Protecci6n contra Incendios a Base de A:;;_a
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SECCION 8
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Supresion a base de agua
• Sotano • Desvanes • Escaparates • Espacios ocultos • Torres • Debajo de los pozos de las escaleras • Debajo de las c1araboyas • En el interior de los pozos de ascensor • En pozos verticales • Recintos pequenos, como aquellos para el secado y la cale faccion • Arrnarios, a menos que esten abiertos en la parte superior Ubicacion no Adecuada de los Rociadores. Observe si existen rociadores debajo de los siguientes: • Conductos de aire con un ancho superior a 1,3 m (4 pies) • Anaqueles • Bancos y mesas • Estanterias de almacenamiento elevado • Plataformas u obstrucciones similares EI Impacto de Afiadir Tuberia al Sistema con Clilculos Hi dniulicos. Revise los ca1culos hidraulicos para asegurarse de que la presion del agua existente es suficiente. Los caIculos deben revisarse con las adiciones de manera que no se sobre cargue la tuberia de distribucion para los rociadores que esta debe abastecer. Espacio Libre Adecuado para los Rociadores. Existen algu nas areas en las que se debe revisar el espacio libre para los ro ciadores: • Los rociadores no pueden estar obstruidos por almacena mientos en pilas altas, muros 0 particiones que puedan evi tar una distribucion de agua libre y apropiada. • Debe haber un espacio libre de 457 mm (18 pulg) por de bajo de los deflectores de los rociadores. Este valor es de 914 mm (36 pulg) para los rociadores de gota gorda y los ESFR (rociadores de supresion temprana y respuesta ra pida). • Los lineamientos para la instalacion de rociadores especia les no han sido violados. Esto puede inc1uir la instalacion bajo ciertos tipos de construccion. • Consulte la NFPA 13, Norma sobre la Instalacion de Siste mas de Rociadores, para las recomendaciones de espacia miento para varias c1ases de ocupaciones, tipos de rociadores y factores de construcciOn. Posicion Apropiada de los Deflectores. La distancia de los de flectores desde el cielo raso 0 la parte inferior de las vi gas 0 vi guetas debe cumplir con la NFPA 13. Inclinacion Apropiada de los Sistemas de Tuberia Seca. Ob serve si todos los tubos en un sistema de tuberia seca tienen la inc1inacion adecuada. Esta caracteristica es especialmente im portante ya que el agua que permanece en las cavidades 0 en los puntos bajos tiende a congelarse y a inhabilitar el sistema.
Soporte Adecuado de la Tuberia. l,Existen soportes sueltos 0 algun tubo que no este bien sostenido? Observe si la tuberia de los rociadores se utiliza para sostener suministros 0 ropa. La tu beria de los rociadores y los soportes nunca se deben utilizar para dichos propositos. Instalacion Adecuada de los Rociadores. Existen cinco areas que se deben revisar para la instalacion adecuada de los rocia dores: • Los rociadores se deben instalar en las posiciones para las que fueron hechos, de acuerdo con las reglas para aplica ciones especiales, bien sean colgantes, montantes 0 de pared. • Observe el tipo y diseno de los rociadores, el ano de su fa bricacion y la fecha de su instalacion. • l,Tienen todos los rociadores la c1asificacion de tempera tura apropiada? Los rociadores de grado ordinario deben ser reemplazados por rociadores de alto grado cuando estos ultimos no son necesarios. Siempre que la temperatura al rededor del rociador sup ere los 37,8°C (100°F), reemplace esos rociadores por rociadores de grado intermedio. • l,Existe alglin rociador cargado 0 corroido? De ser asi, reti relo inmediatamente para probarlo y reemplace las mues tras dudosas. En las areas donde la corrosion es muy comlin, utilice rociadores con el revestimiento apropiado para disminuir la probabilidad de corrosion en el futuro. • Los rociadores con reve'>timientos de pintura, con blanque ado, con recubrimiento de bronce 0 con exceso de deposi tos 0 incrustaciones deben ser reemplazados inmediata mente por rociadores nuevos. Se debe mantener un suministro adicional de rociadores en un gabinete para rociadores de repuesto de manera que los ro ciadores que han funcionadc, 0 que de alguna manera se hayan danado puedan reemplazarse rapidamente. Estos rociadores deben corresponder al tipo, modelo y c1asificaciones de tempe ratura de los rociadores en la propiedad. EI gabinete debe estar situado en una ubicacion fresca y de facil acceso. La cantidad de rociadores de repuesto almacenados esta regida por el tamano y la cantidad de sistemas. Otras consideraciones inc1uyen (1) la ubicacion de la propiedad protegida con relacion a la fuente de suministro para los rociadores de repuesto y (2) la cantidad de rociadores que pueden llegar a abrirse en caso de incendio. Las existencias de rociadores de repuesto, en condiciones normales, deben estar de acuerdo con 10 siguiente: Tamano del Sistema Cantidad de Piezas de Repuesto Rasta 300 rociadores 6 rociadores De 300 a 1000 rociador~s 12 rociadores Mas de 1000 rociadores 24 rociadores Para los sistemas a bordo de embarcaciones 0 en ubicacio nes aisladas, se debe contar c on una mayor cantidad de rociado res para permitir que se ref.taure rapidamente el servicio del equipo despues de un incendio. Se debe mantener una l.ave para rociadores en el gabinete de rociadores que sera utilizada para retirar e instalar los rocia
CAPiTULO 17
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Cuidado y mantenimiento de los sistemas de extincion a base de agua
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dores. Esta Have siempre debe utilizarse para instalar rociado res nuevos con el fIn de minimizar la posibilidad de que se dane el rociador.
beria seca y determinar el tiempo de distribucion del agua.
Pruebas del Caudal de Agua del Sistema
El mejor metodo es mantener los sistemas de tuberia seca en condiciones secas a 10 largo de todo el ano. Cuando el agua entra a la tuberia de los rociadores, las escamas de 6xido y otros ma teriales extranos tienden a ser atrastrados al interior de los tubos mas pequefios. La acumulacion y obstruccion pueden ocurrir de bido al caudal del agua. La puesta en marcha una vez al ano de esta valvula de tuberia seca para humedecer el sistema puede acelerar esta condici6n. Cuando los sistemas estan hUmedos y se ha puesto en mar cha la valvula de la tuberia seca, el elemento de la alarma de flujo de agua de la valvula de tuberia seca tiene que quedar fuera de servicio. Cualquier tuberia ~eca vieja, obsoleta y sin aprobar 0 las vahulas con danos me..:anicos deben ser reemplazadas por el dispositivo listado, aprobado yadecuado. Las tablas de instrilcciones para el mantenimiento de las yalyulas de tuberia seca las proporciona la empresa que fabrica los rociadores y deben fIjarse en las valvulas 0 cerca de las mismas. Todas las valvulas de tuberia sec a deben estar enumeradas y listadas en los formularios del informe de inspeccion. En todos los sistemas de tuberia seca se debe revisar la pre sion del aire al menos una vez a la semana. Se recomienda una reyisi6n diaria durante la seman a posterior al reajuste de una valvula de tuberia seca. Si la presion se pierde rapidamente y se requiere con frecuencia un reabastecimiento de la presi6n del aire, se debe inspeccionm cuidadosamente el sistema de tuberias y dejarlo bien ajustado. Debe evitarse una presion del aire supe rior a la requerida por las instrucciones del fabric ante de la val \ula ya que esto puede lanar la empaquetadura de la valvula 0 demorar seriamente el f .mcionamiento de las valvulas. Se debe estar segura de que el agua de cebado se mantiene en el myel apropiado pc r encima de la valvula de tuberia seca. l~n ligero congelamiento de una valvula de tuberia seca puede haeer que esra n() funcione. Es extremadamente impor tante asegurarse de que :,e han tornado las precauciones adecua das para calentar el cenamiento de la yahula 0 el cuarto donde esta se encuentra ubicada y de que e1 equipo de calefacci6n es seguro y funciona bien. La tuberia del sistema de tuberia seca debe drenarse com pletamente en lodos los escurrideros de tambor 0 en los drena jes de puntos bajos antt:s de que lleguen las temperaturas bajo cero y debe permanece r libre de agua durante el invierno. El congelamiento de una pequena cantidad de agua en la tuberia puede hacer que la tubeia se rompa 0 que los rociadores y val yulas no funcionen bien Asegfuese de que todos los drenajes en puntos bajos del sistema permanezcan libres de agua y que el es curridero automatico 0 d drenaje este limpio y libre para pader funcionar. Las vaJvulas de tuberia seca deben examinarse externa mente a intervalos frecuentes para detectar la evidencia de de terioro. Limpie profundam~nte y reajuste cada valvula de la tube
La NFPA 13 requiere una prueba de abastecimiento de agua de la tuberia y los manometros en las ubicaciones que permitan la realizacion de pruebas del caudal para determinar si los abaste cimientos de agua y las conexi ones funcionan adecuadamente. Un drenaje de 50 mm (2 pulg) en la tuberia vertical de los rocia dores puede ser suficiente como tuba de prueba del abastcci micnto de agua. La valvula dcl tube de prueba del abastecimiento de agua debe instalarse de manera que la valvula pueda abrirse completamente por un tiempo sufIciente para garantizar una prueba apropiada, sin que se ocasionen dallos debidos al agua. Una valvula de drenaje principal similar instalada en un sistema de pulverizaci6n de agua puede cumplir el mismo propOsito. Se debe tener presente que hay que re\lsar el manometro del sistema y sus lecturas de presion con un manometro de prueba de inspeccion. La presion en el sistema de rociadores en el lado de la alarma 0 de las valvulas de retencion puede ser superior a la del abastecimiento de agua, ya que cualquier presion eleyada mo mentanea en el abastecimiento sera transmit ida al sistema y re tenida por las valvulas de retenci6n. Este exceso de presion se ve aliviado cuando se realiza una prueba de caudal de agua en el lade del sistema de dichas valvulas. Se puede detectar la caida de presion por debajo de la pre sion estatica normal con el tuba de drenaje principal complera mente abierto y se pueden evaluar las condiciones generales del caudal. Por ejemplo, si la presion normal es de 345 kPa (50 psi) y si las pruebas anteriores han demostrado una cafda de presion hasta 310 kPa (45 psi) cuando la vahrula de drenaje principal esta abierta, sera obvio que, S1 en una inspeccion subsiguiente la presion cae hasta 241 kPa (35 psi) 0 menos, hay alguna obs trucci6n en el caudal, la cual debe ser investigada. Tambh~n puede haber algun defecto que debe ser ubicado y arreglado. En cada inspecci6n, se debe realizar una prueba de caudal individual para cada uno de los abastecimientos de agua y para todas las conexi ones desde un abastecimiento. Esto se puede 10 grar cerrando temporalmente todos los abastecimientos de agua, excepto el que se esta probando. No se puede dejar de resaltar el valor de las pruebas del caudal para determinar si existe alguna obstrucci6n para el caudal maximo. Es obligatorio que todos los abastecimientos de agua sean puestos nuevamente en servicio inmediatamente despues de las pruebas. Si se cuenta con otro servicio de supervision del caudal de agua, las pruebas no se deben realizar sin antes notifIcar al cuerpo de bomberos, a la estaci6n central 0 a otras instalaciones que reciben la alarma. Debe haber un tubo de prueba de minimo 25 mm (1 pulg) con un orificio de prueba de tamafio equivalente en el punto mas alejado de cada sistema de rociadores. Este debe accionarse en cada inspeccion de un sistema humedo para garantizar que existe un caudallibre con buena presion y para probar la alarma de flujo de agua. En los sistemas de tuberia seca, tambien se puede utilizar este tube de prueba para activar la valvula de tu
Sistemas de Rociadores de Tuberra Seca
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SECC!ON 8
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Supresion a base de agua
ria seca una vez al ano durante el tiempo cali do. En tales oca siones, el cuerpo de la valvula debe lavarse completamente con agua caliente. Asegtirese de que todos los puertos pequenos y tubos que conduzcan a las conexiones de la alarma esten libres de obstrucciones. Anualmente se deben realizar pruebas de funcionamiento de las valvulas de tuberia seca y de sus dispositivos de abertura rapida. Dichas pruebas pueden combinarse con la limpieza y el reajuste anual. Tambien se deben realizar pruebas de funciona miento cuando se realiza cualquier reparaci6n necesaria como la renovaci6n de las empaquetaduras de goma 0 el ajuste de los man6metros, los dispositivos de alarma, la tuberia de conexi6n y los dispositivos de abertura rapida. Cuando se ponen en marcha las valvulas de tuberia seca para las pruebas, el procedimiento debe hacerse de tal modo que s6lo el caudal minimo de agua que se requiere para soltar la val vula sea admitido hasta el tubo vertical de los rociadores. Nor malmente esto se puede hacer abriendo la valvula de control con dos a seis vueltas solamente y cerrandola inmediatamente des pues de que la valvula de tuberia seca es activada. Las pruebas de funcionamiento y el mantenimiento de las valvulas de tuberia seca, inc1uyendo los dispositivos de abertura rapida, deben llevarse a cabo por la compania que instala los ro ciadores 0 bien, por otro personal completamente calificado. No se debe usar grasa ni ninglin otro material para sellar en los asientos de las valvulas de tuberia seca para detener los es capes. No se debe emplear la fuerza para apretar las valvulas de tuberia seca. Las valvulas de tuberia seca deben tener una etiqueta 0 una tatjeta que indique la fecha en que la valvula fue activada por ul tima vez y el nombre de la organizaci6n que realiz6 la prueba. Normalmente dichas etiquetas se encuentran disponibles a tra yeS de la compania encargada de la instalaci6n 0 de la compa nia aseguradora.
Dispositivos de Abertura Rapida Normalmente, el funcionamiento de los dispositivos de abertura rapida puede probarse cuando la valvula de tuberia seca esta operando 0 cuando esta apagada. Se deben seguir las ins truc ciones del fabricante para probar y reajustar la valvula. Si durante una prueba el dispositivo no funciona adecuada mente, este se puede retirar, si es necesario, permitiendo que el sistema de rociadores siga funcionando. Al fabricante se Ie pue den pedir piezas de repuesto. Tambien puede enviarse el dispo sitivo al fabricante para su reparaci6n, ajuste 0 reposici6n.
Man6metros La precisi6n de los medidores de la presi6n del agua y de la pre si6n del aire, debe probarse siempre que se limpie y reajuste la yalvula de tuberia seca y en otros casos en que la indicaci6n de la presi6n sea cuestionable.
Dispositivos de la Alarma de Flujo de Agua Los dispositiYOS de la alarma de flujo de agua deben probarse
durante las inspecciones del equipo de protecci6n contra inc en dios que se programan trimestralmente. Las alarmas electricas deben probarse por la valvula de prueba de paso en las valvulas de tuberia seca y en las valvulas de alarma. Las pruebas reales de la alarma de flujo de agua deben hacerse cuando el tiempo frio no hace que la descarga de agua de las valvulas de prueba 0 de drenaje hacia el exterior sea inadmisible. Nunca deben pro barse los gongs del motor de agua en temperaturas bajo cero. La pequena valvula 0 las llaves que controlan el abastecimiento de agua hasta los dispositivos de la alarma deben permanecer se llados en posici6n abierta.
Sistemas de Diluvio y de Acci6n Previa Las companias de instalaci6r proporcionan graficas completas que muestran en detalle el metodo apropiado para operar y pro bar los sistemas controladcs termostaticamente. Solamente deben emplearse personas competentes, que conozcan a fondo los detalles y el funcionamiento de estos sistemas, para su repa raci6n y ajuste. Es muy recomendable que el propietario arregle con la compania de instalacion la inspecci6n, prueba y mante nimiento peri6dicos de los equipos. Las valvulas automaticas que controlan el caudal de agua hacia el interior de estos siste'TIas, funcionan mediante el efecto que tienen las temperaturas del incendio sobre los dispositivos de activaci6n. Normalmente, ~uando es necesario reparar el sis tema de activaci6n de un sistema de acci6n previa, segtin se di ferencie del propio sistema C'e tuberias, el sistema de tuberias puede funcionar "htimedo" y por 10 tanto, en un sistema de ac cion previa se mantiene la protecci6n con rociadores automati cos, siempre que no exista riesgo alguno de congelamiento.
Sistemas de Supervisi6n del Sistema de Rociadores Los servicios de la estaci6n celtral, del propietario, de la estaci6n remota, de la alarma de incendio y de supervisi6n para los siste mas de rociadores, interpretan las senales de flujo de agua del sis tema de rociadores como alarmas de incendio e inician inmediatamente la notificaci611 a los ocupantes y la respuesta del cuerpo de bomberos. Las senales de otros tipos, tales como la su pervisi6n de la valvula y la supervisi6n de la presi6n 0 la tempe ratura, no sirven como alanllas de incendio pero inician las acciones apropiadas segtin 101cordado previamente entre el ser vicio de supervisi6n y el dueiio de la propiedad. Es extremada mente importante que las ofici,las centrales de cualquiera de estos servicios sean notificadas y qu,~ esten al tanto de cualquier arreglo especial hecho con anteriorida,l a todas las inspecciones 0 pruebas de los equipos que pueda hacer que una senal sea transmitida.
Conexi ones para el Cuerpo de Bomberos Hay que inspeccionar regularmente cada una de las conexiones para el cuerpo de bomberos para asegurarse de que las tapas estan en su sitio, que las rosca:; estan en buenas condiciones, que el drenaje de bola 0 el desagte funcionan bien y que la valvula de retenci6n no tenga escapes. Peri6dicamente se debe hacer una prueba hidrostatica en la tubt'ria de la conexi6n para el cuer,x>
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Cuidado y mantenimiento de los sistemas Cie extincion a base de agua
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de bomberos que sea vieja para asegurarse de que soportara la presion requerida.
Equipos de Rociadores al Aire Libre Los equipos de rociadores a la intemperie 0 al aire libre deben probarse una vez al ano durante el tiempo calido. Preferible mente estas pruebas se deben hacer junto con la autoridad com petente y, si se de sea, con el cuerpo de bomberos. Antes de realizar las pruebas de funcionamiento, se debe tener cuidado que todas las ventanas y puertas a traves de las cuales pueda entrar el agua se encuentren bien cerradas. Se deben tomar las precauciones adecuadas para evitar los danos ocasionados por la descarga 0 acumulaci6n de agua en los an denes, calles, vias para peatones 0 edificios adyacentes. Por medio de una prueba se debe determinar si los rocia dores y la tuberia del sistema se encuentran en buenas condi ciones y libres de taponamiento. Cualquier tuberia 0 rociador que se encuentre tapado debe quitarse, limpiarse y reemplazarse inmediatamente.
OBSTRUCCIONES EN LA '"UBERIA Las obstrucciones en la tuberia del sistema 0 en las tuberias prin cipales del terreno reducen 0 interrumpen el flujo de agua de todo e1 sistema 0 de una parte del mismo, comprometiendo el desempeno esperado de la proteccion. La tuberfa obstruida es una causa bien conocida del desempeno poco satisfactorio de los rociadores. Una fuente de obstrucciones es el material ex trmo en el abastecimiento de agua. Otra es el material extrano que se origina en el interior del propio tubo. La Figura 8.17.4 ilustra gcificamente un ejemplo de una obstruccion en la tube ria del sistema. Los materiales extranos, tales como arena, grava, piedras y pedazos de madera, pueden entrar a las tuberfas principales sub terraneas como resultado del descuido de los trabajadores al ten der 0 reparar las tuberfas. Tambien puede entrar arena, sedimentos 0 astillas de madera a las tuberias principales a tra yes de las bocas de entrada de succion de las bombas contra in cendio que no estan protegidas adecuadamente. A veces cuando se limpian los tanques de gravedad, entran materiales extrafios a los tubos a menos que se tomen medidas preventivas. El hecho de mantener el material extrafio por fuera de la tu beria en un sistema de pulverizacion de agua es particularmente importante. Si las tuberfas de agua en las boquillas de descarga tie nen un tamafio inferior a 9,5 mm (% pulg) 0 51 se sospecha que el agua puede contener material que ocasione obstrucciones, enton ces se requiere un filtro en la tuberia que abastece e1 sistema. Las boquillas pequenas tienden a taparse si les llegan residuos arras trados por el agua. Entonces, es imperativo que los filtros se man tengan en buenas condiciones. Los filtros que se utilizan en los sist~mas de proteccion contra incendios deben estar aprobados y listados por un lab oratorio de pruebas reconocido para e1 servicio de protecci6n contra incendios. Los filtros deben limpiarse perio dicamente a tran~s de la conexi on de descarga, 0 en los casos en que exista una cantidad importante de material que pueda generar obstrucciones. se debe quitar y limpiar la cesta del fiItro.
FIGURA 8.17.4 Una piedra alojada en la t de una tuberfa principal transversal del sistema de tuberfa seca (Fuente: ~Factory Mutual Insurance Company. Impreso nuevamente con permiso. Todos los derechos reservados.)
Se pueden formar escamas y corrosion en el interior de la tuberia del sistema. En particular. los sistemas de rociadores secos estan sujetos a la formacion de escamas porque la con densaci6n de humedad en el abastecimiento de aire reacciona con la superficie intema del tubo de acero. En muchos casos, los sistemas secos se instalal con tubos galvanizados para evitar la formacion de escamas. E I agua sin tratar proveniente de fuentes naturales tales como pOZ'JS puede contener sales que aceleran la corrosion. Las escamas) la corrosion tambien afectan a los sis temas de tuberia hUmeda . EI material de obstntccion puede distribuirse en la totalidad del sistema cuando los s lstemas estan funcionando, durante las pruebas 0 cuando se Henan los sistemas. El material puede obs truir uno 0 mas accesorios 0 una cierta cantidad de rociadores, normalmente en el extremo de la deri\acion. El diametro efectivo del tubo tam bien se puec.e reducir por incrustaciones en el tuba cuando el agua contiene ,;alcio y sales de magnesio disueltos. Las escamas, la corrosion y las incrustaciones tambien se pueden formar en la tube ria. Por ejemplo. en los sistemas de ro ciadores de tuberia seca la condensacion de humedad en el su ministro de aire puede provocar la formaci6n de escamas duras a 10 largo de la parte infi:rior de la tuberia. EI agua que esta en el fondo de los pozos y el agua que contiene sales naturales tiende a corroer el interior de los tubos. Por 10 tanto, el interior de algunos sistemas de tIberia humeda puede encontrarse obs truido por el oxido y la c Jrrosion. EI material de obstrucci6n es arrastrado hacia el inter lor de la tuberia cuando los sistemas estan funcionando 0 son llenados nuevamente luego del drenaje. Este puede tapar uno 0 mas accesorios U obstruir cierta cantidad de rociadores en el extremo de un sistema. Los diametros de los tubos tambien pueden ve:se reducidos por las incrustaciones del tubo cuando e1 agua con1iene cal 0 magnesio. Si el agua esta muy (iescolorida durante las pruebas del cau dal de agua 0 si con el agua se descarga grava 0 piedras, es pro bable que existan materiales extrafios en la tuberia. El hecho de
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Supresi6n a base de agua
FIGURA 8.17.5 Sedimento acumulado en el tubo de una derivaci6n de rociadores obstruyendo la tuberia de agua (Fuente: ©Factory Mutual Insurance Company. Impreso nuevamente con permiso. Todos los derechos reservados.)
encontrar material extrafio en una bomba contra incendio su giere que puede baber material similar corriente abajo en la tu berfa del sistema. El encontrar material extrafio cuando se reajustan las valvulas de tuberia seca 0 al examinar las valvulas de retencion indica un posible dafio de gravedad en todo el sis tema de proteccion contra incendios. Normalmente, la obstruccion del flujo de agua desde los ro ciadores esta compuesta por concentraciones de los materiales mas ligeros como sedimentos, arena y piedras muy pequefias, que se amontonan en los extremos de las tuberfas transversales y en las derivaciones cercanas, donde los solidos mas pes ados se acumulan cerca de las tuberias verticales del sistema (Figura 8.17.5). Existen algunos cas os en que los depositos de materia les extrafios se extienden tan al interior del sistema desde los ex tremos de las tuberias transversales que es necesaria una limpieza completa de todo el sistema. Sin embargo, con gran frecuencia una investigaci6n preliminar revelara que, mientras el material extrafio puede provocar la obstruccion total del flujo de agua desde los rociadores en las derivaciones conectadas a los extremos de las tuberias transversales, es posible que no haya obstrucciones en ninglin punto de las derivaciones del sistema que estan mas atds.
flujo de agua a traves del sistema y taponando los rociadores. La elM es causada basicamente por dos tipos de micro bios: los aerobicos, que son aquellos que requieren la presencia de oxigeno y los anaer6bicos que no requieren la presencia de oxigeno. La elM se puede reconocer por la presencia de tuber culos de color naranja 0 negro ylo por La presencia de babaza que parece lodo en la tuberia de acero. La elM tambien afecta los sistemas de cobre y puede reconocersc por una decoloracion verde 0 azuL El metoda mas efectivo para determinar la presencia de CIM es el analisis de laboratorio de una muestra de agua. Una vez se confirma la presencia de la CIM, se pueden emplear va rias estrategias de tratamientc, como la alteraci6n del cloro re sidual, el pH (acidez), la temperatura y la concentraci6n de oxigeno en el agua. Es importante tener en cuenta que la altera cion de Ia concentracion de oxigeno del agua solo afecta a los microbios aer6bicos. El metoda mas comful de tratamiento es un sistema de inyeccion de claro conectado permanentemente, el eual automaticamente introdLce cloro hacia el interior del sis tema de rociadores siempre que se presenta un caudal de agua. El exceso de baldeo y de pruebas de flujo de los sistemas se debe
FIGURA 8.17.6 Agujero tfpico formado par la CIM
OTRAS FUENTES DE OBSTRUCCION Corrosion por Influencia Microbiologies (CIM) A.unque generalmente se considera como una fuente de corro 5L;}!l y de picaduras del tubo, los microorganismos pueden colo ::::22.[ <:l interior de los sistemas de tuberfas hasta el grado en que ,,: diametro efectivo del tuba se reduce sustancialmente (Figu ~ 5.1 7.6 Y 8.17.7). Esto puede tener e1 mismo efecto que los :;C:::c-;; [lpos de material de obstruccion al reducir la cantidad de
FIGURA 8.17.7 Obstruccion considerable del tuba debida a una colonia de elM
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Cuidado y mantenimiento de los sistemas de extincion
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del agua que ingresa al sistema. El tratamiento con potasio en el rango de 100 mg/L ha demostrado ser bueno; sin embargo, en la actualidad no existen sistemas disponibles comercialmente. --
Condiciones que Indican Posibles Obstrucciones en la Tuberia La evidencia de una posible obstrucciOn en la tuberia es pro porcionada por cualquiera de los siguientes puntos:
FIGU RA 8.17.8 Tubo de 1 pulgada completamente obstruido por meji/lones cebra
1. El taponamiento de las conexiones de prueba 0 la descarga de agua sucia 0 con color 2. La descarga de material extrafio durante las pruebas de ru tina del agua 3. La presencia de materiales extrafios en las valvulas de tu beria seca, valvulas de retenci6n 0 bombas contra incendio 4. E1 material de obs;trucci6n encontrado en la tuberia que es desmantelada para alteraciones del edificio 5. Defectos encontrados en las cribas de succi6n de la bomba contra incendio cuando la fuente de abastecimiento de agua proYiene de cuerpos de agua al aire libre 6. Reparaciones hechas a las tuberias principales de los acue ductos piiblicos ce'rcanos 7. La ruberia snbterrinnea que no ha sido limpiada por inunda cion antes de cone'ctarse a los sistemas 8. Rociadores 0 boqllillas de pulverizaci6n taponados en el momento de un ill\~endio 9. Equipos yiejos, especialmente en los sistemas de tuberfa sec a
Investigaci6n de la Gravedad y Extensi6n de la Obstrucci6n FIGURA 8.17.9 Muestra de tubo de dos pu/gadas con una infestacion de mejil/ones cebra
evitar para reducir la introducci6n de nuevos microbios y de su ministros de oxigeno renovado en el sistema de tuberias.
Se debe realizar una in'iestigaci6n de las condiciones euando se eneuentra e,-idencia de materiales extrafios en los sistemas 0 cuando existe la sospecha de una obstruccion. Cuando sea ne cesario, se deben lleYaf' a cabo procedimientos de limpieza 0 de limpieza por inundaci6n para eliminar los materiales de obs trucci6n. Los metodos de inspeccion y limpieza descritos en este capitulo se tratan con mayor profundidad en la NFPA 25.
Mejillones Cebra Concentrados principalmente alrededor del area de los Grandes Lagos, los mejillones cebra ingresan a un sistema de rociadores a traves del abastecimiento de agua, particularmente aquellos sistemas que toman su agua de un cuerpo natural de agua como un lago 0 rio. Los mejillones ingresan al tubo como larvas 0 adultos j6venes y colonizan el interior de la tuberia, alimentan dose de los nutrientes y el oxigeno en el agua (Figuras 8.17.8 y 8.17.9). A medida que continuan creciendo, empiezan a obstruir el flujo de agua que llega al sistema. La presencia de mejillones cebra se puede demostrar a traves de la descarga de conchas 0 de mejillones vivos durante las pruebas del caudal. Un mejill6n cebra adulto mide aproximadamente 16 mm (% pulg) a 10 largo de la concha. Su nombre se deriva de las ftanjas distintivas sobre la concha que son similares a las de una cebra. Las estrategias de tratamiento para los mejillones cebra son si milares a aquellas para la CIM, en otras palabras, la cloraci6n
Limpieza por Inlundaci6n de las Tuberias Principales de Alimentaci6n La tuberia existente en el terreno que se sospecha puede conte ner materiales de obstruccion debe limpiarse a fondo por inun daei6n a trayeS de hl,drantes en los extremos cerrados del sistema, con 'ialvulas de limpieza 0 con grupos de drenajes de las tuberias yerticales. abriendo simultaneamente todas las bocas de salida posibles y pt~rmitiendo que el agua corra hasta que salga limpia. Si el agua es abastecida desde mas de una direcei6n o a traves de un sistema en buc1e, las valvulas divisionales deben estar cerradas para producir un flujo de alta velocidad a traves de cada tramo individuaL Normalmente es recomendable aprender sobre la natura leza y el alcance del material extrafio que se puede encontrar en la tuberia. Esto se puede haeer fijando bolsas de arpillera en las
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bocas de salida con caudal y examinando el efluente que queda en la bolsa. A continuacion, las conexiones de las tuberias verticales del sistema deben limpiarse por inundacion a traves de las valvulas de drenaje. Si el material extraiio es demasiado grande para pasar a traves de la valvula de drenaje principal, se debe usar algo de ingenio para obtener una abertura de mayor tamafio. Las conexiones para el cuerpo de bomberos pueden ser utilizadas re tirando la valvula de retencion. Las valvulas de retencion em bridadas 0 las tapas de las valvulas de retencion 0 los accesorios embridados pueden quitarse y se puede sustituir un accesorio gemelo para facilitar dicha limpieza por inundacion.
Limpieza p~r Inundaci6n de la Tuberla del Sistema Al escoger los puntos critic os para la inspeccion, se debe tener en cuenta la dis posicion de la tuberia y el posible patron del cau dal de agua cuando un sistema se llena rapidamente (como en un sistema de tuberia seca) 0 cuando ocurre un gran caudal de agua desde el sistema debido al funcionamiento de muchos rociado res en un sistema de tuberia humeda. Luego de seleccionar el area donde normalmente podrfa es perarse el mayor deposito de materiales extraiios, la investiga cion debe tener en cuenta que cantidad de equipo del sistema en esa area podria dejar de ser efectivo por el material de obstruc cion en el momenta de un incendio. Es importante que la inves tigacion preliminar indique adecuadamente la extension de la limpieza que puede ser requerida.
Pruebas de Flujo Las pruebas de flujo en los puntos crfticos de un sistema de ro ciadores proporcionan un medio positive para determinar la pre sencia de materiales extrafios en el sistema que pueden provocar la obstruccion del flujo desde cualquiera de los rociadores y tambien para indicar que tanto del sistema esta afectado. Para 10 grar esto, se instalan conexi ones de manguera con valvula en los extremos de dos, tres 0 cuatro derivaciones en un lade y en el ex tremo de la tuberia principal transversal afectada en el area se leccionada. Luego se toman simultaneamente los caudales desde estos puntos y se examinan. Si ocurre una obstruccion en cualquiera de las derivacio nes probadas, es posible que sean necesarias pruebas adiciona les en puntos corriente arriba del sistema en direccion hacia la tuberia vertical del sistema. Luego, las pruebas se pueden ex tender hasta otros pisos para poder hacer una valoracion acerca de la extension de las operaciones de limpieza que pueden ser necesarias para retirar todo el material extrafio que puede oca sionar obstrucciones. Los depositos extrafios en los sistemas de rociadores tien den a acumularse hacia los extremos de las tuberias transversa les y en los extremos de las derivaciones. Por supuesto, habra excepciones a esta regIa general. Por ejemplo, cuando se ha in ::-exiucido un material altamente corrosivo al interior del sistema, ~~ e\ideme una corrosion y una formaci on de escamas severa == :.:.5 5::pcrrl.::ies imernas de la tuberia y distribuidas uniforme =-~=:~ ~ :2 ~::.:~c del 5i5tema~
Examen Visual La inspeccion visual de un sistema es un punto de inicio critico para cualquier programa de limpieza por inundacion. El primer paso no dira la historia completa de la condicion de la tuberia; sin embargo, puede ayudar a que una persona capacitada deter mine con precision la condicion de la tuberia. El examen visual abarca la inspeccion del interior y exterior de la tuberia, al igual que la condicion de la tuberia y la tuberculizacion de la misma. La inspeccion inicial se debe empezar retirando los rocia dores de los extremos en la parte mas alta y mas baja del sistema. Se debe tener mucho cuidado al retirar los rociadores colgantes para revisar si hay sedimento taponando el orificio. El hecho de quitar la conexi on de limpieza por inundacion es un metodo muy simple para determinar la condicion de la tu beria transversal. Si estos pasos revelan la presencia de materiales de obs truccion, se hace necesaria U:la inspeccion interna, 10 siguiente se debe utilizar como directriz. 1. Se debe examinar aproximadamente el diez por ciento del sistema cuando se recomienda una inspeccion intema 2. Retire (a) De tres a cuatro lfneas de cierre (b) Los manguitos de la tuberfa vertical (c) Los codos y el alimentador en T para la tuberia princi pal transversal 3. Examine cualquier area donde la velocidad del agua dismi nuya rapidamente cuando se drena la tuberia del sistema Si la inspeccion intema del sistema revela una tuberculiza cion importante y un deterioro de la tuberfa, se debe tomar una determinacion mediante un analisis de costo-beneficio. Las op ciones disponibles son la limpieza por inundacion, ya sea a tra yeS del metodo hidroneurratico 0 solo con agua 0 bien, reemplazando parcial 0 totalmente el area afectada del sistema. El costo de la limpiezl por inundacion puede ser alto cuando se tienen en cuenta ll)s costos de la mana de obra y de los materiales. Aun cuando el sistema se haya lavado por inun dacion y este funcionando nllevamente, la tuberfa puede tener una esperanza de vida mas corta que la de un sistema nuevo.
EXTENSION DE LA
LlMPIEZA REQUERIDA
Cuando las pruebas prelimillares muestran evidencia de obs trucciones en la tuberia del sistema de rociadores, el siguiente paso es llevar a cabo un programa de limpieza para retirar el ma terial de obstruccion. Existen tres niveles de limpieza: (1) la lim pieza completa, (2) la limpieza limitada y (3) la limpieza por inundacion de solo las extremidades. Generalmente, cuando sao ocurren obstrucciones en las de rivaciones y en las extremidades del sistema, solo estas areas del sistema requieren una limpieza por inundacion. Si la obstruccion se presenta en varios puntos de prueba, pero las indicaciones son que se cuenta con caudales libres disponibles en las otras lineas de regreso hacia la tuberfa vertical, se debe seguir un procedirniento
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Cuidado y mantenimiento de los sistemas de extincion a base de agua
de limpieza limitada. Si la obstruccion es mis extensa, entonces se debe realizar un procedimiento de limpieza completa. Antes de empezar cualquier labor de limpieza, todas las partes implicadas deben comprender las especificaciones eseri tas 0 el procedimiento de limpieza por inundaeion que ineluye toda la operacion. Luego de terminar el trabajo, el contratista de los rociadores 0 las otras personas que realizan las operaciones de limpieza deben presentar un informe por escrito a los intere sados indicando que todo el trabajo ha sido terminado de acuerdo con el procedimiento aprobado, que se han hecho los examenes y pruebas especificados y que el sistema ha quedado en condiciones normales.
Limpieza Completa Existen algunos casos en que el material extrano es de tal natu raleza y se extiende tan al interior del sistema desde los extre mos de las tuberias principales transversales que es necesaria una limpieza com pIeta de todo el sistema. En dichos casos, es de primordial importancia que se prepare un plano del sistema de tuberias y que se marque numericamente para indicar la se cuencia apropiada de las operaciones de limpieza, el tamano y longitud de la manguera que debe utilizarse, los puntos donde se conecta la manguera y la cantidad de flujos que se deben haeer en cada punto.
Limpieza Limitada Cuando es posible identificar que los puntos danados ocurren dentro de areas restringidas en vez de a 10 largo del sistema, se puede usar el procedimiento de limpieza limitada. Si estos pun tos existen en cualquier eantidad apreciable pero solo en los ex tremos de las tuberias prineipales transversales y en las derivaciones conectadas en aquellos puntos 0 cerca de los mis mos, no es necesario limpiar todas las derivaciones. El procedi miento de limpieza puede limitarse a las derivaciones en estos puntos 0 cerca de los mismos y a las tuberias principales trans versales en eada piso. Las operaciones de limpieza limitada sirven para minimi zar el tiempo durante el cual el sistema de rociadores esta inha bilitado. Estas disminuyen la interrupcion de las actividades normales dentro de las instalaciones cuando se estan llevando a cabo las operaciones de limpieza. La limpieza limitada dismi nuye el costa del trabajo en comparaeion con una limpieza mas exhaustiva. Como bajo el procedimiento limitado s6lo se esta limpiando direetamente una fraccion del numero total de deri vaciones, se deben hacer pruebas peri6dicas del caudal a me dida que avanza la limpieza con el fin de determinar la efectividad del trabajo.
Limpieza de S610 las Extremidades del Sistema Este metodo s610 se debe utilizar en los casos en que se ha descu bierto que la obstrucci6n de la tuberia del sistema de rociadores de tuberia seca ocurre tlnicamente en las extremidades del sistema y que se relaeiona con todos los pisos protegidos, sin importar la cantidad de pisos. Se debe tener muchfsimo cuidado antes de em
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plear este metodo. Se hacen examenes adecuados y pruebas de flujo para asegurarse de que s610 los rociadores ubicados en las extremidades del sistema esmn sujetos al taponamiento. No debe utilizarse cuando los dep6sitos se extienden hacia el interior de la tuberia principal transversal mas aHa de la segunda derivaci6n desde el extremo de la tuberia principal transversal.
METODOS DE LlMPIEZA Generalmente, se utilizan dos metodos para limpiar los sistemas de rociadores: (1) la limpieza por inundacion con agua y (2) el hidroneumatico. La conveniencia es un factor clave que puede hacer que se prefiera el sistema hidroneumatico al metodo por inundaci6n con agua. Con el primero, no hay una desearga abierta de agua en el exterior del edificio, hay una menor inte rrupci6n de las operaciones de la planta, no son necesarios el llenado y el drenaje frecuentes del sistema de rociadores, el tra bajo en la tuberia es cO'1siderablemente menor y se realiza una operaci6n completa enm solo punto de la limpieza. Los dos metodos ~on apropiados para los procedimientos de limpieza compieta y de limpieza limitada. Una buena pnictica consiste en limpiar por i'1undaci6n la tuberia subterranea y luego limpiar todas las fuente~ privadas de abastecimiento de agua que puedan produeir sedimentos en la tuberia principal subterranea. Estos dos metodos se discuten a fondo en la NFPA25. Si se anticipa que 1.:n sistema de rociadores puede necesitar pruebas peri6dicas para la obstrucci6n 0 una limpieza por inun daci6n frecuente, se pl.ede instalar de manera permanente un probador de derivaciones en el extremo de eada derivaci6n 0 entre el ultimo rociador y el accesorio ubicado en el extremo de cada derivaci6n. Normalmente el probador tiene una conexion de salida para la manguera que esta cerrada 0 tapada. Cuando se gira un ajuste de la llave se abre un pasadizo hacia la boca de sa lida la cual tiene una rosca de acopJe para la manguera de 25 mm (l pulg). No es necesario quitar el rociador cuando se utiliza este tipo de dispositivo.
FUGAS DE LOS ROCIADORES Normalmente el terminn descarga no intencional se utiliza para describir las fugas prov')cadas por la faHa 0 el dane de los com ponentes del sistema, e ;;:cluyendo las condiciones de incendio. Las fugas, aunque son poeo frecuentes, pueden oeurrir en prnc ticamente cualquier pare del sistema que haya sufrido un dano. Las descargas no intencionales de un sistema disefiado, fa bricado e instalado ade( uadamente deben ser muy bajas porque un rociador ha pasado p)r pruebas de presion durante el proceso de puesta en servicio. I a tuberia de los rociadores, los acceso rios y otros componentes, incluyendo los rociadores mismos, estan clasificados para presiones muy superiores a las necesarias en la practica. Los soportes tambien estan disefiados para cargar el peso del tubo y del agua con un factor de seguridad de 113 kg (250 Ib). En algunos sis:emas, los soportes de los tubos tambien estan hechos para soportar el esfuerzo que se presenta durante un evento sismico. ("Consulte la Secci6n 8, Capitulo13. '"'So
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Supresion a base de agua
FIGURA 8.17.10 Proteccion de jau/a metalica contra danos
mecanicos porte y Arriostramiento de los Sistemas de Protecci6n contra In cendios a Base de Agua"). Los sistemas de rociadores automaticos que protegen ries gos que son vulnerables a los dafios ocasionados por el agua, como equipos de computadora, obras de arte, libros valiosos 0 registros importantes, requieren mas atenci6n por las conse cuencias extraordinariamente severas de cualquier descarga no intencional, la cual puede ocurrir, por ejemplo, si no se toman precauciones razonables contra el congelarniento, el sobreca lentamiento y los dafios mecanicos. Se debe considerar el uso de sistemas de acci6n previa de enclavamiento sencillo 0 doble para estas aplicaciones.
Danos Mecanicos Los rociadores automaticos estan disefiados para soportar al menos 3448 kPa (500 psi) de presi6n sin presentar dafios ni fugas. Si estan instalados apropiadamente, existe poco riesgo de que el rociador se rompa, a menos que de alguna manera este da fiado fisicamente. Todos los rociadores listados son muy dura bles y soportaran un abuso considerable. Las estructuras se pueden doblar un poco, sin que se abra el rociador. Cuando los rociadores estan ubicados en areas donde pue den sufrir danos mecanicos, pueden protegerse conjaulas meta licas disponibles en el comercio (Figura 8.17.10). EI uso de carretillas elevadoras 0 tractores para manipular materiales en espacios cerrados debe planearse y supervisarse con cui dado para evitar dafiar los rociadores y la tuberia de los rociadores. Se deben tomar precauciones donde se instalan ro ciadores de respuesta nipida para reducir la posibilidad de que ocurran dafios mecanicos 0 ambientales.
Instalaci6n y Mantenimiento Inadecuados La instalacion inadecuada incluye la falta de soportes apropia dos para las tuberias verticales y las tuberias principales de ali mentaci6n, la falta de tirantes apropiados donde la tuberia interior esta conectada con accesorios de hierro fundido y donde hay colgantes 0 soportes defectuosos para la tuberia. Las rupturns 0 fugas pueden ocurrir durante el trabajo sub terraneo debido al tendido inadecuado de las tuberias principa
les subterraneas 0 por el bajo control de calidad al realizar las uniones. A veces ocurren rupturas en sistemas instalados apro piadamente debido a tensionet' excesivas en el sistema de tube rias, como el asentamiento de un edificio 0 la cimentacion 0 la falta de espacio libre alrededor de los tubos donde pasan a tra yeS de una cimentaci6n, la deflexion de las uniones 0 una com binaci6n de tensi6n y deflexion. Todos los sistemas de tuberias deben inspeccionarse anual mente y mantenerse apropiadamente. La condici6n de los col gantes y soportes debe revisarse visualmente para determinar si estan en buen estado, sueltos 0 deteriorandose. La tuberia de los rociadores nunca se debe utilizar como un soporte para una escalera de mano, para existencias u otros ma teriales. Cualquier sistema de tuberlas bajo presion intema cons tante debe recibir los cuidados apropiados y no someterse a abusos mecanicos.
Congelamiento EI congelamiento del agua en los tubos es una causa comun de problemas y en la mayoria de los casos el remedio eS evidente. Cuando esta es una condicion local pero no excesivamente grave, el hielo en los rociadores 0 accesorios puede romper los rociadores sin dafiar el tubo 0 lOS accesorios. Cuando el hielo se derrite, se descarga agua. En .)tros casos, el tuba 0 los acceso rios pueden estallar, provocando dafios mas graves y reparacio nes mas costosas. En algunos tipos de rociadores, es posible que una cantidad moderada de congelamiento reo rompa y abra el rociador, pero puede hacer que tenga una fuga en el asiento despues de que el hielo se haya derretido. Algunas de las condiciones que causan problemas por el congelamiento son 1. Calor insuficiente en ciertas partes para condiciones clima ticas severas, tales como los espacios ocultos bajo los te chos 0 los aticos ciegos, las grandes puertas de acceso abiertas para camiones 0 vagones de trenes, las vias de ac ceso 0 los espacios debajo de los edificios 2. Ventanas que se han dejado abiertas durante el clima extre madamente frio 3. Calor insuficiente por una falta de combustible para la ca lefacci6n 0 por un corte oe energia 4. Derivaciones de los sistemas de tuberia seca sin las incli naciones correctas para e l drenaje 5. Tuberias principales de alimentaci6n 0 tuberias en areas sin calefacci6n protegidas apropiadamente para evitar el con gelamiento 6. El congelamiento de las tuberlas verticales de los tanques debido a la falta de calor c ala falta de protecci6n adecuada; o la obstrucci6n de las tuJerias de circulaci6n de los siste mas de calefacci6n 7. El conge1amiento del agua en las tuberias principales sub terraneas que no han sido enterradas a una profundidad su ficiente La supervisi6n de 1a baja presion de aire en los sistemas de tuberia seca se vuelve rentable, ya que el tiempo entre la sefial
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Cuidado y mantenimiento de los sistemas de extinci6n a base de agua
baja de aire y la activaci6n de la valvula de tuberia seca nor malmente es suficiente para sortear la mayoria de los dafios oca sionados por el agua, si no todo el dafio.
Sobrecalentamiento El "sobrecalentamiento" es otra causa potencial de descargas accidentales de los rociadores y es el termino que se utiliza cuando un rociador automatico se activa como resultado de temperaturas anormalmente altas, sin la presencia de un incen dio. Por 10 general, esta condici6n es provocada por procesos de fabricaci6n en caliente, por calefacci6n artificial 0 falta de ven tilaci6n. Este sobrecalentamiento puede ser el resultado de un aumento de temperatura repentino que acciona el elemento de respuesta termica del rociador 0 de una exposici6n filis larga a temperaturas 10 suficientemente elevadas como para causar el debilitamiento gradual del elemento. En el rociador tipo solda dura, la ultima condici6n mencionada, algunas veces denomi nada "flujo frio," se manifiesta por la separaci6n parcial de los elementos soldados. En la pnictica, existen varias condiciones que generan tem peraturas peligrosas, tales como 1. Las condiciones climaticas que superan los 41,3°C (lOO°F). 2. Los rociadores de temperatura ordinaria ubicados muy cerca de las tuberias de vapor, de los calentadores unitarios o los conductos de calefacci6n. Pueden ocurrir temperatu ras superiores a aquellas anticipadas luego de la instalaci6n de los rociadores. Pueden presentarse cambios en los me todos de calefacci6n, en la instalaci6n de calentadores uni tarios y cambios en los procesos 0 equipos de fabricaci6n, despues de que los rociadores han sido instalados. 3. Los cambios de temperatura provocados por los cambios de ocupaci6n 0 por procesos que causan temperaturas su periores a aquellas contempladas. Estos cambios pueden ser generales 0 en partes aisladas de un edificio. 4. En algunos casos, un incendio que abre un cierto numero de rociadores puede debilitar a otros rociadores que estan muy cerca. Es posible que esto no sea muy aparente. Hay que cambiar todos los rociadores que estan en un area de in fluencia del fuego y no s610 aquellos que se hayan abierto. 5. Los enlaces fusibles de poca masa de los rociadores de res puesta rapida, aumentaran la influencia negativa como se mencion6 anteriormente. La instalaci6n y el mantenimiento de este dispositivo requieren mucho cuidado. La NFPA l3 Y la NFPA 25 proporcionan informaci6n acerca de las clasificaciones de temperatura de los rociadores que estan cerca de los calentadores unitarios. Nunca deben uti lizarse calentadores unitarios sin un estudio cuidadoso de las condiciones y, en la mayoria de los casos, los rociadores que estan cerca de los calentadores unitarios deben ser reemplazados por otros con una mayor clasificaci6n de temperatura para evi tar que se activen accidentalmente. Cuando se presentan condiciones que requieren rociadores con una clasificaci6n superior a la de grado ordinario, debe de terminarse la temperatura maxima al nivel de los rociadores y se deb en instalar rociadores con la clasificaci6n de temperatura co
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rrecta si se quieren evitar problemas.
REDUCCION DEL DANO
OCASIONADO POR EL AGUA
Es evidente que, si ocurre un flujo de agua no intencional cuando no hay nadie en el edificio y si no existe un medio apro piado de notificaci6n de alarma a las personas que estan fuera del lugar, la fuga puede continuar por un periodo de tiempo con siderable. Esto puede provo car dafios graves a la propiedad, aun con una pequefia cantldad de agua proveniente de un solo ro ciador que gotea. Aunque un servicio de vigilancia de seguridad es de gran valor, este puede no seT adecuado a menos que haya un disposi tivo de alarma para los rociadores, el cual notifica al guardia si hay flujo de agua. Todos los sistemas de rociadores deben tener un dispositivo de alarma de flujo de agua y un gong para el motor de agua ubicado apropiadamente, para notificar al perso nal adecuado en caso de incendio 0 de una descarga de agua de bida a una descarga inadvertida del sistema. Pueden ocurrir grandes perdidas por las fugas de los rocia dores debidas a la falta 0 a la falla de dispositivos para rociado res aislados 0 a la falta de alarmas de flujo de agua. Las perdidas tambien pueden atribui~se a que no se notifica rnpidamente a laCs) personaes) autorizada( s ) quien( es) investigara(n) inmediatamente y cortara(n) el agua si no existe un incendio. En algunos casos, el agua puede correr durante varias horas sin que sea detectada. El servicio de supervisi6n de los rociadores es de gran valor para descubrir rapidamente el funcionamiento del sistema en caso de incendio. Ademas, tambien es util para detectar las fugas del sistema y para garantizar las acciones apropiadas con el fin de reducir al minimo las perdidas ocasionadas por el agua.
SISTEMAS DE PULVERIZACION DE AGUA Los sistemas de pulverizaci6n de agua se parecen a los sistemas de rociadores en que c Jntienen un abastecimiento de agua, val vulas de control, tuberia, colgantes y dispositivos de descarga. Como tales, estos sistemas tambien requieren la misma inspec ci6n, prueba y manter.imiento que los sistemas de rociadores. Sin embargo, los sistemas de pulverizaci6n de agua pueden tener ademas de estos elementos, un sistema de detecci6n que sea hi draulico, neumatico 0 dectr6nico y otros dispositivos como fil tros para tuberia (normalmente no se encuentran en los sistemas de rociadores) y boquillas direccionales de pulverizaci6n de agua. Cada uno de est)s sistemas 0 dispositivos requiere aten ci6n especial con el fin de mantener el estado operacional del sistema de pulverizaci0n de agua. Normalmente, los filtros estan presentes debido al t~ano pequeno de los orificios de las boquillas de pulverizaci6n. Estos deben lavarse peri6dicamente por inundaci6n y/o limpiarse para garantizar que las perforaciones en la cesta del filtro estan libres de materiales de obstrucci6n. Para este prop6sito, se instala una pequena conexi6n para la limpieza por inundaci6n, que por 10 ge neral tiene un diametro de 50 mm a 65 mm (de 2 pulg a 2 1, pulg'
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Supresion a base de agua
La cesta del filtro se puede quitar y limpiar cuando la limpieza por inundacion no es suficiente para lograr una limpieza adecuada. Los sistemas de pulverizacion de agua deben someterse a una prueba de descarga anual para verificar e1 fimcionamiento auto matico (si existe) de los sistemas y componentes y para verificar la orientacion adecuada de las boquillas de pulverizacion. Las bo quillas usadas en estos sistemas son de tipo direccional y estan he chas para que choquen directamente sobre la superficie protegida. Algunas boquillas pueden estar equipadas con una cubierta protectora, que normalmente se conoce como una tapa de purga. Es importante asegurarse de que antes de la prueba, las tapas estan en su sitio y que se instalen nuevamente despues de la prueba de descarga. La tapa evita que los materiales de obstruc cion, como tierra 0 polvo, entren al sistema a traves del orificio de la boquilla. Los sistemas de deteccion neumatica 0 hidraulica (sistemas piloto) tambien requieren cierta atenciOn. Normalmente, se uti liza como detector termico un rociador con un enlace fusible. Estos rociadores piloto deben someterse a la misma inspeccion, prueba y mantenimiento que los rociadores que se instalan en un sistema comtin de rociadores de tuberia hiimeda. Estos rociado res deben inspeccionarse para garantizar que estan libres de co rrosion 0 contaminaci6n. Los sistemas neumaticos dependen de una fuente de aire comprimido. Esta puede consistir en un compresor de aire, un cilindro de nitr6geno 0 el aire de planta. En cualquier caso, e1 su ministro de aire debe inspeccionarse para determinar su condi cion y fimcionamiento y cualquier parte dafiada 0 corroida debe reemplazarse inmediatamente.
Sistemas de Rociadores de Espuma-agua
y de Pulverizaci6n de Espuma-agua Ademas de los requisitos para los sistemas de rociadores y de pulverizacion de agua, los sistemas de rociadores de espuma agua y de pulverizacion de espuma-agua, requieren atencion es peciaL Estos sistemas estin equipados con un sistema que proporciona espuma. Los tipos comunes de sistemas que pro porcionan espuma son de presion est
dar presumido minimo. Normalmente, las espumas estan dise nadas y listadas para concentraciones del uno, tres, y seis por ciento. Despues de la prueba de descarga, el tanque de concen trado de espuma debe llenarse nuevamente hasta ellimite de su capacidad dejando un espacio adecuado para la expansion.
Sistemas de Tuberia Vertical Los sistemas de tuberia vertical consisten en tuberia, accesorios, valvulas y a veces mangueras para suministrar agua para la lucha manual contra incendios en todas las areas de un edificio. Un sistema de tuberfa vertical elimina la necesidad de estirar grandes longitudes de manguera vertical y horizontalmente a 10 largo de un edificio para sumlnistrar agua a un incendio. Exis ten tres clases de sistemas de ::uberia vertical: la Clase 1 cuenta con una valvula de manguera de 65 rum (2 Y2 pulg) especifica mente para el uso del cuerpo de bomberos, la Clase II tiene una valvula de manguera de 40 mm (1 Y2 pulg) completa con man guera y boquillas para el uso de los ocupantes del edificio y la Clase III es una combinaci6n de las Clases I y II Ypuede incluir o no la manguera y las boquillas. Los sistemas de tuberfa verti cal pUeden ser automaticos, proporcionando un abastecimiento de agua permanente que es capaz de suministrar la presi6n y caudal requeridos; 0 manuales, los cuales depend en de una bomba del cuerpo de bomberos para suministrar la presi6n y el caudal. Los sistemas de tuberia vertical tambien pueden ser hU medos 0 secos en los casos en que el sistema puede estar some tido a temperaturas bajo cero. La inspeccion de los sist,~mas de tuberia vertical debe co menzar en el abastecimiento ,Ie agua y continuar a 10 largo de todo el sistema y se debe hacel trimestralmente. Esta inspecci6n, al igual que la del sistema de r ) ciadores , debe revelar senales de danos, fugas, corrosi6n 0 cualquier otra condici6n que pueda in habilitar el funcionamiento dd sistema. Cuando se cuenta con mangueras para los ocupantes del edificio, la manguera se debe sacar de la estanteria 0 carret, una vez al ano y se debe inspec cionar para buscar evidencia de algiin tipo de vandalismo. La manguera debe estar libre de c bstrucciones y no tener danos por el enmohecimiento 0 por abradones de algim tipo. La manguera debe vol verse a guardar en la I:stanteda 0 carrete de manera que sobre la manguera no queden ;")liegues en la misma posicion. La manguera de la tuberfa vertical se debe retirar del sistema para realizar pruebas hidrostaticas a los cinco anos de su instalacion y cada tres anos a partir de en':onces. Las valvulas de las manf;ueras deben inspeccionarse cada tres meses para cerciorarse de que no falta la rueda de mane ni que esta rota, que las roscas no estan danadas, que la valvula no tiene fugas y que la tapa esta en su lugar. En los casos en que se presentan presiones altas, la v Uvula debe ser del tipo regulador de presion. Generalmente, las valvulas de la manguera regula dora de presion son de dos tip')s: reductoras de presion, las cua les controlan las condiciones.!staticas (sin caudal) y residuales (con caudal) y de restriccion de presion, la cual controla s610 las condiciones residuales. Los dispositivos reguladores de presion deben someterse cada cinco anos a una prueba de caudal para ve rificar que el ajuste de reducc lon de presion es el correcto. Las valvulas que no esten ajustadas apropiadamente deben re1l;jus tarse; las valvulas que no sean ajustables deben ser reemplazadas.
CAPiTULO 17
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Cuidado y mantenimiento de los sistemas de extincion a base de agua
Durante la puesta en servicio, todos los sistemas de tuberia vertical deben probarse hidrostaticamente a 1379 kPa durante dos horas 0 a 345 kPa por encima de la presion estatica anticipada maxima, la que sea mayor. A menos que se hagan modificacio nes al sistema de tuberias, no es necesario realizar mas pruebas hidrostaticas. Sin embargo, en el caso de un sistema manual de tuberia vertical seca, es nccesario realizar una prueba hidrostatica cada cinco alios para verificar la integridad del sistema de tube rias. Segim 10 definido en la NFPA 14, Norma sobre la Instala cion de Sistemas de Tuberia vertical, de Hidrantes Privados y Mangueras, un sistema manual de tuberia vertical seca no tiene conectado permanentemente un abastecimiento de agua; se es pera que e1 cuerpo de bomberos suministre el caudal de agua y la presion a traves de la conexion del cuerpo de bomberos. Por 10 tanto, estos sistemas deben someterse periodicamente a pruebas hidrostaticas para confirmar que no tienen fugas. Los sistemas de tuberia vertical de todos los tipos deben ser sometidos a pruebas de flujo cada cinco alios en la conexion mas alejada para verificar de nuevo que el sistema puede srnninistrar el caudal y la presion requeridos. Se debe tener mucho cuidado de bido a las altas presiones potenciales involucradas y se debe tener en cuenta la eliminacion apropiada del agua utilizada en la prueba.
SUMINISTROS DE AGUA
Tuberfas Principales Privadas para el Cuerpo de Bomberos y sus Accesorios Ya que la inspeccion de las tuberias principales privadas del cuerpo de bomberos no es muy practica, se deben realizar prue bas de caudal al menos cada cinco alios. Los resultados de las prucbas de caudal debcn compararse con las pruebas anteriores para revelar cualquier selial de deterioro del caudal y de la presion en el sistema. Si se descubre alglin tipo de deterioro, se debe lle var a acabo una investigacion completa para determinar la causa. Los hidrantes deben limpiarse por inundacion una vez al alio permitiendo un caudal completo durante al menos un mi nuto. Los hidrantes de barril seco deben drenarse completa mente en menos de una h~ra. Durante este procedimiento, se debe inspeccionar la accesibilidad y el funcionamiento de los hidrantes y estos deb en lubricarse.
Bombas contra Incendio ena bomba contra incendio (cuando se encuentra presente) es un componente importante del abastecimiento de agua del sis tema. Por 10 tanto, es imperativo que el equipo de la bomba con tra incendio funcione cuando sea necesario. La falta de un programa de inspeccion, prueba y mantenimiento para una bomba contra incendio puede resultar en reparaciones costosas y en la inhabilitacion del sistema. Las bombas contra incendio deben inspeccionarse y pro 22.f5e semanalmente. La prueba se lleva a cabo sin que haya un :2·':'d3.: de agua. Para empezar la prueba, se debe simular una :2:C.'. de presion abriendo una valvula en la linea de deteccion :.: :.'. ~,,):nba contra incendio. La calda de presion ocasionani que
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el interruptor por caida de presion en el controlador de la bomba para el mantenimiento de presion inicie dicha bomba. A medida que la presion del sistema siga cayendo, se iniciara la bomba contra incendio. Una bomba electrica debe funcionar por un periodo de diez minutos. Durante este tiempo, se pueden hacer varias observa ciones. Lo mas importante es que la valvula de alivio de la caja se abra perulitiendo una pequelia descarga de agua. Esto provo cara la introduccion de agua ±ria al interior de la caja de la bomba contra incendio, evitando el sobrecalentamiento de la bomba contra incendio. Los casquillos de la empaquetadura de la bomba deben ajustarse para proporcionar una ligera descarga de agua. Durante el funcionarniento de la bomba, se deben hacer otras observaciones tales como ruidos 0 vibraciones inusuales y ver si hay indicios de sobrecalentamiento. Las presiones de suc cion y de descarga deben registrarse y se debe archiYar un in forme de la inspeccioniprueba de operaci6n. Una bomba diesel debe funcionar por un periodo de treinta minutos. Durante el funcionamiento, se deben hacer y registrar las siguientes observaciones: la presion de aceite del motor, la velocidad, la temperatu fa del agua y del aceite y una revision del intercambiador de calor para enf'riar el caudal de agua. Las ob servaciones deben regi ,trarse y se debe archivar un informe de la inspeccionloperacioll. Durante treinta minutos se hace funcionar una bomba die sel para permitir que e l motor y el sistema de enfriamiento al cancen la temperatura de funcionamiento. Otra raz6n para el tiempo de funcionamie"lto de treinta minutos es consumir lenta mente el combustible, ya que el combustible diesel se puede contaminar con el tiemno. Al poner a funcionar cada semana el motor, el combustible :liesel tendra que ser reemplazado, evi tando as! los problemai' del combustible diesel contaminado. Las bombas contra incendio deben someterse anualmente a una prueba de caudal para verificar que la bomba funciona apro piadamente. La intenci()n de esta prueba, identica a la prueba de puesta en servicio inicial, es descargar agua a traves de la bomba contra incendio a caudales minimos, a caudales asignados y a caudales pico. El metodo de prueba preferido consiste en des cargar agua a traves de I cabezal de prueba de la bomba contra incendio y medir el caudal mediante un tubo de Pitot. EI uso de un medidor de caudal a traves de una derivacion es aceptable; sin embargo, es necesario realizar una vez cada tres alios, una prueba a traves del cabt!zal de prueba. Los resultados de Ia prueba anual de la bomba deben regis trarse y compararse con los resultados anteriores. La intencion no es volver a verificar cada ano la curva de la bomba contra in cendio; sin embargo, s,~ debe registrar el deterioro del desem pelio. La intencion de la prueba es verificar que la bomba es capaz de suministrar la demanda maxima del sistema.
Tanques de Almacenamiento de Agua Cuando no se cuenta ce,n ninguna otra fuente, el agua puede al macenarse en tanques para los propositos de la proteccion con tra incendios. Los tipos de tanques utilizados se describen en la Seccion 8, Capitulo 2. "Facilidades Fijas para el Almacer:2. miento de Agua para Proteccion contra Incendios". S~ tar el tipo de tanque que se utiliza, los tanques de 3.g-.:..:.
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Supresion
a base de agua
inspecciones para asegurarse de que se encuentran en buenas condiciones. Todos los tanques deben inspeccionarse mensualmente para verificar e1 nive1 correcto de agua y la condici6n del agua. Cuando se instal an en areas que estan sujetas al congelamiento, los tanques deben estar equipados con un sistema de calefacci6n para mantener una temperatura minima del agua de 5,6°C (42"F). El sistema de ealefaeei6n debe mantenerse en condicio nes de funcionamiento para evitar la formaci6n de hielo la cual puede ocasionar una obstrueci6n en el tubo de descarga 0 haeer que las paredes del tanque se deformen. Se pueden instalar alar mas de alta y baja temperatura y se deben mantener en condi ciones de funcionamiento. Los tanques de acero deben inspeceionarse para determinar si hay corrosion, incluyendo los sistemas de pintura y la protec ci6n cat6dica si es que existen. Cada cinco alios se deben reali zar inspceciones interiores ya sea por un buzo certifieado 0 drenando completamente el tanque y siguiendo los procedi mientos para el ingreso a espacios confinados.
INHABILITACION DEL SISTEMA Cuando se necesitan reparaciones 0 modificaciones, un sistema de protecci6n contra incendios puede ser puesto fuera de servi cio. Para minimizar el tiempo en que no funciona el sistema, el propietario del edificio debe nombrar un coordinador para la in habilitaci6n. El coordinador de la inhabilitaci6n debe estar fa miliarizado con la operacion del sistema, las herramientas y equipos necesarios para hacer las reparaciones, las operaciones afectadas por las reparaciones y conocer muy bien las organiza ciones que deben ser notificadas siempre que un sistema se ponga fuera de servicio. El coordinador de la inhabilitaei6n es el responsable de supervisar la actividad para inhabilitar el sis tema desde la desconexi6n del sistema hasta la restauraci6n del servicio. Durante cualquier desconexi6n de los equipos, debe existir un procedimiento de bloqueo y/o un etiquetado para bloqueo. Se debe fijar una etiqueta en cada una de las valvulas que se en cuentra cerrada. La etiqueta debe indicar que el sistema ha side puesto fuera de servicio, la fecha y la persona responsable del procedimiento. Cualquier equipo electrico, como una bomba contra incendio, debe eStar trabado en la posicion de apagado ("off') para evitar que arranque accidental mente mientras que el equipo esta recibiendo mantenimiento. Cada etiqueta 0 bloqueo debe estar docmuentado en el procedimiento y recogerse du rante la restauraci6n del servicio. 8i los sistemas deben ponerse fuera de servicio por largos periodos, es decir, euatro horas 0 mas en un periodo de veinti
cuatro horas, se deben organizar procedimientos adicionales de seguridad. 8e debe considerar evacuar eompletamente el editi cio, estableeer un abasteeimiento temporal de agua, una vigi lancia de prevenci6n de ineendios 0 un programa aprobado de prevenci6n de incendios. En tales easos, se debe consultar al propietario del edificio y a la autoridad competente antes de in habilitar el sistema. Las inhabilitaeiones de ",mergencia, tales como el reem plazo de rociadores despues de un incendio, las fugas u otras in terrupeiones del servicio, deben ser supervisadas por el eoordinador de la inhabilitaci6n siguiendo los mismos procedi mientos para una inhabilitacion planeada con anterioridad. La restauraei6n del servieio debe incluir una inspecci6n eompleta del sistema para verificar 10 siguiente: • Las reparaciones han tenninado. • Todas las valvulas tienen de nuevo su posicion normal de funeionamiento. • Las etiquetas de las val'TUlas han sido reeogidas y docu mentadas. • La autoridad competente, las compafiias aseguradoras y de alarma y todas las demas partes interesadas han sido noti fieadas. El cierre del programa de bloqueo/etiquetado para bloqueo debe doeumentarse y archiYaISe.
BIBLIOGRAFIA C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes cOdi gos, normas y pnicticas recomendadas de la NFPA suministrani informaci6n adicional acerca del cuidado y mantenimiento de los sistemas de extinci6n a base de agua discutidos en este capitulo. (Consulte la lilt rna versi6n del Catalogo de la NFPA para ver la disponibilidad de las li itimas ediciones de los siguientes doc umentos.)
NFPA 13. Standard/or the Installation ofSprinkler Systems
NFPA 14. Standard/or the Installation ofStandpipe, Private Hydrant,
and Hose Sntems NFPA 15. Standard/or Water Spmy FiJ::ed Systemsfor Fire Protection ]\;l'PA 16. Standardfor the Installation ofFoam- Water Sprinkler and Foam-Water Spray Systems :\FP.-\ 20. Standard for the Instaf lation ofStationary Pumps for Fire Protection :\FP.-\ 22. Standardfor Water Tai1lrsfor Private Fire Protection '\l'PA 24. Standardfor the Installation ofPrivate Fire Service Mains alld Their Appurtenances :\FPA 25. Standardfar the Inspexi6n, Pruebaing, and Manten imiento ofWater-Based Fire Protection Systems YFPA 72~. National Fire Alarm '~ode® ~FPA 409. Standard on Aircraft FJangars
Revisado por Wayne M. Martin
OdoS los sistemas de rociadores automaticos deben tener al menos un abastecimiento automatico de agua con una pre si6n, capacidad y confiabilidad adecuadas. Un abasteci miento "automatico" es aquel que no depende de la intervencion hmnana para la operacion manual de las valvulas, el encendido de los motores 0 la realizaci6n de conexiones con el abastecimiento de agua en e1 momento de un incendio. Se debe tener en cuenta la tasa de flujo al igual que la duracion de ese flujo. Este capitulo identifica los tipos de abastecimientos de agua que son aceptables para los sistemas de rociadores; las variables que se deben tener en cuenta, incluyendo los riesgos de las ocu paciones, en la evaluacion de los requisitos para los rociadores y los abastecimientos suplementarios de linea de manguera y los principios fundamentales para disenar hidraulicamente los sis temas de rociadores para que concuerden con los tamanos del entubado para rociadores con las caracteristieas de los abasteci mientos de agua disponibles.
T
ferido unico 0 principal para los sistemas de rociadores automa tieos. En la determinaci6n de su suficiencia, uno debe conside rar no solo la capacidad normal y presion de el sistema, sino que tambien las presiones y flujos minimos disponibles en los mo mentos menos favorables, tales como los meses de verano; en los periodos de mucha demanda del sistema, tales como aque lIos creados por las grarides areas industriales; 0 los periodos de inhabilitacion provocados por inundaciones 0 condiciones de heladas en el inviemo. Estas condiciones se conocen tipica mente como bajas por t0mporada. Las demandas diarias tambien varian. Tenga en cuenta las horas en la manana cuando la poblaci6n se prepara para trabajar o para ir a la escuela. La3 demandas creadas por el uso de los Si8
TIPOS DE ABASTECIMIENTOS Los sistemas de rociadores pueden ser abastecidos por el agua proveniente de una fuente 0 de una combinacion de fuentes, tales como las tuberias principales de la calle, los tanques por gravedad, las reservas, las bombas contra incendio, los tanques a presion, los rios, los lagos y los pozos. En teona, un solo abastecimiento de agua puede parecer ser todo 10 que se necesita para lograr una proteccion satisfactoria. Sin embargo, un solo abastecimiento puede estar fuera de servi cio temporalmente, puede estar inhabilitado en el momento de un incendio 0 antes de que un incendio se extinga por completo, o su presion 0 capacidad puede estar por debajo de 10 normal du rante una emergencia. Por 10 tanto, puede ser necesario un abas tecimiento secundario dependiendo de la fuerza y confiabilidad del abastecimiento principal: el valor e importancia de la pro piedad; el area, la altura y la construccion del edificio; la ocu pacion; 0 las exposiciones exteriores.
Conexiones can los Sistemas de Acueducto Publico Una conexion desde un sistema confiable de acueducto publico con una capacidad y presion adecuadas es el abastecimiento pre \\a) TIe '\1. '\lartin, P.E., es el director de Wayne lvfartin & Associates, Inc.. una firma consultora de protecci6n contra incendios y de c6digos
en Los ,\ngeles, California. Es miembro del Comite Tecnico sobre Ro eiadores Amomaticos de la NFPA.
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a base de agua
temas de plomeria domesticos seran superiores a las de los otros momentos del dia. El tamafio y la disposicion de las tuberias principales de la calle y de los alimentadores desde los abastecimientos de aguas publicas tambien son importantes. Las conexi ones desde las tu beria principales grandes alimentadas en dos direcciones 0 desde dos tuberias principales en un sistema emparriUado pueden pro veer un abastecimiento excelente. Las tuberias principales de la calle con un diametro inferior a 152 mm (6 pulg) generalmente no se consideran adecuadas ni confiables. Los alimentadores desde las tuberias principales de extremo muerto tampoco son recomendables. Los medidores de agua. si se requieren, deben ser de los tip os listados para el seTyicio contra incendios. Las pruebas de flujo y presion conducidos bajo diferentes condicio nes de demanda son necesarias para determinar la cantidad de aguas publicas disponible para la proteccion contra incendios.
Conexiones Cruzadas entre los Abastecimientos Publicos y Privados Cuando se necesita 'In abastecimiento secundario para suple mentar el abastecimiemo de agua pilblieo, las tuberias principa les publicas y las priyadas para el ser,icio contra incendios pueden estar eonectadas para alim;;ntar un solo sistema de pro teccion contra incendi05, Cuando la tuberia principal priyada para el seryicio ;;ontra incendios yiene de una fuente que no es potable y esra conectada con la tuberia principal publica, se dice que los sistemas tienen una conexion cruzada. En algunas loca lidades. las conexiones cruzadas pueden estar prohibidas 0 re guladas estrictamente por las autoridades de la salud, Las regulaciones federales aprobadas en 1986 requieren que los estados proporcionen agua de calidad cuando esta es para el consumo publico. Los estados y gobiernos municipales han to rnado \'arios pasos mas alia del mandato federal para proteger el aba~tecimiento de agua potable. Se pueden requerir va\vulas de retencion dobles y dispositivos de prevencion de contraflujo para zonas de presion reducida (ZPR) cuando el sistema de rociado res va a ser abastecido por una fuente de agua potable. Estos dispositivos, los cuales estan hechos para proteger al abastecimiento publico de agua contra la contaminacion poten cial, son a veces costosos y tienen un impacto negativo sobre el abastecimiento de agua disponible y las presiones hacia el sis tema de rociadores. Aunque no existe documentacion alguna acerca de ninglin problema en la actualidad con respecto a los sistemas de rociadores y el agua potable, muchas agencias esta tales de la salud y del medio ambiente han logrado hacer que estos dispositivos sean obligatorios para proteger al publico con tra la amenaza percibida 0 potencial.
Tanques por Gravedad Los tanques por gravedad de capacidad y elevacion adecuadas son un buen abastecimiento principal y pueden set aceptables como abastecimiento (mico. Los detalles de la construccion, ca lefaccion y mantenimiento de los tanques por gravedad estan dados en la NFPA 22, Norma sobre Tanques de Agua para la Proteccion contra Incendios Privada. En la determinacion del tamafio y elevaci6n del tanque, se debe tener en cuenta el nu
mero de rociadores que se espera que funcionen; y la presencia de columnas reguladoras, hidrantes y de las conexi ones para el cuerpo de bomberos.
Tanques de Succi6n Con el advenimiento de los sistemas de rociadores disenados hi draulicamente, los tanques de succion se han convertido en un medio de disefio aceptable. Lo;; tanques de succion normalmente estan construidos en acero c concreto, Se debe consultar la NFPA 22 para mas detalles.
Bombas contra Incendio Una bomba contra incendio cC'n una fuente confiable de energia y un abastecimiento confiable de agua por succion es un equipo que conviene tener. Las bombas contra incendio son muy utili zadas por las ventajas hidraulicas de tener un abastecimiento de agua disponible a alta presion. Con el agua suficiente, una bomba contra incendios pued;! mantener una presion alta a tra yeS de un periodo de tiempo ) puede ser una parte necesaria de algunas instalaciones que requieren una presion de agua mayor que la que habria disponible de otra manera. Para mayores de talles acerca de las fuentes de energfa, la construccion de las bombas, la instalacion y los metodos de control y operacion, consulte la NFPA 20, Norma sobre la Instalacton de Bombas Estacionarias para fa Protecc ion contra Incendios. La mayoria de las bombas contra incendio hoy en dfa se inician automaticamente. El (ontrol automatico de las bombas contra incendio es necesario cuando una demand a de agua in mediata es necesaria, como sllcede con un sistema de rociado res 0 de columna reguladora. Las bombas contra incendio automaticas deben succionar bajo presion positiva para evitar demoras e incertidumbres cor, respecto a la cebadura. La mayoria de las bombas contra incendio son accionadas por motores electricos 0 motc,res dieseL Cuando se cuenta con una fuente confiable de energia en todo momento, una instala ci6n impulsada electricamente puede ser 10 mas conveniente. Cuando cl suministro electrico es cuestionable, es mejor tener una bomba contra incendios accionada por diesel. En algunas instalaciones crfticas, tales como hospitales y edificios de gran altura, se puede utilizar un generador de energia de emergencia accionado por diesel para suministrar la secundaria para el motor electrico. El uso de una bomba contra incendios accio nada par diesel en una instalac ion critica eliminaria la necesidad de una gran parte de la capacidad del generador de emergencia. El control automatico de i.as bombas centrifugas accionadas electricamente debe estar dispuesto para eyitar el encendido fre cuente y repetido del motor, ya sea iniciando un funcionamiento continuo hasta que se detiene 1nanualmente 0 bien, utilizando un dispositivo temporizador que ietiene el motor automaticamente solo despues de un periodo de funcionamiento predeterminado.
Tanques de Presi6n Los tanques de presion tienen \ arios usos posibles en la proteccion con rociadores automaticos. L na limitacion importante es el pe queno volumen de agua que puede ser almacenado en los tanques.
CAPiTULO 18
•
En las situaciones en que un volumen de agua adecuado puede ser abastecido por una fuente publica 0 privada pero cuando la presion no es suficiente para servir directamente al sistema de rociadores, el tanque de presion proporciona una buena presi6n de inicio para los primeros rociadores que fun cionan. En los edificios altos donde la presion del acueducto es muy baja para lograr una distribuci6n de agua efectiva para los rociadores mas altos, se pueden utilizar tanques de presi6n para abastecer a dichos rociadores durante el tiempo requerido para que una bomba contra incendio accionada automaticamente em piece a suministrar agua. En cada uno de los usos propuestos de los tanques de pre sion se debe prestar atenci6n especial y analizar la capacidad de agua, la ubicacion y la disposici6n de la conexion con el sistema de rociadores. Cada instalaci6n normalmente debe tener una aprobacion especffica. En la NFPA 22 se encuentran los detalles acerca de la construcci6n e instalaci6n de los tanques de presion.
Abastecimientos de agua para sistemas de rociadores
8-313
Conexi6n dl manguera
Valvula de Cabezal de retenci6n tubos en la sala devalvulas
Conexiones para el Cuerpo de Bomberos En las condiciones de incendio que hacen gue una cantidad con siderable de rociadores funcione, es posible que los abasteci mientos del acuedueto 0 tangues no proporcionen agua a presiones suficientes para lograr una descarga y distribuci6n efec tivas de los rociadores. Ademas, la presion en muchos abasteci rnientos de aguas publicas para sistemas de rociadores se puede reducir materialmente por los chorros de manguera de los hi drantes. En tales casos, una conexi6n a traves de la cual el cuerpo de bomberos publico pueda bombear agua hacia el interior del sistema de rociadores proporciona un abastecimiento secundario importante. Por 10 tanto, las conexiones para el cuerpo de bom beros son una parte estandar de los sistemas de rociadores. Las conexiones para el cuerpo de bomberos deben estar ubicadas y dispuestas de manera que las Ifneas de manguera puedan colocarse facil y convenientemente sin interferencia al guna por parte de objetos cercanos. Cada conexi6n para el cuerpo de bomberos debe estar identificada con un aviso. Cada conexion debe estar ajustada con una valvula de retenci6n, pero no con una valvula de compuerta, de manera que la conexi6n no se cierre inesperadamente. Debe haber un desagiie apropiado, al igual que un dispositivo de purga entre la valvula de retenci6n y
FIGURA 8.18.1 Uniones gemelas tipicas para sistemas de rociadores y columnas reguladoras
FIGURA 8.18.2 Conexi6n tfpica para el cuerpo de bomberos
el acoplamiento exterior de la manguera. Las figuras 8.18.1 y 8.18.2 muestran las caracteristicas principales de una conexion para el cuerpo de bomberos. En la Figura 8.18.l una valvula de retenci6n permite el usa de una sola linea de manguera. Otros detalles acerca de la in~talaci6n y el tamafio del tubo se propor cionan en la NFPA 13, Norma sabre la Instalaci6n de Sistemas de Raciadares. Cuando un sistemd de rociadores de tuberia humeda tiene una sola tuberia vertical, la conexion para e1 cuerpo de bombe ros debe estar unida al lado del sistema de la valvula que con trola. Para un sistema dt;: tuberia seca, la conexi6n para el cuerpo de bomberos debe estar entre la valvula de maniobra del sistema y la valvula de tuba seco. Eso hace posible bombear agua hacia el sistema incluso si la valvula se encuentra cerrada. Si hay dos o mas tuberias verticaks en e1 sistema de rociadores, cada una con su conexi6n indepe.1diente con una tuberia publica, cada sis tema debe tener su propia conexi6n para el cuerpo de bomberos. Si mas de una tuberia vertical esta conectada a un sistema de patio, la conexi6n para el cuerpo de bomberos se debe alimen tar del sistema de patio dellado de suministro de todas las val vulas de cierre de la tuberia vertical y debe haber una valvula de retenci6n en todas las demas conexIones de abastecimiento de agua que dan al sistema del patio para evitar el contraflujo y la perdida del agua suministrada a traves de la conexion para el cuerpo de bomberos. S. una tuberia vertical esta cerrada, la co nexi6n para el cuerpo de bomberos puede abastecer a todas las otras tuberias verticales. Si dos 0 mas tuberias verticales del sis tema de rociadores son alimentadas por una conexi6n para ro ciadores, una conexion para el cuerpo de bomberos puede abastecer a las dos tuberfas verticales. En una emergencia, un cuerpo de bomberos puede bombcar
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SECCION 8
•
Supresion
a base de agua
agua desde los hidrantes publicos 0 desde otras fuentes de agua hacia un sistema de rociadores a traves de una manguera conec tada con un hidrante en el patio u otras conexiones de manguera utilizando un aeoplamiento de manguera hembra doble, 8i otras conexiones del abastecimiento tienen una valvula de retencion o una valvula de compuerta que puede estar cerrada.
LA INFLUENCIA DE VARIOS
FACTORES EN LA NECESIDAD
DE UN ABASTECIMIENTO DE AGUA
La determinacion del requisito de abastecimiento de agua para la mayona de los sistemas de rociadores no siempre es facil de bido a las muchas variables involucradas. Si una fuente de agua que puede abastecer a todos los rociadores se encuentra dispo nible, no hay problema, pero dicho abastecimiento de agua casi nunca es practico excepto en el caso de sistemas pequefios. El requisito de abastecimiento de agua para cualquier sistema de rociadores esta relacionado directamente con la cantidad de ro ciadores que supuestamente van a funcionar, la cual es determi nada por la clasificacion del y el uso anticipado de las demandas de chorros de mangueras exteriores e interiores. Esto, a su vez, depende de tantas variables y factores desconoeidos que no es posible eneontrar una solueion matematica exacta. Los registros guardados por la NFPA antes de 1970 mues tran que se abrieron 20 0 menos rociadores en el 93 por ciento de todos los incendios reportados anecdotieamente en edificios con rociadores. Los datos mas antiguos estan eiertamente tergi versados para incendios mas grandes y resultados mas graves. Con esta historia, no es sorprendente que la insuficiencia del abastecimiento de agua sea raramente una razon citada para el desempefio insatisfactorio de los rociadores. Ademas, el abaste cimiento de agua es una preocupacion importante, particular mente en el caso de los sistemas de rociadores grandes y los sistemas que protegen riesgos superiores a los ordinarios. El estableeimiento del requisito del abastecimiento de agua para un sistema de rociadores requiere que el disefiador del sis tema tenga en cuenta los factorcs relacionados con el control de los rociadores y la extinci6n del sistema de rociadores. Cuando el efecto de enfriamiento del agua descargada por los rociadores es superior al calor liberado por el fuego, los rociadores pueden obtener el controL Cuando ocurre 10 contrario, como cuando se Ie exige demasiado a un abastecimiento de agua 0 el disefio del sistema no es adecuado, los rociadores no pueden controlar el in cendio y e\ sistema de rociadores puede fallar finalmente. Cuando todas las condiciones son favorables, el incendio debe ser control ado por la operacion de solo una pequefia cantidad de rociadores. Ya que las condiciones varian segun las diferentes clases de ocupacion. areas y tipos de edificios, la cantidad de ro ciadores que se espera que funcionen para controlar un inccndio puede variar hasta el numero total en el area de disefio y el abas tecimiento de agua se debe proveer de acuerdo con esto. Los siguientes factores afectan al ntimero de rociadores que pueden abrirse en un incendio y por 10 tanto deben considerarse en la determinacion del requisito de abastecimiento de agua.
Riesgo de Ocupacion (Incluyendo el Riesgo de Incendio Repentino y la Tasa Potencial de Liberacion de Calor) Este es el factor mas importante y uno que requiere un juicio con experiencia para su evaluaci6n. Cuando un riesgo de incen dio repentino se encuentra presente, normalmente es necesario proveer suficiente agua para hacer funcionar todos los rociado res en cualquier area de incendio individuaL
Presion Inicial del Agua Cuando los rociadores contra incendio son sometidos a labora torios de prueba para su listado, son sometidos a pruebas de dis tribucion de agua y de incendio. Estas pruebas son conducidas con un caudal minimo de 57 Umin (15 gpm) por rociador. La presi6n requerida para producir este caudal a traves de un ro ciador estandar de 12,7 mm ( pulg) con un factor K nominal de 5,6 es de aproximadamenre 0,5 bar (7 psi). La presion de fun eionamiento minima de cualquicr rociador es 0,5 bar (7 psi) de acuerdo con laNFPA 13. Especialmente, los rociadores listados pueden tenerpresiones minimas de funcionamiento superiores a 0,5 bar (7 psi). A presiones iniciales de agua superiores, la descarga es co rrespondientemente superior. Por ejemplo, a una presi6n de 1,03 bar (15 psi), un rociador (K 5,6) va a descargar 83 Umin (22 gpm) 0 un promedio de apmximadamente 6,8 Umin/m2) 0,17 galipie2imin) para un rociador con un area de cubrimiento de 12 m2 (130 pies 2). A 2,07 bar (3(' psi), es 151 Umin (40 gpm). Con una descarga superior, existe una mayor oportunidad de contro lar el fuego con un ntimero pequeno de rociadores y una menor necesidad de grandes volumenes de agua para abastecer una gran cantidad de rociadores.
Obstrucciones para la Distribucion de Agua desde los Rociadores Los elementos del edificio no estructurales tales como los al macenamientos en pitas altas, palets, estanterias y anaqueles deben tenerse en cucnta, especialmente en las ocupaciones de riesgo extra y en varios tipos de ocupacioncs de almacena miento. Las obstrucciones crean una mayor posibilidad de que una mayor cantidad de rociadores que necesitan mayores abas tecimientos de agua se abran y una menor probabilidad de que el incendio sea controlado en sus etapas iniciales.
Techos Altos y Condiciones de Corriente de Aire Con los techos de altura inusual, existe una mayor posibilidad de que el movimiento natural del aire arrastre el ealor y 10 aleje de los roeiadores que se encuentran inmediatamente por encima de un incendio, dando como re'mltado no solo una dcmora en la aplicaci6n de agua, sino tambien provocando la apertura de los rociadores que se encuentran alejados del area de origen del in cendio. Normalmente se necesita mas agua en dichas condicio nes. La misma situacion existe cuando hay eorrientes de aire.
CAPiTULO 18
•
como las que se encuentran en las areas abiertas al exterior a los lados donde los vientos pueden desviar el calor de los rociado res por encima del incendio.
Aberturas Verticales para Proteccion Los sistemas de rociadores en los edificios de varios pisos nor malmente estin disefiados bajo la suposicion que el incendio sera controlado en el piso de origen. Cuando existen aberturas sin proteccion por las cuales el calor y el fuego se pueden pro pagar, se puede esperar que se abran mas rociadores, partieular mente en el caso de un incendio que se origina cerea de la abertura verticaL En el caso de alta combustibilidad, es posible que sea necesario considerar a los pisos interconectados como una sola area de incendio. Esto significa mas agua y tamanos de tuba superiores en las tuberias verticales y lineas de abasteci miento.
Sistemas de Tuberia Humeda Versus Sistemas de Tuberia Seca Debido a la demora por el agotamiento ( 0 escape) del aire en los sistemas de tuberfa seca, se espera que se abran mas rociadores en los sistemas de tuberia seca que en los sistemas de tuberia hu meda. Esto puede crear la necesidad de abastecimientos de agua superiores. Las areas de disefio son aumentadas en un 30 por ciento para tener en cuenta esta demora.
Obstrucciones para la Descarga de Rociadores Los patrones de descarga de los rociadores se pueden ver afec tados significativamente por una obstruccion. Los elementos es tructurales de la construccion y otros elementos como los conductos se tuvieron en cuenta historicamente. Recientemente oiros tipos de elementos del edificio como la tuberia y artefac tos de iluminacion fueron considerados como obstrucciones para la distribucion del agua. Las columnas, viga..<;, vigas maes tras, vigas de enrejado de barras, sofitos y los conductos del sis tema de ventilacion y acondicionamiento de aire (HVAC) pueden obstruir la distribuci6n de agua hasta el punto en que se pueden necesitar rociadores adicionales para compensar la obs truccion, dando como resultado mas rociadores en el area de di sefio. Las obstrucciones montadas en el piso, como las cortinas de privacidad, tabiques interiores autoestables y divisores de cuartos, requieren un tratamiento especial. La NFPA 13 trata las areas de preocupacion con respecto a las obstrucciones. Cada tipo de rodador, es decir, de pulverizacion esmndar, de pared la teral, de gota gorda, de cubrimiento extendido y ESFR son tra tados independientemente con sus propios requisitos sobre obstrucciones.
Extension del Cubrimiento
y Exposiciones Cualquier incendio en un espacio sin rociadores que se extiende hasta un area con rociadores automaticosle otorga una demanda
Abastecimientos de agua para sistemas de rociadores
8-315
anormal al sistema de rociadores y requiere mayores abasteci mientos de agua de manera que el sistema pueda funcionar efec tivamente. Sin importar el tamafio del edificio, la NFPA 13 requiere un area especifica de disefio que se relaciona con el riesgo de incen dio de la ocupacion en vez del tamafio del edificio. La idea tras este concepto es proveer un abastecimiento de agua que es ade cuado para cubrir esta area de disefio por un periodo dado. Los ro ciadores en la parte mas alejada (areas hidraul icamente remota:;) de esta area son utilizados como la base para e1 disefio. La capa cidad de abastecer los rociadores en esta area automaticamente significa que los rociadores que estan fisicamente mas cerca de la fuente de abastecimiento de agua tambien pueden ser abastecidos.
REQUISITOS DE ABASTECIMIENTO
DE AGUA PARA LOS SISTEMAS
DE ROCIADORES
A pesar de los problema:s generales involucrados cuando se llega al tema de los requisitos del abastecimiento de agua, el riesgo de incendio representado pm ocupaciones de edificios distintos ha hecho posible establecer los requisitos para los abastecimientos de agua para los sistem as de rociadores. La clasificaci6n de la ocupacion es 10 primero que se debe tener en cuenta, permi tiendo un espacio para IDS oiros factores que tambien participan. La selecci6n de la labia de guia apropiada para el abasteci miento de agua en la NFPA 13 esta basada en el enfoque de disefio para la tuberia de los rociadores. EI enfoque del metodo tabulado es la version mas antigua y la primera que aparecio en la norma en 1896. El concepto Je sistemas disefiados hidraulicamente avanzo en 1969 y es el metodo de enfoque de disefio predomi nante utilizado en la actualidad. LDs requisitos para el abasteci miento de agua minimo para el metodo de disefio por el metodo tabulado, seglin se mueSixa en la Tabla 8.18.1, estan basados en la clasificaci6n de las ocupaciones (riesgo Iigero u ordinario). El abastecimiento de agua total requerido se determina con la Tabla 8.18.1 y cl agu.a para los chorros de manguera esta in cluida si se requiere. Si se utiliza agua almacenada, el flujo de agua total requerida tendria que ser multiplicado por la duracion del caudal para determirar 5i la capacidad del abastecimiento al macenado es suficiente. un factor que no 5eria pertinente en el
TABLA 8.18.1 Requi.5itos de abastecimiento de agua para los Sistemas de rociadores de cedula de tuba
Caudal aceptable Presi6n en la base de la residual tuberia vertical minima (incluyendo el Clasificacion de requerida chorro de manguera Duraci6n la Ocupaci6n (psi) permitido) (gpm) (Min)
~----~----~~~--~--~
Riesgo ligero Riesgo ordinario
!5 20
500-750 850-1500
30-60
60-90
Para Unidades 61: 1 gpm :; 3,785 Llmin; 1 psi = 0,0689 bar.
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SECCION 8
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$upresi6n a base de agua
caso de una fuente de agua municipal confiable. La gufa debe scr utilizada unicamente con un juicio expe rimentado, pero puede servir para todos los casos que califican como las clasificaciones de ocupaci6n de riesgo ligero y de riesgo ordinario que constituyen el porcentaje mayor de las ins talaciones de rociadores. Otras clasificaciones, tales como la ocupaci6n de riesgo extra y el almacenamiento en pilas altas, normalmente involucran factores mas complejos que requieren consideraeiones especiales y deben usar el metodo de disefio de calculo hidraulico. Cuando las bomb as contra incendio contribuyen al abaste cimiento de agua del sistema de rociadores, se requieren bom bas de tamaiio estandar utilizadas con tasas adecuadas de descarga. El abastecimiento de agua para una bomba debe ser adecuado y confiable para proporcionar un funcionamiento con tinuo de la bomba. Cuando los tanques a presion suministran el abastecimiento de agua, la instalaci6n del tanque debe estar de conformidad con las disposiciones apropiadas de la NFPA22. Cuando se propor ciona una combinaci6n de abastecimientos de agua distintos con el fin de tener mas confiabilidad, es una buena practica que la tasa de suministro desde cada fuente sea por 10 menos igual al requisito minimo para el sistema.
CLASIFICACIONES DE
LAS OCUPACIONES
Ocupaciones de Riesgo Ligero La cantidad 0 combustibilidad de los contenidos es baja y se es peran tasas bajas de liberaci6n de calor. Algunos ejemplos de ocupaciones de riesgo ligero son los edificios de apartamentos, dormitorios, edificios para oficinas, las areas de acomodaciones en los restaurantes y los hospitales. En estas ocupaciones, la tasa de liberaci6n de calor potencial e8 baja, las areas normalmente estan divididas y una pequefia cantidad de rociadores normal mente deberia controlar cualquier incendio. Para los sistemas disenados hidraulicamente, 568 Llmin (150 gpm) para el fun cionamiento de los roeiadores y unos 378 Llmin (100 gpm) para la demanda del chorro de manguera (Tabla 8.18.2) generalmente seni un buen punto de partida para la demanda del sistema. Un total de 1893 a 2839 Llmin (de 500 a 750 gpm) para los siste mas de cedula de tuba podria ser necesario para el mismo riesgo, haciendo que este sea un enfoque de disefio menos deseable.
Ocupaciones de Riesgo Ordinario Las ocupaciones de pos: Grupo 1 y Grupo 2.
ordinario estan divididas en dos gru
Grupo 1. Esta clasificaci6n de riesgo ordinario incluye las ocu paciones tales como talleres, panaderias, lavanderias y fabricas de conservas, en las cuales los contenidos de combustibilidad es moderado, las pilas de combustibles no superan los 2,4 m (8 pies), y la tasa de liberaci6n de calor es superior a la pertene ciente a la clasificaci6n de riesgo ligero. Las ocupaciones de
riesgo ordinario Gnlpo I requeriran un minimo de 851 Limin (225 gpm) para el funcionamimto de los rociadores y 946 Limin (250 gpm) para mantener los <.:horros de mangueras interiores y exteriores. Si se selecciona un enfoque del metodo tabulado, es necesario un caudal minimo de 3217 Llmin (850 gpm). Grupo 2. Esta clasificaci6n dt: riesgo ordinario incluye las ocu paciones tales como fabricas de ropa, ocupaciones mercantiles, de fabricaci6n de farmaceuticos, ciertas ocupaciones de carpin teria y fabricas de zapatos. Con este grupo, los contenidos de combustibilidad, las alturas del almacenamiento y los elementos de obstrucci6n son de moderados a altos, las pilas de almacena miento no exceden los 3,7 m (12 pies) y la tasa de liberaci6n de calor es superior a la del Grupo I. Las ocupaciones de riesgo or dinario Grupo 2 requerinin Utl caudal minimo de 1125 Llmin (250 gpm) para el funcionamiento de los rociadores, mas 946 Llmin (250 gpm) adicionales :)ara que funcionen los chorros de mangueras interiores y extericrcs. Si el diseiio esta basado en el metodo tabulado, es necesari0 un caudal total minimo de 3217 Llmin (850 gpm).
Ocupaciones de Riesgo Extra Las ocupaciones de riesgo e}:tra consisten en las propiedades donde la cantidad y combusti bilidad de los contenidos es muy alta. Se pueden encontrar Hquidos combustibles, polvo, pelusas u otros materiales, introducietldo la probabilidad de incendios que se desarrollan nlpidameme con tasas altas de liberaci6n de calor. Se esperan rociadores (on poca separaci6n entre sf y ta manos de tubo mas grandes. Las ocupaciones de riesgo extra estan divididas en dos grupos Grupo 1 y Grupo 2. Grupo 1. Las ocupaciones de riesgo extra (Grupo I) incluyen aquellas que pueden producir j ncendios graves cuando pequeiias cantidades de liquidos inflamables 0 combustibles se encuen tran presentes. Estas incluyen las ocupaciones tales como las de fundimiento a troquel, las de fabricaci6n de madera terciada y tabla de partfculo, las de impn~si6n [que utilizan tintas con pun tos de inflamaci6n por debajo de 37,8°C (lOO°F)], las de opera ciones de fabricaci6n de cauchos, los aserraderos, las de operaciones textiles y las de Llbricaci6n de espuma plastica. Grupo 2. Las ocupaciones dt: riesgo extra (Grupo 2) incluyen aquellas que pueden producir incendios graves cuando se en cuentran presentes cantidades de moderadas a sustanciales de If quidos inflamables 0 combuscibles, 0 cuando los combustibles de ocupa estan tapados en gran parte. I sto incluye los ci6n tales como la saturaci6n con asfaito, la pulverizaci6n de li quidos inflamables, el recubnmiento a traves de un caudal, el temple de petroleo al aire llbre, 1a limpieza can solventes y la in mersi6n en bamices y pintura por grupos generales de En cualquier tratamiento de 1(8 ocupacion, se debe tener en cuenta que las propiedades indivi duales difieren ampliamente)' que los edificios de la misma cla sificaci6n de ocupaci6n nominal pueden presentar riesgos individuales muy diferentes que se deben considerar en cual quier determinacion del abast~cimiento de agua.
CAPiTULO 18
•
Abastecimientos de agua para sistemas de rociadores
8-317
hidraulico de los sistemas de tuberia de rociadores. Un sistema de rociadores disefiado hidraulicamente es aquel en que los tamanos de los tubos son seleccionados de acuerdo con la perdida de presion para proveer una densidad es tablecida en litros :;Jor minuto por metro cuadrado [(gal/minlpie2)], 0 una presion de descarga minima 0 flujo por rociador establecidos, distribuidos con un grado razonable de uniformidad sobre un area especificada. Esto permite la selec cion de los tamanos de 'Ubo de acuerdo con las caracteristicas del abastecimiento de agua disponible. La densidad del diseno y el area de ap1icacion estipuladas pueden variar segun el riesgo de la ocupacion. Esta es la definicion literal de un sistema dise fiado hidraulicamente, tomada de la NFPA 13. Esta definicion establece la premisa basica para el metodo preferido de diseno del sistema de rociadore3. La Tabla 8.18.2 y L1 Figura 8.18.3 son utilizadas para de terminar la densidad, el area de funcionamiento del rociador y
REQUISITOS DE ABASTECIMIENTO
DE AGUA PARA LA PROTECCION
CON CHORRO DE MANGLIERA
Los valores dados en la Tabla 8.18.1 inc1uyen los requisitos del chorro de manguera. Al considerar los requisitos de agua para los chorros de manguera uno se debe dar cuenta de que si los rocia dores funcionan efectivamente, se requiere poca ayuda con cho rros de manguera. Aunque generalmente este es el caso, se debe tomar una vision realista de las posibles contingencias y de la can tidad de agua que podria necesitarse para la proteccion con cho rros de manguera en condiciones adversas. Los chorros de manguera tambien pueden ser necesarios para lograr la extincion fmal del incendio. Sin embargo, se debe tener en cuenta que la tec nologia de los sistemas de rociadores en la actualidad esta hecha para controlar un incendio y no necesariamente para extinguirlo. En la evaluacion de los requisitos del chorro de manguera, uno debe considerar varias posibilidades, tales como la cantidad de agua necesaria para la extincion fmal y las operaciones de lim pieza, 0 los pasos que se deben seguir en caso de que los rociado res esten retrasando la propagacion del fuego pero no sean completamente efectivos en el control del incendio y su extincion.
TABLA 8.18.2 Demanda del chorro de manguera y requisitos de duraci6n del abastecimiento de agua
SISTEMAS DE ROCIADORES
DISENADOS HIDRAuLiCAMENTE
La planificacion de los nuevos abastecimientos de agua 0 la eva luacion de los abastecimientos existentes para los sistemas de rociadores requiere de informacion acerca del comportamiento
Clasificaci6n de riesgo
Manguera interior (gpm)
Ligero Ordinaria Riesgo Extra
0,50, c 100 0,50, C 100 0,50, C 100
Para unidades 81: 1 gpn
Total combinado de mangueras interiores y exteriores (gpm)
Duraci6n (Min)
100 250 500
30 60-90 90-120
=3,785 Llmin.
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SECCION 8
•
Supresion a base de agua
los requisitos de abastecimiento de agua para los sistemas de ro ciadores discfiados hidniulicamente. Los sistemas deben ser eal eulados para satisfacer un punto unieo en la curva proyectada apropiada y la tuberia interior debe estar dc acuerdo con este punto proyeetado. No es necesario encontrarse con todos los puntos en la curva seleeeionada. En algunos casos donde se en cuentra disponible un abasteeimiento de agua grande, puede ser ventajoso, por la eliminacion de una bomb a contra incendios, para disefiar el sistema utilizando la parte superior de la curva. En otros casos, podria ser mejoI disefiar con areas de aplicacion mas pequef\as y densidades mas allaS, ya que estas tienden a Ii milar el tamafio del incendio, aunque se requiera una bomba contra incendios. Al seleccionar un punto en la curva en la Figura 8.18.3, se debe observar que es necesaria una mayor cantidad de agua total en terminos de flujo y capacidad a medida quc se sube por la curva. Como un ejemplo, para un sistema de riesgo ligero, un area de 139 m2 (1500 pie2) requiere una densidad de 4,1 Llminlm2 (0,10 gpm/pie2) 0 un caudal de 568 Llmin (150 gpm). Si se selecciona un area de 232 m2 (2500 pies 2), la densidad es solo 3,2 Llminlm2 (0,08 gpm/pie 2), pero el caudal total se au menta hasta 757 Llmin (200 gpm). Las mismas c1asificaciones de riesgo de la ocupaeion que aplican a los sistemas de rociadores de cedula de tube aplican a los sistemas de rociadores disefiados hidraulicamente. Sin embargo, las figuras de abastecimicnto de agua recomendadas son un poco mas bajas debido a la mayor eficiencia de un sis tema calculado. El agua permitida para los chorros de mangueras interiores y exteriores puede combinarse y sumarse con el requisito del sistema en la conexion del sistema con la tuberfa principal sub terranea. El requisito de agua total debe ser ca1culado a traves de la tuberfa principal subterranea hasta el punto de abastecimiento. Para los sistemas de diluvio y de pulverizacion de agua con orificios abiertos, los ca1culos son esenciales. Los sistemas de rociadores automaticos que protegen al almacenamiento en pilas altas requieren una densidad de agua especifica para el control del fuego. Ya que el entoque de disefio hidniulico provee un di sefto superior, siempre deberia seleccionarse siempre como el metodo de preferencia.
software de hidraulica, incluyendo el soporte que ofrecen los programas.
Programas de Calculo Hidraulico
usada para calcular los caucales a traves de orificios y tubos cortos. Para un rociador dado, el producto de estos numeros en la ecuacion . . . 29,8cJ2 s( vuelve una constantey se denota como el factor K del rociad,)r. En el caso de un rociador con un orificio de 12,7 mm (12 mig), la constante es 5,6 y es de rivada multiplicando los si~uientes numeros: 29,8 x 0,75 x (12)2 = 5,6. Ahora se puede lltilizar una ecuacion simplificada para describir cl caudal a traves del orificio del rociador. La nueva ecuacion es
Desde que la NFPA 13 pennitio por primera Yez el uso de cM culos hidraulicos, se han desarrollado varios programas de com putadora que pueden ayudar al diseftador con esta tarea cn particular. No se requiere que estos programas esten listados ni que esten regidos por la NFPA 13. Deben, como minimo. ser ca paces de pro veer la informacion rcquerida para cualquicr pro cedimiento de un calculo hidraulico. Esta informacion incluye. pero no esta limitada a los puntos de referencia hidraulica, el caudal y la presion en puntos especificos, el diamctro del tubo y, para un sistema de parrilla, una hoja impresa indicando la di reccion y las cantidades del caudal. Las capacidades y limitaciones de los programas por com putadora varian tanto entre SI como las diferencias de precio de los mismos. Antes de comprar uno de estos programas, el usua rio deberia y comparar los diferentes programas de
Metodo de Calculo del Caudal Un metodo para haeer caicu10s del caudal para un sistema de ro ciadores esta provisto en la 1\.FPA 13. EI area proyectada para los calculos dcl caudal debe ser se leccionada como el area de mayor demanda hidrauliea para el sistema de rociadores. El area debe tener una dimension paralela ala derivacion de 1,2 veces la raiz cuadrada del area del fun cionamiento anticipado de los rociadores. El resultado de 1,2 veces la raiz cuadrada del area se suma para asegurar que la parte larga del rectangulo sea a 10 largo de la derivaci6n. En los sistemas de parrilla, el area de mayor dcmanda hidraulica debe ser verificada utilizando dos conjuntos de calculos adicionales. Esta tecnica se conoce como ':rico de demanda "peaking") "pe aking" y simplemente sirve para probar que se ha ca1culado el area de mayor demanda. Cada rociador en el area 'Jroyectada debe descargar con una tasa de flujo al menos igual a la tasa 0 densidad de aplicacion del agua minimas. Empiece los calculos en el rociador mas alejado hidniulicamente de la conexion de suministro. En las configura ciones de sistemas comunes, este sera el rociador del extremo en la ultima derivacion. La preskln minima de funcionamiento para cualquier rociador no debe ser inferior a 48 kPa (7 psi), 0 una presion minima mas alta segun 10 especificado en ellistado del laboratorio. Los rociadores e~peciales, tales como los de cubri miento extendido, de respuesta rapida de supresion (ESFR), en estanteria y de gota gorda, v ill a requerir presiones de funcio namiento bastante superiores a este minimo de 48 kPa (7 psi).
EI Rociador Mas Alejado Asumiendo una presion minima de 69 kPa (l0 psi) en el rocia dor mas remoto y un coeficie'1te de descarga de 0,75 para un ro ciador de orificio estandar de 12,7 mm (12 pulg), hay una descarga de 67 Llmin (17,7 gpm) calculados con la formula
Q
29,8cd\jP
Q=K/P La presion por velocidad no es un factor en cl rociador mas remoto, pero se puede tener en cuenta en todos los dermis ro ciadores en el ejemplo que;igue. Algunas organizaciones ig noran la presion por velo:idad en sus calculos. El error introducido por hacer esto e~ en ellado de seguridad.
CAPiTULO 18
•
Ejemplo de Segundo Rociador antes el Final Asumiendo que se cuenta con rociadores con una separacion de 3,05 m (10 pies en las derivaciones, con la seccion final del tubo con un diametro nominal de 25,4 mm (1 pulg), la perdida de friccion a un flujo de 67 Llmin (17,7 gpm) con un coeficiente de la formula de Hazen y Williams de 120 (valor para la tuberia de acero negro) sera de 7 kPa (1,0 psi). La presion total en el segundo rociador sera de 69 + 7 kPa (10,0 + 1,0 psi) = 76 kPa (11,0 psi). La presion por velocidad, 8i se uti liza en el procedimiento, se calcula con la formula Q2 0,001123 D2
donde P v = presion por velocidad (psi)
Q = caudal (gpm) D = diametro interior del tubo (pulg) La presion por velocidad se relaciona con el disefio del sistema con
donde
Pn PI P,
presion normal presion total presion por velocidad
De esto, la presion por velocidad basada en un caudal de 67 Llmin (17,7 gpm) sera de 2 kPa(0,3 psi). La presion normal (pre sion actuando perpendicular con respecto a la pared del tubo) ac tuando en el segundo rociador cs la presion total de 76 kPa (11,0 psi), mcnos la presion por velocidad de 2 kPa (0,3 psi), 10 cual equivale a 74 kPa (10,7 psi). En todos los rociadores excepto el ultimo rociador, solo se considera que la presion normal acrua sobre los rociadores. La descarga desde el segundo rociador, a una presion de 74 kPa (10,7 psi), sera de 69 Llmin (18,3 gpm). El tubo entre el segundo y tercer rociador, tambien con un diametro de 25,4 mm (I pulg), 3,05 m (10 pies) de largo y con un caudal de 67 Llmin (17,7 gpm) + 69 Llmin (18,3 gpm) = 136 Llmin (36,0 gpm, tendra una perdida por friccion de 26 kPa (3,8 psi) y una presion por velocidad de 8 kPa (1,2 psi). La presi6n normal en el tercerrociadores de 74 kPa (10,7 psi) + 26 kPa(3,8 psi) 8 kPa (1,2 psi), 0 92 kPa (13,2 psi).
Otros Rociadores en una Derivaci6n La Figura 8.18.4 puede ser utilizada para establecer la correc ci6n de la presion por velocidad necesaria para varios tamafios de tubo y caudales. Esta figura puede ser utilizada para cual quier tipo de tubo, pero esta basada en el uso del tuba cedula 40. La diferencia en la presi6n por velocidad es minuscula ya que se relaciona con la cedula del tubo. La 8.18.5 es un ejemplo de 1 componente de presi6n
Abastecimientos de agua para sistemas de rociadores
8-319
por velocidad, determinado de la siguiente manera: Se deter mino que el caudal entre el ultimo y penultimo rociador en la de rivacion era 67 Llmin ( 17,7 gpm) y el tamafio del tubo es 25,4 mm (1 pulg). La grafica en la Figura 8.18.4 ahora es utilizada para localizar un caudal de 67 K/min (17,7 gpm) en el eje x, avanzando verticalmente desde este punto hasta que se inter cepta la linea de 25,4 mm (1 pulg). La presi6n correspondiente es tomada del eje y y se determina que es 2,1 kPa (0,3 psi). Esto procedimiento ahora se puede repetir para cada combinacion de tamafios de tubos y caudales. Hasta este punto, la presion por velocidad ha estado basada en el caudal corriente abajo del rociador que se esta conside rando; esto ha sido comprobado mediante pruebas. Tambien se ha demostrado a traves de esas pruebas que mas alia del segundo rociador, la presion por velocidad debe sacarse con el caudal en ellado corriente arriba del rociador que se esta considerando. Esto se hace por ensayo y error, asumiendo un caudal desde el rociador, calculando la presion por velocidad desde el caudal total, determinando una. presion normal y ca1culando un caudal desde la presion normal. Si el caudal ca1culado no se encuentra razonablemente cerca del flujo presumido, asuma un caudal dis tinto y repita el procedi miento hasta que los dos esten cerca. Por ejemplo, asuma un caudal del tercer rociador de 72 Llmin (19,0 gpm) y asumaque el tubo entre el tercer y cuarto ro ciador es de 32 mm (I ';' pulg). El caudal total es de 136 Llmin (36,0 gpm) + 72 Llmin (19,0 gpm) 208 Llmin (55,0 gpm). La prcsion por velocidad es 6 kPa (0,9 psi) y por 10 tanto, la presion normal en el tercer roclador es 108 kPa (15,7 psi) - 6 kPa (0,9 psi) 0102 kPa(14,8 psil. EI caudal corregido entonces se vuelve 82 Llmin (21,6 gpm), Ie cual no esta 10 suficientemente corca de los 72 Llmin (19,0 gpm) presumidos. Intente un caudal presu mido dc 81 Llmin (21,5 gpm). El caudal total en el tercer rocia dor entonces se vuelve 136 Llmin (36,0 gpm) + 81,4 Llmin (21,5 gpm) 217,6 Llmin (57,5 gpm). El procedimiento para hacer el ca1culo para los otros rociadores en la derivacion es el mismo que se usa para el del tercer rociador. Si este conjunto de condi ciones se compara cn el disefio de la cedula del tubo, se vera que la presion minima en 18 tuberia vertical de 103 kPa (15 psi) se ha sobrepasado, a menns que, ya que es muy probable, la pre sion con un caudal de 217,6 Llmin (57,5 gpm) es sustancial mcnte mayor a aquella con un caudal de 1893 Llmin (500 gpm). Bien sea que la presiol con un caudal de 217,6 Umin (57,5 gpm) sea superior a 10:1 kPa (15 psi) depende de las caracteris ticas del abastecimiente de agua. En cualquier caso, aparece que sin muchos mas rociadores abiertos, la presion en el rociador mas remoto sera ioferie r a los 69 kPa (10 psi) seleccionados en este ejemplo.
Derivaciones, Tuberias Principales Transversales, Tuberfas Verticales y Accesorios Presion de la Tuberia Principal Transversal en la Conexion con la Derivacion. Esta es la presion normal en el rociador abierto mas cercano incrementada por la perdida por friccion y la presion por velocidad en el tuba que interviene. Si la deriva cion es alimentada a tra I'es de una "T" y un nip Ie, se deben per mitir perdidas por friccion adicionales, aunque la perdida por
8-320
SECCION 8
•
Supresi6n a base de agua
Flujo (gpm)
FIGURA 8.18.4 Grafica para fa determinaci6n de fa presi6n par vefocidad
G>
@
0
I
"[ 1" 10-0
@
I
I 1.1.11
1" 10-0
10-0
Presi6n por velocidad (psi)
Presi6n normal (psi)
0,3
11
4
para producir el caudal, se puede considerar que la derivacion entera tiene las caracteristica, de descarga de un solo orificio, y la constante de descarga K en la formula puede ser determinada, siendo P la presion neta cuando los caudales son tornados desde las "T" en la tuberia principal transversal.
Resumen Flujo (gpm)
0@ @0 0@
Perdida de fricci6n(psi)
17,7 36
3,8
1,2
13,3
57,5
3,9
1,0
15,0
Derivaciones en Lados Opuestos de Una Tuberia Principal Transversal. Estas derivacic'nes pueden tener diferentes canti dades de rociadores abiertos, en cuyo caso la presion en la tu beria principal transversal debe ser el mas alto de los dos val ores calculados. Esto incrementa la descarga desde la derivacion dando la presion computada mas baja, y la descarga real debe ser calculada para la presion mas alta utilizando la ecuacion
FIGURA 8.18.5 Ejempfo de presi6n par vefocidad
friccion en los niples con una longitud inferior a 152 mm (6 pulg) normalmente es ignorada.
Dos Derivaciones en Una Linea de Rociadores. Estas pueden tener 1a rnisma cantidad de rociadores 0 una cantidad distinta. La presion en la entrada a las dos derivaciones siempre sera 1a misma. Los calcu10s empezando en los ultimos rociadores seran duplicados por el nlimero de rociadores abiertos. Luego de que se ha calculado la descarga desde cua1quier cantidad de rocia dores en la derincion y se ha determinado la presion necesaria
donde P2 es tomada como la presion mas alta, Q21a descarga incrementada cOlTespondientf que debe ser determinada y PlY Q 1 la presion y descarga colTespl)ndiente desde 1a derivacion requi riendo unicamente la presion nas baja. Esta proporcion y su con cepto asociado es importante ~n que solo una presion puede estar presente en un punto de empalme en particular. Luego de que se ha de :erminado la descarga aumentada apropiada, las dos tasas de flujo pueden ser combinadas con K y calculare para las derivacie,nes combinadas.
CAPiTULO 18
•
Cuando se asume que los rociadores en la segunda deriva cion est:in abiertos, empezando en el rociador en la tuberfa prin cipal transversal, el rociador abierto mas alejado de la tuberia transversal es considerado como el rociador del extremo en el ca1culo de la derivacion, el siguiente abierto es el segundo y asi sucesivamente, sin importar los rociadores que no estan funcio nando en el extremo exterior de la derivacion.
Presiones en la Tuberia Principal Transversal. Las presiones de la tuberia principal transversal son ca1culadas con el mismo procedimiento utilizado para los rociadores en una sola deriva cion, excepto que no es necesario utilizar el procedimiento de ensayo y error para la tercera y para las demas derivaciones adi cionales ya que el efecto del cambio en la presion por velocidad con caudales pasando a traves de las "Tn en la tuberia principal transversal es nonnalmente insignificante. La presion neta que produce el caudal en las siguientes derivaciones es tomada como la presion nonnal en la ultima derivacion, aumentada por la per dida por friccion en el tube entre las derivaciones. Presion en la Tuberia Vertical. La presion en la tuberia verti cal es tomada como la presion nonnal en la derivaci6n con cau dal mas cercana, aumentada por la perdida por friccion total entre esta derivacion y la tuberia vertical y por la presion por ve loci dad en la tuberia principal transversal en la conexion de la tuberia vertical. Perdida por Presion en los Accesorios. Esto generalmente esta incluido en los calculos solo cuando el accesorio involucra un cambio en la direccion del caudal. Una excepcion para esto es el accesorio que antecede inmediatamente el rociador. La perdida por friccion en las valvulas de maniobra, de compuerta y de re tencion y en las coladeras, medidores, dispositivos de contrafiujo y dispositivos similares siempre se incluye. La perdida por fric cion en la tuberia entre la fuente de abastecimiento y los rocia dores abiertos obviamente se debe incluir en todos los ea1culos. Las diferencias de elevaeion deben pennitirse sobre la base de que cada metro (pie) de altura representa 9,82 kPa/m (0,434 psi). En los edifieios de varios pisos, esto puede ser un factor im portante. Las tuberias alimentadoras, tuberfas principales trans versales y derivaciones dentro del mismo sistema pueden ser en bucle 0 parrilla para dividir el agua total que fluye hasta el area proyectada.
Sistemas de Parrilla. Muchos sistemas de parrilla estan siendo
Abastecimientos de agua para sistemas de rociadores
8-321
instalados en la actualicad. El usc de sistemas en parrilla signi fica que cad a rociador cs alimentado desde varias direcciones, con una reduccion resultante en la medicion del tubo. Los cal culos hidraulicos requeridos para un sistema de parrilla son complejos y casi imposible sin el uso de computadoras.
Tratamiento del Abastecimiento de Agua La corrosion influenciada microbiologicamente (CIM) ahora esta tratada en la ~PA 13. En las areas con abastecimientos de agua que han contribuiGo a la CIM, los abastecimientos de agua deben ser probados y tratados apropiadamente antes de llenar 0 probar los sistemas de wberia metiilica. La ClJv1 es la corrosion :jue ocurre en el interior del entubado de cobre y en todos los tipos de tuberia de acero que es acelerada por microorganismos. El efecto en general es la fonnacion de depositos 0 colonias y la picadura de la tuberia metalica del sis tema en periodos de tienpo relativamente cortos. Ademas de las pequefiisimas fugas crcadas por la CL'A, las obstrucciones pro vocadas por los tubercu los pueden cambiar e1 factor de friccion y el area en corte del tuoo. Los expertos en corrosi,)n han sabido acerca de la CIM durante decadas, pero la presencia de CI\I en los sistemas de protecci6n contra incendios es un j enomeno relatiyameme nuevo.
BIBLIOGRAFIA COdigos, Normas y Priicticas Recomendadas
~FPA
La consulta de los siguientt:S nonnas y praCI:cas recomendadas de la NFPA suministrara i ~fonnaci6n adicional acerca de los abastec imientos de agua para siste nas de rociadores discutidos en este capitulo. (Consulte la ultima version del Caralogo de yer la disponi bilidad de las (dtimas edici Gnes de los siguientes documcntos.) NFPA 13, Stalldardfor thE Installation ofSprillkler Systems NFPA 13D, Stalldardfor Me Installation ofSprillkier Sntell1s ill One and Two-Family IAnBings and }viallufactllred Homes NFPA 13R, Standardfor tile Installation ofSprillkier S,'stems in Resi dentialOccupancies 'IP to and Including FOllr Stories in Height NFPA 15, Standardfor Wuter Spray Fir:ed Systemsfor Fire Protection NFPA 20, Standardfor the Instaliation ofStationary PUlIlpsfor Fire Protection NFPA 22, Standardfor WGter Tanksfor Primle Fire Protection NFPA 230, Standardfor tf. e Fire Protection ofStorage NFPA 291, Recommended Practice for Fire FlOlI' Testing and lvfark ing ofHydrants
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Revisado por
William A. Webb
I termino aire acondicionado ha sido definido por la American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) como "el proceso de tratamiento del aire para controlar simultaneamente su tempera tura, humedad, limpieza y distribuci6n para que cumplan los re quisitos de confort de los ocupantes del espacio acondicionado". Los sistemas de aire acondicionado y ventilaci6n, excepto las unidades auto-contenidas, invariablemente involueran el uso de conductos para distribuci6n del aire. Los conductos, a su vez, presentan la posibilidad de propagar el fuego, gases del fuego y humo por el edificio 0 area que sirven. La NFPA 90A, "Norma para la Instalaci6n de Sistemas de Aire Acondicionado y Ventilaci6n", ofrece detalles sobre pro tecci6n contra estos riesgos. La bibliografia y lista de lecturas adicionales al final de este capitu10 contienen referencias adi cionales de las cuales se puede obtener mucha informacion util.
E
TIPOS Y OPERACION DE SISTEMAS Los varios tipos de sistemas de aire acondicionado inc1uyen: (1) sistema~ en los que el aire se filtra 0 lava, enma y deshumidi fica en el verano, y se calienta y humidifica en invierno; (2) sis temas en 10 que el aire se filtra, enfria y deshumidifica; y (3) sistemas en 10 euales el aire se filtra, calienta y deshumidifica. La Figura 10.9.1 muestra una distribuei6n tipica de los diferen tes componentes de un sistema de aire acondicionado central. El sistema de ventilacion simplemente introduce 0 extrae aire a un espacio por medios naturales 0 meciinieos. El aire puede ser acondicionado 0 no. En relaci6n con el sistema tipico que muestra la Figura 10.9.1, un conducto de toma de airc fresco se coneeta directa mente al ducto de retorno. Desde este punto, la mezcla de aire fresco y recirculado pasa a traves del equipo de acondiciona miento de aire. El aire se somete a varias operaciones en estos equipos, incluyendo filtracion 0 limpieza, calentamiento 0 en friamiento, y humidificacion. EI aire acondicionado entonces se hace circular por el area servida por medio de un sistema de duc-
William A. Webb, P.E., es Presidente de Performance Technology Consulting Ltd. en Lake Bluff, Illinois. Fue presidente del Comite de la NFPA sobre AireAcondicionado y es miembro actual de los Comites de la NFPA sobre Pruebas de Incendio, Equipos de Servicio de Con strucci6n y Protecci6n contra Incendios y Sistemas de Construcci6n.
rerorno
AI sistema de dislribuci6n
~
t
Aire de
;--
\---1
Toma de aire fresco-
Fillro~J
Precalertador
ir
Ser~en III de enfnamlento
L
b
'- Humidificador Recalentador
FIGURA 10.9.1 Disposicion tipica de los componentes de un sistema de aire acondicionado central
tos (Figura 10.9.2). Aquellos sistemas que no reeirculan aire toman todo su aire de reemplazo directamente del exterior. Un edificio puede contene" mas de un sistema, no necesariamente del mismo tipo.
LOCALIZACION DE LOS EQUIPOS Los ventiladores, ealentadores, filtros y equipos relaeionados que constituyen un sistema de aire acondicionado central se loealizan preferiblemente en un cuarto separado del resto del area del edi fieio por paredes, piso y eonjunto de piso y cielo raso con una tasa minima de resisteneia al fuego de 1 hora. Esta disposicion evita que un incendio que afecte los equipos se prop ague facilmente a las areas adyaeentes del edificio. Tambien evita el aeceso de per sonas no autorizadas al equipo. Idealmente, los cuartos de servi cio que albergan equipos de aire acondicionado estan protegidos por roeiadores automahcos. Como minimo, se deben proveer y distribuir detectores de tmmo dispuestos para inieiar la alarma y parar el sistema de aire ucondicionado. No se debe permitir el al macenamiento de combustibles en la sala de equipos.
TOMAS DE AIRE FRESCO La localizaci6n que se escoja para las tomas de aire fresco de un
10-137
10-138
SECCION 10
•
Confinamiento de los ineendios
lll(l~r~~~~c§ie§,o~m§ro~y~t§ec~h~o§~§s§is~re~n~te=s=a'~fu=~==o~'~1~~~==l
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La protecclon en esias debe ser de acuerdo al conjunto de cielo raro clasifcado
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Toma de aire~ exterior --- F.D.
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NOTA: Los requisitos para ductos de retorno y extracci6n son similares S.D. = compuerta (damper) corta humo
ED, = compuerta (damper) corta fuego
• A,C. Corriente alterna
=
FIGURA 10.9.2 Instalaeion tipiea de eonduetos en un edifieio que ilustra la proteeeion requerida para paredes, eielos rasos, pisos y pozos 0 eolumnas
sistema es decisiva porque el fuego, gases del fuego 0 humo que se originan fuera del edificio pueden se facilmente arrastrados al interior a traves de estas tomas y propagarse por el edificio. Donde pueda existir este se puede proveer proteccion con la instalacion de compuertas contra fuego 0 humo en las tomas, controladas por detectores de incendio y humo. Al considerar la localizacion de tomas aire fresco exterior, se debe pensar en la posibilidad de que se puedan introducir al sistema chispas u otros productos de la combustion de una chi menea de exposicion 0 de incineradores. La consideracion no se debe imitar a los edificios contiguos 0 almacenamiento de combustibles, La posibilidad de incendio en una seccion dife rente del mismo edificio 0 de un edificio adyacente que exponga la toma es un factor que tambien debe tenerse en cuenta. Como el humo generalmente se eleva, mientras mas bajas se instalen las tomas es menor la posibilidad de que aspirar el hurno. Todas las tomas de aire deben tener mallas de material re sistente a la corrosion para evitar que se introduzca materia al sistema. El tamano de la malla se debe limitar de 1;4 a Y:, pulgada para ocupaciones residenciales y Y:, a I pulgada para otras ocu paciones. EI mantenimiento adecuado incIuye la extraccion pe riodica de basura acumulada u otros deseehos de la vecindad inmediata de las tomas. Algunas tomas de aire fresco tienen un filtro sometido a los riesgos mencionados mas adelante en este capitulo, bajo "Filtros de Aire y Depuradores". Estos filtros
deben protegerse y mantenene adecuadamente.
EQUIPOS DE ENFRIAMIENTO Y
CALENTAMIENTO DE AIRE
Los equipos de enfriamiento de aire presentan dos clases basi cas de riesgos: (1) aquellos de los equipos electricos y (2) los del refrigerante que se usa. Es importante que el equipo de enfria miento este correetamente instalado y mantenido. La instala cion de todos los equipos electricos debe seguir las recomendaciones del fabricante y la NFPA 70, "Codigo EMc trico Nacional®". Uno de los problemas a:lOciados con las unidades de refri geracion es el riesgo de explosion debido ala sobrepresurizacion del refrigerante. Los controles adecuados de seguridad pueden atenuar este problema. Como resultado del Protocolo de Montreal y la prohibicion de algunos refrigerantes que ago tan el ozono, la industria esta buscando activamente desarrollar sustitutos aceptables. Actualmente, los fabricantes estan usando una variedad de posibles refrigerantes. Las propiedades de los candidatos a po sibles sustitutos se estan probando minuciosamente. Sin em bargo, algunos parecen tener caracteristicas inflamables,
CAPiTULO 9
explosivas y toxicas que no han sido tratadas adecuadamente. Ademas, existe el requisito para que el personal de manteni miento capture y reprocese los refrigerantes que agotan el ozono. El desahogo en la atmosfera ya no esta permitido. Se puedcn encontrar las propiedades de los refrigerantes en el "Sa fety Code for Mechanical Refrigeration ,,1 del ASHRAE.
FILTROS Y DEPURADORES DE AIRE Los filtros y limpiadores de aire usados en los sistemas de aire acondicionado y ventilacion se agrupan en tres categorias gene rales: (l) unidades de filtros de elementos fibrosos, (2) fiitros de elementos renovables y (3) depuradores de aire electronicos. Los dos primeros son verdaderos filtros; el ultimo es un preci pitador estatico. Los filtros y limpiadores de aire tienen un riesgo potencial debido a su funcion de extraer de la corriente de aire polvo arrastrado y otra materia. Este material se acumula sobre el elemento de filtro 0 las placas de recoleccion del preci pitador y, si se enciende, puede quemarse, con la posibilidad de producir grandes volumenes de humo. El humo y otros gases de la combustion pueden circular por el edificio por medio del sis tema de manejo del presentando una amenaza directa para la seguridad de la vida. No se debe pasar por alto la posibilidad de que el elemento del filtro sea combustible 0 este recubierto con un adhesivo eombustible. Underwriters Laboratories, Inc, (UL) relaciona dos clases de elementos de filtros: 2 Clase 1: Filtros que, cuando estan limpios, no aportan com bustible si son atacados por las llamas y emiten solamente can tidades insignifieantes de humo. Clase 2: Filtros que, cuando estan limpios, se queman mo deradamente si son atacados por las llamas 0 emiten cantidades moderadas de humo, 0 ambas cosas. Ambas clases tienen ele mentos renovables (lavables y re-usables) y elementos reempla zables (desechables). Los elementos de los filtros Clase 1 son los preferidos, es pecialmente para sistemas que sirven lugares de reunion como te atros, auditorios y tiendas de departamentos. Los elementos de Clase 1 tambien son la opcion obvia para sistemas en ocupacio nes cuyos contenidos son muy susceptibles a dafios por el humo. Cualquier elemento de filtros, sin embargo 5i no se limpia 0 cam bia con regularidad, puede volverse peligr050 debido a la acu mulacion de polvo combustible, etc. El Anexo B de la NFPA 90A contiene recomendaciones para la limpieza de filtros.
Filtros de Elemento Fibroso Los filtros de elemento fibroso se colocan en la corriente de aire y permanecen alH hasta que la carda de presion a traves del fil tro llega a un punto critico, debido a la acumulacion de material arrastrado. En este punto, el filtro se saca, limpia y reinstala 0 simplemente se des carta y se reemplaza con un nuevo filtro. Los filtros de elemento fibroso son de tipo viscoso por impactacion o de tipo de medio seco. EI filtro de tipo viscoso por impacto se caracteriza por pa neles lisos 0 plisados de felpa de fibra relativamente burda. La porosidad del panel es alta. Las fibras estan recubiertas con un
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Sistemas de aire acondicionado y ventilaci6n
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adhesivo que atrapa cu.alquier materia arrastrada en la corriente de aire. Las felpas tienen un espesor de 13 a 102 mm. (Y2 a 4 pulgadas), siendo las mas comunes las de 25 y 51 mm. (1 y 2 pulgadas). Este tipo de filtros es mas eficiente cuando la ve loci dad del aire esta entre 122 y 213 mlmin. (400 a 700 pies/min.). La mayori.a de estos filtros estan listos para reem plazarlos cuando la caida de presion a 124 Pa (y, pulg. de agua). Los paneles renovables se deben lavar con vapor 0 con una solucion de detergente caliente, entones volverse a recubrir con adhesivo nuevo. Los filtros de elemento seco son paneles pIanos 0 plisados de fibras relativamente finas, generalmente de 13 a 51 mm. (Y2 a 2 pulgadas) de espesor. Como su nombre 10 indica, estos fil tros no tienen revestirrjento adhesivo. La porosidad no es tan grande como la de los filtros de tipo viscoso por impactacion; por 10 tanto, la extracci on de particulas es mayor, dependiendo de tamano y porosidad de la fibra. Estos filtros son mas efi cientes con una velocidad de aire de 27 a 152 m/min. (90 a 500 hasta 500 Pa (2 pies/min.). La caida ele presion puede puJgadas de agua) anks de que sea necesario reemplazarlos. Las unidades de filtro de elemento fibroso desechables, espe cialmente los de disen(l de plisado profundo, se estan haciendo ripidamente estandar ,:n los grandes sistemas de aire acondi cionado central. La clasificacion de filtros de medio seco tam que se bien incluye los tipos ele membrana y de alta usan para obtener aire ultra limpio en salas "blancas" 0 areas similares.
Filtros de Elemento Renovable Los filtros de elemento renovable pueden llamarse mas adecua damente filtros de aire de cortina movil, ya que funcionan de esa manera. EI elemerrto, ya sea de recubrimiento viscoso 0 seco, se suministra en u rr gran rolla y se extiende por la corriente de aire. Se puede usar ya sea un temporizador con dispositivo de alta sensibilidad, 0 In interruptor automatico para activar un accionador motorizado, que inyecte el elemento nuevo en la co rriente de aire y enrolle el elernento sucio sobre un carrete arro Hador. Generalmente, se proveen controles que desactivan la corriente en el accionaJor motorizado cuando el suministro de elemento esta casi agotado, eYitando asi que el elemento se en rolle completamente en el carrete. Una senal indica que se ne cesita un rolla nuevo. I ,as velocidades de operacion varian entre 70 y 152 mlmin. (200 500 pies/min.), y los tipos de elemento seco requieren velocidades menores. El espesor de los filtros varia entre 13 y 63 mm. (y, y 2 y Y, pulgadas).
Limpiadores de Aire Electr6nicos Los depuradores de ain' electronicos utilizan el principio de pre cipitacion electrostatica para extraer el polvo y particulas de ma teria arrastrada. Hay varios tipos de depuradores de aire electronicos, pero su operacion basica es similar. Las particulas arrastradas en la corriente de aire pasan a traves de campos elec trostiticos intensos, nc' uniformes, y debido a la polarizacion electrica, se recogen ya sea en un filtro 0 sobre placas electriza das. En algunas unidacles, se pro vee equipo para pre-ionizar as particulas de materia.
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Confinamiento de los incendios
Filtros y Limpiadores de Aire Industriales Especiales Muchas aplicaciones industriales de depuracion de aire involu cran mas metodos de filtrado y 1impieza que los citados ante riormente. Los sistemas de extraccion de vapores y polvos inflamables y otros materiales en suspension requieren equipos para recuperar el material en suspension. La limpieza del aire para controlar la contaminacion y po lucion es de interes para la industria y las autoridades de sa1ud pUblica. Cualquiera que sea la ra7'on para la limpieza especiali zada del aire y e1 tipo de equipo usado, la seleccion y proteccion de los cquipos son importantes ya que los riesgos de incendio son similares a los de los tipos comunes de equipos de limpieza. Una aplieaeion industrial actual de 1a fi1traci6n de aire es en salas "blaneas" donde usan filtros de aire particulados de alta eficiencia (HEPA) para filtrar la atm6sfera. Estos filtros deben pasar una prueba de eficiencia operaciona1 de 99,97 por ciento de eficiencia con 0,3 particulas de micron. Los filtros son pro bados y listados por el UL de cuerdo con el UL 586, Standard for Safety High-Efficiency, Particulate, Air Filter Units. 3
Protecci6n de Filtros y Limpiadores de Aire Un incendio en equipos de filtros 0 limpiadores de aire puede li berar cantidades copiosas de humo 0 gases del incendio que se pueden prop agar por e1 equipo de aire en toda el area que sirven. Se debe disefiar la protecci6n adecuada dentro y alrededor de los sistemas de aire acondicionado para reducir al minimo la po sibi1idad de que esto suceda. Es necesano un metodo para evitar que los gases del fuego y cl humo sean propagados por el ventilador principal de sumi nistro a todas las areas servidas por el sistema. Para conseguir esto, se siruan detectores (ya sea de calor 0 de hurno, segUn el ta mafio del sistema) en e1 ducto principal de surninistro, corriente abajo de los fi1tros 0 del depurador de aire, para detectar el humo o particulas en combusti6n. Los detectores estan interconecta dos de manera que cierren todo el sistema de aire acondicionado al activarse. Los detectores tambien controlan la operacion de las compuertas (dampers) anti-bumo situadas en los ductos de surninistro y retoruo, aislando asi toda la seccion de aire acon dicionado del sistema. En relacion con los filtros de viscous impingement, el ad besivo usado debe tener un punto de inflamaeion momenUinea no menor de 163°C (325°F) determinado por prueba cerrada de Pensky-Martens. 4 Ademas, los adhesivos combustibles se deben guardar en un lugar seguro, lejos de la sala que alberga el equipo de aire acondicionado. La proteccion contra incendios debe induir faeilidades de combate manual de incendios, generalmente extintores portati les. Los ventiladores, motores, bombas, circuitos de mando, etc., requeriran extintores para incendios electricos (Clase C); sin embargo, los extintores de quimicos secos (Clase B) serian mas apropiados para usar en los filtros, especiaImente los de tipo de viscous impingement, porque el polvo quimico se adheriria facilmente a los medios recubiertos. El voltaje y amperaje de operacion de los limpiadores de
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aire electronicos es mortal; por 10 tanto, se debe proveer encla vamiento en todas las puertas de aceeso y paneles de manera que todo el equipo se cierre inmediatamente si uno de ellos es abierto. Tambien se debe proveer una alarma en este eireuito de seguridad interconeetado.
DISTRIBUCION DE AIRE El aire se distribuye en los sistemas de aire acondicionado y ven tilacion por medio de conductos y plenos (eamaras impelentes). Los eonductos son para el sistema de aire acondicionado 0 ven tilacion 10 que las tuberias son para el sistema de agua (un medio de distribucion). El espacio entre el cielo raso y el piso 0 losa del piso se usa con frecuencia como medio de acopio y retorno de aire. En algunos easos se usa un piso levantado para distri buir el aire de suministro. Ambos arreglos son plenos y son una manera de reducir la red de conductos de distribuci6n. En caso de incendio, el sistema de distribucion de aire puede transportar humo y productos de la combusti6n letales en lugar de aire respirable. Si no se toman las preeauciones de di sefio e instalaeion adecuadas. el humo, gases del incendio, calor y aun las llamas se pueden propagar por toda el area servida por el sistema de ductos. Los corredores de salida us ados como ple nos, la falta de equipo de deteecion de humo activado en el sis tema y la falta de las compuertas (dampers) contra humo y fuego requeridos en las paredes, cielos rasos 0 compuertas apropiadas pueden llevar a situaciones tragicas.
Conductos Construccion. Los conductos pueden ser fabricados de metal, mamposteria u otro material incombustible. El espesor de los materiales usados en conductos de metal de diferentes tamafios y metodos de anclaje, refuerzo y suspension estim cubiertos en los manuales de conductos de la Sheet Metal and Air Conditio ning Contractor ~ National Association, Inc. (SMACNA). 5 La SMACNA tambien publica manuales sobre la instalaci6n de conductos de fibra de vidrio. El UL prueba y eataloga los materiales de conductos de aeuerdo con la UL I8IA, Standardfor Safety Air Ducts and Air Connectors6 y UL l8lB, Standard for Safety Closure Systems for Use with Flexible Air Ducts and air connectors. 7 Estas nor mas establecen limitaciones en caracterfsticas como propaga cion de las llamas y penetracion de las llamas. Los materiales estan clasificados como Clase 0: Conductos y conectores de aire con caracterfstica de quema de cero. Clase 1: Conductos de aire y conectores con tasa de propa gacion de las llamas no mayor de 25, sin evideneia de combus tion progresiva continuada, y una tasa de desarrollo de humo no mayor de 50. Clase 2: Ductos dc aire y conectores con una tasa de pro pagacion de las llamas no mayor de 50, sin evidencia de com bustion continuada progresiva, y una tasa de desarrollo de hurno no mayor de 50 para la superficie interior y no mayor de 100 para la superficie exterior. Ademas de 10 anterior, los materiales de Clase 0 y 1 deben
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explosivas y toxieas que no han sido tratadas adeeuadamente. Ademas, existe el requisito para que el personal de manteni miento eapture y reproeese los refrigerantes que agotan el ozono. El desahogo en la atmosfera ya no esta permitido. Se pueden eneontrar las propiedades de los refrigerantes en el "Sa fety Codefor Mechanical Reji'igeration ,,1 del ASHRAE.
FILTROS Y DEPURADORES DE AIRE Los filtros y limpiadores de aire usados en los sistemas de aire aeondicionado y ventilacion se agrupan en tres categorias gene rales: (l) unidades de filtros de elementos fibrosos, (2) filtros de elementos renovables y (3) depuradores de aire eleetronicos. Los dos primeros son verdaderos filtros; el ultimo es un preci pitador estatico. Los filtros y limpiadores de aire tienen un riesgo potencial debido a su funcion de extraer de la corriente de aire polvo arrastrado y otra materia. Este material se acumula sobre el elemento de filtro 0 las placas de recoleccion del preci pitador y, si se enciende, puede quemarse, con la posibilidad de producir grandes volumenes de humo. El humo y otros gases de la combustion pueden circular por el edificio por medio del sis tema de manejo del aire, presentando una amenaza directa para la seguridad de la vida. No se debe pasar por alto la posibilidad de que el elemento del filtro sea combustible 0 este recubierto con un adhesivo combustible. Undenvriters Laboratories, Inc, (UL) relaciona dos cJases de elementos de filtros: 2 Clase 1: Filtros que, cuando estan limpios, no aportan com bustible si son atacados por las llamas y emiten solamente can tidades insignificantes de humo. Clase 2: Filtros que, cuando estan limpios, se queman mo deradamente si son ataeados por las llamas 0 emiten cantidades moderadas de humo, 0 ambas cosas. Ambas clases tienen ele mentos renovables (lavables y re-usables) y elementos reempla zables (desechables). Los elementos de los filtros Clase 1 son los preferidos, es pecialmente para sistemas que sirven lugares de reunion como te atros, auditorios y tiendas de departamentos. Los elementos de Clase 1 tambien son la opcion obvia para sistemas en ocupacio nes cuyos contenidos son muy susceptibles a danos por el humo. Cualquier elemento de filtros, sin embargo si no se lirnpia 0 cam bia con regularidad, puede volverse peligroso debido a la acu mulacion de polvo combustible, etc. El Anexo B de la NFPA 90A contiene recomendaciones para la limpieza de filtros.
Filtros de Elemento Fibroso Los filtros de eIemento fibroso se colocan en la corriente de aire y permanecen alii hasta que la caida de presion a traves del fil tro llega a un punto critico, debido a la acumulacion de material arrastrado. En este punto, el filtro se saca, limpia y reinstala 0 simplemente se descarta y se reemplaza con un nuevo filtro. Los filtros de elemento fibrosa son de tipo viscoso por impactacion ode tipo de medio seco. EI filtro de tipo viscoso por impaeto se caracteriza por pa neles Iisos 0 plisados de felpa de fibra relativamente burda. La porosidad del panel es alta. Las fibras estan recubiertas con un
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adhesivo que atrapa cUJ.lquier materia arrastrada en la corriente de aire. Las felpas tienen un espesor de 13 a 102 mm. (Y2 a 4 pulgadas), siendo las mas comunes las de 25 y 51 mm. (1 Y 2 pulgadas). Este tipo de filtros es mas eficiente cuando la ve locidad del aire esta entre 122 y 213 m/min. (400 a 700 pies/min.). La mayoria de estos filtros estan listos para reem plazarlos cuando la caida de presion llega a 124 Pa (~ pulg. de agua). Los paneIes renovables se deben lavar con vapor 0 con una solucion de detergtmte caliente, entones volverse a recubrir con adhesivo nuevo. Los filtros de e1emento seeo son paneles pianos 0 plisados de fibras relativamentc finas, generalmente de 13 a 51 mm. (~ a 2 pulgadas) de espesor. Como su nombre 10 indica, estos fil tros no tienen revestimiento adhesivo. La porosidad no es tan grande como la de los filtros de tipo visco so por impactacion; por 10 tanto, la extracClon de particulas es mayor, dependiendo de tamafio y porosidad de la fibra. Estos filtros son mas efi cientes con una velocidad de aire de 27 a 152 m/min. (90 a 500 pies/min.). La cafda we presion puede llegar hasta 500 Pa (2 pulgadas de agua) anks de que sea necesario reemplazarlos. Las unidades de filtro de e1emento fibroso desechables, espe cialmente los de disefio de plisado profundo, se estan haciendo rapidamente estandar l~n los grandes sistemas de aire acondi cionado central. La cl;;,sificacion de filtros de medio seco tam bien incluye los tip os ce membrana y de alta eficiencia, que se usan para obtener aire ultra limpio en salas "blancas" 0 areas similares.
Filtros de Elemento Renovable Los filtros de elemento renovable pueden Hamarse mas adecua damente filtros de aire de cortina movil, ya que funcionan de esa manera. El elemento, ya sea de recubrimiento viscoso 0 seco, se suministra en un gran rollo y se extiende por la corriente de aire. Se puede usar ya sea un temporizador can dispositivo de alta sensibilidad, 0 t.n interruptor automatico para activar un accionador motorizado" que inyecte el elemento nuevo en la co rriente de aire y enrolle el elemento sucio sobre un carrete arro Hador. Generalmente, se proveen controles que desaetivan la corriente en el accionador motorizado cuando el suministro de elemento esta casi agotado, evitando asi que el elemento se en rolle completamente en el carrete. Una senal indica que se ne cesita un rollo nuevo. Las veloci.dades de operacion varian entre 70 y 152 mlmin. (200 <.L 500 pies/min.), y los tipos de elemento seco requieren velocidades menores. El espesor de los filtros varia entre 13 y 63 mm. (~ y 2 y ~ pulgadas).
Limpiadores de Aire Electr6nicos Los depuradores de air€: electronicos utili zan el principio de pre cipitacion electrostatic a para extraer el polvo y partfculas de ma teria arrastrada. Hay varios bpos de depuradores de aire electronicos, pero su operacion basica es similar. Las particulas arrastradas en la corrierte de aire pasan a traves de campos eIec trostaticos intensos, nc, uniformes, y debido a la polarizacion electrica, se recogen ya sea en un mtro 0 sobre placas eIectriza das. En algunas unidades, se provee equipo para pre-ionizar as particulas de materia.
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pasar la prueba de 30 minutos de penetracion de las llamas, y los materiales de Clase 2 deben pasar la prueba de 15 minutos de pe netracion de las llamas. La NFPA 90A ofrece otras estipulaciones obligatorias para forros internos y cubiertas exteriores de conductos, cintas y ban das de conductos. Tambien coloca limitaciones sobre el usa dc conexiones flexibles de ductos que pasen a traves de divisiones de paredes, pisos 0 cielo rasos con resistencia al fuego 0 para control del humo. La NFPA 90A estipula que se puede usar tableros de yeso para conductos de presion negativa 0 de retorno de aire, y para bajantes sometidos a condiciones especiales. Los bajantes de ta blero de yeso deben estar construidos de acuerdo con el manual de la Gypsum Association, Fire Resistance Design 1\1anual,8 deben ser hermeticos, y disefiados para soportar cargas estruc turales y de presion de aire.
Instalacion. Por su misma naturaleza, los conductos proporcio nan los medios de transportar calor, gases del incendio y llamas, produciendo as! la propagaci6n del fuego de un area a otra. Ade mas, en un punto u otro, un conducto probablemente pasara a tra yes de una pared, division, piso 0 cielo raso disefiados especificamente para proveer resistencia al fuego. Literalmente se ha heeho una perforacion 0 hueco en una construccion res is tente al fuego. EI conducto debe llenar la abertura. Si la instala cion se hace sin tener en cuenta el sellamiento contra el fuego, esto no se lograria. Ademas, bajo una exposicion grave a incendio, el conducto puede desplomarse eventualmente, creando una aber tura en la barrera contra fuego. Las compuertas (dampers) contra fuego proporcionan una manera de proteger estas penetraciones. Con los calibres general mente usados, algunos conductos de lamina de metal, si estan colgados y sellados contra el fuego adecuadamente, pueden proteger una abertura en la estructura de un edificio hasta por I hora. Por 10 tanto, los conductos que atraviesan barreras contra fuego con una clasificacion de res is tencia hasta de I hora pueden no representar un riesgo extraor dinario. Si la pared, division, cielo raso 0 piso requieren una clasificacion de resistencia al fuego de mas de 1 hora, se re qui ere una compuerta contra fuego para proteger la abertura. Cuando es necesario que un conducto perfore una barrera con tra fuego, se debe instalar una compuerta contra fuego (damper) o conjunto de puertas contra incendio en la abertura de la pared. La NFPA 90A ofrece recomendaciones amplias y estipnlaciones para la colocaci6n de compuertas (dampers) contra fuego en conjuntos c1asificados.
Plenos Un pleno es un compartimiento 0 camara a la cual se han co nectado uno 0 mas conductos de aire y que hace parte del sis tema de distribucion de aire. Se puede usar para suministrar aire al area ocupada 0 para retomar 0 extraer aire del area ocupada. Un pleno de piso elevado es el espacio entre la parte supe rior del piso acabado y la cara inferior de un pi so elevado cuando se usa como parte de un sistema de distribucion de aire. Se puede usaf para suministrar aire al area ocupada 0 para retomar o extraer aire del area ocupada. La NFPA 90A describe las limitaciones y materiales usados
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Sistemas de aire acondicionado y venti/acion
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para construir plenos y los materiales que se pueden usar dentro de un pleno. En cada caso las limitaciones tienen por objeto res tringir la combustibilidad de los materiales en el pleno para re ducir la propagaci6n del fuego y humo por el sistema de distribuci6n de aire.
Sistemas de Aire para Corredores Los corredores de salid.a en ocupaciones de residencia no se deben usar como parte del sistema de distribucion de aire para evitar que un incendio en un area propague el humo por el co rredor hacia otra area donde los ocupantes pueden estar dur miendo. Hay excepciones en la NFPA 90A que permiten que el corredor suministre aire a espacios auxiliares como cuartos de bano. Otra excepcion reconoce que puede haber algun movi miento de aire entre el corredor y los espacios adyacentes. La excepcion permite ese 'Uovimiento de aire cuando los espacios de las puertas en los corredores de salida no sean mayores que los espacios en las puertas contra incendio estipulados en la NFPA 80. Los corredores de salida que son parte de un sistema de control de humo se pueden usar para distribuir aire con el fin de lograr el objetivo de controlar el humo. Las instalaciones de detencion que tienen er:rejados abiertos tienen una excepcion.
RESTRICCION DE LA
PROPAGACION DE HUMO V FUEGO
Como se mencion6 antes, la NFPA 90A proporciona detalles de como se disefian los sistemas HVAC para proteger contra la pro pagacion del fuego, gases del fuego y humo por el edificio 0 area servida. Para alcanzar este objetivo, el sistema HVAC puede apagarse y compartimentar 0 aislar el area del incendio. Otro metodo es permitir que los ventiladores sigan funcionando, usado el sistema de conductos de aire para control de humo de emergencia. La NFPA 101 ®"Codigo de Seguridad de la Vlda"®, acepta ambos metodos La NFPA 92A, ""Practica Recomen dada para Sistemas de Control de Humo"; NFPA 92B, "Guia para Sistemas de Manej 0 de Hurno en Galerias Comerciales Cu biertas, Atrios y Grandcs Areas" y el manual de ASHRAE, De sign ofSmoke Managen lent Systems 9 ofrecen guia para el disefio de sistemas de control;' manejo del humo.
Compuertas Corta Fuego Las compuertas (dampers) contra fuego y compuertas de cielos rasos estan probadas y catalogadas para nso en ductos de aire acondicionado y de venrilacion por el UL segtin la UL 555, Stan dardfor SqfetyfireDampers,lO y UL 555C, Standardfor Safety Ceiling Dampers. II Es:as compuertas inc1uyen los tipos de una sola hoja, de hojas multiples y de hojas acopladas, todas accio nadas por conexiones fusibles. La mayoria de compuertas con tra incendio son disefiadas para instalacion vertical, aunque algunas tambien se pueden instalar horizontal mente. Se requiere que las compuertas se cierren contra la corriente de aire maxima calculada de la parte del sistema de conducto de aire en el cual estfm instaladas. Aquellas que deben cerrase bajo
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SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
corriente de aire estim rotuladas para uso en Sistemas Dimimicos; las que deben cerrar despues de que la corriente de aire ha'parado al apagar automaticamente el ventilador 0 corriente de aire en caso de incendio estan rotuladas para uso en Sistemas Estaticos. El UL clasifica las compuertas para sistemas dinamicos a intervalos de 5 mls (1000 piesimin.) arrancando a 10 mls (2000 pies/min.). Los detalles de instalacion de compuertas estan in c1uidos en las instrucciones de instalacion del fabricante y en la gufa de compuertas de la SMACNA 12
Compuertas Corta Humo Se requiere que las compuertas contra hurno en los conductos de aire acondicionado 0 ventilacion pasen a traves de divisiones es tipuladas de barrera corta humo. La NFPA 90Arequiere que las compuertas corta hurno operen automaticamente al detectar hurno y deben funcionar de manera que detengan cl movimiento del hurno en el conducto. Basicamente, ellas simplemente inte rrumpen el flujo de aire por e1 conducto. La NFPA 90A permite el uso de compuertas corta fuego para fines de control del humo. Obviarnente, la combinacion de compuerta corta fuego y hurno debe llenar los requisitos para ambas. Las compuertas corta hurno son probadas y clasificadas por el UL de acuerdo con la UL 555S, Standardfor Safety Smoke Dampers.l3
Controles de Compuertas Las compuertas contra humo, combinaciones de compuertas contra fuego y humo y compuertas contra fuego que pueden re abrirse se instalan con con troles de compuerta para proveer ac cionadores automaticos. Los controles de compuertas usados en aplicaciones de control de humo se suministran instalados cn la fabrica por los fabricantes de la compuerta para garantizar que la combinacion de compuerta y control funcionan adecua damente.
Detectores de H u mo Deben instalarse detectores de humo en todos los sistemas de aire acondicionado y ventilacion de mas de 425 m3/min. (15 000 pies3 imin.) de capacidad. Ademas, los detectores de humo para usar en conductos deben tener caracterfsticas de diseno especia les para este objeto. Los detectores de hurno pueden apagar el sistema de aire acondicionado 0 ventilacion, hacer sonar alar mas, operar las compuertas de control de humo, activar el equipo de extincion de incendio 0 iniciar las funciones de con trol de humo. Son preferibles los detectores con sensibilidad ajustable, para reducir al minimo las falsas alarrnas debidas par ticulas incidentales de polvo u otra materia. Estos detectores de humo estan situados en los conductos de surninistro principales, corriente abajo de los iiltros 0 lim piadores de aire, y en los conductos principales de retorno antes de la extraccion del edificio 0 adjuntos a los conductos de toma de aire fresco. Los detectores de humo en estos sitios tienen por objeto principal evitar la circulaci6n de hurno por toda el area servida al apagar el sistema de manejo de aire. Tambien evitan la circulacion de humo de un incendio en los filtros de aire, lim
piadores de aire, correas y motores. Debido a los efectos de di lucion del aire tornado de los diferentes conductos de retorno, no puede esperarse que estos detectores de humo provean una "alarma temprana" de deteccion del humo confiable. Por tal motivo, se deben pro veer detectores de humo adicionales, por ejemplo, en la derivacion principal del conducto de retorno de cada pi so 0 division principal de area. Estos detectores tambien podrian estar conectados a un sistema de alarma de zona; sin embargo, esta disposici6n no sustituye al sistema de deteccion de humo para la proteccion del edificio. Para orientacion sobre localizacion de los detectores de humo, vease NFPA 72, "C6 digo Nacional de Alarrnas de lncendio"
VENTILADORES Y CONTROLES EI uso del sistema de aire acondicionado 0 ventilacion para el control y extraccion del hurna en caso de incendio es interesante. Las pruebas han demostrado Ie efectividad de presurizar las es caleras de salida de emergelll.:ia y pozos de ascensor para evitar la migracion de humo del piso del incendio a otras partes de un edificio durante la evacuacio'1. 14,15 La unidad de ventilador de un sistema de aire acondicio nado no deberia presentar en sf un riesgo indebido si esta debi damente instalada y firmenente asegurada sobre una base rigida. Tambien debe estar fiicilmente accesible para la lim pieza, mantenimiento y lubricacion. Los ventiladores deben tener interruptores de sobrevLbracion, conectados a una alarma acustica e iniciar el cierre del sistema cando sea inminente la falla de un cojinete. Los motores de ventiladores instalados dentro de conduc tos 0 plenos necesitan dispos,tivos de proteccion para interrum pir la energia antes de que las temperaturas a1cancen el punto done se puede producir humo. La mayorfa de motores de frac cion de caballo tienen dispositivos de sobretemperatura. Se re comiendan reles de sobrecarga termica para los motores de ventiladores de 1 caballo de ;uerza 0 miis. Los cables electricos de todos los componentes deben ser de acuerdo con la NFPA 70. Todos los equipos el6ctricos deben estar listados por un laboratorio de pruebas el6ctricas cali±icado. Los cableados instalados en conductos, plenos y otros espacios usados para aire ambiental deben cumplir los requisitos de la NFPA 262, Standard Methcd of Test for Flame Travel and Smoke o[Wires and Cables.tor Use in Air-Handling Todos los sistemas de ai:'e acondicionado y ventilacion ne cesitan intenuptores manualcs para usar en caso de incendio u otra emergencia. Este interruptor debe estar bien identificado y localizado donde sea facilmente accesible, por ejemplo, cerca de las salidas del edificio. En sistemas de 57 a 425 m 3/min. (2000 a IS 000 pies 3/min.) de capacidad, es una buen practica pro veer controles automaticos de cierre disparados por dispo sitivos termostiiticos en los 'nismos lugares que los recomen dados para detectores de humo, Se recomienda un ajuste de 58°C (136°F) para el disposirivo termostatico en la corriente de aire de retorno y un ajuste de I DoC (50°F) por encima de la tem peratura operacional miixim.: para el dispositivo en la corriente de suministro.
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UNIDADES DE AIRE ACONDICONADO El tennino unidad de aire acondicionado puede incluir cualquier unidad producida en fabrica que preste servicio a un recinto 0 area. Estas unidades no involucran el riesgo de propagar el fuego de un piso a otro 0 de un area a otra como sucede con los sistemas de conductos. Sin embargo, si no estan debidamente disefiadas, instaladas 0 mantenidas, pueden involucrar los otros riesgos asociados con sistemas mayores. Por ejemplo, cualquier unidad de ventana puede sobrecalentarse por fallas en el rele ter mico. Esto puede conducir a la ignici6n del aislamiento de ca bles 0 los elementos de los tiltros y el incendio podria propagarse a las cortinas 0 el bastidor de madera de la ventana. Un cableado defectuoso podria producir la misma situacion. Un problema comun de estas unidades es que con mucha freeuen cia estan conectadas a tomas 0 circuitos derivados no disenados para soportar la carga calculada 0 el circuito ya esta sobrecar gado. Esta practica viola directamente los principios de la NFPA 70.
MANTENIMIENTO El mantenimiento y limpieza son de extrema importancia para la operaci6n segura de cualquier sistema de aire acondicionado o ventilacion. Los filtros deben cambiarse 0 limpiarse con la frecuencia necesaria. Los conductos, especialmente el lade de retorno del sistema, se limpian periodicamente para evitar acu mulaciones peligrosas de polvo combustible y pelusas. Se debe buscar cualquier evidencia de defecto en los cables 0 equipos electricos y corregirse inmediatamente. Las reparaciones de conductos 0 cubiertas de equipos que requieran soldadura 0 corte deben protegcrse con el cierre completo del sistema y lim pieza total dcl area. Si es posible, la secci6n de los conductos que se va a reparar debe aislarse del resto del sistema. El mantenimiento adecuado incluye la pmeba periodica de todos los dispositivos de protecci6n contra incendio, incluyendo el equipo de extincion, control de humo y compuertas contra fuego, detectores de incendio y alarmas y los intelTUptores con tra vibracion de los ventiladores. Se debe establecer un programa regular de pmebas. Para las compuertas contra fuego, estas prue bas debcn incluir la remoci6n de conexi ones fusibles, operaci6n de la eompuerta y lubricaci6n de las partes que la necesiten. Si estas pmebas no estiin incluidas en las funciones del personal de mantenimiento, deben contratarse con una agenda extema.
CONSERVACION DE ENERGIA Las pnkticas de conservaci6n de energia requieren la evalua cion cuidadosa del disefio y control de los equipos HVAC. Para reducir los costos de electricidad, los ventiladores se apagan va rias veces al dia y durante las horas que no hay ocupacion. Sin corriente de aire, los detectores de incendio y humo de los con ductos pueden no detectar un incendio y por 10 tanto no prove eran la proteccion que se espera en el sistema HVAC. EI uso de
•
Sistemas de aire acondicionado y ventilacion
10-143
sistemas de volumen variable de aire esta aumentando ya que estos sistemas tienen un uso general de energia menor que otros sistemas. La variaci6r, del flujo de aire del conducto en estos sistemas puede crear un problema con la sensibilidad de los de tectores instalados en d conducto y causar lecturas y alarmas falsas. Los ciclos de lo'} ventiladores y los sistemas de volumen variable tambien pueden causar variadones en las relaciones de presi6n de aire de los espacios ocupados. Un area puede tener una relaci6n de presion de aire positiva cuando los ventiladores estB.n funcionando de un modo, y cuando los ventiladores estan dclados puede presemarse una relacion completamente dife rente que puede afectar el desempefio de los equipos de detec cion y control, y requiere una evaluacion cuidadosa del diseno.
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas
I. ASHRAE, Safety Ccde for Mechanical Refrigeration, No. 15 94, American Society of Heating, Refrigerating, and Air Condi tioning Engineers, Atlanta, GA. 2. UL 900, Standardfw Safety Air Filler Units. Underwriters lab oratories, Inc., Nortrbrook, IL, 1994. 3. UL 586, Standardfor Sqfety High-Efficiency, Parltculate, Air Fil ter Units, Underwrit(:rs Laboratories, Inc., Northbrook, IL, 1990. 4, ASTM D93, Standald Test Methodsfor Flash Point by Pensky Martens Closed Cup Testel; American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 2000. 5, SMACNA, Fibrous :Jlass Duct Construction, 1992; HVAC Duct Construction Standards-Metal and Flexible, 1995; Sheet Metal and Air Conditioning Contractors' National Association, Inc., ChantiIly, VA. 6. UL 181A, Standard/or Safety Closure s.vstems for use with Rigid Air Ducts and 4ir Connectors, Underwriters Laboratories, Inc., Northbrook, IL 1996, 7. UL18IB, Standardjr)r Sqfety Closure SYstems/or Use with Flex ible Air Ducts and A, 'r Connectors, 1995. 8. Gypsum Association Fire Resistance Design Manual, 16th ed., Gypsum Association. Evanston, IL, 2000. 9. ASHRAE, Design oJ 'Smoke A1anagement s.vstems, American
Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engi
neers Inc., Atlanta, CA, 1992.
10. UL 555, Standardfo,' Safety Fire Dampers, Underwriters Labo ratories Inc., Northbrook, IL, 1999. II. UL 555C, Standard/or Safety Ceiling Dampers, Underwriters Laboratories Inc., "-J( ,rthbrook, IL, 1996. 12. SMACNA, Fire, Smt,ke and Radiation Damper Installation Guidefor HVAC Sysems, 1992. 13. UL 555 S, Standard j Jr Sqfety Smoke Dampers, Underwriters Laboratories, Inc" "-J :lrthbrook, IL, 1999. 14. Koplan, N. A., Repo;·t ofthe Henry Grady Fire Tests, City ofAt lanta Building Department, Atlanta, GA, 1973. 15. McGuire, 1. H., and lamura, G. To, "The Pressurized Building Method ofControliin s Smoke in High-Rise Buildings," Technical Paper No. 394 (NRCC 13365), 1973, National Research Council of Canada, Division of Building Research, Oltawa, Ontario, CAlnada.
Referencia ASHRAE Handbook 2000 Systems and Equipment, American Society of Heating, Refrigerning, and Air Conditioning Engineers Inc., Atlanta, GA.
NFPA, COdigos, Normas y Pnicticas Recomendadas La consulta de los siguient~s c6digos, nonnas y practicas recomendadas de la NFPA proveenin inrbnnaci6n adicional sobre sistemas de aire
10-144
SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
acondicionado y ventilaci6n discutidos en este capitulo. (Vease la ul tima versi6n del CataJogo NFPA para disponibilidad de ediciones cor rientes de los siguientes documentos.)
NFPA 92A, Recommended Practice for Smoke-Control Systems NFPA 92B, Guidefor Smoke Management Systems in Malls, Atria. and Large Areas NFPA 101®, Life Safety Code® NFPA 252, Standard Methods oj"Fire Tests ofDoor Assemblies
NFPA 70, National Electrical Code®
NFPA 72®, National Fire Alarm Code®
NFPA 80, Standardfor Fire Doors and Fire Windows
NFPA 262, Standard Method of rest for Flame Travel and Smoke of NFPA 90A, Standardfor the Installation ofAir-Conditioning and Ven
Wires and Cables for Use in Air-Handling Spaces tilating Systems
sta seccion introduce sistemas de extincion de incendio, diferentes a los que utilizan so lamente agua, que tienen tambien una importante aplicacion en la industria Latinoamer icana. EI Capitulo 9.1 describe los agentes extintores que reemplazaron el hal6n, genericamente llamados agentes limpios. El Capitulo 9.2 ofrece informacion sobre los sistemas de extincion a base de dioxido de carbono, un agente de facil consecucion en la region, que se ha usado extensamente en el mundo y que probablemente ha apagado mas incendios qJe cualquier otro agente extintor gaseoso. El Capitulo 9.3 sobre agentes de extincion a base de polvo quimico, es utilizado en ciertos riesgos industriales. Este capitulo introduce tambien los agentes llamados quimicos hUmedos (wet chemicals), utilizados primordialmente en la protec cion de cocinas industriales. EI Capitulo 9.4 ofrece informacion sobre sistemas de extincior: a base de espumas, que tienen una amplia utilizacion en la industria petIoquimica. Finalmente, el Capitulo 9.5 introduce el uso y la distribucion de los extintores manuales, el mas esencial y comun de todos los equipos de supresion de incendios. Tal vez los sistemas de supresion mas sobre-especificados en Latinoamerica han sido, ini cialmente los halones, y mas recientemente, los agentes limpios. Similar a 10 que ocurre con los sistemas de deteccion, su especificacion en la proteccion de una determinada ocupacion, e,ta basada, en la mayoria de los casos, en informacion ofrecida por los vendedores de estos sistemas. Como resultado, hoy dia, a traves de la region, hay un conceso arraigado, casi dogmatico, de q .Ie un cuarto de computo tiene que ser protegido con agentes limpios y nunca con rociadores. Pero resumamos que recomienda la NFPA. Por ejemplo, en la NFPA 75, Norma Sobre la Proteccion de Equipos de Tecnologia de Informacion (Standard for the Protection ofInforma tion Technology Equipment), como se llaman hoy dia los equipos de computo, se requiere q:.le los cuartos de computo instalados en un edificio protegido con rociadores automaticos, sean protegidos tambien con un sistema de rociadores automaticos, sin excepcion (NFPA 75-2009, Art. 8.1.1). La gran mayoria de los cuartos de computo, especialmente los de importantes COr:1 panias y corporaciones, estan en edificios grandes donde muy probablemente la normativa NFPA requiere que el edificio sea protegido con rociadores automaticos. Sin embargo, cuando el cuarto de computo esta en un edifico donde no se requiera la proteccion con rociadores automaticcs, NFPA recomienda, en el siguiente orden, estas protecciones: rociadores automaticos, 0 agent~s limpios 0 ambos (NFPA 75-2009, Art. 8.1.1.1). Las areas bajo pisos falsos deben ser protegidls pOI rociadores automaticos, 0 sistemas de CO 2 0 agentes limpios (NFPA 75-2009, Art. 8.1.1.:). Entre muchos otros criterios de proteccion, "NTPA requiere tambien que el cuarto de computo este separado del resto del edifico por particiones de por 10 menos I hora de resistencia al fuego (NFPA 75-2009,Art. 5.1.3). Estos criterios causan asombro en Latinoamerica. La realidad es que ni NFPA, ni las COr:1 panias de seguros, ni los especialistas en ingenieria de proteccion contra incendios, han enCOl trado los problemas que en nuestra region se Ie asumen a los sistemas de rociadores automaticc s. Paradojicamente todos los dias, en alglin rincon del mundo, hay problemas de danos de agua en equipos de computacion, pero estos no son causados por sistemas de rociadores, sino por inUl daciones 0 por el sistema sanitario del edificio. Por ejemplo, un bane en el piso superior que;e dana durante el fin de semana. En casi todos los paises existen companias que se especializan en limpiar y recuperar equipos electronicos cuando han side afectados por el agua. Otro punto que merece atencion para el usuario Latinoamericano es que la norma NFPA 2001, Sistemas de Extincion de Incendios a Base de Agentes Limpios (Clean Agent Fire Exti,l gzdshing Systems), requiere que los recintos protegidos por agentes limpios, durante su proce~o de aceptacion, se les efectue un examen y prueba sobre su integridad ffsica y estanqueidhd C\TPA2001-2008,Art. 7.7.2.3). El metodo actualmente aceptado es a traves de una "Prueba cc'n Ventiladores de Puerta" (Door Fan Test), descrita en el Anexo C de la NFPA 2001, que da N-
E
9-1
Jaime Andres
Moncada, PE
9-2
:: ==::
::'.; •
SI.Jpresion Sin Agua
sultados cuantitativos sobre la estanqueidad del recinto. Esta prueba debe ser realizada por un pro fesional independiente al instalador. Como se ha mencionado a traves de este Manual, la elaboracion de un Plan Maestro de Se guridad contra Incendios que evalue el cuarto de computo y su entomo, que analice detenidamente la normativa NFPA, que explique c1aramente la efectividad, costo y confiabilidad de los sistemas de proteccion contra incendios propuestos, y que ofrezca una dialogo y discusion entre el niero de proteccion contra incendios y el usuario siendo asesorado, deberia ser la ruta a seguir, asi como se ha recomendado para cualquier edificio 0 usa importante. Los sistemas a base de espuma tienen una amplia aplicaclon en refinerias, plantas de alma cenamiento de Hquidos inflamables y combustibles, centros de procesamiento de crudo, plantas petroquimicas y plantas qufmicas. La informacion en el Capitulo 9.4 introduce los tipos de sis temas de espuma y sus aplicaciones. Una de las protecciones mas comunes es en tanques de al macenamiento de liquidos combustibles e inflamables. EI tangue de techo flotante es un metoda bastante seguro de almacenamiento, sin embargo en toda Latinoamerica, hemos tenido problemas de incendios con estos tanques. Aungue NFPA recomienda que este tipo de tanques tengan sus conexiones a tierra de acuerdo a NFPA 780, Norma para la Instalacion de Sistemas de Proteccion contra descargas Electricas (Standard for the Installation ofLighting Protection Systems), en la region ocurren incendios en este tipo de tanques con mucha frecuencia, donde el incendio es ini ciado por una descarga electrica. Un problema recurrente es cue las conexiones a tierra, tipica mente en cobre, desaparecen por hurto. Otro problema, y este nas a nivel mundial que regional, es que los tanques de techo flotante no se estan manteniendo ;;on la frecuencia recomendada, y por consecuencia se han registrado incendios cuando el techo del tanque de techo flotante colapsa, teniendo en este caso, un incendio de grandes proporciones que esta fuera de la capacidad de las camaras de espuma que general mente se instalan para control:.rr un incendio en el anillo de este tipo de tanques. A raiz de esto, varias grandes refinerias de la region (Mexico y Venezuela es pecificamente) han 0 estan mejorando la capacidad y eficiencia de sus redes contra incendios con el objetivo de tener la infraestructura necesaria para controlar un incendio donde todo el area del tanque se ha incendiado, a traves de canones de gran tamafio, ,.}ue en ciertos casos, dependiendo del tamafio del tanque, pudieran requerir entre 631 Ltlseg a 946 Ltlseg (10 000 a 15 000 gpm) de espuma formada. Finalmente, debemos mencionar los extintores manuales. Este metodo de extincion es fabri cado localmente en todo el continente, en ciertos casos por corr:.pafiias responsables, con sistemas de fabricacion estandarizados y productos efcctivos, pero en OtIOS casos por fabricantes pequenos, con metodos de fabricacion casi caseros, donde la efectividad de sus productos es cuestionable. La NFPA 10, Norma Sobre Extintorcs de lnccndios Portatiles (Standard for Portable Fire Extin guishers), establece un criterio basico que todos los extintores manuales deben cumplir yes que sean listados para servicio contra incendios (NFPA 10-2007, Art. 4.1), es decir aprobados por un laboratorio independicntc que certifique su fiabilidad y eficaci i. Otro punto importante es que el mantenimiento de los cxtintorcs cs una actividad especializada quc debe ser cfectuada por per sonal competente, confiable y en los Estados Unidos desde Agosto 2008, por personal certificado (NFPA 10-2007, Art. 7.1.2.3, Errata 10-07-01). Estos dos pUlltOS son importantes y deben ser solucionados localmente a traves de legislacion y la instituciol de centros de certificacion inde pendientes y efectivos, ya sean regionales 0 nacionales.
TRADUCTORES Y REVISORES Esta Seccion fue traducida por Monica Sabogal y Alfredo Faja:do y revisada pOI el Ing. Jaime A. Moncada, PE, y cling. Jaime Moncada Perez, CEPI. SECCI6N 9
Supresion sin Agua Capitulo 9.1 Sistemas y Agentes que Reemplazan Directamente al Halon Capitulo 9.2 Sistemas de Aplicacion de Dioxido de Carbono Capitulo 9.3 Sistemas de Aplicaci6n de Agentes de Extinci6n a Base de Productos Quimicos
9-3 9-23
9-35
Capitulo 9.4 Sistcmas; Agentes de Extinci6n de Espuma Capitulo 9.5 Uso y Ma:1tenimiento de los Extintores de Incendios
9-41 9-67
Philip J. DiNenno
a regulacion del Halon 1301 bajo el Protocolo de Mon treal sobre Sustancias que Reducen el Ozono Estratosfe rico y sus enmiendas, cu1mino en la eliminacion gradual de la produccion de halones en los paises desarrollados el 31 de diciembre de 1993. Estaregulacion engendro tremendos esfuer zos de investigacion y desarrollo alrededor del mundo para bus car sustitutos y altemativas. Actualrnente existen mas de doce altemativas de agentes limpios de inundacion total, para el Halon 130 lyse siguen desarrollando otros agentes. Ademas de las altemativas gaseosas de inundacion total con agentes lim pios, se han introducido nuevas tecnologias, por ejemplo, la ne blina de agua y las particulas solidas finas. Este capitulo se centra en los sustitutos de los agentes limpios de inundacion total de halon. La Tabla 9.1.1 es un resumen de los agentes de extincion de halocarbono y gas inerte mas importantes desarrollados hasta la fecha. Esta proporciona el nombre qufmico, el nombre comer cial, la designacion para halocarbonos de laAmerican Society of Heating. Refrigeration and Air-Conditioning Engineers (ASH RAE) Y la fonnula qufmica. La nonna fundamental para disefio e instalacion que se uti liza en Norte America, es la NFPA 2001, Norma sobre Sistemas de Extincion de Incendios con Agentes Limpios. La primera edi cion de la nonna fue publicada en 1994. La tercera y actual edi cion fue publicada en febrero de 2000. La primera nonna de la International Standards Organization (ISO), la Nonna ISO 14520 (Partes 1 a 15) fue publicada en e12000.i Los agentes limpios de supresion de incendios se definen como agentes extintores de incendios que se vaporizan rapida mente y no dejan residuosY Los agentes limpios que reemplazan al halon estan incluidos en dos grandes categorias: (l) com puestos de halocarbono y (2) gases y mezclas inertes. Los que reemplazan a los halocarbonos incluyen compuestos que con tienen carbono, hidrogeno, bromo, cloro, fluor y yodo. Estos estan agrupados en cinco categorias: (1) hidrobromofluorocar bonos (HEFC), (2) hidrofluorocarbonos (HFC), (3) hidrocloro fluorocarbonos (HCFC), (4) perfluorocarbonos (FC 0 PFC), Y (5) fluoroyodocarbonos (FIC). Si bien las caracteristicas de los agentes Iimpios de halo carbona varian ampliamente, todos comparten varias cualidades
L
Philip J. DiNenno, P.E., es presidente de Hughes Associates, Inc .• una firma de ingenieria de protecci6n contra incendios, y de investigaci6n y desarrollo. Ha estado involucrado activamente en las pruebas y en el de sarrollo de productos quimicos que reemplazan al hal6n y en tcc nologias altemativas para la supresi6n de incendios.
comunes: 1. Todos son electricamente no conductivos. 2. Todos son agentes I impios; se vaporizan rapidamente y no dejan residuos. 3. Todos son gases llcuados 0 presentan comportamientos analogos (por ejem:llo, liquido comprimible). 4. Todos pueden alrna,;enarse y descargarse desde los equipos tipicos del Halon LlOI [con la posible excepcion del HFC 23, el cual se parece mas a los sistemas de halon super pre surizado de 40 bar (600 psig)]. 5. Todos (excepto el EFC-23) usan super presurizacion de ni trogeno en la maycria de aplicaciones para los propositos de descarga. 6. Todos son agentes extintores de incendios menos eficientes que el Halon 1301, en tenninos de volumen de almacena miento y peso del agente; el uso de la mayoria de estos agentes requiere incrementar la capacidad del almacena miento. 7. Todos son gases de 'uundacion total despues de la descarga; muchos requieren cuidado adicional con respecto al diseiio de las boquillas y a la presion de funcionamiento para ase gurar el mezclado. 8. Todos producen mas productos de descomposici6n (princi palmente HF) que el Halon 1301, con un tipo de incendio, tamafio del fuego y tiempo de descarga similares. 9. Actualmente, por peSO (masa) todos son mas costosos que el Halon 1301. Las altemativas de los gases inertes incluyen el nitrogeno y el argon y mezclas de los mismos. Un sustituto del gas inerte tiene una pequefia fracckm de dioxido de carbono. El di6xido de carbono no es un gas inerte, porque este es fisiologicamente ac tivo y fatal a bajas concentraciones (aproximadamente al nueve por ciento). Los agentes limpios de gas inerte se almacenan como gases presurizado~ y, por esto, requieren un volumen de almacenamiento sustanc :almente mayor. Estos agentes son elec tricamente no conductiv)s, fonnan mezclas estables en el aire y no dejan residuos.
MECANISMOS DE EX1"INCI6N Los agentes limpios de halocarbono ext inguen incendios pOI medio de una combinaclon de mecanismos fisicos y quimicos, dependiendo del compuesto. Los mecanismos de supresion quf
9-3
9-4
SECCION 9
•
Supresi6n sin agua
TABLA 9.1.1 Nomenclatura de los sustitutos comercializados del hal6n Nombre comercial
Designacion
Formula
CEA-410
FC-3-1-10
C 4 F1O
FM-200
HFC-227ea
C3 F7 H
Trifluorometano
FE-13
HFC-23
CHF3
Clorotetrafluoroetano
FE-24
HCFC-124
C2 HCIF4
Pentafluoroetano Diclorotrifluoroetano (4,75%) Clorodifluorometano (82%) Clorotetrafluoroetano (9,5%) Isopropenil-1-metilciclohexano (3,75%)
FE-25
HFC-125
C2 HF5
NAF-SIII
HCFC Mezcla A
CHCI 2CF3 CHCIF2 CHCIFCFs
Trifluoroyoduro
Triodide
FIC-1311
CFsl
NiAr/C02
Inergen
IG-541
N2 (52%) Ar (40%) CO2 (8%)
Argonite
IG-55
Nz (50%) Ar (50%)
Argon
IG-01
Ar (100%)
Nombre quimico Perfluorobutano Heptafluoropropano
N2/Ar Argon
mica de los compuestos de HBFC y HFIC SOil similares al Halon 1301; esto es, el Br y especies de I expulsan los radicales de la llama, con 10 cual interrumpen la reaccion quimica en cadena. Otros compuestos sustitutos suprimell los incendios prillcipal mcnte extrayendo calor de la zona de reaccion de la llama, re duciendo la temperatura de la llama por debajo de la temperatura que se requicre para manteller tasas de reaccion suficientemente altas, por medio de una combinacion del calor de la vaporiza cion, la capacidad temlica y la energia absorbida por la des composicion del agente. Burgess et al. iii realizaron simulaciones cineticas en una gama dc compuestos fluorinados (CF 4 , CF 3H, CF2H 2 , CFr CF 3, y CFH2) para los efectos cinetico quimicos de supresion del de los compuestos fluorinados. De los agen tes examinados, se observo que solo el CF3H tenia algim efecto quimico sobre la supresion de la llama. Ellos concluyeroll que las diferencias en las propiedades de supresion de la llama pue den explicarse por diferencias en la capacidad termica y en las cantidades relativas de calor liberado durante la combustion del agente. Battin-LeClerc et al. iv indicaron que, mientras clara mente puede ocurrir cierta inhibici6n no catalitica de la llama con los compuestos FC y HFC, se espera que este efecto sea li mitado. Richter et al.' obtuvieron conclusiones similares, debido a la inhabilidad de los atomos de fluor para reciclarse continua mellte en la llama, como ocurre con el bromo. La reducci6n del oxigeno tambien juega un papel impor tante en la reduccion de la temperatura de la llama. La energia absorbida en la descomposicion del agente debido al rompi miento de los enlaces de fluor y c1oro es bastante importante, particularmente con respecto a la formacion y produccion de descomposicion. Indudablemente existe cierto grado de accion de la supresion "quimica" en la combustion radical de la llama con halogenos, pero se considera que esta es de menor impor tancia, puesto que no es catalitica. La falta de una inhibicion significativa de la reaccion qui mica en la zona de la llama por los compuestos de HCFC, HFC
Y FC produce concentracioncs de extincion mas elevadas, con relacion al Halon 1301. La inportancia relativa de la disminu cion de la energia, representada por el rompimiento de los enla ces de especies de halogeno, produce niveles mas altos de descomposici6n del en comparacion con el Halon 1301. Los agentes de gas inert;:: suprimen las llamas al reducir la temperatura de la llama por oebajo de los umbrales que son ne cesarios para mantener las r~acciones de combustion. Esto se hace reduciendo la concentracion de oxigeno y elevando la ca pacidad termica de la atmo~fera que mantiene la llama. Por ejemplo, la adicion de una ca,ltidad suficiente de nitrogeno para reducir la eoncentracion de oxigeno por debajo del doce por ciento (en aire) extingue ineelldios llameantes. La concentraeion requerida de agente (y, por 10 tanto, el nivel minimo de oxigeno) es una fimcion de la capacid"d temlica del gas inerte agregado. Por consiguiente, entre los ga,es inertes existen diferencias en la eoncentraeion minima de extinci6n. En la Tabla 9.1.2 se muestran claramente las diferencias entre el argon y el nitrogeno, con coneentraciones de extincion del nitrogeno en el rango delreinta por ciento (-14,6 por ciento de 02) y coneentraciones de extinci6n del argon del cuarenta y uno por ciento (12,3 por cit:nto de 02)' Las mezcIas de gas inerte con mas nitrogeno que argon tendran concentraciones mf nimas de extincion mas bajas. Cuando se considera al nitrogeno como el gas inerte primario para examinar las concentraciones de oxigeno durante la extinclon en los experimentos de incen dios, la coneentracion minim 1 de oxfgeno en la extincion puede ser tan baja como del doee por ciento, 0 presentarse una con centracion del "agente" del 42,5 por ciento. vi,vii
EFECTIVIDAD DE LA
SUPRESION DE LA LLAMA
La efeetividad de la supresion de la llama de los de inun daeion total que reemplazan al halon ha sido evaluada de dif;:;
CAPiTULO 1
Sistemas y agentes que reemplazan directamente al hal6n
•
9-5
TABLA 9.1.2 Valores de extinci6n del quemador de copa con n-heptano provenientes de varios investigadores (de la NFPA 2001 a excepto donde se indica)
Referencia
Nitrogeno
Sheinson 3M NMERI Senecal, Fenwal Robin NIST Hamins et al,e Hirst and Booth d aver rver ever ciyer
referencia referencia referencia referencia
FC-3-1-10
HFC-227ea
5,2 5,9 5,0 5,5
6,6
12
6,3 5,8 5,9 6,2
12,6 12 (13) 12,7 12
32,0
5,3
Argon=
3,1 3,9 2,9 3 (3,5) 3,5 3,2
21,0
41,0 38,0
41,0
2.
I 28 mm (1,1 pulg.)
300 mm (12 pulg.)
j
230 m m (9,1 pul g.)
~ ~
.-.
FIGURA 9.1.1
CO/
9. 10. 11.
85 mm (3,3 pulg.)
--. I
Halon 1301
23,0 20,5
rentes maneras. EI metodo de prueba predominante a pequefia escala para establecer las concentraciones de extincion de la llama para combustibles liquidos y gaseosos es el quemador de copa IClo variaciones del mismo. La Figura 9.1.1 es una representacion esquemiltica del que mador de copa ICI. Se establece una pequefia llama laminar sobre una "copa" de combustible rodeada por una chimenea ci lindrica. Una mezc1a de agente/aire asciende por la chimenea rodeando la llama. La concentracion minima del agente (en el aire) a la cual se extingue la llama es la concentracion minima de extincion (MEC). Hay muchas variaciones del dispositivo ba
Combustible
HFC-23
1"_"•
• ill -I • ....... ..""..
.. ... D
--
Mezcla aire/agente
Aparato quemador de copa
Ie i 8
sico ya que 10 utilizan laboratorios diferentes; estas variaciones incluyen el diametro de la copa y la chimenea, diferentes meto dos de mezclado y medicion, altura de la chimenea y velocidad de la mezcla agente/aire por delante de la llama. viii La Tabla 9.1.2 proporciona algunas indicaciones sobre la variacion de la concentracion de extincion en el quemador de copa para una serie de concentraciones de extincion para un rango de agentes con el n-heptano como combustible. EI NISTha realizado investigaciones sobre un amplio rango de productos quimicos que reemplazan al halon y que se utilizan en la aviacion. Con el fin de dar una perspectiva mis amplia sobre el tipo y variedad de los productos quimicos que han sido evalua dos para su uso en la supresion de incendios, se inc1uye la Tabla 9.1.3 de la Referencia 910. Esta Tabla proporciona informacion sobre la extincion de la llama de n-heptano en el quemador de copa para un amplio rango de sustitutos potenciales del halon. Ademas del aparato quemador de copa, los investigadores del NISThan utilizado un aparato de llama de difusion de flujo opuesto (OFDF) para c1asificar a los sustitutos del halon segun su efectividad para extinguir incendios. El quemador OFDF se utiliza comlinmente para investigar la combustion y tiene mu chas ventajas como herramienta de investigacion para estudios fundamentales sobre la combustion. Su principal ventaja radica en la habilidad para relacionar los resultados con las prediccio nes fundamentales de la estructura de la llama y las condiciones para la extincion de la llama. La corriente oxidante (y de supre sion) es forzada hacia abajo sobre la superficie del combustible, los gases de escape son arrastrados hacia abajo a traves de un anillo 0 de una cubierta alrededor de la copa de combustible y se establece una llama plana. EI quemador OFDF puede variar la intensidad de la turbu lencia 0 la velocidad de deformacion de la llama. Para la mayo ria de las aplicaciones ;Ie supresion de incendios con agentes limpios, esto no es una preocupacion importante; sin embargo. en aplicaciones especializadas, tales como las cunas de los mo tores con altas tasas de :1ujo de combustible y de oxidante 0 en incendios de alta presion por pulverizacion 0 en incendios por un chorro de gas llamados dardo de fuego ("jet fire "), la yelL' cidad de deformacion tendra un impacto sustancial sobre la con dicion minima para la el(tincion. La Figura 9.1.2 es una gcifica de muestra que indica la variacion de la fracci6n molar coO:
9-6
SECC!ON 9
•
Supresi6n sin agua
TABLA 9.1.3 Fracci6n del agente en la corriente oxidante en la extinci6n de las llamas del quemador de copa con n Heptano 10 Tipo de agente
Agente
Inerte
N2 CO2 He Ar
Que contiene nitrogeno
%de %en masa volumen
31 6,0 38
32 23 31 41
31
NF3
a
a
Que contiene silicio
SiF4 NaHC03 (10-20 Sm)
36 3,0
13
Que contiene sodio Hidrofluorocarbonos
Fluorocarbonos
Que contiene cloro
Que contiene bromo
Que contiene yodo
CF3H CF2H2 CF2HiC2HFs CH 2FCF3 CHF2CF3 CF 3CH 2CF3 C3HF7 CF4 C 2F6 C3 F6 CsFs C4 FS C4 F lO CHF 2CI CHCI 2F CHsCFzCl CF2=CHCI CF2=CFCI CHFCICF3 CF3 Br CF2Br2 (I) CH 2 BrCF3 (I) CH 2=CHBr CF2=CFBr CF2=CHBr CF31
0,40,---,---,---.,---.,..--------.
J8
0,20 f~--f___·--'~'_-~--r---.j-.----t-·------·-l
0,10
b
250
25
12
c
c
30 29 29 27 28 37 30 29 30 32 32 28 32
15 10 8,7 6,5 6,2 16 8,1 7,3 6,3 6,3 5,3 12 11
c
G
G
G
31 26 14 16 17
10 7,0 3,1 2,6 3,5
c
c
27 24 18
6,3 6,0 3,2
300
Velocidad de deformacion en la extincion (6- 1)
FIGURA 9.1.2 Fracci6n molar de varios supresores como una funci6n de la velocidac' de deformaci6n en la extinci6n para el n-Heptano 10
35~--------------------------------r
II Quemador de c:>pa • Contraflujo (a 258-1) o Contraflujo (a;: 1808-1)
30
5
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FIGURA 9.1.3 Comparacion de resultados de /a extinci6n de n-heptano para el quemador de copa y el aparato OFDF ados velocidades de defor.71aci6n 1O
aActua como un oxidante, promueve la estabilidad de la llama. bpolvo solido no expresado en porcentaje en volumen. CAgente observado como inflamable.
agente de extinci6n contra la velocidad de defonnaci6n en la ex tinci6n de los combustibles de n-heptano para un rango de su presi6nlO . Para los incendios naturales tfpicos, la velocidad de defonnaci6n es de aproximadamente 258- 1 • A velocidades de de fonnaci6n elevadas, la llama se a bajas concentracio nes del agente. En la mayoria de las aplicaciones de inundaci6n total, las concentraciones minimas del deben medirse a velocidades de defonnaei6n bajas. La Figura 9.1.3. muestra la relaei6n entre la MEC para los quemadores de copa y los quemadores OFDFlO. Como es de es perarse, la concentraci6n del coflujo del quemador de copa es muy similar a la eoneentraci6n OFDF a una velocidad de defor maci6n baja (25s-1), la cual es tipica de los ineendios naturales. En todos los easos, la MEC de un agente es mucho mas baja para
las llamas con una alta "eloe tdad de defonnaci6n. Esto refuerza alm mas el valor del aparatc quemador de copa (y del OFDF) para la evaluaci6n de la concentraci6n minima de extinci6n. Uno de los aspectos importantes de la velocidad de defor maci6n se relaciona con las pruebas a escala real de los supre sores de incendio gaseosos ;' la necesidad de garantizar que la turbulencia que se genera er, la boquilla no ocasione que se in tensifique la extinci6n del in;endio. Generalmente, en las prue bas a escala real, esto reqUlere protecci6n 0 deflexi6n de las llamas. Posterionnente se d,3ben evaluar los resultados de las pruebas a esc ala real donde I is llamas no fueron desviadas ade cuadamente, particulannent() donde la extinci6n del incendio ocurre antes de que tennine la descarga del agente. N6tese que todos los agentes limpios alternativos requieren al menos un sesenta por cien:o mas de agente por peso y de vo
CAPiTULO 1
•
lumen de almacenaje. Esto es una consecuencia de la elimina ci6n dcl bromo cn los compuestos y del subsecuente nivel de re combinacion catalitica de los radicales de la llama. Estos datos deben tomarse como valores representativos, ya que existen va riaciones entre los equipos de los fabricantes. Los voliimenes de almacenaje equivalentes se basan en lama xima densidad de llenado permitida en un cilindro de almacena miento con una clasificaci6n de presi6n conforme a la recomendada por el fabricante. EI requisito de volumen de alma cenamiento aproximado de 10: 1 para gases inertes es una conse cuencia de la inhabilidad para licuar estos gases a temperatura ambiente. EI requisito de volumen de almacenamiento para los gases inertes se reduce con cilindros de almacenaje de alta pre sion. EI volumen de almacenamiento equivalente no se traduce directamente a un area 0 a un volumen requerido para el alma cenamiento de cilindros. EI espacio ocupado relativo de estos equivalentes del volumen de almacenaje variaci con el volumen del espacio protegido y con cl tamafio maximo del cilindro de al macenamiento ofrecido por un fabricante para un gas particular. En general, el area util requerida para el almacenaje de gases inertes supera en 10: I para grandes volumenes protegidos.
INERTIZACI6N DE LA EXPLOSI6N Una de las areas mas importantes de la aplicacion de supresores de incendios de inundaci6n total es la inertizacion de la explo si6n. La concentraci6n inertizante de un agente es la concentra ci6n requerida para prevenir incrementos inaceptables de la presi6n en una premezcla de combustibleJaire/agente sujeta a una fuente de ignicion. Norrnalmente, las concentraciones iner tizantes se miden en pequefias esferas a escala de laboratorio, con un iniciador electrico de chispa. La medici6n de la concentracion inertizante de un agente de pende de los detalles del aparato de pmeba usado, particularmente la fuerza de la fuente de ignicion y el aumento "permitido" de la presion. El aumento "permitido" de presion es una medida susti tuta de la distancia que recorre el frente de llama dentro de la es fera de volumen constante antes de la supresion. Las concentraciones inertizantes no son apropiadas para utilizarse en la supresion de deflagraciones 0 detonaciones (explosiones). Los datos de la esfera a pequefia escala se utilizan para de sarrollar diagramas de infIamabilidad para diferentes concen traciones de combustible/oxidante/agente. EI capitulo sobre !imites de inflamabilidad por Beyler en The SFPE Handbook of Fire Protection Engineering proporciona una excelente intro duccion al tema. 14 En la literatura sobre combustion hay dispo nible una gran cantidad de informacion sobre Hmites de inflamabilidad para gases inertes, como el nitrogeno y el argon :' para una variedad de combustibles. La Tabla 9.1.4 proporciona informacion sobre la concen rracion inertizante para varios agentes y combustibles, obtenida de csferas de inertizacion a pequeiia escala. Existen algunas di :"ere:cclli importantes en los resultados. Heinonen 13 ha identifi ,;;..j,.:' ~ :;;. ::'.:eme y a la fuerza de la ignicion como variables ~.::r: diferencias de aproximadamente del cuarenta c:e:::;:: ;:;:.:-.:; :3.5 concentraciones de inertizacion reportadas
Sistemas y agentes que reemplazan directamente al hal6n
9-7
para el Halon l301. Los sistemas de supresion de explosiones usan una rapida desearga de agente despues de una deteccion muy temprana de la ignicion. Tales sistemas emplean cantidades de agente signi ficativamente mas alta::; (que la supresion 0 inertizacion de la llama) que son descargadas a tasas mas elevadas. El tiempo de descarga de la totalidad del agente es del orden de 100 ms. Los sistemas de supresion de explosiones deben estar dise iiados especificamente para una aplicacion particular. Actual mente no hay requis ltOS genericos de diseiio 0 normas disponibles para tales si stemas. Senecal et al. 19,20 presentaron un informe sobre pmebas de supresion de explosione-s para vehiculos de combate blindados ocupados y cuartos de llenado de aerosol. Los resultados fueron obtenidos sobre pulveri"aciones premezcladas de gotas de com bustible. En contraste con la supresion 0 inertizacion de la llama, la supresi6n 0 deflagracion requiere mucho mas agente. Las pmebas en el cuarto de lIenado de aerosol emplearon 20 kg (44,1 Ib) de HfC-227ea, FC-3-1-1O, HfC-236 fa y 10kg (22 Ib) de agua en un cuarto de pr.lCba de 80 (2827 pies cubicos) para suprimir una descarga ce propano de 90g (3,2 oz) en una esta cion simulada de llenadt) de aerosoL Se logro la supresion de la deflagracion de propano/aire y la extension maxima del frente de la llama fue de aprm
TOXICIDAD Introducci6n Las pmebas de toxicologia se realizan con base en (1) la dura cion y frecuencia de la exposicion y (2) la determinacion de efectos biologicos espedficos. 21 Los estudios que examinan la duracion y frecuencia St dividen en cuatro categorias: 22 I . Aguda : exposicion inferior a 24 horas 2. Subaguda: exposicion de 1 mes 0 menos 3. Subcronica: expos cion de I a 3 meses 4. Cronica: exposicioll de mas de 3 meses Los efectos biologicos especificos examinados son mu chos, pero para los propositos de los agentes de lucha contra in cendios de halocarbono,. los mas comunes son los siguientes: 1. 2. 3. 4.
Toxicidad por inhalacion Toxicidad del desarrollo Toxicidad reproductiva Toxicidad !5vJU....'l"'''
9-8
SECCION 9
•
Supresi6n sin agua
TABLA 9.1.4 Concentraciones para la inertizaci6n de expfosiones, en fa esfera inertizante
a pequefia escafa
TABLA 9.1.5 Comparaci6n de concentraciones para la ex tinci6n de la llama, inertizacion y supresi6n de fa deflagraci6n
Concentraci6n Inertizante
(% por de combustible
Propano
Metano
FC-3-1-10
10,38 9,Sb
_7,ab
HFC-227ea
12,Ob 11,6 c
8,Ob
HFC-23
20,28 19,8b
20,2 8 14,Ob
IG-S41
49,Od
43,Od
CO2
13,3b e 28-36,g 23-29,6"
N2 Arg,on
42-49,4" 61,7e
HCFC Mezcla A
aVer referencia bVer referencia eVer referencia dVer referencia eVer referencia
i-Butano
Pentano
11,38
11,6 c
(% por volumen) Concentracio Valor tipico nde la de supresion inertizacion de la llama en Halon 1301 FC-3-1-10 HFC-227ea HFC-23 IG-541
3 S,S 5,8 12 29
6-7 10,3 -12 20,2 49,0
---- Supresi6n de la deflagracion de gotas de com bustible diesel 12 8 11
18,Ob
37-41,7e 44-SS,4e
27.
28.
13.
29.
30.
5. Cardiotoxicidad 6. Efectos sobre el sistema nervioso central (SNC) La separacion en categorias se basa en la experiencia de que la toxicidad por exposicion aguda y la toxicidad por exposicion cronica pueden ser significativamente diferentes. Por ejemplo, normalmente la toxicidad por exposicion aguda (simple) para solventes organicos genera perturbaciones del sistema nervioso central que son reversibles una vez termina la exposici6n. La to xicidad cr6nica (exposici6n repetida a largo plazo) para solven tes organicos puede incluir dano y cancer del higado, los cuales no se consideran reversibles. Cada producto quimico puede cau sar diferentes problemas agudos especificos de toxicidad y de to xicidad cr6nica que necesitan ser evaluados. Estos incluyen cancer, defectos de nacimiento, toxicidad hepatica, toxicidad car diaca, etcetera. 22 Diferentes productos qufmicos dentro de la misma familia pueden tener efectos distintos 0 efectos similares sobre un amplio rango de concentraciones. Por ultimo, se exa mina la ruta de exposicion. Para los agentes gaseosos usados en la lucha contra incendios, se requieren estudios de inhalaci6n. Se requieren una serie de pruebas, comenzando con los es tudios agudos. Esto se hace para aprovechar los resultados de los estudios previos a corto plazo. Una razon importante es estable cer las concentraciones correctas de exposici6n para las pruebas. Una dosis inadeeuada podria ocasionar la invalidacion de una prueba a largo plazo a mitad de camino del estudio 0 hasta el final del mismo, es decir, que demasiados especimenes de prueba pueden morir por una dosis de prueba excesiva. Una raz6n igualmente importante es evitar que se lleven a cabo, es tudios cronieos a largo plazo cuando los estudios a eorto plazo no sugieren ninguna necesidad para los mismos. Los estudios a corto plazo pueden usarse como investigaciones para dar indi caciones, pero no resultados directos, del tipo de problemas de toxicidad que posiblemente deben evaluar las pruebas a largo
plazo. La serie toxicol6gica no es un proceso de "Iibro de rece tas". Los toxicologos profesiQnales deben evaluar los resultados en cada paso del proceso y tomar decisiones estudiadas sobre la siguiente fase de prueba. Un grupo minimo de prut:bas requerido por la u.s. Environ mental Protection Agency (EP4) bajo el programa del Significant New Alternatives Policy (SNAP) muy probablemente incIuira: 23
1. Un "telemetro" de toxicidad aguda, por ejemplo, prueba limite o LC so 2. Una prueba de sensibilidad cardiaca 3. Toxicidad del desarrollo y reproductiva 4. Prueba subcr6nica de euatro 0 trece semanas 5. Prueba de investigaci6n de la toxicidad genetica (como la prueba de Ames) 6. Prueba de descomposici6n termica del producto Como se indic6 anteriormente, normalmente los estudios de toxicidad aguda son los primeros en llevarse a cabo. Estas pruebas proporcionan informacion sobre la letalidad aguda. Con respecto a la inhalacion esta se llama la LC so, yes la concentra cion a la cual el cineuenta p<)r ciento de los animales mueren dentro de los catorce dfas de la exposieion. Normalmente, esta es una exposici6n simple de cuatro horas y por 10 general se haee con ratones y ratas. Los estudios subagudos :;on el nivel minimo de las pruebas repetidas de exposicion. Se u.tilizan para (1) descubrir los pro blemas de toxicidad especifica sobre los efectos agudos y (2) re finar las dosis apropiadas r·ara las pruebas de seguimiento. Normalmente, los estudios stbagudos tardan catorce dfas. Los estudios subcr6nieos se utilizan para (1) establecer in formacion sobre la dosificaci·)n final que se debe utilizar en los estudios cr6nicos y (2) identificar ademas las preocupaciones sobre la toxicidad especifiea de las exposiciones a largo plazo. Por 10 general estos estudios se Bevan a cabo durante noventa dias en una 0 dos especies. Generalmente, los estud ios cr6nicos se hacen del mismo modo que las pruebas subcronicas, exeepto que se incrementa la exposieion por mas de tres meses y hasta por dos atlos y medio. A menudo los estudios cr6nicos lncorporan pruebas de carcinogeni eidad (cancer) para e\itar que se lIeven a cabo pruebas separadas. Los estudios de toxicidad del desarrollo y de toxicidad re productiva estan disetlados para observar los efectos adversos
CAPiTULO 1
•
Sistemas y agentes que reemplazan directamente al hal6n
,;obre el sistema reproductivo y sobre la descendencia. Las prue bas del desarrollo examinan los efectos sobre un organismo en desarrollo en cualquier momenta de su periodo de vida, como re sultado de la exposici6n repetida del padre 0 la madre antes de la concepci6n 0 durante el embarazo y despues del nacimiento hasta la pubertad. La toxicologia reproductiva es un estudio multi gene racional relacionado con los efectos adversos para el sistema re productivo que pueden ser transmitidos ala primera generaci6n y a la segunda generacion de descendientes pOT cualquiera de los padres. El estudio especifico de los defectos generados entre la concepcion y el nacimiento se conoce como teratologia.22 Los estudios sobre toxicidad genetica examinan el potencial mutagenico, que es, la capacidad de un producto quimico para ge nerar cambios en los genes de una celula. Estos estudios tambien son efectivos como investigaciones y como pruebas del potencial para generar cancer. Dos de las pruebas que se usan mas comt'm mente para los agentes de halocarbono son (1) la prueba de Ames y (2) la prueba del micronucleo. La prueba de Ames examina la habilidad del producto quimico para ocasionar cambios 0 muta ciones en los genes de una celula. La prueba del micronucleo exa mina las aberraciones cromosomicas. Las dos investigaciones se utilizan como indicadores del potencial para causar cancer. Los re sultados de estas investigaciones se utilizan para decidir si se re quieren estudios a largo plazo sobre cancer, otros estudios de toxicidad genetica 0 estudios del desarrollo y reproductivos. 22 Mas aHa de las prucbas anteriores, las preocupaciones es pecfficas sobre toxicologia pueden justificar que se requicran otros estudios de toxicidad, menos estandar. Este es el caso de los halocarbonos donde se ha encontrado que estos disminuyen el ritmo cardiaco. En presencia de adrenalina, el corazon puede experimentar las condiciones leves de un latido irregular del co razon hasta las condiciones scveras de un ataque cardiaco total. Este efecto se observo por primera vez con el c1oroformo cuando se usaba mucho como anestesico. La prueba desarro llada para evaluar este tipo dc cardiotoxicidad se conoce como "sensibilizacion cardiaca". Los datos recolectados en estas pruebas en especies no hu manas es solamente una indicacion de la toxicidad para human os. Los toxicologos usan estos estudios para hacer valoraciones del riesgo para predecir la toxicidad de un producto quimico 0 de una mezcla especffica de productos qufmicos en un escenario particu lar de exposicion. Las pruebas agudas se utilizan para establecer los !imites para exposiciones unicas 0 poco frecuentes. Por ejem plo, la toxicidad aguda se usa para determinar los efectos que pue den esperarse cuando se descarga un sistema de supresion de incendios. Los estudios subcronicos y cronicos se utilizan para establecer !imites para las exposiciones repetidas de los trabaja dores que estan expuestos con mayor frecuencia al halocarbono, como los trabajadores de plantas de producci6n y el personal de mantenirniento encargado de llenar y rellenar los cilindros. La EPA requiere, como minimo, para los agentes de supre sion de incendios de halocarbono, estudios de sensibilizaci6n los lfmites de cardiaca y de toxicologfa del desarrollo para exposicion Para fijar los !imites de exposicion para los trabajadores la EPA usa. como minima. esrudios C~ toxicolo£1:1a estudios subcr6nicos de nuvem::. dial' y ce toxicolo~a del desarrollo.: 4
Aunque todos 105 agentes de halocarbono 5e pa:-a.
9-9
los riesgos para la saluc, a largo plazo, el punto final primario es la exposicion aguda 0 de corto plazo. Los efectos primarios de la toxicidad aguda de los agentes de halocarbono descritos en este capitulo son la ane'ltesia y la sensibilizacion cardiaca. Para los gases inertes, la principal preocupacion fisiologica es la re duccion de la concentracion de oxigeno.
Agentes de Halocarbono La sensibilizacion cardiaca es el plincipal problema de toxicidad "aguda" a corto plazo para las aplicaciones de supresion de in cendios. La sensibilizac:on cardiaca es un termino que describe la aparicion repentina de lrritmias cardiacas en presencia de una concentracion de un agente, causada por la sensibilizacion del co raz6n a la epinefrina. La presencia de epinefrina es critica para la aparicion de arritmias. Esto es importante en las aplicaciones de protecci6n contra incenJios, debido al incremento de la produc cion de epinefriua cuando el cuerpo se ve sometido a tensiones. Los puntos extremos de toxicidad usados para describir la cardiotoxicidad y los niveles permisibles de exposicion son el nivel de efecto adverso no observado (NOAEL) y el nivel de efecto adverso observado mas bajo (LOAEL). El NOAEL es la concentracion mas alta de un agente bajo la cual no ocurri6 un efecto "marcado" 0 adverso. El LOAEL es la concentracion mas baja a la cual se midio un efecto adverso. Los procedimientos usados para evaluar la sensibilizacion cardiaca varian un poco El procedimiento involucra la dosifica ci6n intravenosa con epmefrina de sabuesos masculinos durante cinco minutos. Durante los cinco minutos siguientes se sigue con la exposicion por inhalaci6n continua del agente. Despues de esta exposicion por inhalacion, el perro es medicado nuevamente con epinefrina y es supervisado durante cinco minutos para determi nar el efecto del agente y la epinefrina. El protocolo se lleva a cabo con dosis mas altas hasta que ocurra un efecto. Los efectos se control an mediante mediciones con un elec trocardiografo (EeG). Oeneralmente se considera que un efecto adverso es la aparicion ,Ie cinco 0 mas arritmias 0 de fibrilacion ventricular. Los datos ootenidos de estas pruebas son evaluados por expertos medicos y los valores apropiados del NOAEL y LOAEL son informados pOT 1a EPA bajo el programa SNAP. No existe una correlaci6n directa entre los resultados ex perimentales obtenidos en perros y en humanos. Generalmente se acepta que los resuLados se pueden aplicar a los seres hu manos debido a la com1linaci6n de las altas dosis de epinetrina en las pruebas y a 1a similitud en la funci6n cardiovascular entre perros y humanos. Se cree que los resultados de estas pruebas son conservadores con respecto a 1a aplicacion directa de los re sultados a seres human,os en las aplicaciones tipicas de supre si6n de incendios. Ademas de los lim ites de exposicion cronica a corto plazo que son de interes en el disefto de los sistemas de supresion de incendios, la EPA. eyahta 1a informacion de inhalacion a largo plazo para eStos compul!stos. La Tabla 9.1.6 resume los valores SOAEL :-iotese que los valores Le so superan en gran medida al SOAEL Por 10 general d uso de agentes de halocarbono en areas ocupadas eSui sujeto a h restricci6n de que 1a concentraci6n pre sumida debe ser inferio' a la del NOAEL. En la edicion de 1996
9-10 SECC:ON 9 •
Supresion sin agua
TABLA 9.1.6 Datos sobre toxicidad para supresores de incendios de agentes limpios de halocarbono
Nombre comercial
Designaci6n
F6rmula
CEA-410
FC-3-1-10
C4 F1O
FM-200
HFC-227ea
FE-13
HFC-23
CS F7 H CHF3
FE-24
HCFC-124
C2HCIF4
HFC-125
CH2 HFs HCFC-2282% HCFC-1234,75% HCFC-1249,5% Organico 3,75%
FE-25 NAF-SIII
HCFC mezcla A
Triyoduro
FIC-131I
NOAEL % VN a
LOAEL % VN a
or ALC:;'~
>40 d
40 9,0 30
>65%
2,5
23-29
10,0
>70%
7,5 10,0
>80~o
>80%
>10,5 >50d
64%
>10
0,2
CFsl
aDe documentos EPA SNAP. bAlC concentraci6n letal permisible. cDe NFPA 2001 (ver Referencia 2). aConcentraci6n maxima antes de las preocupaciones sobre la reducci6n de oxigeno.
de la NFPA 2001, una excepcion permite el uso de gases de inundacion total hasta el LOAEL para riesgos Clase B donde existe una alarma de predescarga y un modulo de retardo y donde son aceptados por la autoridad competente. La razon fun damental para la excepcion se basa en (1) la naturaleza conser vadora del NOAELILOAEL, (2) la consistencia con las pautas de la EPA y (3) el beneficio positivo de las concentraciones mas altas del agente en ciertos riesgos de liquidos inflamables/com bustibles. Aunque se recomienda que todos los sistemas utilicen alarmas de predescarga y que el personal evacue antes de la ac tivacion del sistema, se entiende que ocurriran descargas inad vertidas y exposiciones a corto plazo, de ahi la limitacion. Se espera que las exposiciones de emergencia hasta por varios mi nutos en el NOAEL 0 por debajo del mismo y posiblemente en el LOAEL sean razonablemente seguras. En ningUn caso se deben disefiar 0 instalar sistemas donde se anticipe una exposi cion intencional de cualquier duracion. Basandose en la limitacion de que en la mayona de los casos Ia concentracion pre sumida debe estar por debajo del NOAEL, en la Tabla 9.1.6 se puede ver que hay tres agentes aceptables que se pueden utilizar en areas nonnalmente ocupa das con el fin de extinguir las llamas. Estos son el HFC-227ea, el HFC-23 y el FC-3-1-l O. En la edicion 2000 de la NFPA2001, se han modificado los limites de exposicion para los agentes de halocarbono. La mo delizaci6n farmacocinetica (PBPK) que se basa en la fisiologia para evaluar la exposicion aguda a agentes de halocarbono ha sido utilizada para establecer los Ifmites alternativos de exposi cion para los agentes halogenados. 25 La modelizacion PBPK in tenta explicar la tasa de absorcion de halocarbonos en el cuerpo la cual depende del tiempo y establecer los limites de exposicion basados en la tasa de absorci6n?6-30Los limites estan basados en la concentracion de agente y en el tiempo al cual1a concentra cion de agente en la sangre es igual a la del LOAEL. Los resul tados tipicos de la PBPK para tiempos seguros de exposici6n para el HFC-227ea y el HFC-125 se incluyen en la Tabla 9.1.7. Observe que se permite la exposici6n por encima de los limites del SD.4EL Yhasta el LOAEL.
TABLA 9.1.7 Lfmites de exposicion derivados de la modelizaci6n PBPK para el HFC-227ea y el HFC-12S37
Concentraci6n del HFC-227ea Concentraci6n del HFC-125
v/v
ppm
Tiempo de exposicion humana (min)
9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0
90000 95000 100000 105000 110000 115000 120000
5,00 5,00 5,00 5,00 1,13 0,60 0,49
%
v/v
ppm
Tiempo de exposici6n humana (min)
7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0 13,5
75000 80000 85000 90000 95000 100000 105000 110000 115000 120000 125000 130000 135000
5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 1,67 0,59 0,54 0,49
%
Estos limites provienen y cuentan con el apoyo de la EPA, la cual tiene la autoridad reg illadora primaria para la salud y la toxicidad asociadas con los ,:ustitutos del halon. El uso del en foque de Ia PBPK explica parcialmente las diferencias entre las pruebas en animales de labo -atorio y en humanos. Los resulta dos de laboratorio forman la base de los puntos extremos (LOAEL) y siguen siendo cOrJ.servadores debido a la naturaleza de la dosificacion de epinefiina usada durante las pruebas he chas en animales. 3l
Agentes de Gas Inerte Los agentes de gas inerte SOIl efectivamente inertes fisiologica mente. EI principal problemf fisiologico con estos agentes es la concentracion reducida de m: igeno ocasionada por las altas con centraciones presumidas del agente. Una mezcla de gas merte
CAPjTULO 1
•
Sistemas y agentes que reemplazan directamente a/ haJon
emplea una baja concentraci6n de CO2 (la cual no es fisiol6gi camente inerte) con el fin de contrarrestar los efectos de la con centracion reducida de oxigeno. El mecanismo de este efecto se discute en la Referencia 44. La EPA determino previamente que los gases inertes pue den usarse en concentraciones hasta del cuarenta y tres por ciento en areas normalmente ocupadas que estan sujetas a limi tes simi lares determinados por los agentes de halocarbono cuando se usan en el NOAEL. Esto resulta en una concentracion de oxigeno residual del doce por ciento. EI equivalente para el NOAEL es una concentradon de agente del cincuenta y dos por ciento, con una concentraci6n de oxfgeno residual del diez por dento. Los rcquisitos de la NFPA 2001 reflejan las limitacioncs de la EPA a conccntraciones de agcnte del cuarenta y trcs por ciento, con la exoneracion que permite el uso de concentracio nes hasta del cincuenta y dos por ciento para riesgos Clase B. Parece haber un consenso creciente entre los toxicologos inde pendientes de que los gases inertes poddan usarse de manera se gura a concentraciones hasta del cincuenta y dos por ciento para un tiempo de exposicion de cinco minutos. Este consenso fue desarrollado mas ampliamente en la edi cion 2000 de la NFPA 2001. Las limitaciones actuales sobre li mites de exposicion para gases inertes son como sigue: Para concentraciones de gas hasta del cuarenta y tres por ciento (una concentracion residual de oxigeno del doce por ciento), el tiempo de exposicion esta limitado a cinco minutos. Para concentraciones de agente entre el cuarenta y tres y el cin cuenta y dos por ciento (concentracion residual de oxfgeno del doce y diez por ciento), el tiempo de exposicion esta limitado a tres minutos. Para concentraciones entre el cincuenta y dos y el sesenta y dos por ciento (concentracion residual de oxigeno del dieciocho por ciento), el tiempo de exposicion esta limitado a treinta segundos. Para concentraciones superiores al sesenta y dos por ciento (concentracion residual de oxigeno por encima del ocho por ciento) la exposicion debe evitarse. Hay una fuerte indicacion de que pequefias concentraciones de CO2 agregadas a gases inertes (tales como el IG-541) redu cen sustancialmente los efectos hipoxicos y mejoran el desem pefio de las personas a bajos niveles de oxigeno. Las autoridades reguladoras no han diferenciado aun entre tales agentes y otros gases inertes 0 mezclas.
FACTORES AMBIENTALES33 Con respecto a los agentes de extincion de halocarbono se deben tener en cuenta dos impactos ambientalcs imponantes: la (l) re duccion del ozono y el (2) calentamiento global. Otro factor am biental, el tiempo de vida atmosferico, puede ser eonsider~do en la discusion de cada uno de estos impactos ambientales. Este es tambien una preocupacion ambiental "autonoma" que necesita ser evaluada. Actualmente, los gobiemos intemaeionales, na eionales, estatales y locales regulan los agentes de lucha contra incendios de halocarbono segun los efectos que tengan sobre la reducciondel ozono. Sin embargo, laE"PA de los E.U.A. tambien tiene en cuenta los tiempos de vida atmosfericos y los potencia les de calentamiento global en la implementacion de su pro grama SNAPbajo la Seccion 612 del Clean Air Act, tal como fue
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modificada en 1990. Aunque ninguna regulaci6n ambiental na cional especifica incluye el calentamiento global y los tiempos de vida atmosferieos, la consideracion de estos asuntos en la im plementacion de la EPA de regulaciones existentes hace que estas euestiones sean de interes.
Reducci6n del Ozono EI ozono (0 3) es un gas natural que se encuentra en la atmosfera. La mayor parte del ozono que se encuentra en la naturaleza es creado por la reaccion del 02' con la luz ultravioleta (UV) que proviene del sol.
02+UY-+ 0+0 02 +0-+ 0 3 La luz UV hace que ocurra esta reaccion. EI ozono tambien se genera en la naturaleza cuando la produccion de gran energia proveniente de los rayes inicia una reaccion similar. EI ozono tambien se forma por una serie de fuentes manu facturadas, principalmt:nte como resultado de la polucion del aire. Cuando el monox: do de carbono, el metano y otros hidro carbonos se encuentran con eloxido de nitrogeno (ej: del escape de los earros) y la luz solar ordinaria, se produce ozono. 34 Este tambien es produeido por impresoras laser y motores electricos y es responsable del 0 or acre que con freeuencia se asocia a estos dispositivos. El ozono fabricado por el hombre es a me nuda llamado "smog" J es un riesgo considerable para la salud. Con respeeto al medio ambiente, existe una diferencia im portante entre la ocum:ncia natural y las fuentcs de ozono he chas por el hombre. El ozono hecho por el hombre es producido en la region de nuestra itmosfera Hamada la troposfera. Esta es la parte que comienza en la superficie de la tierra y se extiende de seis a diecisiete km 3,7 a 10,6 millas) por encima de la su perficie. (EI espesor de t'sta region es diferente en los polos com parado con el ecuador). El ozona de formacion natural se produce principaimente en la estratosfera. La estratosfera es la region que esta directa1l'ente por encima de la troposfera y se ex tiende hasta aproximadamente 50 km (31 mill as) sobre la su perficie de la tierra?5 EJ ozono producido en la estratosiera por la reaeei6n descrita anteriormente es conocido como "la capa de ozono" y sirve para un proposito muy importante. El OZOIlO ab sorbe la porcion UV-b de la luz UV total de la luz solar y evita que esta penetre mas dentro de la atmosfera. Esto tiene dos efec tos netos: (1) disminuy~ la cantidad de UV-b peJigrosos a los que estan expuestos las "llantas y los animales y (2) evita que en la troposfera se genere llaturalmente mas OZOIlO. Durante la ultima cecada, los Estados Unidos han comen zado a dar "alertas de olOno", nonnalmente como parte de los reportes diarios del tiempo. El ozono al que se haee referencia en estas alertas es ozon,) troposferieo y de ningun modo se re fiere al ozono estratosfe-ico 0 a la reduccion de ozono. Hay, sin embargo, preoeupaciom.s con el ozono troposferico. Estas eues !iones seran tratadas panlelamente con la discusion sobre el ca lentamiento globaL Los halones, los HCFCs, y otros halocarbonos que contie nen cloro y bromo han d,~mostrado que ocasionan la destrueci6n del ozono estratosferice·. La caracterizacion de la destrucci6c:
9-12 SECC 16N 9 •
Supresi6n sin agua
del ozono estratosferico no es una medida de la cantidad exacta del ozono destruido. En cambio, es la cantidad relativa de ozono destruido comparada con una nonna arbitraria. La nonna esco gida es la CFC-ll, a la cual se Ie ha asignado un potencial de re duccion del ozono (ODP) de 1. El ODP de todos los otros halocarbonos esta relacionado con su efecto relativo sobre la destruccion del ozono, en comparacion con e1 CFC-ll. El Halon 1301 tiene un ODP de 13, 10 que significa que este destruira trece veces tanto ozono como el CFC-ll kg por kg (lb por lb). Un compuesto que tenga un ODP de 0,1 podria tener un diez por ciento de los efectos relativos de reducci6n del ozono del CFC II. Todos los valores ODP estan basados en masa (peso) y no en moles (nillnero de moleculas). Se ha sugerido un metodo alternativo para medir el ODP re lativo de un compuesto. La nonna ODP definida anterionnente considera el tiempo de vida atmosferico total, pero no tiene en cuenta la porcion estratosferica del tiempo de vida. No solo im porta que el halocarbono llegue a la estratosfera, sino que se descomponga para liberar litomos de cloro y bromo. Un tiempo de vida estratosferico corto significa que la reduccion de ozono representada por su ODP debe ocurrir durante un tiempo mas corto que el que se requiere para uno con un tiempo de vida es tratosferico largo. A corto plazo, ocurre mas reduccion del ozono de la que sc ha pronosticado. Se ha sugerido un potencial de re duccion del ozono dependicnte del tiempo para remediar este problcma observando el ozono reducido por un periodo de tiempo dado, 0 el horizonte y relacionandolo con el efecto neto del CFC-II sobre el mismo horizonte de tiempo. A medida que el horizonte de tiempo se aproxima al infinito, los val ores ODP que dependen del tiempo se aproximan a los val ores estiindar?6 Hasta la fecha, la idea de ODPs que dependan del tiempo no ha comenzado a usarse completamente.
Tiempos de Vida Atmosfericos Cuando uno piensa en el tiempo de vida de una especie quimica, con frecuencia se usa el tennino vida-media. Esto es muy comtm en el campo nuclear donde los caIculos se hacen para detenni nar eminto tarda una especie para descomponerse a la mitad de su concentracion original. Los valores del tiempo de vida at mosferico que se usan para detenninar la reduccion del ozono y los potenciales del calentamiento global no son vidas medias. Son tiempos de vida lie' algunas veces llamados tiempos de re lajacion en e ("e-folding lifetime"). Se ha detenninado que los gases del efeeto invemadero se de sintegran en la atmosfera de acuerdo con la siguiente ecuacion:
c= donde C = concentracion en el ticmpo t = coneentracion inicial en el tiempo t !; una con stante de velocidad detenninada experimental mente (unidades = litiempo)
°
;:-,,:2
Se puedc hacer una manipulacion matematica para expresar ecuacion como una funcion de tenninos que se cuantifican
mas facilmente. Esto se logra definiendo el tiempo de yida at mosferico, L, como un tiempo de relajacion en e 0 el tiempo que se necesita para que la relacion de CCo sca igual a lie (e es la base del sistema de logaritmos naturales y tiene un valor numerico de aproximadamcnte 2,718). La ecuacion resultante es la siguieme:
C
= Cne· TIL
Aunque el tennino "vida media" se usa mas comtinmente para describir cl decaimiento de una conccntracion de espccies. el uso del tiempo de relajacion en e pennite la cuantificacion de la concentracion en tenninos del tiempo de vida atmosferico de un compuesto, como se demostro previamente. Una vida media se refiere al tiempo que se req uiere para que la mitad de una can tidad dada de un compuesto se descomponga en la atmosfera, por 10 tanto la relaci6n CCo es igual a Y2. Usando un tiempo de rela jacion en e, la proporci6n cs igual a lie 0 0,368. Despues de un tiempo de vida, la concentraci6n sera igual a 0,368 veces su valor original. Despues de dos tiempos de vida, la concentraci6n sera 0,0498 0 (0,368)3 veces su valor original, y ai'll sucesivamentc. Un factor importante cmmdo se utiliza la ecuacion anterior para resolver la concentracio'1 como una funci6n del tiempo es que, no importa que valor se use para el tiempo, la concentracion nunca es igual a cero. Sicmpre cxistira una porcion en la atmos fera. Cuando el tiempo de vida atmosferico es pequeno, la con centracion durante el transcurso de cientos de ai'ios puede vol verse insignificante. Cuando el tiempo de vida atmosferico es muy grande, del orden de mii es de decenas de miles de alios, es posiblc que la concentraci6n en la atmosfera no sea despreciable. La preocupacion ambiertal tienc que ver con "l,que pasarfa 8i?" Por muchos ai'ios se crey6 que los halocarbonos eran segu ros despues de que comenzara su liberacion en la atm6sfcra. No fue sino hasta muchos alios de8pues que estos se re1acionaron con la reduccion del ozono. Existe la preocupacion de que estos otros halocarbonos u otros compuestos, puedan ocasionar otros impactos ambientales que aun son dcsconocidos. Si la atmosfera se !lena con estos productos quimicos y estos existen en canti dades apreciables por cientos, miles y millones de ai'ios, l,que pasara entonces? l,Puede eJ dana que Ie hacemos a nuestro medio ambiente ser mayor al que los humanos pueden manejar? Probablemente la naturaleza puede superar este impacto, pero en decenas de millones de anos. Este es un corto perfodo de tiempo para la naturaleza, pero no plfa el hombre. La implementacion actual del programa SNAP df. la EPA detennina las restricciones sobre los perfluorocarbonos que tienen tiernpos de vida atmos fericos muy largos 0 "remous", cuando se les compara con el resto de los halocarbonos. Es,:a restriccion no estii basada en nin gun problema ambiental conocido 0 anticipado. Es una res puesta a las preocupaciones lelacionadas con "l,que pasarla si?" que fueron planteadas anteri
Potencial de Calentamiento Global Se necesita una comprensi6n basica acerca del clima y la at m6sfera de la tierra para enknder que es el potencial de calen tamiento global (GWP) y como intentar su medicion. La region atmosferica ITtaS cercana a la tierra, la troposfera, representa aproximadamentc el ochcnta y uno por ciento de 1a atmosfera de 1a tierra. Esta esta compuesta principalmente de
CAPiTULO 1
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Sistemas y agentes que reemplazan directamente a( haJOn
nitrogeno (N2) y oxigeno (02)' que representan el noventa y nueve por ciento de su composidon. EI uno por ciento restante estft compuesto prindpalmente de argon, con pequefias cant ida des de agua, 0,2 por dento y CO 2 , 0,03 por dento [300 partes por millon por volumen (ppmv)]. La atmosfera tambien contienc varios compuestos en muy pequefias cantidades, conoddos como "trazas de gases". Estos son el metano, eloxido nitroso, el monoxido de carbono, el hidrogeno, el ozono y los halocarbo nos, los cuales estftn tan diluidos que se miden en partes por bi lIon por volumen (ppbv). 35,37 Tiempo y clima no son 10 mismo. El tiempo son las condi ciones diarias y a corto plazo, de temperatura, humedad, lluvias, vientos, etc. 37 El clima es la condicion a largo plazo promediada a 10 largo de much os afios. Con base en el clima de una region, se puede suponer 0 predecir el tiempo particular. Muchos facto res determinan el clima de una region. Estos son una interaccion compleja de las actividades naturales y artificiales. El factor mas grande sobre el comportamiento total del clima de la tierra es el sol. La energia solar golpea mas la tierra en los tropicos y en el ecuador que en los polos. Impulsada por los principios de difu sion, la tierra distribuye el calor lejos de los tropicos, 10 cual ge nera vientos y corrientes occanicas considerables. 35 Se han hecho calculos aproximados de la temperatura pro medio de la atmosfera de la ticrra, asumiendo dos condiciones teorica<;. La primera asume que de ninguna manera hay atmos fera y la segunda asume una atmosfera compuesta solamente de N2 y 02 (que normalmente representan el noventa y nueve pOI dento de nuestra atmosfera). En ambos casos, los modelos han pronosticado que la superficie de la tierra podria ser cerca de 33°C (91°F) mas fria de 10 que es. 36 Se cree que la diferencia de temperatura es un resultado directo de las muy pequefias canti dades de trazas de gases, vapor de agua Y CO2 , Estos acruan de manera muy similar al vidrio de un invemadero que deja pasar la luz del sol pero ayuda a evitar que se escape e1 calor (de ahf los terminos eJecto invernadero y gases del eJecto invernadero). Un gas del efecto invemadero se define como cualquier gas que absorbe radiacion infrarroja (RI). No deberia ser sorprendente que ciertos componentes del aire puedan hacer que este permanezca mas caliente. Por ejem plo, es de conocimiento publico que la temperatura en una noche caliente y hUmeda no disminuye tanto como en una noche menos hUmeda. Durante el inviemo, una noche despejada ten dra un mayor descenso de temperatura que una noche nublada. En ambos casos, la diferencia se debe al vapor de agua presente en el aire. De hecho, el agua es el mayor contribuyente del efecto invemadero natural, seguida por el CO2.3S El cambio c1imatico y e1 calentamiento global no son sino nimos. El cambio climatico incluye el enfriamiento y el calen tamiento de la atmosfera. EI calentamiento global solo tiene que ver con los aspectos del cambio climatico que resultan en el ca lentamiento de la atm6sfera. Se estima que cerca de un tercio de la radiacion solar total se refleja fuera de la atmosfera terrestre. Mas de los dos tercios restantes pasan a traves de la atmosfera y son absorbidos por la supertlcie de 1a tierra, causando su ca1entamiento. 38 La tierra se enfrfa por sf misma a traves de la liberaci6n de calor 0 RI. Para que se mantenga un equilibrio, la radiacion solar que entra debe igualar a la radiaci6n que sale. Si ala atm6sfera entra mayor ra
9-13
diad6n de la que sale, la tierra se estaria calentando C{)lL;;;umtf' mente. Lo opuesto podria ser derto si de la tierra saliera rruis ra diaci6n de la que entra, es decir, 1a tierra se estaria enfriando .:;! manera constante. El 02 Y el N2 son transparentes a la RI, 10 cual significa q1.,;.;! estos compuestos permiten que la RI 0 el calor pasen a trayes :2. cilmente. Los gases del efecto invemadero no son transparemes ala RI, estos la absorben. Su habilidad para absorber RI es j nita, sin embargo, parte je 10 que absorben es irradiado de nuey,) hacia la atm6sfera. La RI irradiada de nuevo es 10 que es im portante. Para una concentradon dada de gases del efecto in vemadero, la irradiacion que ocurre de nuevo depende de dos factores: (1) cuanta RI entra y (2) 1a temperatura del gas. Dada la premisa de que la atrr 6sfera desea establecer un equilibrio, la RI proveniente de 1a superficie de 1a tierra y 1a cantidad de estos gases que es irradiada de nuevo necesita ser igual. Ya que 1a RI proveniente de la super~1cie de la tierra no cambia, la unica \8 riable restante que afecta el equilibrio es la temperatura. La at m6sfera se calentara hasta que se logre el balance de RT. Como se establecio previamente, esto se ha pronosticado como una e1evacion de 33°C (91°F) en 1a temperatura de la atmosfera. r Dia par dfa, la prerrisa de que 1a radiaci6n solar es igual a la suma de la RI irradiada desde la superficie de la tierra y de 1a RI irradiada de nuevo desde los gases del efecto invemadero no es necesariamente cierta. Los cambios diarios, semanales, mensua les y anuales en el tiempu siempre estftn ocuniendo. No obstante, a traves de los afios, los promedios estan muy cerca a ser equi valentes y han resultado en un clima estable. Para entender el efecto invemadero, los dentificos que estudian el clima han de sarrollado el concepto dt.: Jorzamiento radiativo. E110s definen e1 forzamiento radiativo como cualquier cosa que hara que el ba lance de energia en la pa..'1e superior de la troposfera deje de estar en equilibrio. Dicho de otro modo, es cuando la radiacion dentro y 1a radiaci6n fuera de la parte superior de la troposfera no son iguales. Esta radiacion dt.:sequi1ibrada obJiga al clima a adaptarse, por esto el terrnino "forzamiento radiativo". La teoria es que el clima cambiara para igualar la radiacion entrante y saliente. Cual quier condicion que resulte en un forzamiento radiativo positivo generara una elevacion en la temperatura promedio y, por consi guiente, es responsab1e del calentamiento global. Cualquier con dici6n que resulte en un forzamiento radiativo negativo causara una caida en la temperatura promedio y, por consiguiente, es res ponsable del enfriamiemo globa1. 38 Para calcu1ar de manera aproxirnada la cantidad de calenta miento global esperada de la liberacion de un gas particular del efecto invemadero, el International Panel on Climate Change (IPCC) desarrollo una esca1a, basada en la idea del forzamiento ra diativo. Esta escala se llama el potencial de calentamiento global (GWP) y se relaciona con el forzamiento radiativo positivo que ocasionara el calentamie;}to de la atm6sfera. El GWP es la canti dad acumulativa de forzamiento radiativo entre el tiempo presente y algiin tiempo futuro ocasionada por una masa unitaria (peso I d", un compuesto, al ser comparado con la misma masa unitaria (pes<:' I de un estftndar arbitrario. El CO2 es 1a referencia mas comiin, y Ie-;: periodos de tiempo de veinte afios, den afios y quinientos anos. C los horizontes, son las referencias de tiempo mas comunes drat' ,;; en 1a literatura. 38 La escogencia de horizontes temporales es c:.=. cuesti6n de reglamentos y no un asunto tecnico. 39
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SECCION 9
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Supresion sin agua
TABLA 9.1.8 Forzamiento radioactivo del cambio climatico: potenciales del calentamiento global, con respecto al GWP absoluto para el CO2 (Ia incertidumbre tipica es ± 35% en relacion con la referencia para ef COzY
Formula Metanoa Oxido nitroso
CFCs CFC-11 CFC-12 CFC-13 CFC-113 CFC-114 CFC-115 HCFCs, etc, HCFC-22 HCFC-123 HCFC-124 HCFC-141b HCFC-142b HCFC-225ca HCFC-225Cb Tetracloruro de carbono Metilcloroformo
Tiempode vida
Potencial de Calentamiento Global (Horizonte Temporal) 20 anos
100 an os
SOO anos
24,5 320
7,S 180
CH 4 N2 0
14,S±2,Sb 120
62 290
CFCl s CF2 CI 2 CCIF3 C2 F3CI s C2 F4CI 2 C2FsCI
SO±S 102 640 85 300 1700
5000 7900 8100 5000 6900 6200
4000 8500 11700 5000 9300 9300
1400 4200 13600 2300 8300 13000
4300 300 1500 1800 4200 550 1700 2000 360
~700
93 480 630 2000 170 530 1400 110
520 29 150 200 630 52 170 500 35
CF2 HCI C2 F3 HCI 2 C 2 F 4 HCI C2 FH 3CI 2 C2 F2HsCI CSF3HCI2 CsFsHCI2 CCI 4 CH 3CCI 3
13,3 1,4 5,9 9,4 19.5 2,5 6,6 42 5,4±O,6
Bromocarbonos H-1301
CFsBr
65
6200
5600
2200
CHFs CH 2F2 C3 H2F10 C2HFs CHF2 CHF 2 CH 2 FCFs C2 H4 F2 CHF2CH 2 F FsCHs C3 F7H CSH2 F6 C3 H3 F5 CHCla CH 2Cl2 SF6 CF 4 C2 F6 C4 FS C 6 F14
250 6 20,8 36,0 11,9 14 1,5 3,5 55 41 250 7 0,55 0,41 3200 50000 10000 3200 3200
9200 1800 3300 4800 3100 3300 460 950 5200 4500 6100 1900 15 28 6500 4100 8200 6000 4500
12100 580 -600 3200 -200
9900 180 520 1100 370 420 44 90 1600 1100 6600 190 1 3 36500 9800 19100 13300 9900
Otros HFC-23 HFC-32 HFC-43-10 HFC-12S HFC-134 HFC-134a HFC-152a HFC-143 HFC-143a HFC-227ea HFC~236fa
HFC-245ca Cloroformo Cloruro de metileno Hexafluoruro de sulfuro Perfluorometano Perfluoroetano Perfluorociclobutano Perfluorohexano
~300
40 290 4400 3300 8000 610 5 9 24900 6300 12500 9100 6800
8EI GWP del metano incluye el efecto directo y aquellos efectos indirectos debido a la producci6n de oz::mo troposferico y vapor de agua estratosferico. EI efecto indirecto debido a la producci6n de CO 2 no esta incluido. bpara el metana, se da el tiempo de ajuste, en lugar del tiempo de vida.
Como el GWP es un efecto acumulativo, que se suma ano :ras ano durante un horizonte temporal determinado, se debe co =xer la cantidad presente en la atmosfera ano tras ano durante - ~c:-=2cnte. EI ticmpo de vida atmosfenco se usa para hacer . ~·')5 GfFPs tambien se ven afectados por las ca-
pacidades absorbentes especi-icas de la RI de los productos qui micos. Amilogos a los ODPs, los GWPs no son numeros exactos que muestran el efecto precis(l sobre e1 calentamiento globaL Un GWP con un horizonte de cie'1 afios de 6200 para el Halon 130 I significa que 0,454kg (lIb) ce Halon 130 I causani tanto cal en
CAPiTULO 1
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Sistemas yagentes que reemplazan directamente al hal6n
9-15
TABLA 9.1.9 Factores ambientales para agentes Iimpios de halocarbono
Tiempo de vida atomosferico (ano)
Formula
OOP
GWP (10O afios)
Halon 1301
CF3 Br
16,000
5800
100
CEA-410
FC-3-1-10
C 4 F10
0,000
5500
2600
FM-200
HFC-227ea
C3F7H CHF3
0,000
2050
31
0,000
9000
280
C 2 HCIF4
0,022
440
7
Nombre comercial Halon 1301
Oesignacion
FE-13
HFC-23
FE-24
HCFC-124
FE-25
HFC-125
NAF-SIII
HCFC mezcla A
Triyoduro
FIC-131I
C2 HF5
0,000
3400
41
HCFC-2282% HCFC-1234,75% HCFC-1249,5% Organico 3,75%
0,050
1600
16
CF31
<0,200
0
tamiento global como 2812 kg (6200 Ib) de CO2, Un GWP con un horizonte de quinientos afios para el doruro de metileno de 0,3 significa que 0,454 kg (l Ib) de doruro de metileno causanin el mismo calentamiento que 0,14 kg (0,3 Ib) de CO2 (Tabla 9.1.8). Los GWPs se usan para determinar la contribucion futura para el calentamiento global de una sustancia a traves de un tiempo dado multiplicando el peso del gas del efeeto inverna dero por un GWP con un horizonte temporal especifieo. El nu mero resultante puede compararse con otros para decidir eual tendra el menor (0 mayor) impacto sobre ese horizonte tempo ral. La emision de. una gran cantidad de un gas del efecto inver nadero con un pequeno G WP puede causar menos calentamiento global que una pequefia Iiberacion de un gas del efecto inverna dero con un GWP muy grande durante un cierto horizonte tem poral. Diferentes horizontes temporales pueden conducir a resultados distintos. La escogencia de cmil horizonte temporal usar es una cues tion de reglamentos y no un asunto tecnico. Se desarrollo una medida estandar para predecir los compromisos futuros sobre el ealentamiento global como lma herramienta para ayudar a los creadores y reguladores de las poifticas enla toma de decisiones sobre con cuales gases del efecto invemadero se "obtendni mucho mas por menos", Actualmente, no hay una norma para escoger el horizonte temporal. Sin embargo, esto puede cambiar en el futuro. Tambien es posible que se utilicen diferentes hori zontes temporales para distintos gases del efecto invernadero.
Regulacion Ambiental de los Sustitutos del Halon La evaluacion de los supresores de incendios con agentes limpios induye la consideracion de los factores ambientales. Las regula ciones gubernamentales internacionales, nacionales y locales control an el uso de cualquier alternativa en este aspecto. La prin cipal consideracion ambiental es el ODP. Esta es una medida de la habilidad de un producto quimico para reducir el ozono estra wsferico con el CFC-li como uua base con Ull ODP de 1. Todos 105 productos quimicos COil un ODP que no es igual a cero estan a ser eliminados gradualmente bajo el Proto colo de Mon
treal y sus enmiendas. La Tabla 9.1.9 resume 13. IIlI0:maeion sobre el irnpacto ambiental para las altemat1Ya,:: de :[)s ha!ocar bonos. Observe que los compuestos FC y HFC :ice:: ?Oren cial de reduccion del ozono de cero. Los COIIl;:,,-,es:05 HCFC tienen un ODP bastante bajo. Otros cornpU~lOS HCFC se usan ampliamente como los ;;ustitutos CFC para :05 En los Estados Unidos, laEPA nonearne:"c3.r.a :ler.e:a res ponsabilidad de regular el uso de los sus:ir,ltos c..::~ ':3.~':':: ..-\ tra ves del programa SiVA/', la EPA puede el uso de los sustitutos del halon sobre la ba5e de .:::e:-:cs ,ac:ores ambientales 0 de toxicidad. El estado acma: :'.e ::: :-egulacion EPA de los sustitutos del halon se encuentra e::· T3.Cl3. 9.1.10. Rasta la fecha existen d,)s tipos basicos de res::r.~,. :::e5: , I \ res tricciones sobre el uso en areas ocupadas ~D:::::'=: ::.:-e'=:5 ::0 oeu
2600
2400
2200
2000
1800
OJ
'u; 1600 ,3, c <0 1400 'in ~ 0...
1200
1000
800
600 400 20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Temperaiura reF)
FIGURA 9.1.4 Diagrama isometrico del HFC-227ea, presurizado a 360 psig can N2 a 70°[=60 (para unidades SI: 1 Ib par pie cubico)
9-16
SECCION 9
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Supresion sin agua
TABLA 9.1.10 Resumen de las restricciones de la EPA para agentes de inundacion total ~~~~~~~----------
Agente
Decisi6n
Condiciones
HCFC-22 (3/94)
Aceptable
NOAEL = 2,5% LOAEL = 5,0%
MEC= 13.9%
Improbable su uso en areas ocupadasa-d
HCFC-124 (3/94)
Aceptable
NOAEL = 1,0% LOAEL=2,5%
MEC = 8,4%
Improbable su uso en areas ocupadasa-d
HCFC Blend A (3/94)
Aceptable
NOAEL = 10,0%
LOAEL = 10,0%
EI agente ouede recuperarse y reciclarsea-d
HFC-23 (3/94)
Aceptable
NOAEL = 30,0%
LOAEL = 7,50%
MEC = 14,4%a-d
HFC-125 (3/94)
Aceptable
NOAEL = 7,5%
LOAEL = 10,0%
MEC = 11.3%, Improbable su uso en areas ocupadas a-d
HFC-134a(3194)
Aceptable
NOAEL=4,0% LOAEL 8,0%
MEC = 12,6%, Improbable su uso en areas ocupadas a-d
HFC-227ea
Aceptable
NOAEL = 8,0%
LOAEL = 10,5%
Aceptable donde otras alternativas no son tecnicamente factibles, debido al desempefio 0 requisitos de seguridad: 1. Debido a sus propiedades fisicas 0 quimicas, 0 2. Donde la exposici6n humana a los agentes de extinci6n puede acercarse a niveles inaceptables de cardio sensibilidad 0 resultar en otros efectos inaceptables para la salud bajo condiciones normales de operacion.
NOAEL = 30,0%
MEC = 7,0% LOAEL probablemente superior al1 0.0%a-d La concertraci6n presumida comparativa basada en valores del quemador de copa es aproximadamente 8,8%. Los usuarios deben observar las limitaciones en la aceptabilidad del PFC haciendo esfuerzos razonables para lIevar a cabo las sigwentes medidas: 1. realizar una evaluaci6n del uso final previsible 2. determinar que la exposici6n humana a las otras alternativas de agentes de extinci6n puede acercarse 0 resultaren cardio-sensibilizaci6n u otros efectos de toxicidad inaceptables bajo condiciones de operaci6n normales. 3. determinar que las propiedades fisicas 0 quimicas u otras restricciones tecnicas de los otros agentes disponibles restrinjan su uso. La documentaci6n de tales medidas debe estar disponible para que sea revisada cuando se solicite. La principal caracteristica ambiental de interes para los PFCs es que ellos tienen GWPs altos y tiempos de vida atmosfericos largos. Las contribuciones reales al calentamiento global dependen de las cantidades emitidas de PFCs. Para obtel1er una guia adicional con respecto a las aplicaciones en las cuales los PFCs pueden ser apropiados, los usuarios deben consultar la descripcion de usuarios potenciales la cual esta incluida en el proceso normativoa-d Los individuos pueden permanecer en una atm6sfera del 1 12% de oxigeno durante 30-40 minutos.S,b
FC-3-1-10
La concentraci6n
IG-541 (3/94) Aceptable
presumida debe resultar en al menos un 10% de oxigeno y no mas de un 5% de di6xido de carbono.
Comentarios
°-
Comentarios
(Continua!
CAPiTULO 1
TABLA9.1.10
•
Sistemas y agentes que reemplazan directamente a/ hal6n
9-17
Continuaci6n
Agente
Decision
Condiciones
C3 F8 (6/95)
Aceptable donde otras NOAEL = 30,0% alternativas no son tecnicamente tactibles, debido al desempefio 0 a requisitos de seguridad: 1. Debido a sus propiedades fisicas o quimicas, 0 2. Donde la exposicion humana a los agentes extintores puede acercarse a niveles inaceptables de cardio sensibilidad 0 resultar en otros efectos inaceptables para la salud bajo condiciones normales de operacion
Aerosol en polvo A (3/94)
Aceptable en areas no ocupadas
Aerosol en polvo B (3/94) FIC-131 1 (6/95)
Aceptable en areas no ocupadas Aceptable en areas normalmente no ocupadas
Halocarbono en forma de gell producto quimico seco en suspension (6/95)
Aceptable en areas normalmente no ocupadas
La EPA requiere que cualquier empleado que puidera estar en el area sea capaz de escapar en un 30 seg. EI empleador debe garantizar que ningun empleado sin proteccion ingrese al area durante la descarga del agente. La EPA requiere que cualquier empleado que puidera estar en el area sea capaz de escapar en un 30 seg. EI empleador debe garantizar que ningun empleado sin proteccion ingrese al area durante la descarga del agente.
La concentracion presumida comparativa Basada en valores del quemador de copa es de aproximadamente el 8,8%. Los usuarios deben observar las limitaciones sobre la aceptabilidad del P!=C haciendo esfuerzos razonables para cumplir las siguientes medidas: 1. realizar una evaluacion del uso final previsible. 2. determinar que la exposicion humana a las otras alternativas de agentes de ex tincion puede acercarse 0 resultar en cardiosensibilizacion u otros etectos de tQ)
9-18 SECCION 9 •
TABLA 9.1.10
Supresion sin agua
Continuacion
Agente
Decisi6n
Condiciones
Comentarios
En areas donde posiblemente el personal podria estar presente, como en un area de carga, la EPA requiere que el empleador cuente con una alarma de pre descarga para los empleados, capaz de ser percibida sobre los niveles ambientales de luz 0 ruido para alertar a los emplea dos antes de que el sistema sea descargado. La alarma de pre descarga debe darle a los em pleados el tiempo para salir se guramente del area de descar ga antes de que el sistema se descargue.
La aplicacl6n de SNAP del fabricante solicit6 certificaci6n para su uso s610 en areas no ocupadas. b
Gas inerte/ mezclade aerosol en palvo (6/95)
Aceptable como un sustituto del Hal6n 1301 en areas normalmente no ocupadas
Hexafluoruro de sulfuro (6/5)
Aceptable como un agente de prueba de descarga para usos militares y para usarse en aeronaves civiles solamente
Este agente tiene un tiempo de vida atmosferico de mas de 1000 anos, con un estimado de 100 atlos, 500 anos y 1000 arios y un GWP de 16,100, 26,100 Y 32,803 respectivamente. EI usuario debe limitar las pruebas solamente a aquellas que sean esenciales para cumplir los requisitos de seguridad 0 desempeno.
HFC-32 (6/95)
No Aceptable
Neblina de agua usando agua potable 0 agua de mar naturalr
Aceptable
Este agente s610 se usa para probar sistemas nuevos de Hal6n 1301.
MezclaAde surfactante de neblina de agua MezclaAde surfactante de neblina de agua
EI agente es inflamable.
Aceptable
Aceptable en areas normalmente no ocupadas
aDebe cumplir con OSHA29, CFR 1910, Subparte L, Secci6n 1910.160 del U.S. Code.
bPor requisitos de la OSHA, el equipo de protecci6n (SCBA) debe estar disponible en el evento de que el personal deba volver a ingresar al area.
"La prueba de descarga debe estar estrictamente limitada solo a las que son esenciales para cumplir los requisitos de seguridad 0 desempeno.
dEl agente debe recuperarse del sistema de protecci6n contra incendios conjuntamente con las pruebas 0 en el mantenimiento y reciclarse para
su uso posterior 0 destruirse.
Sustitutos pendientes para la supresion de incendios y proteccion de exp/osiones HFC MezclaA IG-55 (antes gas inerte Mezcla B) IG-01 (antes gas inerte Mezcla C) (7/95) Mezcla A de surfactante de neblina de agua Sistemas de neblina de agua con aditivos (7/95)
Pendiente la recepci6n de datos adicionales solicitados por la EPA. Propuesta aceptable (pr6ximamente). Propuesta aceptable (pr6ximamente). Pendiente la revision por expertos para su uso en areas nonmalmente ocupadas. Deben presentarse individualmente a la EPA; revisarse caso por caso. Hasta Ie fecha no no se han recibido propuestas.
CAPiTULO 1
•
Sistemas y agentes que reemplazan directamente al halOn
padas y (2) restricciones de uso (por ej.,: HCFC-22, HCFC-124, CF3I) relacionadas con tiempos de vida atmosfericos altos (por ej.,: C4F 10' C3F8)' Periodicamente, la EPA actualiza esta lista a medida que se proponen nuevos agentes 0 cuando hay disponi ble informacion nueva. Es relativamente comun tener los valo res NOAELILOAEL actualizados, usualmente incrementados, a medida que hay datos adicionales disponibles. Esto puede cam biar la aeeptabilidad de un agente para su uso en areas ocupadas.
PROPIEDADES TERMOFislCAS En la Figura 9.1.4 se presenta un diagrama isometrico represen tativo para el agente limpio HFC-227ea. Las caraeteristicas de un diagrama isometrico tipico para un halocarbono licuado, super-presurizado a 360 psig pueden verse en la Figura 9.1.4. La importancia de un diagrama isometrico es que este determina la maxima densidad de llenado para un agente en un cilindro con una clasificacion de presion fija. La regIa basica es que el cilin dro no debe volverse totalmente liquido a 54°C (130°F) (para DOT de los E.VA) y/o la presion desarrollada a 54°C (130°F) no debe exceder % de la presion presumida del cilindro. La pre sion desarrollada es una funcion del agente, el niyel de super presurizacion y la temperatura. Para cilindros a 360 psig (a 70°F), la presion esta limitada a '!4 de la presion presumida de trabajo de 500 psig a 130 D F. Para el HFC-227ea, como se ob serva en la Figura 9.1.4, esto produce una densidad maxima de llenado de 72 Ib/pie cubico. El nivel de presurizacion de 360 psig no esta bas ado en las caracteristicas de los halocarbonos que reemplazan al halon, pero es un vestigio de los sistemas es tandar del Halon 1301.
CONSIDERACIONES DE usa PARA LOS SISTEMAS DE AGENTES LlMPIOS Las principales ventajas de los sistemas de agentes limpios de inundacion total son (1) la habilidad para extinguir incendios con obstaculos, obstruidos 0 de tres dimensiones en geometrias complejas; (2) la habilidad, a traves del uso de la activacion apropiada con detectores, para extinguir incendios en una etapa muy temprana, mucho antes de que ocurran danos directos 0 in directos debidos al fuego/humo y (3) la habilidad para no oca sionar danos colaterales debido a la descarga del agente. Estos tres atributos tecnicos impulsan gran parte del uso de estos agen tes en riesgos de liquidos inflamables y combustibles (por ej.,: cuartos de maquinas de embarcaciones, cuartos de bomb as, etc.) y areas para equipos electronicos. Sin embargo, existen desventajas tecnicas con respecto al uso de los agentes limpios: 1 . Estos requieren un cerramiento razonablemente intacto con las puertas cerradas y ventilacion extema asegurada antes de la descarga. 2. Virtual mente estos agentes no proporcionan enfriamiento. Esta es una consideracion importante donde se espera pue
9-19
dan ocurrir grandt$ incendios con tiempos de prequemado extensos. 3. La energia electrlca para el alambrado/cables y equipos debe estar garantizada, 0 se deben suministrar concentra ciones del agente y tiempos de retencion 10 suficientemente altos para asegurar la extinci6n a la densidad de energia electrica esperada en el cable. 4. Todos los elementos de deteccion, control, aetivacion, libe racion y los sistemas de distribucion deben desempenarse segun fueron disenados. Esto haee que se dependa mas de las pruebas de aceptacion y del mantenimiento posterior a la instalaeion. La decision de USaf agentes limpios de inundacion total es una decision relativamente compleja de la administracion de riesgos. Hay vadas recomendaciones sobre el uso de estos sis temas en el contexto de un programa completo de proteccion contra incendios. A continuaci6n se dan algunas recomendacio nes de sentido com tin. En general, no tlene sentido proteger un area de riesgo con un sistema de gas de inundaci6n total dentro de un edificio en el cual todas las otras areas no estan protegidas. Considerese el caso de una instalacion electronica sensible dentro de un edificio de oficinas. La probabilidadde que ocurra un incendio fuera del es paeio es al menos iguaJ a, y probablemente mayor que, la proba bilidad de que ocurra .In incendio dentro del espacio. Dado e[ costo de proteger los e&paeios electronicos, el costolbeneficio de proveer altemativas, por ejemplo, proteccion con rociadores au tomaticos, en el resto del edificio es mucho mas bajo. Para una inversion fija, es mas l('gico proteger primero las areas que estan por fuera del area electr6nica. Como regia general, nunca se debe proteger un area con 1..:n sistema de inundacion total de agente limpio a menos que el resto del edificio este adecuadamente pro tegido. Las excepcione~ notables a esta regIa son los casos donde el unico riesgo de incendio 0 el riesgo predominante esta en el es pacio que va a ser prot,~gido con un agente limpio. En las instalacion~s donde la geometria del cuarto 0 cerra miento cambia frecuememente, se requiere suficiente control ad ministrativo de tales modificaciones para garantizar que un sistema de inundacion total de agente limpio no se vuelva inope rable 0 inservible por ctunbios en las particiones, modificaciones al equipo de detecci6r y as! sucesivamente. Aunque se puede decir 10 mismo para otros tipos de proteccion contra incendios, los sistemas de gas denundaci6n total son particularmente vul nerables a los cambios de volumen del cerramiento, a la integri dad del cerramiento y a la integridad del sistema de deteccion, activaci6n y control di"efiado e instalado originalmente. Dondequiera que ,ea posible, las falIas individuales de los elementos del equipo de supresion de incendios deben antici parse y ser tenidas en ...:uenta en el disefio. Los ejemplos inc1u yen el uso de altas concentraciones presumidas para explicar los cambios de volumen inundable 0 cambios por fugas, la adicion de un cilindro adicionul para justificar la falla en la activacion de una valvula y el suministro de detectores de muestreo de aviso muy temprano para permitir la intervencion human a antes de la descarga. Dado el costa de los sistemas de agentes limpios sustitutos del hal6n, se espera que un area de uso significativo estara den
9-20
SECCION 9
•
Supresion sin agua
tro de las instalaciones electr6nicas susceptibles que tienen im portancia critica. Se puede hacer una reducci6n importante del riesgo adicional con una relaci6n costo-beneficio muy alta pro tegiendo estas instalaciones con sistemas de inundaci6n total de agente limpio y con rociadores automaticos estandar de tuberia humeda, con un incremento relativamente bajo en el costo. Como los dos sistemas estan disenados para desempenarse a di ferentes niveles, la instalaci6n adicional de un sistema de rocia dores de tuberia hlimeda puede considerarse como un sistema de respaldo para el sistema de gas de inundaci6n total. Mientras uno espera niveles mas altos de daf'ios directos e indirectos en los equipos electr6nicos snsceptibles, debido a la diferencia en el tiempo de activaci6n de los rociadores, estos son relativamente baratos y un medio fiable de evitar perdidas excesivamente grandes en caso de que falle el sistema primario (por ej.,: el sis tema de agentes limpios). Para un compartimiento tipico de 2,4 m (8 pies) de alto, el costo adicional de instalar un sistema sim ple de rociadores de tuberia humeda como un sistema secunda rio puede ser tan bajo como igual al cinco por ciento del costo del sistema de agente limpio instalado. Los sistemas de inundaci6n total de agente limpio pueden ofrecer un desempeno sin igual para la extinci6n muy temprana de incendios, la cual cs critica cn ciertas instalaciones con equi pos electr6nicos y para la supresi6n de incendios tridimensio nales de liquidos inflamables. Sin embargo, el sistema debe funcionar de acuerdo con su disefio mientras exista la instala ci6n. En el caso de estos gases de inundaci6n total, el sistema in cluye no solo el sistema de detecci6n, alarma y supresi6n, sino el cerramiento del riesgo, puertas, compuertas, ventilaci6n!ven tiladores y aislamiento de la energia electrica. La necesidad para controlar y mantener este "sistema" no puede ser exagerada.
8. Moore, T. A., "Cup Burner Analysis," Halon Substitute Program Review, Albuquerque, NM, May 14, 1993. 9. Sheinson, R. S., et aI., "The Physical and Chemical Action of Fire Suppressants," Fire Safety Journal, Vol. 15, 1989, pp. 437-450. 10. Hamins, A., et aI., "Flame Suppression Effectiveness," Evalua tion ofAlternative In-Flight Fire Suppressants for Full-Scale Testing in Simulated Aircraft Engine Nacelles and Dry Bays, Grosshandler et al. (Eds.), NIST SP 861, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD,Apr. 1994. 11. Hirst, R., and Booth, K., "Measurement of Flame Extinguishing Concentrations," Fire Technology. Vol. 13, 1977, pp. 296-315. 12. Tapscott, R. E., "Best Values of Cup Burner Extinguishing Con centration," Proceedings ofth.e Halon Technical Options Techni cal Working Conference-1999, New Mexico Engineering Research Institute, Albuquerque, NM, 27-29 April 1999. 13. Robin, M. L, "Properties and Performance ofFM-200TM," Pro ceedings of the Halon Options Technical Working Conference 1994, Albuquerque, NM, May 3-5,1994, pp. 531-542. 14. Moore, T. A., et aI., "Cup Bumer Testing ofArgon," NMERI 95/35/32630, October 1995, New Mexico Engineering Research Institute, Albuquerque, NM. 15. Ferreira, M. J., et aI., "Thermal Decomposition Product Results Utilizing PFC-41O," Proceedings of the Halon Options Technical Working Confercnce 1992, Albuquerque, NM, May 13, 1992. 16. Senecal, J., "Cup Burner Extinguishing Concentrations, Fe-13," CRC Technical Note 405, Rev. 1, Fenwal Safety Systems, Ash land, MA, March 17,1995. 17. MacGregor, L, and Moore, T., "Comparison of Extinguishing Values for Various Fuel/Agent Combinations," Presented at 1995 International CFC and Halor Alternatives Conference, Washing ton, DC, October 23-25, 19Y5. 18. Moore, T. A, et aI., 'The De\elopment of CF31 as a Halon Re placement," New Mexico Er gineering Research Institute, Albu querque, NM, Nov. 1994. 19. Fidler, T., NFPA2001, 1995 FaIl Meeting Report. 20. Saito, N., et aI., "Improvemctlt on Reproducibility of Flame Ex tinguishing Concentration Measured by Cup Burner Method," Proceedings of Halon Options Technical Working Conference, May 9-11,1995, Albuquerque, :i'-<'M. 21. Sheinson, R. S., and Marangilides, A., "Halon Replacement n Heptane Cup Burner Values," Naval Research Laboratory Letter BIBLIOGRAFIA Report 6180/0222, Apr. 199::. 22. Sheinson, R., et aI., "Halon' 301 Total Flooding Fire Testing, In Referencias Citadas termediate Scale," Proceedilgs of the Halon Options Technical L ISO ]4520-1, "Gaseous Fire Extinguish Systems-Physical Working Conference 1994, Albuquerque, NM, May 3-5, 1994, Dr"",,·rl;.,. and System Design, Part 1: General Requirements," pp.43-53. International Standards Organization, 2000. 23. Moore, T. A., et aI., "Interml'diate Scale (645 ft3) Fire Suppres 2. NFPA 2001, Standard on Clean Agent Fire Extinguishing Sys
sion Evaluation ofNFPA 2001 Agents," Proceedings of the tems, 1996, 2nd ed., National Fire Protection Association,
Halon Options Technical We dang Conference 1993, Albu Quincy, MA, 1996.
querque, NM, May 11-13, 1 ~93, pp. 115-127. 3. Burgess, D., et ai., "Kinetics of Fluorine-Inhabited Hydrocarbon 24. Heinonen, E. w., 'The Effect of Ignition Source and Strength on Flames," Proceedings, Halon Options Technical Working Con Sphere lnertion Results," PrrJceedings of the Halon Options fercnce 1994, Albuquerque, ~M, May 3-5, 1994, pp. 489-500. Technical Working Conferel'ce 1993, Albuquerque, NM, May 4. Battin-LeClerc, E, et aI., "The Chemical Inhibiting Effect of 11-13,1993, pp. 565-576. Some Fluorocarbons and Hydrofluorocarbons Proposed as Sub 25. Beyler, C. L., "FlalUlTIability Limits of Premixed and Diffusion stitutes for Halons," Halon Replacements: Technology and Sci Flames," SFPE Handbook 0' Fire Protection Engineering, 2nd ence, Miziolek and Tsang (Eds.), American Chemical Society, ed., P. J. DiNenno et al. (Ed;.), National Fire Protection Associa 1995,pp.289-303. tion, Quincy, MA, 2002. :5. Riehter, H., et aI., "Flame Inhibition of Current Fire Extinguish 26. Moore, T. A., "Large-Scale Itlertion Evaluation ofNFPA 2001 ers and of Potential Substitutes," Halon Replacements: Technol Agents," Proceedings of the 1993 International CFC and Halon ogy and Science, Miziolek and Tsang (Eds.), American Chemical Alternatives Conference, We shington, DC, October 20-22, 1993. Soeiety, 1995, pp. 304-320. 27. Senecal, J. A., "Agent Inertillg Concentrations for Fuel-Air Sys 6. Brown, R., and Bailey, J. L, "Effect of Pressure and Oxygen tems," Fenwal Safety Systel'!lS CRC Technical Note No. 361, Concentration on Pan Fires in an Enclosed Space," NRL Ltr Rpt May 27, 1992. Ser 6180-25, Feb. 20, 1992. 28. Heinonen, E., "Laboratory-Scale Inertion Results," Halon Sub Morehart, J. H., Zukowski, E. E., and Kubota, T., "Characteris stitutes Program Reviet,; CCET!NMERI, Albuquerque, NM, tics of Large Diffusion Flames Burning in a Vitiated Atmos May 14, 1993. ,. Fire Safety Science-Proceedings of the 3rd 29. Tamanini, E, "Determinatioll ofInerting Requirements for Interrlation:al Symposium, Elsevier Science Publishers, New Methane/Air and Propane/A r Mixtures by an Ansul Inerting York. 1991. pp. 575-583.
CAPiTULO 1
30.
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•
Sistemas y agentes que reemplazan directamente al halon
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Mixture ofArgon, Carbon Dioxide, and Nitrogen," Factory Mu 48. Solomon, S., and A~ritton, L. L., "Time-Dependent Ozone De pletion Potentials for Short- and Long-Term Forecasts," :Yarn>-". tual Research Corporation, Norwood, MA, August 24, 1992. Vol. 33, p. 357, 1992. Saito, N., et aI., "Flammability Peak Concentrations of Halon Replacements and Their Function as Fire Suppressants," Halon 49. Schlesinger, M. E., "Greenhouse Policy," Research and £:,:pia ration-National Geographic SOCiety, Vol. 9, No.2, Spring Replacements: Technology and Science, Miziolek and Tsang (Eds.), American Chemical Society, 1995, pp. 243-257. 1993. Senecal, J. A., "Explosion Protection in Occupied Spaces: The 50. Climate Change 1994 Radiative Forcing ofClimate Change ani Status of Suppression and Inertion Using Halon and Its Descen an Evaluation ofthe IPC 1992 Emission Scenarios, IntergoH:r::. dants," Proceedings of the 1993 International CFC and Halon mental Panel on Climate Change, Cambridge, Cambridge Cill versity Press, London, UK, 1994. Alternatives Conference, Washington, DC, October 20-22, 1993, pp.767-772. 51. Telcom with Dr. Tapscott. Senecal, J. A., Ball, D. N., and Chattaway, A., "Explosion Sup 52. Yang, J. C., and Blliel, B. D., "Thermophysical Properties ot.-\.: ternative Agents," Evaluation ofAlternative In-Flight Fire Sup pression in Occupied Spaces," Proceedings of the Halon Options Technical Working Conference 1994, Albuquerque, NM, May pressants for Full-Scale Testing in Simulated A ircraft Engine Nacelles and Dry Bays, NIST SP 861, National Institute of Stan 3-5, 1994,pp. 79-86. Verdonik, D., "Introduction to Fire Suppression Agent Toxicol dards and Technology, Gaithersburg, MD, Apr, 1994. ogy," Hughes Associates, Inc., Baltimore, MD, 1995. 53. Sheinson, R. S., et d., "Halon 1301 Replacement Total Flooding Casarett and Doull s Toxicology: The Basic Science ofPoisons, Fire Testing, Intermediate Scale," Proceedings of Halon Options 4th ed., Amdur, M. 0., Ph.D., Doul, J., Ph.D., M.D., and Technical Working :onference 1994, Albuquerque, NM, May 3-5,1994,pp.43-53. Klaassen, C. D., Ph.D., Pergamon Press, Inc., Maxwell House, 54. Brockway,1. C., "Recent Findings on Thermal Decomposition Fairview Park, Elmsford, New York, 1991. Products of Clean Extinguishing Agents," 3M Report presented Skaggs, S. R., Moore, T. A., and Tapscott, R. E., "Toxicological Properties of Halon Substitutes," Halon Replacements: Technol to NFPA 2001 Committee, Ft. Lauderdale, FL, September 19-22,1994. ogy and Science, Miziolek and Tsang (Eds.), American Chemical Society, 1995, pp. 99-109. 55, Moore, T. A., et aI., "Intermediate Scale (645 ft3) Fire Suppres Rubenstein, R., "Halon Alternatives in Health Effects Assess sion Evaluation ofNFPA 2001 Agents," Proceedings of Halon ment," Proceedings of the Halon Options Technical Working Options Technical Working Conference 1993, Albuquerque, Nlvf. May 11-13, 1993, pp. 115-128. Conference 1995, Albuquerque, NM, May 9-11, 1995. NFPA 2001, "Standard on Clean Agent Fire Extinguishing Sys 56. UL 1058, Halogenated Agent Extinguishing Systems Units, Un derwriters Laboratories, Inc., Northbrook, lL, 1995. tems-2000 Edition," National Fire Protection Association, 57. Back, G. G., et aI., "Full-Scale Machinery Space Testing of Quincy, MA, Feb. 2000. Vinegar, A., and Jepson, G. W., "Cardiac Sensitization Thresh Gaseous Halon Alternatives," USCG R&D Center, Groton, CT, olds of Halon Replacement Chemicals Predicted in Humans by Sept. 1994. Physiologically-Based Pharmacokinetic Modeling," RiskAnaly 58. Moore, T., and MacGregor, L., private communication, 1995. sis, Vol. 16, No.4, 1996. 59. UL2166, "Halocarbon Clean Agent Extinguishing System Units," Underwriters Laboratories, Inc., Northbrook, IL, 1999. Vinegar, A., Jepson, G. w., and Overton, J. H., "PBPK Modeling of Short Term (0 to 5 min) Human Inhalation Exposures to Halo 60. UL 2127, "Inert Gas Clean Agent Extinguishing System Units," genated Hydrocarbons," Inhal. Toxicol., Vol. 10, 1998, Underwriters Labontories, Inc., Northbrook, IL, 1999. pp. 411-429. 61. McKenna, L. A., et aI., "Extinguishment Tests of Continuously Energized Class C rires," Halon Options Technical Working Vinegar, A., "Performance of Monte Carlo Simulations of Expo sure to HFC-227ea," ManTech Environmental Technology, Inc., Conference-1998, New Mexico Engineering Research Institute, Dayton, OH, February 1999. Albuquerque, 'NM, \'1ay 12-14, 1998. 62. Schlosser, L, "RelialJility and Efficacy of Gas Extinguishing Vinegar, A., Jepson, G. W., Cisneros, M, Rubenstein, R., and Systems," Proceedings of Conference on Fire Extinguishing Brock, W. J., "Setting Safe Exposure Limits for Halon Replace ment Chemicals Using Physiologically Based Pharmacokinetic Systems, VdS, Cologne, December 1-2,1998. Modeling," Inhal. Toxico!., in press. 63. "Halon Alternatives. A Report on the Fire Extinguishing Perfor Vinegar, A., and Jepson, G., "Pharmacokinetic Modeling for De mance Characteristics of Some Gaseous Alternatives to Halon termining Egress from Exposure to Halon Replacement Chemi 1301, LPR6: July 1(.)96," Loss Prevention Council, Hertford shire, UK, 1996. cals," Proceedings of Halon Options Technical Working Conference-1998, New Mexico Engineering Research Insti 64. Schlosser, 1., et aI., "CEA-R&D-Project Extinguishing Behavior tute, Albuquerque, NM, May 12-14, 1998. ofInert Gases, Fina, Report," VdS, Cologne, 1999. Vinegar, A., and Jepson, G., "Ephinephrine Challenge for Car 65. Sheinson, R., et a\., "Large-Scale (840 m3) HFC Total Flooding diac Sensitization Testing versus Endogenous Ephinephrine," Extinguishment Results," Proceedings of the Halon Options Proceedings of the Halon Technical Working Conference Technical Working Conference 1995, Albuquerque, NM, May 1999, New Mexico Engineering Research Institute,Albuqueque, 9-11, 1995, pp. 637 -648. NM,April27-29,1999. 66. Hansen, R., et aI., "USCG Full-Scale Shipboard Testing of "Research Basis for Improvement of Human Tolerance to Hy Gaseous Agents," 1'194 International CFC and Halon Alterna tives Conference Proceedings, Washington, DC, October 24-25. poxic Atmospheres in Fire Prevention and Extinguishment," EBRDC Report 10.30.92, Environmental Biomedical Research 1994, pp. 386-394. 67. Forssell, E. w., and DiNenno, P. J., "Evaluation ofAlternath-e Data Center, Institute for Environmental Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA, Oct. 1992. Agents for Use in Total Flooding Fire Protection Systems," Con Verdonik, D., "Understanding the Environmental Impact of tract NAS 10-1l81, National Aeronautics and Space Adminisu.iO Halocarbon Fire Suppression Agents," Baltimore, MD, 1995. tion, John F. Kennedy Space Center, FL, Oct. 1994. Reporting on Climate Change: Understanding the Science, Na 68. Forssell, E., et aI., "Hazard Assessment of Thermal Decompo;:: tional Safety Council of the Environmental Health Center, Wash tion Products ofFM-200TM in Electronics and Data Proce55ir:~ Facilities," Hughes Associates, Inc., Baltimore, MD, Januac-y 6. ington, DC, Nov. 1994. A .\fatter ofDegrees: A Primer on Global Warming, Ministry of 1995. 69. DiNenno, P. J., et ai, "Thermal Decomposition Testing o:H-'...:·: Supply and Services, Ottawa, Canada, 1993. Alternatives," Proceedings of the Halon Alternatives Ted-..::::.::.. Working Conference 1993, Albuquerque, NM, May 1993 .
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SECCION 9
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Supresi6n sin agua
70. Purser, D. A., "Toxicity Assessment of Combustion Products," SFPE Handbook ofFire Protection Engineering, 2nd ed., P. J. DiNenno et al. (Eds.), National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1995. 71. Dierdorf, D. S., et aI., "Decomposition Product Analysis during Intermediate-Scale (645 ff) Testing ofNFPA 2001 Agents," Pro ceedings of the Halon Alternatives Teclmical Working Confer ence 1993, Albuquerque, NM, May 1993. 72. Sheinson, R., "The US Navy Halon Total Flooding Replacement Program: Laboratory through Full Scale," Halon Replacements: Technology and Science, Miziolek and Tsang (Eds.), American Chemical Society, 1995,pp.175-189. 73. Hanauska, C. P., "Hazard Assessment ofHFC Decomposition Products," prescnted at 1994 International CFC and Halon Alter natives Conference, Washington, DC, October 1994. 74. Hanauska, C. P., et aI., "Hazard Assessment of Thermal Decom position Products of Halon Alternatives," Proceedings of the Halon Alternatives Technical Working Conference 1993, Albu querque, NM, May 1993. 75. Dumayas, W. A., "Effect ofHF Exposure on PC Multifunction Cards," Senior Research Project, Department of Fire Protection Engineering, University of Maryland, College Park, MD, 1992. 76. Forssell, E. F., et aI., "Draft Report: Performance ofFM-200 on Typical Class A Computer Room Fuel Packages," Oct. 1994, Hughes Associates, Inc., Columbia, MD. 77. Meldrum, M., Toxicology ofSubstances in Relation to Major Hazards: Hydrogen Fluoride, Health and Safety Exccutive (HSE) Information Centre, Sheftield, UK, 1993. 78. Dalby, W., "Evaluation of the Toxicity of Hydrogen Fluoride at Short Exposure Times," Stonybrook Laboratories, Inc., Penning ton, NJ, sponsored by the Petroleum Environmental Research Forum (PERF), PERF Project 92-90, 1996. 79. Machle, W., and Kitzmiller, K. R., "The Effects of the Inhalation of Hydrogen Fluoride, II. The Response Following Exposure to Low Concentrations," 1. Ind. Hyg. Toxicol., Vol. 17, 1935, pp.223-229. 80. Machle, w., Thamann, F., Kitzmiller, K. R., and Cholak, J., "The Effects of Inhalation of Hydrogen Fluoride, I. The Response Fol lowing Exposure to High Coneentrations," 1. Ind. Hyg. Toxicol., Vol. 16, 1934,pp.129-145. 81. Brock, W. J., "Hydrogen Fluoride: How Toxic Is Toxic? (A Haz ard and Risk Analysis)," Proceedings of the Halon Options Technical Working Conference--1999, New Mexico Engineer ing Research Institute, Albuquerque, NM, April 27-29, 1999. 82. Barnea, D., and Taite!, Y, "Flow Pattern Transition in Two Phase Gas-Liquid Flows," Encyclopedia ofFluid Mechanics, Vol. 3, N. P. Cheremisinoff (Ed.), Gulfpublishing Company, Houston, TX, 1986. 83. Williamson, H. V., "Halon 1301 Flow in Pipelines," Fire Tech nology. Vol. 13, No. 1,1976, pp. 18-32.
84. Chisholm, D., "Predicting T'vo-Phase Flow Pressure Drop:' En cyclopedia ofFluid Mechan'cs, Vol. 3, N. P. Cheremisinoff (Ed.), Gulf Publishing Company, Houston,TX, 1986. 85. Hsu, Y. Y, and Graham, R. W., Transport Processes in Boiling and Two-Phase Systems, He'llisphere Publishing Corporation. Washington, DC, 1976. 86. DiNenilo, P. J., et aI., "Modeling the Flow Properties and Dis charges of Halon Replacement Agents," Proceedings of the Halon Options Technical Working Conferenee 1994, Albu querque, NM, May 1994. 87. Bird, E. B., et aI., "Development of Computer Model to Predict the Transient Discharge Characteristics of Halon Alternatives," Proceedings of the Halon Ootions Technical Working Confer ence 1994, Albuquerque, NM, May 1994. 88. Cleary, T. G., et aI., "Flow of Alternative Agents in Piping," Pro ceedings of the Halon Options Technical Working Conference 1994, Albuquerque, NM, May 1994. 89. Pitts, W. M., et aI., "Fluid Dynamics ofAgent Discharge," Eval uation ofAlternative In-Flight Fire Suppressants for Full-Scale Testing in Simulated AiremJ' Engine Nacelles and Dry Bays, Grosshandler et a1. (Eds.), l'IST SP 681, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, Apr. 1994. 90. UL 2166, "Standard for Halt)carbon Clean Agent Extinguishing System Units," Underwriter·; Laboratories Inc., Northbrook, IL, Mar. 31, 1999. 91. UL 2127, "Standard for Iuen Gas Clean Agent Extinguishing System Units," Underwriter~ Laboratories Inc., Northbrook, IL, Mar. 31, 1999. 92. Ansul Co., "lnergen System Design Installation and Mainte nance Manual," Ansul Co., .luly 1994. 93. Dewsbury, J., and Whitely, R. A., "Review of Fan Integrity Test ing and Hold Time Standards," Fire Technology. Vol. 36, No.4, 2000, pp. 249-265. 94. Dewsbury, J., and Vlhitely, R. A., "Extensions of Hold Time Standards," Fire Techn%g;; Vol. 36, No.4, 2000, pp. 266-278. 95. Klocke, M., "Door Fan Test,' Proceedings-VdS Congress on Fire Extinguishing Systems, VdS, Cologne, Germany, December 1998. C6digos, Normas y Pnicticas R·ecomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, normas y pnicticas recomendadas de la NFPA proporcionanl informacion adicional sobre los sustitutos del halon discutidos en este capitulo. (Consulte la ultima version del CataJ ago de la NFPA para conoeer la dlsponibilidad de las ediciones actuales de los siguientes documentos.) NFPA 12A, Standard on Halon 1301 Fire Extinguishing Systems NFPA 2001, Standard on Clean I'gent Fire Extinguishing Systems
Revisado por Thomas J. Wysocki
l di6xido de carbono (C02 ) se ha usado de manera gene ralizada durante muchos anos y es probable que haya ex tinguido de manera segura mas incendios que cua1quier otro agente gaseoso de extinci6n de incendios. En el proceso, los sistemas de di6xido de carbono han salvado vidas, mantenido los medios de vida y evitado danos a las propiedades. Los be neficios de los sistemas de di6xido de carbono, aplicados apro piadamente, son enormes. Para obtener los beneficios de los sistemas de extincion de dioxido de carbono mientras se minimiza el riesgo para la gente, se debe prestar gran atenci6n a la seguridad del personal durante el diseno, instalaci6n y mantenimiento de los sistemas de di6 xido de carbono. El entrenamiento del personal es esencial. Este capitulo discutira las propiedades del di6xido de car bono y su uso apropiado en los sistemas fijos de extinci6n de in cendios; sus limitaciones como un agente de extinci6n de incendios; las consideraciones sobre seguridad humana; los me todos de aplicacion; los componentes del sistema; las conside raciones de diseno y los requisitos para las pruebas, el mantenimiento y el entrenamiento. La NFPA Norma sobre los Sistemas de Extincion de Dioxido de Carbono, proporciona una gufa para aquellos responsables de la compra, diseno, insta laci6n, prueba, inspecci6n, operaci6n y mantenimiento de los sistemas de di6xido de carbono.
PROPIEDADES DEL DIOXIDO
DECARBONO
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E1 di6xido de carbono tiene una serie de propiedades que 10 hacen un agente de ext;ncion de incendios deseab1e. Es incom bustible, no reacciona ~on la mayoria de las sustancias y pro porciona su propia pre,ion de descarga desde el recipiente de almacenamiento. Como el dioxido de carbono es un gas, este puede penetrar y propagarse a todas las zonas de un area incen diada. Como un gas 0 como un solido finamente dividido lla mado "nieve" 0 "hielo seco", este no conducira electricidad y, por 10 tanto, puede usarse sobre equipos electric os energizados. No dejaresiduo, eliminandose as! la limpieza del agente mismo.
PROPIEDADES TERMODINAMICAS A temperatura y presio'1 ambiente, el dioxido de carbono es un gas. Se licua facilmente por compresion y enfriamiento y con mas compresion y enfriamiento, puede convertirse en un s6lido. En la Figura 9.2.1 se muestra el efecto de los cambios de tempe -emperatura (OC) 2000
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usa Por muchos anos el dioxido de carbono se ha utilizado para ex tinguir incendios de Hquidos incendios de gas; in cendios que involucran equipo eleclnco energizado y en menor grado, incendios en combustibles ordinarios, tales como papel, tela y otros materiales de celulosa. El dioxido de carbono supri mira efectivamente el incendio en la mayoria del material com bustible. Las excepciones son unos pocos metales activos e hidruros metalicos y materiales, como el nitrato de celulosa, que contiene oxfgeno disponible. Ademas, las Iimitaciones pnicticas del di6xido de carbono estan relacionadas con los efectos fisio 16gicos del dioxido de carbono y con las restricciones impues tas por el riesgo en sf.
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Thomas 1. Wysocki es un eonsultor para Guardian Services, Inc .. en Frankfort. lllinois. Es miembro aetivo de varios comites teenieos de la ;';FPA. incluyendo aquellos que se dedican a los sistemas de extinci6n de inc.;ndios de dioxido de carbone y hal6n.
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FIGURA 9.2.1 Efecto del cambio de presi6n y temperat:.;,-a sobre el estado fisico ':lei di6xido de carbono
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SECCIDN 9
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Supresion sin agua
ratura sobre el dioxido de carbono comprimido en un recipiente cerrado. Por encima de la temperatura critica de 31°C (S7,SOF), independientemente de la presion, este es completamente un gas. Entre 31°C (S7,SOF) Y la temperatura del punto triple, la cual es -57°C (-69,9°F), el dioxido de carbono en un recipente cerrado es parte liquido y parte gas. Por debajo del punto triple, es un solido 0 un gas, dependiendo de la presion y temperatura. En la zona de la curva entre -57°C (-69,9°F) Y la tempera tura critica de 31°C (S7,SOF), el dioxido de carbono en un reci piente cerrado puede ser un gas 0 un Ifquido. La presi6n esta relacionada con la temperatura, ya que estin presentes los esta dos de vapor (gaseoso) y Ifquido. A medida que se incrementan la temperatura y la presion, la densidad de la fase de vapor au menta mientras disminuye la densidad de la fase Hquida. A 31 DC (S7,SOF), la densidad del vapor llega a ser igual a la densidad del Jiquido y la clara demarcaci6n entre las dos fases desaparece. Por encima de la temperatura critica, el dioxido de carbono a alta presion solo existe en forma gaseosa. Cuando la temperatura se reduce a -57°C (-69,9°F) a 517 kPa (75 psia), el dioxido de carbono puede estar presente en forma de vapor, Hquido y solido en equilibrio mutuo. De aqui, el termino "punto triple" para describir esta condicion. Por de bajo del punto triple, solo puede existir la fase de vapor y la fase solida. Por 10 tanto, cuando se descarga dioxido de carbono li quido a la presion atmosferica, instantaneamente una parte se expande en vapor mientras que el resto es enfriado por evapo racion y convertido en nieve finamente dividida, 0 hielo seco, a una temperatura cercana a-79°C (-ll OaF). La proporcion de dioxido de carbono que se convierte en hielo seco depende de la temperatura del liquido almacenado. Aproximadarnente el cua renta y seis por ciento del Hquido almacenado a -ISOC (O°F) se convertira en hielo seco, comparado con aproximadamente el veinticinco por ciento para elliquido almacenado a 21°C (70°F).
Almacenaje EI dioxido de carbono liquido puede almacenarse en cilindros de alta presion con temperaturas de almacenamiento que varian con la temperatura ambiental 0 en recipientes refrigerados de baja presion disefiados para mantener una temperatura de almacena miento cercana a -ISOC (O°F). El congelamiento (solidificacion) en e1 almacenamiento no es un problema. Sin embargo, cual quier reduccion importante en la temperatura de almacena miento (y la correspondiente presion de almacenarniento) podria reducir la tasa de flujo de descarga por debajo de los !imites de disefio aceptables. Normalmente los sistemas de alta presion estan disefiados para operar apropiadamente con temperaturas de almacenarniento que varian de 0 a 49°C (32 a 120°F). Los sis temas de baja presion, los cuales normalmente operan a -ISOC (O°F), no se veran afectados a menos que la temperatura am biental alrededor de los recipientes de almacenamiento caiga a 23°C (-10°F) 0 menos por un tiempo prolongado. Los ambientes climaticos extremos pueden requerir consideraciones especiales de disefio para garantizar una operacion apropiada. Para tempe raturas de alrnacenamiento bajas, los cilindros de alta presion pueden requerir un tratarniento especial de "preparacion para el invierno", mientras las unidades de almacenamiento de baja pre sion pueden requerir calentadores con bombas de circulacion.
Propiedades de Descarga Una descarga tipica de dioxide de carbono liquido tiene una apa riencia de nube blanca debido a las particulas de hielo seco fi namente divididas que son transportadas junto con el vapor expandido. Debido a la baja temperatura, cierta cantidad de vapor de agua de la atmosfera se condensara, creando mas ne blina que persistira por un tiempo despues de que las particulas de hielo seeo se hayan asentado 0 sublimado.
Electricidad Estatica Las particulas de hie!o seco producidas durante una descarga de dioxido de carbono pueden llevar una carga de electricidad esta tica. La carga estatica tambien se puede formar en boquillas de descarga que no estan conectadas a tierra. Para evitar que el per sona! tenga el riesgo de choque 0 descargas estiticas inesperadas en una atmosfera potencialrnente explosiva, todas las boquillas de descarga deben estar conedadas a tierra. Esto es particular mente importante en el caso de las boquillas y "p/aypipes" que se utili zan en los sistemas de I[neas de mangucras manualcs.
Densidad de Vapor EI gas dioxido de carbono tiene una densidad igua! a una y una y media veces !a densidad de I aire a la misma temperatura. La descarga fria tiene una densidad mucho mas grande, 10 cual ex plica s~ habilidad para reemplazar el aire sobre las superficies en combustion y mantener una atmosfera asflXiante wando se usa en sistemas de aplicacion local. Cuando el dioxido de carbono sc utiliza para inundacion total, la mezcla resultante de dioxido de carbono y aire sera mas de1.sa que la atmosfera arnbientaL
Efectos Fisiologicos Normalmentc el dioxido de carbono esti presente en la atmos fera a una concentracion del 0,03 por ciento, aproximadamente. Este esta presente en humano& y animales como un subproducto nonnal de la respiraci6n celu.:ar. En el cuerpo humano, el dio xido de carbono acrua como un regulador de la respiracion, ase gurando as! un adecuado suministro de oxigeno al sistema. Hasta cicrto punto, un incremento del dioxido de carbono en la sangre causa un incremento en la tasa de respiracion. El incre mento maximo en la respiracion ocurre cuando se respira un seis a un siete por ciento del dioxido de carbono en cl aire. Las altas concentraciones de dioxido de carbono disminuyen la velocidad de la respiraci6n. Finalmente, cuando hay un veinticinco a un treinta por ciento de dioxido de carbono en el aire, se presenta un efecto narcotico y la respiracion se detiene casi inmediata mente, incluso si en el aire hay el suficiente suministro de oxi geno. Los suministros reduc idos de oxigeno generaran una concentracion mucho mas baJ a de dioxido de carbono para su primir la respiracion y causar la muerte por asflXia. La concen tracion exacta de dioxido de carbono en el aire que causara un decrecirniento en la respiraci6 n varia de una persona a otra y no es constante incluso a veces en la misma persona. Una concentracion del ses al siete por ciento de dioxido de carbono se considera el valor umbral en el cual se hacen eviden
CAPiTULO 2
tes los efectos nocivos en los seres humanos. A concentraciones por encima del nueve por ciento, la mayorla de las personas pier den la conciencia en poco tiempo. Puesto que las conccntracio nes mfnimas de di6xido de carbono en el aire quc se utilizan para extinguir un incendio son muy superiores al seis por dento, se deben disefiar precauciones de seguridad adecuadas dentro de cada sistema de extinci6n de incendios de di6xido de carbono. El hielo seco que se produce durante una descarga puede producir "quemaduras" debido a la temperatura extremada mente baja. Se debe advertir al personal para que no manipule ningun tipo de nieve residual despues de una descarga.
PROPIEDADES DE EXTINCI6N
DEL DI6xIDO DE CARBONO
EI mecanismo primario por el cual el di6xido de carbono extin gue el fuego es la reducci6n del oxigeno (sofocaci6n). El efecto de enfriamiento del di6xido de carbono es relativamente pe queno pero contribuye de cierta forma con la extinci6n del in cendio, particulannente cuando el di6xido de carbono se aplica directamente al material en llamas.
Extinci6n por Sofocaci6n En cualquier incendio, el calor se genera por la oxidaci6n rapida de un material combustible. Una parte de este calor eleva el combustible no quemado hasta su temperatura de ignici6n, mientras que una gran parte del calor se pierde por radiaci6n y convecci6n, especial mente en el caso de los materiales que arden en la superficie. Si la atmosfera que suministra oxigeno al fuego se diluye con vapor de di6xido de carbono, la tasa de ge nerad6n de calor se reduce hasta que este por debajo de la tasa de perdida de calor. Cuando el combustible es enfriado por de bajo de su temperatura de ignici6n, el fuego se apaga y es ex tinguido completamente. La concentraci6n minima de di6xido de carbono que se re qui ere para extinguir materiales que arden en la superficie, como los combustibles liquid os, puede determinarse con exactitud, puesto que la tasa de perdida de calor por la radiaci6n y con veccion es razonablemente constante. La Tabla 9.2.1 presenta un listado de las concentraciones mfnimas de di6xido de car bono para ciertos combustibles liquidos y gaseosos comunes segun 10 establecido por el u.s. Bureau of }vfines. La concen traci6n minima te6rica de di6xido de carbono es la concentra ci6n real de di6xido de carbono que se requiere para extinguir y evitar el fuego en un combustible dado. La concentraci6n mi nima presumida es veinte por ciento mas que la concentracion minima teorica de di6xido de carbono pero nunca es inferior al treinta y cuatro por ciento (segUn la NFPA 12). Es dificil obte ner infOlmaci6n similar para los materiales s61idos porque ia tasa de perdida de calor por 1a radiaci6n y convecci6n puede va riar ampliamente, dependiendo de los efectos de proteccion de bidos a la disposici6n fisica del material en combustion. A partir de las pruebas y la experiencia se han determinado las concen rraciones presumidas para los riesgos que contienen combusti bles solidos. La NFPA 12 inc1uye las concentraciones presumidas para una serie de estos riesgos.
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Sistemas de apl'icaci6n de di6xido de carbono
9-25
TABLA 9.2.1 Concentraciones mfnimas de di6xido de carbono para la extinci6n
Concentracion minima teo rica de CO 2
Concentracion minima presumida de CO 2
Material Acetileno Acetona Gasolina de aviacion Grados 115/145 Benzol, Benceno Butadieno Butano Butano I Disulfuro de Carbono Monoxido de Carbone Gas de Carbon o Gas Natural Ciclopropano Dietil- Eter Dimetil- Eter Dowtherm Etano Alcohol Etilico Eter Etilico Etileno Dicloruro de Etileno Oxido de Etileno Gasolina Hexano Hidrocarburos Parafinados
CnH2m + 2m - 5
Hidrogeno Sulfuro de Hidrogeno Isobutano Isobutileno Formato de Isobutilo JP-4 Keroseno Metano Acetato de Metilo Alcohol Metilico Methyl 1- Buteno Metil- Etil-Cetona Formato de Metilo Pentano Propano Propileno Aceites, Lubricantes de Enfr ,ado
55 27* 30
66 34 36
31 34 28 31 60 53 31*
37 41 34 37 72 64 37
31 33 33 38* 33 36 38* 41 21 44 28 29 28
37 40 40 46 40 43 46 49 34 53 34 35 34
62 30 30* 26 26 30 28 25 29 33 30 32 32 29 30 30 28
75 36 36 34 34 36 34 34 35 40 36 40 39 35 36 36 34
Nota: Las concentracicnes mlnimas teoricas de extincion en el aire para los materiales cinteriores fueron obtenidos de una recopilaci6n del Bureau (If Mines Limits of Flammability of Gases and Vapors (Boletines 5e 3 y 627), Aquetlos marcados con * Fueron calculados a partir de vaiores aceptados de oxfgeno residual
9-26
SECCiON 9
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Supresion sin agua
Extincion por Enfriamiento
guridad del personal.
Aunque las temperaturas involucradas en una descarga de di6 xido de carbono pueden acercarse a -79°C (-II OfO), la capaci dad de enfriamiento del di6xido de carbono es bastante pequefia comparada con la de un peso igual de agua. EI calor latente de una libra (llb 0,4536 kg) de di6xido de carbono lfquido es de aproximadamente 126 kJ ( 120 Btu) desde el almacenamiento de baja presion y 67,5 kJ (64 Btu) desde el almacenamiento a 21°C (70°F). EI efecto de enfriamiento es mas aparente cuando el agente es descargado directamente sobre el material en llamas por medio de una "aplicacion local". Una aplicacion masiva que cubre nipidamente toda el area de la superficie sofoca el incen dio y a)-uda a enfriar el combustible.
Directrices Generales de Seguridad
LlMITACIONES DEL DI6xIDO DE CARBONO COMO UN AGENTE EXTINTOR El uso de dioxido de carbono en incendios generales Clase A es limitado por su capacidad de enfriamiento relativamente baja, comparada con la del agua y por los cerramientos incapaces de retener una atmosfera de extincion. Los incendios verdaderos que arden en la superficie se extinguen facilmente porque el en fr1amiento natural ocurre nipidamente. Por otro Iado, S1 el in cendio penetra por debajo de la superficie del combustible y la masa de combustible proporciona una capa de aislamiento t6r mico que retrasa la tasa de perdida de calor (generalmente co nocida como "combustion de asentamiento profundo"), se requiere una mayor coneentracion de dioxido de carbono y un tiempo de retencion mucho mas largo para la extincion com pleta. Es posible que algunos incendios de asentamicnto pro fundo no sean extinguidos por el dioxido de carbono incluso despues de un largo tiempo de retencion. En tales casos, el dio xido de carbono se puede usar para suprimir llamas abiertas y re tardar la propagacion del fuego. Esta aecion de retencion debe mantenerse el tiempo suficiente para permitir la respuesta por parte de una brigada contra incendios con el entrenamiento yel equipo apropiados. EI dioxido de carbona no es un agente efectivo de extineion para los incendios que involucran productos qufmicos que eon tienen su propio suministro de oxigeno, como el nitrato de celu losa. Los incendios que involucran metales reactivos, como sodio, potasio, magnesio, titanio, circonio y los hidruros meta licos, no pueden ser extinguidos por e1 di6xido de carbono por que los metales e hidruros descomponen el dioxido de carbono.
CONSIDERACIONES SOBRE
LA SEGURIDAD HUMANA
Para obtener los beneficios de los sistemas de extincion de dio xido de carbono mientras se reduce al mlnimo el riesgo para las personas. se debe prestar gran atencion a la seguridad del per sonaL La seguridad del personal debe tenerse en cuenta en el di ,·~f2L'. instalacion. mantenimiento y uso de los sistemas de ::2,,:.::!:> de c::rb:mo. La \;FPA 12 se refiere en detalle a la se
La inundaci6n total con dioxido de carbono no deberia usarse en espacios normalmente oeupados a menos que se hagan los arre glos para asegurar la evacuacion antes de la descarga. La misma restriecion se aplica a espacios que normalmente no estan ocu pados pero en los cuales puede estar presente personal de man tenimiento 0 para otros propositos. Puede ser diffcil garantizar la evacuacion si el espacio es grande 0 si la salida esta bloque ada de alglin modo por obstaculos 0 pasadizos complicados. El escape es atin mas diffcil despues de que se inicia la descarga. ya que el ruido, la gran reduc.;i6n de la visibilidad y los efectos fisiologieos de 1a concentracion de di6xido de carbono pueden abrumar a los ocupantes. Tambien se debe tener en cuenta la posibilidad de que se es capen 0 fluyan grandes vohil'1enes de vapor de di6xido de car bono al interior de niveles mas bajos no protegidos, como sotanos, runeles 0 pozos. Se requiere mantenimiento peri6dico para garantizar el fun cionamiento apropiado de estos sistemas. Quienes hacen el man tenimiento deben recibir un e ltrenamiento exhaustivo sobre las fimciones del sistema. Siempi'e que el mantenimiento involucre trabajo sobre los controles de sistema, las valvulas de descarga u otros dispositivos que posibemente podrfan iniciar la descarga de dioxido de carbono, el personal debe ser evacuado del espa cio protegido.
Caracteristicas de Diseno del SistemaiProcedimientos de Operacion para la Seguridad Humana Se requieren alarm as audibles y visuales de predescarga para todos los sistemas excepto para las !fneas de mangueras manua les. EI personal que entrara a un area protegida por un sistema de dioxido de earbono debe cstar entrenado en cuanto a la res puesta correcta a estas alarmas. Se deben tomar todas la~ precauciones para garantizar que el personal en un area protet:ida sea evacuado antes de que el area sea inundada con dioxioo de carbono. Este es el principal prop6sito de una alarma de predescarga, la cual debe permitir un tiempo apropiado de demr.ra antes de la descarga de di6xido de carbono. Los olorizantes, como el aceite de gaulteria, se adicionan algunas veces a la descarga de dioxido de carbono para propor cionar una indicacion olfativl1 de la presencia de dioxido de car bono. Los olorizantes son panicularmente Utiles para indicar que hay una fuga de dioxido de carbono desde el area protegida hacia las areas adyacentes. Los controles manuales para el sistema deben ubicarse de modo que no haya eonfusioll y deben estar etiquetados clara mente con los procedimiento.; seguros de operacion. Se deben suministrar "hloqueos" del sistema para evitar descargas accidentales 0 deli beradas cuando en el espacio pro tegido se encuentran persona~ que no estan famiHarizadas con el sistema y su operacion. Los bloqueos tambien son necesarios cuando se dificulta el egreso .jel personal desde un espacio (por
CAPiTULO 2
ej.,: cuando las personas estan subiendo escaleras, trabajando sobre andamios 0 entrando a espacios confinados). La NFPA 12 define un bloqueo del sistema como "una valvula operada rna nualmente en la tuberia de descarga entre la boquilla y el sumi nistro (de dioxido de carbono) la cual puede bloquearse en la posicion cerrada para evitar el flujo de dioxido de carbono hacia el area protegida." Un bloqueo como este evitara la descarga tanto automMica como manuaL La descarga manual de emer gencia requerida por la NFPA 12 no deberia anular el bloqueo. EI bloqueo debe ser supervisado para darle una indicacion a aquellos responsables del sistema cuando el sistema esta blo queado. Se debe establecer una vigilancia de prevencion de in cendios adecuada para enfrentar cualquier incendio que pueda ocurrir durante un bloqueo del sistema. Se debe contar con aparatos de respiracion autonoma (SCBA). Estos aparatos deben ser usados por personal entrenado para efectuar el rescate de cualquiera que pueda quedar atrapado en una descarga de dioxido de carbono. Se debe considerar cualquier posibiIidad de que volilme nes importantes de vapor de dioxido de carbono puedan esca parse 0 fluir dentro de areas adyacentes de bajo nivel como sotanos, pozos 0 pasillos estrechos (por ej., espacios no inclui dos en el area protegida). Si existe este potencial, las alarmas y las senales de aviso deberan extenderse para incluir estas areas. Se deben tomar las medidas para ventilar de manera segura todos los espacios inundados con dioxido de carbono despues de una descarga.
METODOS DE APLICACION Se utilizan dos metodos Msicos para aplicar dioxido de carbono en la extincion de incendios. Un metodo consiste en descargar una cantidad suficiente del agcnte dentro de un cerramiento para crear una atm6sfera de extinci6n a traves del area encerrada. Esto se conoce como "inundacion total". El segundo metodo descarga el agente directamente sobre el material en llamas sin depender de un cerramiento para retener el dioxido de carbono. Este es llamado "aplicacion local". Otros metodos incluyen Ii neas de mangueras manuales, sistemas de tuberias verticales v suministro movil, descarga extendida y aplicaciones especiale~.
Inundaci6n Total En los sistemas de inundacion total, el dioxido de carbono se aplica a traves de boquillas disenadas y ubicadas para desarro Har una concentracion uniforrne de CO 2 en todas las partes de un cerramiento (Figura 9.2.2). El dlculo de la cantidad de dioxido de carbono que se requiere para alcanzar una atmosfera de ex tincion se basa en el volumen del cuarto y en la concentracion de dioxido de carbono requerida para los materiales combusti bles en el mismo. La integridad del cerramiento es una parte muy importante de la inundacion total, particularrnente 8i en el existe el potencial de un incendio de asentamiento profundo. Si el cuarto es herrnetico, especialmente en los costados y la parte inferior, la atmosfera extintora de CO 2 puede ser retenida por un largo tiempo para asegurar e1 control completo del fuego. Sin em-
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Sistemas de aplicacion de dioxido de carbono
9-27
Venlilador de alivio
Estaci6n de colrol Disparador a presion/ manual
Puerta contra incendios
FIGURA 9.2.2 Sistema de dioxido de carbono de alta presion para inundacicn total
bargo, si hay aberturas~n los costados y en la parte inferior, la mezcla pesada de dioxido de carbono y aire puede filtrarse ra pidarnente del cuarto. Si la atmosfera extintora se pierde muy ra pidamente, pueden qmdar brasas incandescentes y causar la reignicion cuando el airt: llegue a la zona de incendio. Entonces, es importante cerrar torus las aberturas para minimizar las fugas o para compensar las aberturas con una descarga extendida. De bido al peso relativo de. dioxido de carbono, una abertura en el cielo raso ayuda a aliviClr la presion interna del aire durante la descarga, con un efecto muy pequefio sobre 1a tasa de fuga des pues de la descarga.
Aplicacion Local En los sistemas de aplicacion local, el dioxido de carbono es descargado directamente sobre las superficies en combustion a traves de boquillas diser adas para este proposito. EI prop6sito es cubrir todas las areas combustibles con boquillas ubicadas de modo que estas extinguiran todas las llamas tan nipidamente como sea posible. Tambien debe incluirse cualquier area adya cente en la cual se pueda prop agar el combustible, ya que cual quier fuego residual puede causar la reignicion despues de que terrnine la descarga de (li6xido de carbono. (Figura 9.2.3). Normalmente, las boquillas de descarga de aplicacion local estan disefiadas para una velocidad relativamente baja para evitar salpicaduraf y e1 entrapamiento del aire. La detec cion automatica es nece laria para que haya una respuesta rapida y para minimizar la fonnaci6n de calor. Aunque no es esencial, un cerramiento debe ayadar a retener el dioxido de carbono en el area incendiada. La aplicacion local de dioxido de carbono tambien puede usarse para acabar rapidamente con el incendio en un cerramiento donce la inundacion total final puede lle\ar a la extincion.
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SECCION 9
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Supresion sin agua
I I I
I
Ii I: FIGURA 9.2.4 Sistema de extincion de dioxido de carbona de manguera manual mantada sabre un carretel
FIGURA 9.2.3 Un sistema de extincion de dioxido de carbona de ap/icacion local que ha sido activado (Fuente: Ansullncorporated)
Lfneas de Manguera Manuales Los sistemas de dioxido de carbono pueden consistir en lineas de mangueras manu ales que estan conectadas permanentemente par medio de tuberlas fijas a un suministro fijo de dioxido de carbono. Con frecuencia, estos sistemas se instalan para la pro teccion manual de pequefios riesgos localizados. Aunque no es un sustituto para un sistema fijo, se puede usar una linea de man guera para complementar un sistema fijo donde el desgo es ac cesible para la lucha manual del fuego, asi como para complementar el equipo portatil. Tiene que haber un suministro suficiente de dioxido de carbono que permita el uso de la boquilla de la linea de man guera manual durante al menos un minuto. Las boquillas deben estar conectadas a una buena conexion electdca a tierra para per mitir que las cargas electricas estaticas producidas por el dioxido de carbona descarguen al drenaje. La manguera de alambre tren zado acoplada apropiadamente ala tuberia de descarga puede surninistrar un camino a tierra. La Figura 9.2.4 muestra un sis tema de lineas de mangueras manuales que ofrece flexibilidad para atacar los incendios.
Sistemas de Tuberfas Verticales
y Suministro M6vil Los sistemas de inundacion total, aplicacion local y de lineas de :nangueras manuales sin un suministro de dioxido de carbona ::onectado permanentemente son conocidos como sistemas de ::.tberia vertical a gas. Estos son abastecidos por recipientes de .::':oxido de carbona montados sobre unidades moviles que pue '::e:: moverse y acoplarse rapidamente a una tuberia vertical en
caso de incendio. Los sistemas de tuberia vertical a gas pueden usarse como un complemento para completar los sistemas de proteccion con tra incendios fijos 0 como La unica proteccion de riesgos bajo ciertas circunstancias. Los mministros moviles pueden estar equipados con lineas de mansueras manuales para la proteccion de esparcidos. Si el posible dafio ocasionado por el fuego que se puede presentar miemras se mueve el suministro hasta la escena se despliega de manera inaceptable, se debe usar un sis tema fijo automatico.
Oescarga Extendida Cuando un cerramiento no ef, 10 suficientemente hermetico para retener una concentracion ex tintara mientras esta sea necesaria, se utiliza una descarga extelldida de dioxido de carbono. Nor malmente la descarga extendida es a una tasa reducida, tras una tasa inicial elevada que se usa para desarrollar la concentracion de extincion en un tiempo razomlblemente corto. La tasa reducida de descarga debe ser una funci(u de la tasa de fuga, la cual puede calcularse sobre la base del area de fuga, 0 del caudal de flujo a traves de los conductos de ventilacion que no pueden cerrarse. La descarga extendida ef aplicable particularmente al equipo electrico rotativo encerrado, 30mo los generadores, donde es di Hcil evitar las fugas hasta qUf la rotacion se detenga. La descarga extendida puede aplicarse a sistemas ordinarios de inundacion total, asi como a sistemas de aplicacion local donde un pequeno punto caliente puede requerir un enfriamiento prolongado.
Aplicaciones Especiales Algunas veces los sistemas de dioxido de carbono se utilizan para inertizar 0 purgar. Nonnalmente, en estas aplicaciones se usa el vapor de dioxido de Clrbono. La NFPA 69, Norma sabre Sistemas de Prevencion de "':.x;plosiones, proporciona una sobre estas aplicaciones. La supresion de incendios en los silos
CAPiTULO 2
de almacenamiento de carb6n tambien puede usar vapor de dio xido de carbono. El almacenamiento de baja presion con un va porizador en linea puede suplir de manera conveniente las gran des cantidades de vapor de dioxido de carbono que normal mente requieren estas aplicaciones.
COIVIPONENTES DE LOS SISTEMAS DE DIOXIDO DE CARBONO Los componentes de un sistema de dioxido de carbono incluyen el suministro de dioxido de carbono, el sistema de tuberia, las boquillas de descarga, las alarmas y los dispositivos de controL
Almacenamiento de Di6xido de Carbono EI suministro de dioxido de carbona puede almacenarse en re cipientes de alta presion 0 de baja presion. Debido a las dife rencias en la presion, el disefio del sistema esti influenciado por el metodo de almacenamiento. Almacenamiento de Alta Presion. Los recipientes de alta pre sion, usualmente cilindros, estan disefiados para almacenar dio xido de carbono liquido a temperatura atmosferica. Como la presion maxima en el cilindro u otro recipiente se ve afectada pOI la temperatura ambiente, es importante que el recipiente este di sefiado para resistir la presion maxima esperada. La Figura 9.2.5 muestra el cambio en la presion manometrica con la temperatura. Los cilindros de almacenamiento se disefian, prueban y lle nan de acuerdo con codigos y normas nacionales aplicables. En los Estados Unidos se aplican las especificaciones del US. De partment a/Transportation (DOT). La densidad maxima de lle nado permitida es igual al sesenta y ocho por ciento del peso de agua que el envase puede contener a 16°C (60°F). Las capaci dades estandar de los cilindros son 2,3,4,5,6,8,9,1,11,3,15,9,
-7
4
Temperatura eC) 16 27 38
49
•
Sistemas de aplicaci6n de di6xido de carbono
9-29
22,7, 34, 45,4 y 54,4 10,15,20,25,35,50, 100y 120 lb) de dioxido de carbono. Los cilindros de extincion de incen dios estin equipados con un tuba sifon intemo de modo que el liquido sera descargado desde el fondo cuando el cilindro esta vertical y la valvula es abierta. Las temperaturas de almacenamiento anormalmente bajas afectan de manera adversa la tasa de descarga. Por esta razon, la NFPA 12 no permite temperaturas de almacenamiento por de bajo de -18°C (O°F) para sistemas de inundacion total 0 inferio res a O°C (32°F) para sistemas de aplicacion locaL Las bajas temperaturas de almacenamiento pueden estar permitidas solo si el disefio inc1uye caracteristicas especiales para compensar por la reduccion de presion. Tambien hay disponibles tecnicas para preparar los cilindros para el inviemo" El uso apropiado de las tecnicas de preparacion para el inviemo puede permitir el uso del almacenamiento a alta presion a temperaturas tan bajas como -51°C (-60 c F). Almacenamiento de Blilja Presion. Los recipientes de alma cenamiento de baja presion son recipientes presurizados con una presion de trabajo presumida de al menos 2240 kPa (325 psi). Estos recipientes se martienen a una temperatura de aproxima damente -18 C C (OCF) con aislamiento y refrigeracion mecanica. A esta temperatura, la ppesion es de aproximadamente 2069 kPa (300 psi). Un compresor, controlado por un interruptor de pre sion en el tanque, circu la refrigerante a traves de serpentines cerca de la parte superior del tanque. La presion del tanque es controlada por la condensacion del vapor de dioxido de carbono por los serpentines. En caso de que falle la refrigeracion, las val vulas de alivio de presion purgan algo del vapor para mantener la presion dentro de limites seguros. E8to permite que se evapore parte delliquido, creando un efecto de auto refrigeracion que re duce la presion en el tanque. La Figura 9.2.6 muestra un reci piente dpico de baja presion. Se requieren calentadores con bombas de recirculacion si las temperaturas ambientales enfrfan los contenidos del tanque por debajo de aproximadamente _23°C (-10°F) [250 (1724 kPa) de nivel de presion].
60
2400r---~---r--~~~~--~---'--"16548 Tubo de desearga
68% Densidad de lienado 2000 50% Densidad de ~
Ol
lIena~
deCO, •
13790
AlSlante
Monlaje de seguridad de la linea de venlilaci6n debajo
de la campana
1600
kone)(J6"n II presl6n de vapor
11032
~ .6 1200
OJ a..
/ /del piloto
Espada de
Vatl<,,-+...........
8274 6c:
"en E: a..
.'"
Conexl6n del conducto (Alanna del retligerador)
-0
"en
ManOmetro
E:
5516 a..
800 -
nival de liquido
CO,
400
2758
o L-__ o 20
~
Linea de vapor
LInea de ilenado
__~__-L__~____~__~__~O
40
60
80
100
120
RelriQerador
140
Temperatura CF)
FIGURA 9.2.5 Variacion en presion del di6xido de carbono con cambio en temperatura, mostrando el efecto de la densidad de IIenado en el almacenamiento de alta presion
FIGURA 9.2.6 Una unidad de almacenamiento a baja presi6n en la cual el di6xido de carbono es mantenido a -18°C (O°F) por medio de refrigeraci6n y la presion es de 2069 kPa (300psi)
9-30
SECCION 9
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Supresi6n sin agua
Con el almacenamiento de baja presion, es una pnictica comun proteger multiples riesgos desde una unidad central de alrnacenamiento. La cantidad de dioxido de carbono descargada sobre un riesgo en particular es controlada por la abertura y el cierre de las vaIvulas de descarga en una secuencia de tiempo predetenninada. Las unidades centrales de almacenamiento pue den tener capacidades que varian de menos de I tonelada a 100 toneladas 0 mas (1 tonelada equivale aproximadamente a 907 kg). Para riesgos grandes, la distancia entre riesgo y almacena miento puede ser de varios cientos de pies (l00 pies son aproxi madarnente 30,5 m).
Sistema de Tuberias Los sistemas de tuberias, nonnalmente vacios, llcvan di6xido de carbono desde el recipiente de almacenamiento hasta las boqui Has abiertas donde hay un incendio. Dado que la tasa apropiada de flujo es un requisito critico para la extinci6n de incendios. es importante que la tuberia este diseftada e instalada con precision. La presion minima en la tuberia debe mantenerse muy por en cima de la presion de punto triple de bares (75 psia). Si la pre sion de flujo del di6xido de carbono cae por debajo de la presion de punto triple, se fonnara hielo seco en la tuberia y se bloquea ran los orificios en las boquillas de descarga, deteniendo asf el flujo de dioxido de carbono. La NFPA 12 limita las presiones presumidas de la boquilla hasta un mfnimo de 20,7 bares (300 psia) para almacenamientos de alta presion y un mfnimo de 10,3 bares (150 psia) para almacenamientos de baja presion. EI di6xido de carbono que es arrastrado desde el fondo del recipiente de almacenamiento entra a la tuberia como un llquido. La fricci6n causa p6rdidas en la presion. A medida que cae la presion, el Hquido hierve, 10 que produce una mezcla de Hquido y vapor en la tuberfa. EI vapor aumenta en volumen a medida que la mezcla pasa a traves de la tuberfa, con una nueva cafda en la presion. Por 10 tanto, cl flujo es de dos fases, una mezcla de liquido y gas, un hecho que los caIculos de caida de presion deben tener en cuenta. La ",TPA 12 incluye con cierto detalle los calculos de flujo del dioxido de carbono y suministra las ecuaciones pertinentes y las tab las de datos. Aunque hay disponibles graticas y tablas para los ca1culos manuales de la tuberfa del sistema, el uso de programas disponibles de computadora acelera y simplifica el diseiio de los sistemas de tuberfas. La tuberfa debe estar sostenida adecuadamente para evitar moyimielltos durante la descarga y deben tomarse medidas para su contracci6n y expansion. Como el dioxido de carbono liquido es un refrigerante, este reducira sustancialmente la temperatura de la tuberia durante la descarga. El Hquido a baja presion, en particular, empieza a -lSoC (O°F) y puede a1can7.ar temperatu ras tan bajas como -46°C (-50°F) en la tuberia antes de que ter mine la descarga.
Valvulas y Dispositivos de Operacion Las valvulas para controlar la descarga de dioxido de carbono deben resistir la maxima presion de operacion, deben ser abso lutarnente henneticas a las burbujas cuando se cierran y deben ser capaces de operar tanto automaticamente como manual
mente. Las valvulas y dispositivos relacionados. tales como temporizadores e interruptores de presion, deben estar listados o aprobados para utilizarse en sistemas de dioxido de carbono.
Boquillas de Descarga Hay disponibles muchos tipo) de boquillas para las aplicaciones de extincion de incendios. Las boquillas usadas para inundaci6n total pueden ser simplemente orificios que producen corrielltes de chorro de alta velocidad, 0 pueden estar protegidas parcial mente para alcanzar una velocidad reducida 0 un patron especi fico de descarga. Los tipos de alta velocidad proporcionan una mezc1a abundante para asegurar una concentracion unifonne de di6xido de carbono a 10 largo de un cerramiento. Los tipos de baja velocidad tienen una tendencia a crear altas concentracio nes en los nive1es mas bajos, las cuales pucden ser deseables bajo ciertas condiciones. Norrnalmente los tipos de boquillas usados en los sistemas de aplicacion local estan disenados para velocidades de descarga relativamente bajas. Esto ayuJa a evitar las salpicaduras de com bustibles liquidos y reduce la turbulencia y el entrapamiento de aire. Deben probarse las caracterfsticas de extincion de incen dios de todas estas boquilla5 y deben tener la certificacion 0 aprobacion de un laboratorio de pruebas sobre la base de una prueba de desempefio. La Figura 9.2.7 muestra una curva tipica de desempeilo para una boquiUa disefiada para montajes elevados. La tasa de descarga usada se basa en la altura de la boquilla sobre el riesgo o la superficie combustible y est!! incluida en las tarjetas de cer tificacion 0 enias aprobaciones. (Las pruebas se bas an enia tasa maxima que no salpicara combustibles liquidos). EI area de in cendio maxima que la boqui lla extinguira tambien esta basada en la altura sobre la superficie de riesgo, usando el caudal de flujo presumido. La infonnacion sobre el desempefio Ie pennite al diseilador
Altura (m)
0, 1,2 1,8 2,4 3 2 0 r - - - - - i - - - - - i - - - - i - - - - i - - - - : : > I 1 ,8
15
1,4
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0,5
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6 Altura (pies)
8
10
FIGURA 9.2.7 Curva de ceriificaci6n 0 aprobaci6n de una bo quilla de di6xido de carbono ,ipica que muestra el area miJxima contra la altura 0 distancia desde la superficie del liquido.
CAPiTULO 2
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Sistemas de aplicaci6n de di6xido de carbono
9-31
del tanque 0 en la arnpbtud del riesgo para las boquillas lineales que se han instalado para extender la longitud total de un cos tado. En cada caso, el caudal de flujo presumido debe estar en el area sombreada de las curvas.
Cubrimiento del area (m2)
0,2 0,4 0,6 0,75 0.9 50 ,...-----,----,...-----,----,...----,22,7
Controles del Sistema La mayoria de los sistemas de dioxido de carbona incorporan tres metodos de actiyacion: automatico. operacion manual nor mal y operacion manna I de ?T11! .. r<7?n!ri~ Q)
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____
02468
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10
Cubrimiento del area (pies2)
FIGURA 9.2.8 Curva tipica de certificaci6n 0 aprobaci6n de una boquilla de di6xido de carbono lineal que muestra el caudal de flujo contra la amplitud del riesgo Amplitud del riesgo (m)
25
0.3
0.6
0.9
I
1.2
1.5
1.8
z1
L
[il 11/ 1/ °o
Activacion Autom!itic:a. La actiyacion autom:itica es una ope raci6n que no requiere ninguna accion humana. Generalrnente, los detectores de incendio que detectan calor anorrnaL hurno 0 llamas inician la actiYa,;ion automiitica. Cuando d detector de tecta una condici6n de ;ncendio. inicia um sefial hasta un panel de control electrico. Operacion Manual l\ormal. La =:an'Ja: !}orrnal consiste en la activacion de un sistema ql.!<' de la accion humana para iniciar 1a a:tiyacion. Generai.:::ncte. <'=' ,('5 S;S1emas modemos de dioxido de carbono.1a operac:0E 'IJ.'"U31 f'of'llal se hace por medio de una estacion manual cC'!1.cccada " U::l panel de control electrico. Operacion Manual de Emergencia. En una 0?C!'acl01' manual de emergencia, el mecanismo de activacion manual de eT!!er gencia debe funcionar 'ndependientemente de 13. dec triea y debe ser totalmente mecanico. :Este puede i!'c':''''P'':ar el uso de la presion de dicxido de earbono del sistema ;:-a:a gene rar la descarga. La operacion manual de emergencia emi dise fiada para ser utilizada solo si las operacione;; a~.H0rrHi.:icas y rnanuales no han podic 0 generar la descarga Dado que la mayoria de las operaciones manuales causan 1a de5carga inmediata de dioxido de carbona sin ninguna alac:ma. es esencial que cualquier persona que opere un mecanismo -ie aCIiyacion manual de emergeneia se asegure que el area de riesgo ha sido evacuada y que este protegida contra la entrada de: personal antes de la operacion.
Paneles de Control 2
3
4
5
6
Amplitud del riesgo (pies)
FIGURA 9.2.9 Curva tipica de certificaci6n 0 de aprobaci6n de una boquil/a de di6xido de carbona para un costado del tanque que muestra el caudal de flujo contra el area de cubrimiento
del sistema seleccionar y ubicar apropiadamente el numero de boquillas necesario para cubrir toda el area de incendio del riesgo. Tambien establcce el caudal de flujo presumido que debe usarse sobre el riesgo. EI caudal de flujo presurnido debe conti· nuar por un minimo de treinta segundos. Las Figuras 9.2.8 y 9.2.9 mucstran las curvas de desem peno tipicas para las boquillas disenadas para instalarse sobre los costados de tanques abiertos que contienen liquidos infla· mables. En tales casos, los caudales de flujo presumidos se basan en el area de cubrimiento para las boquillas del costado
En los sistemas modern,)s de dioxido de carbono. los delectores de incendios y las estacones manuales de control elecrrico (es taciones manuales) estan conectados a un panel de c0ntrol elec trico. Cuando se activa lTI detector de incendios 0 una estacion manual, el panel de control activa las alam1as de predescarga del sistema de dioxido ie carbono y despues de 1a demora re querida en el tiempo de xedescarga, acciona los dispositivos de activaci6n del sistema d,~ di6xido de carbono. generando la des carga de dioxido de carbono. EI panel de control tambien puede hacer que se apague el ,:quipo requerido y se cierren las lineas de combustible, puede controlar las compuertas y ventiladores y enviar sefiales de alarr1a al personal responsable de responder en situaciones de incencio. Es esencial que los paneles de control electrico que estan destinados a controlar ks sistemas de di6xido de carbono esten disefiados de modo que la descarga de un sistema no ocurra sin
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SECCICN 9
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Supresion sin agua
Ia demora requerida en el tiempo de predescarga y sin las alar mas. La secuencia de operacion para el sistema de dioxido de carbono debe estar documentada por escrito y debe mantenerse con el sistema en un cerramiento de proteccion. Cuando el sistema este en una condicion de "reserva", el panel de control supervisa las interconexiones entre todos los componentes necesarios para el control de los sistemas y la segu ridad humana. Se deben supervisar las conexi ones entre el panel de control y los detectores, las estaciones manuales de activacion electrica, los activadores de valvulas del sistema y las alarmas. El panel de control tambien supervisa la condicion de las vaIvulas de cierre del sistema y las fuentes de energia electrica. Algunos sistemas antiguos de dioxido de carbona utiliza ban levas accionadas por un temporizador para operar los inte rruptores que controlaban las diferentes funciones de descarga. Los sistemas totalmente neumaticos que utilizan la deteccion y el control neumatico tambien eran comunes. Muchos de estos sistemas estan todavia en servicio.
daci6n total, se deben medir las concentraciones de dioxido de carbo no y el tiempo de retencion en la zona de incendio. Los sis temas de aplicacion local no pueden estar sujetos a pruebas de concentracion. Su efectividad se juzga mediante la obselTaci6n
Alarmas Generalmente, para los sistemas de dioxido de carbona se re quieren alarm as audibles y visuales de predescarga. Para las alarmas audibles se utilizan varios tipos de sirenas 0 bocinas. Cualquiera que sea el tipo de dispositivo audible usado, su so nido debe ser distintivo y capaz de ser oido por encima de los ruidos de fondo. Can frecuencia, las luces estroboscopicas a los faros rotatorios se utilizan como alannas visuales. Algunas ins talaciones usan bocinas a sirenas neumaticas energizadas par la presion de dioxido de carbono del sistema. Es esencial que las alarmas funcionen para advertir a la gente que es riesgoso in gresar a todas las areas que se han vuelto peligrosas por una des carga de dioxido de carbona mientras exista el riesgo 0 hasta que las areas esten protegidas contra la entrada de personaL
PRUEBA Y MANTENIMIENTO DE LOS
SISTEMAS DE DIOXIDO DE CARBONa
Un sistema de proteccion de incendios complejo podria ser ine fectivo 0 incluso peligroso a menos que se haya probado apro piadamente para demostrar un desempefio adecuado y que se haya mantenido en buenas condiciones de trabajo.
Pruebas de Aceptacion No se debe aceptar ningun sistema recien instalado hasta que este se haya inspeccionado apropiadamente y haya sido probado para demostrar un desempefio segUn las especificaciones de di sefio. La inspeccion debe verificar si el sistema esta instalado de acuerdo con los pIanos aprobados. La tuberia es particularmente importante, porque cualquier cambio puede afectar los caudales de flujo que fueron calculados teniendo en cuenta los tamafios de la tuberia que se muestran en los pIanos. La NFPA 12 requiere una "prueba de descarga total" de todos los sistemas recien instalados. La prueba final de desem peno consiste en descargar el sistema y, para los riesgos de inun
FIGURA 9.2.10 Prueba de descarga de aplicacion local sobre una imprenta (Fuente: Fotograffa Cortesia de Guardian Services, Inc.)
durante la prueba de descarga. La NFPA 12 suministra los re quisitos minimos para la aprobacion de instalaciones nuevas. La Figura 9.2.10 muest:-a una prueba de descarga de apli cacion local sobre una imprenta. La efectividad de la descarga de aplicacion local se juzga '1lediante la observacion durante la prueba de descarga. Es util ~rabar en video la descarga de los grandes sistemas de aplicaci0n local. Esta fotografia tomada de una de estas videocintas revda que el cubrimiento del dioxido de carbona sabre las estaciones de impresion de la parte delan tera fue inadecuado. La inspecci6n posterior a la prueba mostro que la boquilla izquierda para la estaci6n estaba obstruida.
Inspecciones Para mantener un sistema en condiciones apropiadas de opera cion, es esencial realizar inspecciones periodicas. Se debe ins peccionar el sistema al menos una vez al mes para verificar su estado operacional. Para los mministros de baja presion se debe revisar al menos semanalmente e1 estado del suministro de dio xido de carbono, a intervalos. de seis meses para los cilindros de alta presion e inmediatamente despues de que el sistema ha ope rado. Todo el sistema debe inspeccionarse anualmente. En par ticular, los inspectores deben buscar cambios en el a1cance del riesgo, cambios en las condiciones de cualquier cerramiento y otros cam bios que puedan acectar la adecuacion del sistema de proteccion contra incendios.
Mantenimiento Todos los dispositivos de operacion deben probarse anualmente. Aunque muchas de estas pruebas se pueden llevar a cabo sin descargar el sistema, en algunos casos puede ser necesaria una
CAPiTULO 2
descarga parcial. Cualquier necesidad de mantenimiento encon trada durante las pruebas debe ejecutarse sin demora.
Entrenamiento El personal debe ser consciente de la importancia de la protec cion contra incendios asf como de los efectos potenciales de la exposicion a altas concentraciones de di6xido de carbono. El en trenamiento debe incluir c6mo el sistema extingue incendios, los efectos fisiol6gicos de la exposici6n al di6xido de carbono, c6mo se activa el sistema, la respuesta apropiada a las alarmas (incluyendo un plan de evacuaci6n detallado) y las precauciones de seguridad apropiadas que deben observarse antes de la acti vacion manual del sistema. El personal nuevo debe recibir en trenamiento antes de que se Ie permita entrar a espacios que podrian ser afectados por una descarga de di6xido de carbono 0 areas donde estan localizados los controles del sistema de di6 xido de carbono. Los cursos peri6dicos de entrenamiento para "actualizaci6n" deben ser obligatorios. Las personas que normalmente estin asociadas con el riesgo protegido y los espacios adyacentes, pero a quienes se les
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Sistemas de aplicacion de dioxido de carbono
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ha asignado una tarea temporal en ese lugar, tambicn debcn re cibir informaci6n sobre los asuntos de seguridad relacionad05 con el sistema de protecci6n contra incendios. Esto tambien se aplica a las personas de fuera, como la gente de construcci6n y mantenimiento.
BIBLIOGRAFrA Referenda Citada 1. Coward, H. w., and Jones, G. w., "Limits of Flammability of Gases and Vapors," Bulletin 503, USDI Bureau of Mines, Wash ington,DC.
C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, normas y priicticas recomendadas de la NFPA proporcionarii informacion adicional sobre el dioxido de carbono y los sistemas de aJlicacion discutidos en este capitulo. (Ver la ultima version del Cata/ogo de Ja NFPA para conocer las ediciones ac tuales disponibles de los siguientes documentos). J\'FPA 12, Standard on Carbon Dioxide Extinguishing Systems NT-PA 69, Standard on Explosion Prevention Systems
Revisada par James D. Lake
AGENTES DE EX1"INCION DE
PRODUCTOS QUIMICOS HUMEDOS
Los agentes de extinci6n de incendios de productos quimicos humedos consisten en sales organicas 0 inorganicas mezcladas con agua para formar una soluci6n alcalina que puede ser des cargada a traves de tuberias cuando estan bajo la presion de un gas expelente. Son sumamente eficaces, y actualmente son los unicos agentes listados para la supresi6n de incendios en equi pos comerciales de cocina (Figura 9.3.1) como freidoras pro fundas, planchas, parrillas de estufas y parrillas debido a su capacidad para retener la separacion entre el aceite y e1 aire por el tiempo suficiente para permitir el enfriamiento completo.
(a)
Propiedades Fisicas Los extintores de productos qufmicos hfunedos son por 10 general una mezcla registrada que consiste en carbonato de potasio, acetato de potasio, citrato de potasio 0 una combina ci6n mezcIada en agua y otros aditivos como la fenolftaleina, el acido fosf6rico y/o colorantes. Como estos ya son de caracter li quido, los agentes quimicos hfunedos no requieren aditivos para mejorar el caudal. Los productos qufmicos humedos varian en otras propiedades fisicas dependiendo de la mezcIa usada. La Tabla 9.3.1 muestra los rangos de valores de las propiedades co munes asociadas con los productos quimicos humedos. Compatibilidad. Los productos qufmicos hUmedos son in compatibles con todos los metales reactivos, equipos energiza dos electricamente, polvo calizo (CaO), trifluoruro de eloro (CIF 3) y cualquier otro material que sea reactivo con el agua. Cuando estan almacenados, tambien es importante que los reci pientes se mantengan bien cerrados y separados de los acidos.
(b) FIGURA 9.3.1 Ejemplos de la ampJia variedad de equipos comerciales de cocina que deben protegerse con una boquiJla TABLA 9.3.1 Caracterfsticas de los agentes extintores de productos quimicos humedos
Toxicidad. Los agentes extintores de productos quimicos hu medos son estables tanto a temperaturas bajas como normales y se consideran no tOxicos y no cancerigenos. Sin embargo, pue den presentarse otras condiciones fisiol6gicas como irritaciones
Rango de valores Vida de almacenamiento Punto de congelacion
James D. Lake es un espeeialista en protecci6n contra mcendlos se nior en la NFPA y es el coordinador del personal para el Comite Tec nico sobre Sistemas de Extinci6n de Productos Quimicos Secos y Hiimedos. Tambien trabaja con el Comite Tecnico sobre Sistemas de Ventilaci6n para Aparatos de Cocma
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Punto de ebullcion Gravedad especifica
pH
12 anos 1QoF a -40°F -12°C a -40oC 215°F-230°F 102°C-110°C 1,19-1,445 7,8-13
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SECCION 9
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Supresi6n sin agua
~::-es
de la pie 1 y afecciones respiratorias por exposicion a No hay infonnaci6n de condiciones medicas cr6 =,,:as por exposiciones prolongadas. Los efectos agudos de la ~~sicion son irritaci6n de las membranas mucosas, con posi !:>ilidad de quemaduras quimicas de la piel, ojos y membranas mucosas del sistema respiratorio. La piel hUmeda puede au mentar estos efectos. En todos los casos, se deben usar aparatos de respiracion aut6noma (SeBA) para protegcrse dcl humo y las emanaciones originadas por la descarga de los sistemas fijos. Para obtener infonnacion detallada, instrucciones y precaucio nes especiales, consulte las hojas de datos de seguridad del ma terial apropiado (MSDS).l ~ agentes.
Propiedades de Extincion Cuando se rodan agentes extintores de productos quimicos hu medos sobre un incendio de grasa, estos interacman inmediata mente con la grasa y se saponifican, fonnando una capa de espuma en la superficie sobre la cual se rociaron. Esto extingue el fuego por la combinacion de dos metodos primarios: sofoca cion yenfriamiento. Acci6n de Sofocaci6n. Cuando se aplica el agente qufmico hu medo a superficies de liquidos inflamables, el resultado es la nl. pida eliminaci6n de la llama y la propagacion de la espuma sobre la superficie del combustible. Esta barrera de espuma que suprime el vapor extingue las llamas al separar el combustible liquido y el oxigeno. El resultado es la incapacidad de los va pores inflamables que provienen de la fuente combustible de escaparse de la superficie y encenderse. Como el uso principal de los sistemas de productos quimicos htimedos es la protec cion de equipos comerciales de cocina y esta es un area de pro tecci6n muy localizada, es de vital importancia confinar los incendios al equipo involucrado. Para lograr esto, los sistemas de productos quimicos hUmedos se prueban espedficamente para detenninar que durante e\ proceso de descarga estos no salpiquen grasa en combusti6n. Acci6n de Enfrlamiento. EI efecto de vaporizacion del agua por los agentes humedos genera un efecto de enfriamiento sobre el combustible. Ademas, la aplicaci6n de la solucion de producto qufmico hiimedo y la fonnaci6n resultante de espuma sobre la superficie del combustible tambien produce un efecto de enfria miento, disminuyendo la temperatura del combustible inflama ble, y reduciendo aiin mas la liberaci6n de vapor inflamable. Algunos sistemas de productos quimicos hUmedos estan dise fiados para continuar con una aplicaci6n de agua a traves de las boquillas despues de que se haya descargado completamente el producto quimico hUmedo. Esto sirve para enfriar aun mas las circundantes, evitando asi la reignici6n (reflash).
USOS Y L1MITACIONES DE LOS
SISTEMAS DE EXTINCION DE
PRODUCTOS QUfMICOS HUMEDOS
En arros recientes, las operaciones en las cocinas comerciales
han sufrido cambios importantes en dos areas, los cuales han ge nerado mayores retos para los sistemas de extinci6n de incen dios de productos qufmicos htimedos. Primero, ha habido un cambio en el medio para cocinar, de las grasas animales a los aceites vegetales. Estos nuevos aceites de cocina cambian su constituci6n despues de la ignici6n. Este cambio resulta en una temperatura de ignici6n que es conside rablemente mas baja (28°C, 0 50°F) que la del aceite original. Por 10 tanto, para evitar la reignici6n (reflash) del aceite, se debe en friar todo el volumen del aceite por debajo de la temperatura de auto-ignici6n. Los aceites vegetales tambien tienen menos !icidos grasos que las grasas animales. Los
CAPiTULO 3
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Sistemas de aplieaeion de agentes de extineion a base de produetos qufmieos
Metodos de Aplicacion Los productos quimicos hUmedos se aplican a traves de sistemas fijos, pero tambien se pueden aplicar con extintores portatiles de incendios que se usan para proporcionar un soporte adicional al sistema de extincion. Los componentes de los equipos son si milares a los de los sistemas de productos quimicos secos en que hay un suministro de agente, gas expelente y un metodo de ac tivacion. El agente se descarga a traves de las tuberias a boqui llas disefiadas especialmente que atomizan la solucion y distribuyen el agente sobre el area de riesgo. Los sistemas de productos quimicos hirmedos son sistemas de aplicacion locaL Los sistemas de aplicacion local son titHes en situaciones donde el riesgo se puede aislar de otros riesgos para que e1 incendio no se prop ague mas alla del area protegida, y donde se puede proteger todo el riesgo. En este tipo de siste mas, las boquillas estan dispuestas para descargar directamente sobre el incendio 0 las superficies en combustion como freido ras profundas de aceite, parrillas y estufas. En las operaciones de cocinas comerciales, es de vital irnportancia que no se cambien de lugar los equipos para cocinar despues de instalarse el sis tema de extincion. La mayoria de los sistemas de productos qui micos htimedos aplican el agente a traves de boquillas disenadas especificamente para proteger el equipo que esta debajo de las mismas. Por 10 tanto es muy importante tener en cuenta que cualquier reorganizacion 0 cambio en la colocacion del equipo de cocina despues de la instalaci6n del sistema de extincion po dria dejar superficies desprotegidas. No obstante, existen dispo nibles sistemas de productos quimicos hUmedos que estan disefiados con patrones de pulwrizaci6n que se superponen. La pulverizacion superpuesta permite cubrir todo el espacio debajo de la campana de extraccion, permitiendo mayor flexibilidad en la ubicacion y reubicaci6n de equipos, siempre y cuando siem pre esten situados debajo de la campana.
Diseno del Sistema Los sistemas de productos quimicos hirmedos son sistemas re gistrados y predisefiados. Los sistemas predisenados se definen segUn los caudales de flujo, las presiones de las boquillas y las cantidades requeridas de agente los cuales todos han sido prede terminados. Tienen tamafios especificos de tuberia y longitudes maximas y minimas para los tubos. Los manuales de instalacion de los fabricantes contienen las especificaciones adicionales para las mangueras flexibles, el numero de accesorios y el nirmero y tipos de boquillas que se deben utilizar. Un punto irnportante es que los sistemas predisefiados se lirnitan a la protecci6n de ries gos para los cuales han sido listados especificamente. Parte del proceso de certificaci6n requiere que el sistema trabaje satisfactoriamente con uno 0 varios tipos de equipos co merciales de cocina. La UL300 contiene los protocolos de prueba para freidoras profundas, parrillas, parrillas de estufus, parrillas de carbOn, incluyendo gas radiante, parrillas eUictricas de carbOn, lava, piedra pomez 0 piedra sintetica, carbOn vegetal natural, ma dera de mesquite, asadores verticales y en cadena y woks. Las pruebas estandar tambien ineluyen pruebas de salpicadura espe cificas para freidoras profundas, parrillas de estufas y woks. Los objetivos de estas pruebas son demostrar que el agente
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es efectivo para lograr la extincion completa. Para las freidoras profundas, los woks y las estufas, hay un objetivo adicional y es que el agente evite la reignici6n durante veinte minutos 0 hasta que la temperatura de la grasa descienda por 10 menos 33°e (60°F) por debajo de su temperatura de auto-ignici6n (la que tome mas tiempo). Para otros tipos de equipos, el agente debe evitar la reignicion por un tiempo de cinco minutos.
Almacenamiento de Productos Quimicos y Expelentes Generalmente, los agentes de extinci6n de productos quimicos hUmedos se guardan en recipientes plasticos de hasta 19 L (5 gal) de capacidad. Se debe prestar atencion al punto de conge laci6n de cada agente. La vida de almacenamiento del agente es de aproximadamente doce afios. Los tanques del sistema que contienen productos quimicos hirmedos varian en tamafio entre 5,7 y 11,4 L (1,5 a 3 gal), dependiendo del disefio del fabricante. Para expeler dicho agente, la mayoria de los sistemas utilizan cartuchos presurizados de nitrogeno 0 dioxido de carbono. Para garantizar su operacior: adecuada, los rangos de temperatura para los sistemas de pr)ductos quimicos hUmedos estan entre one y 54°e (32°F y 13eOF). Normalmente esto no es problema, ya que los sistemas de productos quimicos secos se usan princi palmente en interiores.
Activacion del Sistema Los sistemas de agente& quimicos humedos se activan por me dios automaticos 0 manuales. La activaci6n automatica se hace por la operaci6n de un enlace fusible 0 un detector de calor (Fi gura 9.3.2). Es importante que los dispositivos de los detectores esten situados en los lugares adecuados. Para garantizar esto, la NFPA 17A estipula que los detectores sobre cada aparato 0 grupo de aparatos esten protegidos por una sola boquilla. Tam bien se deben instalar detectores a la entrada del conducto y otro sobre el precipitador electrost~Hico, si hay uno instalado cerca de la base del conducto.
FIGURA 9.3.2 Detector de calor t{pico situado en la
campana de extraccion
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SECCION 9
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Supresi6n sin agua
rruptores electricos que interrumpen el flujo de combustible y energia hacia todos los aparatos que producen calor y estan bajo la campana (Figura 9.3.4).
Distribuci6n
FIGURA 9.3.3 Estaci6n manual claramente identificada
La activacion manual se hace por medio de una estacion ma nual situada junto al medio de egreso del cuarto. Las estaciones manuales proporcionan una fuente de respaldo para la operacion del sistema y deben estar claramente identificadas (Figura 9.3.3). Algunas de las certificaciones de estos activadores manua les establecen que no requieren una fuerza superior a l78N (40 lb) 0 un movimiento de mas de 35,6 cm. (14 pulg) para asegurar la operacion. Todos los dispositivos remotos de operacion ma nual deben estar marcados identificando el riesgo que protegen. La activacion del sistema perfora el sella del cartucho de gas expelente y el gas fluye hacia el cilindro que cont.iene el agente y expele el Ifquido a traves de los tubos y boqm!las de descarga. Los sistemas de productos quimicos humedos que usan una aplicacion secundaria de agua tambien tienen una val vula de flujo de agua de control neumatico que permite que el agua fluya al sistema despues de que el producto quimico hU medo ha sido expulsado totalmente. Esto contribuye al efecto general de enfriamiento del agente qufmico humedo. La NFPA 17A requiere que cuando se activa el sistema se apaguen todas las fuentes de combustible y energfa para los equipos que producen calor. Otras fuentes de e~erg~~ electri~a que pueden estar expuestas al patron de pulvenzaclOn del SIS tema tambien deben apagarse de manera que no reaccionen con el agente quimico hUmedo. Para lograr esto, la activacion del sistema tambien pone en marcha las valvulas de gas y los inte-
FIGURA 9.3.4 Valvula de cierre de gas t{pica que se cierra por activacion del sistema de extinci6n
Las tuberias y accesorios deben ser de materiales incombustibles y compatibles con las caracteristicas del producto quimico hu medo. La tuberia de distribucion debe ser de hierro negro Ce dula 40, cromada 0 de acero inoxidable. La tuberia galvanizada no se usa para la tuberia de distribucion. No es necesario cal cular el caudal de flujo, la caida de presion 0 la presion de las bo quillas ya que el sistema ha sido predisefiado para la protecci~n especifica y se ha confirmaJo con pruebas por un laborator~o certificado. El tabricante st:ministra la informacion necesana sobre las limitaciones minim as y maximas de la tuberia enla in formacion de certificacion y en el manual de instalacion.
Boquillas Las boquillas de descarga de )en tener la certificacion especifica para el uso previsto, ademas puede haber muchas boquillas di ferentes que han sido fabricadas para un determinado sistema (Figura 9.3.5). Cada boquilla esta disefiada para distribuir el aaente de extincion en un patron especifico. Es posible que con u~a rapida mirada no se pueda determinar el tipo de boquilla. :\'luchas boquillas parecen iclenticas; las diterencias estan prin cipalmente en las puntas de J as boquillas que crean una caracte ristica unica de cobertura. Las boquillas tienen unos sellos pemlanentes que pueden usarse para identificar el tip0'y pat~on de pulverizacion. Esto es muy importante para determmar 81 el sistema proporciona una co bertura eompleta. Tambien es im portante que la boquilla este :l.puntando en la direccion COlTecta. Para esto se usa un dispositi'vo especializado para dirigir la bo quilla. Este aparato se sujeta :l.la boquilla y usa una luz laser que indica la direccion de la puberizacion de las boquillas sobre la superficie que esta debajo. la boquilla se puede entonces ajus tar y apretar para que se marJenga en el sitio adecuado. Generalmente, las boq4illas son cromadas; sin embargo, pueden hacerse de cualquier material resistente a la corrosion como bronce 0 acero inoxiuable. Para evitar obstrucciones se
FIGURA 9.3.5 BoquiJlas de productos qufmicos humedos con las tapas requeridas que protegen contra obstrucciones por vapores lIenos de grasa
CAPiTULO 3
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Sistemas de aplicaci6n de agentes de extinci6n a base de productos qufmicos
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requieren filtros intemos 0 filtros separados listados ubicados justo corriente arriba de la boquilla. Se instalan tapas de escape (blow-off caps) (ya sea de metal 0 caucho) para proteger el inte rior de la boquilla de taponamientos causados por vapores de grasa, la humedad u otros materiales extrafios.
Cantidad y Tasa de Aplicacion En el proceso previo de disefio se han determinado la cantidad y la tasa de aplicacion. Las gufas de los fabricantes proporcio nan diagramas especfficos y detallados que indican la protec cion y cobertura apropiadas que se requieren para cualquier componente usado en las operaciones de cocina, desde estufas individuales, woks y parrillas hasta areas de la campana y ca mara de aire, hasta el sistema de conductos. La cantidad de agente de extincion requerida se basa en el numero de salidas de caudal del sistema. El numero de boquillas en el sistema se ajusta a los requisitos del tan que y del cartucho establecidos en el manual de instalacion de fabricante.
FIGURA 9.3.6 Acumulaci6n de grasa en una conexi6n
PROCEDIMIENTOS DE INSPECCION,
PRUEBA Y MANTENIMIENTO PARA LOS
SISTEMAS DE PRODUCTOS QUfMICOS
Los propietarios de sistemas de extincion de productos qufmicos deben realizar inspecciones mensuales para determinar si el sis tema esta en condiciones adecuadas para operar. Esta inspeccion no tiene que ser detallada, sino es mas bien una revision yisual del sistema y debe incluir la verificacion de los siguientes elementos: • El sistema de extincion esta en su lugar adecuado. • Los activadores manuales no estan obstruidos. • Los indicadores y sellos de alteracion estan intactos. • La etiqueta 0 certificado de mantenimiento esta en su lugar. • No hay dafio fisico obvio 0 condicion que pudiera impedir el funcionamiento. • No hay dafio u obstruccion de los enlaces fusibles 0 los dis positivos de activacion. • Los manometros, si los hay, est:in en el rango operable. • Las tapas de escape (blow-off caps) de las boquillas estan intactas y sin dafios. • La campana, el conducto y los aparatos de cocina protegi dos no han sido reemplazados, modificados 0 reubicados. Los sistemas que estan expuestos a depositos del proceso (como pintura, polvo y grasa) y a condiciones corrosivas pueden requerir una inspeccion mas frecuente de los componentes. Esta inspeccion se debe registrar en un informe y estar disponible para su revision pO!' las autoridades competentes locales. Cual quier deficiencia debe corregirse inmediatamente. Por ejemplo. la acurnulacion de grasa sobre una conexi on puede retrasar gra vemente la activacion del sistema (Figura 9.3.6). Las estaciones manuales obstmidas se deben limpiar para permitir la operacion manual (Figura 9.3.7). Dos veces al afio se debe realizar un mantenimiento de ru tina, ademas de una inspeccion mas detallada. Durante esta ins-
FIGURA 9.3.7 Estacicn manual obstruida
peccion, se debe revisal el riesgo para determinar si este se ha expandido 0 modificadc de alguna manera para extenderse mas alIa de las capacidades eel sistema. Es necesario un examen mi nucioso de todos los c( >lllponentes del sistema. Cada compo nente debe inspeccionarse para detectar desgastes, cargas contaminantes, corrosion 0 cualquier otra condicion que pueda hacer que el componell1e 0 el sistema sea inoperante. Normal mente, en este caso el asente qufmico seco se inspecciona para buscar evidencia de aglomeracion. Si hay aglomeracion, el pro ducto qufmico seco se cebe descartar y se debe recargar el sis tema de acuerdo con las instrucciones del fabricante. En los sistemas presurizados almacenados, el producto qufmico seco debe revisarse cada seis afios. La tuberia de distribucion debe revisarse durante este proce dimiento para detectar o Jstrucciones. Esto se puede hacer de va rias maneras. Si el sistema es pequefio y accesible, la tuberia se puede desarmar e inspec;ionar visualmente. Si esto no es posible, entonces se puede hacer una purga con nitrogeno 0 aire compri mido. Tambien se puede llevar a cabo una prueba de descarga par cial 0 total para verificar el estado de la tuberia; sin embargo, se debe extraer todo el agen te de la tuberfa despues de la prueba para evitar el endurecimiento y el bloqueo posterior de la tuberia. Periodicamente, se puede requerir una prueba de descar~::. . mientras se llevan a cabo los procedimientos de mantenimie:::=
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Supresion sin agua
de rutina. En este caso, se puede realizar una prueba de "bolsa". Durante una prueba de bolsa, las boquillas de descarga se cubren con una bolsa colectora (una bolsa de arpillera 0 funda de almo hada) para retener el producto quimico seco descargado. Despues de la descarga del sistema, se debe pesar el producto quimico para determinar la cantidad de producto quimico contenido. Esta se puede comparar con la cantidad requerida por el manual de mantenimiento listado del fabricante. Las cantidades insuficien tes pueden indicar posibles obstrucciones de las tuberias. Las pruebas de los sistemas de productos quimicos hfunedos incluyen la operacion de las senales y dispositivos de activacion del sistema de deteccion, incluyendo las estaciones manuales y otros equipos asociados. Sin embargo, normalmente la descarga del producto quimico hfunedo no forma parte de esta prueba. La cantidad de gas expelente se debe verificar dos veces al ano para garantizar que hay suficiente gas para una descarga efi caz, y para limpiar automaticamente la tuberia despues de que se haya disipado el producto quimico seco. En los sistemas con recipientes separados de gas expelente, esto se hace comparando la presion (si es nitrogeno) 0 el peso (si es dioxido de carbono) contra los minimos recomendados por el fabricante. En los sis temas presurizados almacenados, se revisa el manometro para verificar que esta en el rango operable. La inspeccion y mantenimiento de los sistemas de lineas de mangueras manuales varia segun la localizacion y las condicio nes del clima. Los equipos situados en areas extremadamente calientes 0 hfunedas requieren una revision mas frecuente por que el calor puede hacer que aumente la presion del cilindro y posiblemente causar filtraciones 0 escapes. La inspeccion de los sistemas de line as de mangueras manuales consiste principal mente en verificar la presion del recipiente de gas expelente, 0 la presion de la unidad misma (si es de tipo presurizado). Tam bien se aconseja inspeccionar todas las lineas de mangueras y las boquillas para asegurarse de que no esten obstruidas y que estan en buenas condiciones de funcionamiento. Por 10 menos dos veces al ano, se debe hacer un manteni miento de acuerdo con el manuallistado de instalacion y man tenimiento del fabricante. Una persona entrenada que haya recibido las instrucciones necesarias para realizar el servicio de mantenimiento y de recarga debe llevar a cabo el mantenimiento del sistema. Esto se determina solicitando una prueba de entre namiento por parte del fabricante. Como minima, el mantenimiento debe incluir una revision para determinar que el riesgo no ha cambiado, y un examen de todos los detectores, los recipientes del gas expelente, los reci pientes del agente, los dispositivos de activacion, la tuberia, los conjuntos de mangueras, las boquillas, las senales, todos los equipos auxiliares, y el nivel de liquido de todos los recipientes de productos quimicos hfunedos no presurizados.
Tambien es importante "erificar que la tuberia de distribu cion del agente no esta obstruida. Esto requiere desmontar toda la tuberia y realizar por 10 menos una prueba de descarga parcial de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Pueden ocurrir otras obstrucciones en el conducto que lleva el cable que activa el sistema. La grasa puede causar obstrucciones y la humedad puede causar corrosion que impedira un funcionamiento adecuado. Se debe prestar especial atencion a los elementos sensores de temperatura fijos. La NFPA 17 Y la NFPA 17A estipulan que estos componentes se deben reemplazar por 10 menos una vez al ano a partir de la fecha de instalacion. Despues del mantenimiento y las pruebas, el sistema debe rotularse 0 etiquetarse indicando el mes y ano en que se ha lle vado a cabo el mantenimiento y las pruebas y el nombre de la persona que realizo el servicio. Los recipientes de productos quimicos, los conjuntos de val vulas de los recipientes auxiliares de presion, las mangueras, los accesorios (no incluyen tuberias de campo), las valvulas de re tencion, las valvulas direccionales, los tubos multiples y las bo quillas de mangueras, ademas de las camaras de productos quimicos secos y los conjuntos de mangueras de los sistemas tanto de productos quimicos ~ecos como de productos quimicos humedos, se deben probar hidrostaticamente cada doce anos. Los productos quimicos secos 0 humedos extraidos de las camaras se deben descartar. Se debe tener cuidado de verificar que todos los equipos probados esten compl etamente secos antes de la recarga. Si no hay un suministro de reserva automatico conectado, se debe contar con una proteccion contra incendios altemativa.
BIBLIOGRAFiA Referencia Citada 1. "Material Safety Data Sheets Collection," Aug. 1989, Genium Publishing Corporation, SC'lenectady, NY.
C6digos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, normas y practicas recomendadas de la NFPA proporcionara informacion adicional sobre los agentes quimicos de extincion y los sistemas de aplicacion discutidos en este capitulo. (Consulte la ultima version del CataJogo de la NFPA para conocer la disponibilidad de las ediciones actuales de 10 siguientes doc umentos.) NFPA 10, Standardfor Portable Fire Extinguishers NFPA 17, Standardfor Dry Chemical Extinguishing Systems NFPA 17A, Standardfor Wet Chemical Extinguishing Systems
Normas UL UL 300, Standardfor Fire Testin g ofExtinguishing Systems for Pro tection ofRestaurant Cookmg Areas
Revisado por
Joseph L. Scheffey
a espuma para combatir incendios es un agregado de burbujas llenas de gas formadas a partir de soluciones acuosas de agentes espumantes liquidos concentrados que son formulados especialmente. Normalmente, el gas utili zado es aire, pero en ciertas aplicaciones puede ser un gas inerte. Puesto que la espuma es mas ligera que las soluciones acuosas de las cuales esta se compone y como es mas Iiviana que los liquidos inflamables, la espuma flota sobre los liquidos inflamables 0 combustibles, produciendo una capa continua de enfriamiento que excIuye el aire, la cual esta formada por un material con agua que crea una barrera contra el vapor y que de tiene 0 evita la combustion. La espuma se produce al mezcIar un concentrado de es puma con agua a la concentracion apropiada y luego aireando y agitando la solucion para formar la estructura de la burbuja. AI gunas espumas son espesas y viscosas y forman capas fuertes, resistentes al calor sobre las superficies liquidas en llamas y las areas verticales; otras espumas son mas delgadas y se expand en mas rapidamente. Algunas espumas son capaces de producir una pelicula selladora contra el vapor de una solucion de agua activa en la superficie, sobre una superficie liquida. Algunas, como las espumas de media 0 alta expansion estan hechas para usarse como grandes volumenes de celdas de gas humedo para inundar las superficies y lIenar las cavidades. Las espumas se definen por su relacion de expansion, la cual es la relacion del volumen final de espuma con el volumen de solucion de espuma original antes de adicionarle aire. Estas se subdividen arbitrariamente en tres rangos: (1) espuma de baja expansion (expansion hasta de 20: I); (2) espuma de media ex pansion (expansion de 20 a 200:1; y (3) espuma de alta expan sion (expansion de 200 a 1000: l. Las espumas tambien se definen segun su efectividad sobre los combustibles de hidrocarburos, los combustibles miscibles en agua, 0 ambos. Hay varios metodos para generar y aplicar las espumas. Este capitulo se refiere a las caracteristicas blisicas de varios agentes espumantes y los metodos para producir espumas para combatir incendios, as! como a las aplicaciones especificas del equipamiento y de los sistemas que son utiles para diferentes tipos de riesgos.
USOS Y LlMITACIONES DE LAS ESPUMAS PARA COMBATIR INCENDIOS
L
Joseph L. Scheffey, P.E., es director del Fire Protection Research and Development at Hughes Associates, Inc., Baltimore, Maryland.
La espuma de baja expansion se usa principal mente para extin por aplicacion derrames Jiquidos inflamables 0 combusti bles en llamas 0 incendios de tanques, al desarrollar una capa coherente de enfiiamiento. La espuma es el unieo agente de ex tindon permanente que se usa para incendios de este tipo. Su aplicacion Ie permite a los bomberos extinguir incendios pro Lna capa de espuma que cubre la superficie Ji quida de un tanque puede evitar la transmision de vapor por algtin tiempo, dependiendo de la estabilidad y profundidad de la espuma. Los derrames je combustible se vuelven seguros rapi damente por la capa de espuma. La capa puede ser retirada des pues de un periodo de:iempo apropiado; normalmente esta no tiene un efecto peIjudkial sobre el producto con el cual la es puma entra en contacto. Las espumas pueden usarse para disminuir 0 detener la ge neracion de Yapores inflamables de Jiquidos 0 solidos que no estan ardiendo y pueden utili zarse para llenar las cavidades 0 cerra mientos donde se pueden acumular gases toxicos 0 inflamables. La espuma es de gran importancia en los lugares donde operan y abastecen de::ombustible las aeronaves. Los grandes derrames repentinos de combustible ocasionados por accidentes aereos 0 por el mal funcionamiento de las aeronaves requieren una rapida aplicacion dt: espuma. La proteceion contra incendios de los hangares es mas efectiva cuando se utilizan sistemas de espuma disefiados apfO'aiadamente. Cada vez mas los depositos y edificios que almacenan gran des cantidades de combustible y Jiquidos inflamables se protegen con sistemas de rociadcres de agua y espuma. La proteccion re querida es una funcion eel tipo y cantidad de Jiquido almacenado, la altura del edificio y la configuracion del almacenamiento. Las espumas de media 0 alta expansion (20 a 1000 veces) pueden usarse para lIenar cerramientos como areas de cuartos en sotanos 0 bodegas de barcos donde es dificil 0 imposible lIegar hasta el incendio. Aqui, las espumas act6an para detener la con veccion y el acceso de aire para la combustion. Su contenido de agua tambien enfria y dlsminuye el oxigeno por desplazamiento de vapor. Las espumas de este tipo (con relaciones de expansion de 400 a 500) pueden usarse para controlar incendios por derra mes de gas naturallicuado (LNG) y ayudar a dispersar la nube de vapor resultante. Muchas espumas se generan a partir de soluciones con ten siones superficiales y caracteristicas de penetracion muy bajas. Las espumas de este tipo son utiles donde estan presentes ma~e-
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Supresi6n sin agua
riaJes combustibles Clase A. En tales casos, la solucion de agua que escurre de la espmna enfiia y humedece el combustible solido. La espuma se descompone y vaporiza su contenido de agua bajo el ataque del calor y la llama. Por 10 tanto, esta se debe apli car a la superficie de un liquido que arde en volumenes y tasas su ficientes para compensar esta perdida, con una cantidad adicional aplicada para garantizar una capa de espuma residual sobre elli quido extinguido. La espuma es inestable y puede descomponerse facilmente por una fuerza fisica 0 mec:inica, como un chorro de agua de manguera. Ciertos vapores 0 fluidos qufmicos tambien pueden destruir rapidamente la espuma. Cuando junto con la es puma se utilizan algunos otros agentes de extinci6n, puede ocu mr una descomposici6n severa de la espuma. El aire turbulento 0 los gases de combustion que se levantan violentamente de los in cendios pueden desviar la espuma del area incendiada. Los mecanismos de extincion de incendios de la espuma sobre fuegos de dos dimensiones de combustible de hidrocar buro no se han desarrollado totalmente. EI trabajo reciente tanto teorico como experimental preliminar ha intentado correlacionar la extincion con espuma con los mecanismos fundamentales de propagacion de fluidos. Se requiere mis investigacion para de sarro lIar la teoria de supresion de la espuma. Las soluciones de espuma son conductivas y por 10 tanto no se recomienda su uso en incendios electricos. Si se utiliza espuma, una pulverizacion es menos conductiva que un chorro directo. Sin embargo, dado que la espuma es cohesiva y contiene materiales que Ie permiten al agua conducir electricidad, la pulverizaci6n de espuma es mas conductiva que la pulverizacion de agua. Se deben seguir los requisitos de disefio de ingenierfa y los metodos de aplicaeion recomendados para el uso exitoso de las espumas. Estos requisitos se pueden eneontrar en la NFPA 11, Norma para Espuma de Baja Expansion; NFPA llA, Norma para Sistemas de Espuma de Media y Alta Expansion; NFPA 16, Norma para la lnstalacion de Sistemas de Rociadores de Agua y Espuma y de Pulverizacion de Agua y Espuma y en la NFPA 403, Norma para Rescate de Aeronaves y Servicios de Lucha contra lncendios en Aeropuertos. Adicionalmente, los codigos y normas de la NFPA, como la NFPA 30, Codigo de Liquidos In jlamables y Combustibles y la NFPA 409, Norma sobre Hanga res de Aeronaves, suministran los regimenes de aplicaci6n y los detalles de instalacion en sistemas de riesgos especiales. En general, se deben cumplir los siguientes criterios para Ji quidos peligrosos para que una espuma sea totalmente efectiva: 1. El Hquido debe estar por debajo de su punto de ebullicion a las condiciones ambientales de temperatura y presion. 2. Debe tenerse cuidado al aplicar espuma a liquidos con una temperatura volumetrica media superior a 100°C (212°F). A estas temperaturas del combustible y a temperaturas su periores, las espumas forman una emulsion de vapor, aire y combustible. Esto puede producir un incremento cuatro veces mayor en volumen cuando se aplica a un incendio en un tanque, con un rebosamiento espumoso 0 superficial pe ligroso del Hquido incendiado. 3. El liquido no debe ser excesivamente destructivo para la espuma usada 0 la espuma no debe ser altamente soluble en elliquido que va a ser protegido. 4. Elliquido no debe ser reactivo en agua.
5. EI incendio debe ser un fuego de superficie horizontal. Los incendios tridimensionales (combustible que cae) 0 los fue gos presurizados no pueden extinguirse con espuma a menos que e1 riesgo tenga un punto de inflamacion relati vamente alto y pueda ser enfriado hasta que sea extinguido por el agua en la espuma.
TIPOS DE ESPUMA Hay disponibles varios tipos de agentes espumantes, conocidos como concentrados de espuma, algunos de los cuales estan di sefiados para aplicaciones esoecificas. Algunos son apropiados para extinguir todos los tipos de liquidos inflamables, inc1u yendo Jiquidos solubles en agua y destructores de espuma. A continuaci6n se describen 1m, tipos comunes de espuma.
Agentes de Espuma Formadores de Pelicula Acuosa (AFFF) Los agentes de espuma formadores de pelfcula acuosa estan compuestos de materiales producidos sinteticamente que forman unas espumas de aire similares a aqueUas producidas por los ma teriales a base de proteina. AJicionalmente, estos agentes espu mantes son capaces de fOffilar peliculas de solucion de agua sobre la superficie de hidrocarburos liquidos inflamables, de ahi el termino espuma jormadorJ de pelicula acuosa (AFFF). Los concentrados de AFFF estan disponibles para dosificarse a una concentracion final del uno por ciento, tres por ciento 0 seis por ciento por volumen, ya sea c()n agua dulce 0 con agua de mar. Las espumas de aire gtneradas a partir de soluciones de AFFF poseen baja viscosidad, tienen caracterlsticas de rapida propagacion y nivelacion y, al igual que otras espumas, acruan como barreras superficiales rara excluir aire y detener la vapo rizacion del combustible. htas espumas tambien desarrollan una capa acuosa continua de solucion bajo la espuma, mante niendo una pelfcula flotante sobre las superficies de los com bustibles de hidrocarburos para ayudar a suprimir los vapores combustibles y enfriar el suslrato combustible. Esta pelicula, la cual tambien se puede propagar sobre las superficies combusti bles que no estan total mente cubiertas con espuma, se auto re genera despues de la ruptura mecanica y continua propagandose mientras quede una reserva de espuma cerca. La efectividad de la pelicula puede reducirse s,)bre superficies calientes e hidro carburos aromaticos. Para asegurar la extinci6n del incendio, una capa de AFFF debe cubrir completamente la superficie combustible, al igual que cor otros tipos de espuma. La fluidez y resistencia ,Ie la pelfcula de AFFF sobre que roseno la hace particularmente apropiada para combatir incen dios en los derrames de comhustible de aviones reactores. Los concentrados de AFFF contienen hidrocarburos sinte ticos fluorinados de cadena lurga, con propiedades activas en la superficie particulares. Debido a la tension superficial extremadamente baia de ias soluciones que escurren de los AFFF, estas espumas pu~den "Cf titHes bajo situaciones de inct~ndio de c1ase mezclada ! Ci~ .A Y B), donde la penetraci6n profunda del agua es nn~'l.a ~-
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Sistemas yagentes de extinci6n de espuma
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mas de la acci6n de propagaci6n superficial de la propia espuma. Los dispositivos generadores de espuma que producen es pumas estables y homogeneas no son una exigencia necesaria en e1 uso de AFFF. Los dispositivos de espuma menos sofisticados, tales como boquillas de pulverizacion de agua y rociadores (a di ferencia de la mayoria de otros agentes espumantes), pueden usarse debido a la rapida y facil capacidad inherente de formar espuma a partir de las soluciones de AFFF. Sin embargo, talcs espumas drenan re1ativamente rapido y pueden proporcionar menos resistencia a la recombustion comparadas con las espu mas a base de proteina. Las AFFF tambien pueden usarse, sin problemas de compatibilidad, junto con agentes de product os quimicos secos. Aunque los concentrados de AFFF no deben mezclarse con otros tipos de concentrados de espuma, las espu mas hechas de estos concentrados no descomponen otros tipos de espumas en las operaciones de lucha contra incendios. El rango de temperatura para el uso normal de estos agentes es de 1,7 a 49°C (35 a l20°F).
velacion y, al igual que otras espumas, acffian como barreras de superficie para excluir d aire y evitar la vaporizaci6n. Como las estas producen una pelicula flotante continua que se auto regenera sobre las superficies de combustibles de hidrocarbu ros, la cual ayuda a suprimir los vapores combustibles. Sin em bargo, para garantizar la extinci6n del incendio, una capa de FFFP debe cubrir toda la superficie del combustible como 10 hacen otros tipos de espumas. Debido a la rapida y facil capacidad espumante de las 80 luciones FFFP, se puet1en usar dispositiv08 de pulverizaci6n de agua en muchas situaciones. Sin embargo, las espumas produci das drenan rapidamente y pueden tener menos resistencia a la re combustion en compamci6n con las espumas a base de proteina. Los concentrados de fluoroproteina forrnadores de pelicula estan disponibles para proporcionar hasta una concentra cion final del tres 0 :;eis por ciento por volumen, usando agua dulce o agua de mar. Estos pueden usarsc conjuntamente con agentes de productos quimicos secos sin problemas de compatibilidad.
Agentes de Espuma de Fluoroproterna (FP)
Agentes Espumantes de Proteina (P)
Los concentrados usados para generar espumas de fluoroproteina son similares en composicion a los concentrados de espuma de proteina, pero, aden:uis de los polimeros de proteina, estos contie nen agentes surfactantes fluorinados que Ie confieren a la espuma generada una propiedad de "derramarse sobre el combustible". Esto las hace particularrnentc efectivas para condiciones de lucha contra inccndios donde la espuma queda cubierta con combusti ble, como en el metodo de inyeccion de espuma por debajo de la superficie, para combatir incendios en tanques y en aplicaciones de espuma con boquilla 0 monitor donde a menudo la espuma puede ser sumergida dentro del combustible. Las espumas de fluoroproteina son muy efectivas en incendios de petr61eo crudo profundo 0 en otros fuegos de hidrocarburos combustibles por esta propiedad de esparcirse sobre e1 combustible. Adicionalmente, estas espumas muestran mejor compatibi lidad con los agentes de productos quimicos secos que las espu mas regulares tipo proteina. Estas tambien poseen caracteristicas supedores de impenetrabilidad al vapor y de resistencia a la re eombustion. Los concentrados de fluoroproteina estan disponi bles para una dosificacion a una concentracion final del tres 0 seis por ciento por volumen, usando agua dulce 0 agua de mar. Estos no son toxicos y biodegradables despues de su diluci6n. EI rango de temperatura para el uso normal de estos agentes es de -7 a 49°C (20 a 120°F).
Agentes de Fluoroproteina (FFFP) Formadores de Pelrcula Los agentes de fluoroproteina (FFFP) formadores de pelicula estan compuestos de proteinas junto con agentes surfaetantes fluorinados formadores de pelicula, los cuales les permiten for mar peliculas de solucion de agua sobre la superficie de la ma yoria de los hidrocarburos inflamables y conferir a la espuma generada la propiedad de esparcirse sobre el combustible. Las espumas de aire que se generan a partir de soluciones FFFP tienen como caracteristica una rapida propagacion y ni
Las espumas de aire ti po proteina usan concentrados lfquidos acuosos dosificados cor agua para su generacion. Estos concen trados contienen polimeros proteinicos naturales de alto peso mo lccular derivados de una digestion e hidrolisis quimicas de s6lidos de proteinas naturales. l.os polimeros dan elasticidad. resistencia mecanica y capacidad de retencion de agua a las espumas gene radas por estos polimens. Los concentrados tambien contienen sales metaiicas polivalelltes disueltas, las cuales a) udan a los po limeros de proteina en su capacidad de fortalecimiento de las bur bujas cuando se expom la espuma al calor y las llamas. Hay disponibles concentrados tipo proteina que proporcionan hasta una concentracion final del tres 0 seis por ciento por yolumen, usando agua dulce 0 agl.a de mar. En general, estos concentrados producen espumas densds, viscosas de alta estabilidad, alta res is tencia al calor y buena resistencia a la recombustion, pero de menor resistencia a la c,escomposicion por saturacion del com bustible que las espuma:i AFFF y las espumas de tluoroprotefna. Estos agentes no son lo,.icos y son biodegradables despues dc su dilucion. El rango de te iIlperarura ambieme de uso normal para estos concentrados es d,' -; a ~9"C 120 a 120°F).
Agentes Espumantes de Baja Temperatura Este tipo de concenrrado de espuma esta protegido para alma cenarse y utilizarse a baias temperaturas por la inclusion de de presores del punto de c,)ngelacion. Los agentes espumantes de baja temperarura puedel1 usarse a temperaturas ambientales tan bajas como - 29"C ( -20 c r). Estas estan disponibles para usarse a un tres 0 seis p( lr ciento por eoncentracion en volumen, usando agua dulce 0 agua de mar y pueden ser del tipo AFFF 0 a base de proteina.
Agentes Espumantes Tipo Alcohol (AR) Las espumas de aire que se generan a partir de agentes ordinarios estan sujetas a una descomposici6n y perdida de efectividad rapi
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Supresion sin agua
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amKio se utilizan en incendios que involucran combustibles son solubles en agua, miscibles en agua 0 de un tipo "sol loente polaf·. Los ejemplos de este tipo de combustibles incluyen ak--oholes. esmaltes y disolventes de lacas, metil etil cetona, ace ~ona. erer de isopropilo, acrilonitrilo, acetato de etilo y acetato de butilo y las aminas y anhidridos. Incluso pequefias cantidades de e,laS sustancias mezc1adas con combustibles de hidrocarburos co munes, como el gasohol, pueden causar la rapida descomposicion de las espumas ordinarias para combatir incendios. Por 10 tanto, se han desarrollado ciertos agentes espumantes especiales, llamados concentrados tipo alcohoL Estos concentra dos resistentes al alcohol son composiciones de marca registrada de varios tipos, algunos contienen una proteina, fiuoroproteina 0 una base de concentrado de espuma formadora de pelicula acuosa. Normalmente, los mas comunes se describen como con centradosAFFFpolimericos resistentes al alcohol los cuales pro ducen espumas que son apropiadas pam ser aplicadas en fuegos por derrame 0 de asentamiento profunda de hidrocarburos 0 U quidos infiamables miscibles en agua con cuaJquier dispositivo generador de espuma. Estos agentes exhiben las camcteristicas de las AFFF en hidrocarburos y producen una masa fiotante si milar al gel para formar espuma sobre combustibles miscibles en agua. Los agentes de este tipo no tienen limitaciones de tiempo de transito. Las tempemtums de uso normal pam cualquiera de los agentes tipo alcohol son de 1,7 a 49°C (35 a 120°F). ~
Agentes de Espuma de Media
y Alta Expansion (SYNDET) Las espumas de media yalta expansion son agentes pam el con trol y extincion de incendios Clase A y algunos Clase B y son particularmente apropiados como un agente de inundacion en espacios confinados. La espuma es un agregado de burbujas, ge nemdas mecanicamente por aspiracion opor un ventilador so plador, el cual fuerza aire 0 algtin otro gas a tmves de una red 0 mana que es humedecida por una solucion acuosa de agentes es pumantes surfactantes. Bajo condiciones apropiadas, se pueden generar espumas para combatir incendios de expansiones desde 20: 1 hasta 1000: 1. La espuma de media 0 alta expansi6n es un vehiculo linico pam transportar masas de espuma hfu:neda a lugares inaccesi bles, pam inundacion total de espacios confinados y para el des plazamiento volumetrico de vapor, calor y humo. Las pruebas han demostmdo que cuando se utilizan bajo ciertas circunstan cias junto con el agua proveniente de rociadores automaticos, la espuma proporcionani mis control positive y extincion que el agente de extinci6n por sl solo. La eficiencia 6ptima en eual quier otro tipo de riesgo depende del regimen de aplicacion y de la expansi6n y estabilidad de la espuma. Los concentmdos liquidos para producir espumas de media yalta expansi6n consisten en hidrocarburos sinteticos surfac tames de un tipo que producira espuma copiosamente con una pequeiia accion turbulenta. Generalmente, estos se utilizan en una proporci6n aproximada del dos por ciento en solucion de agua. La espuma de media expansion tambien puede generarse a partir de soluciones de fiuoroproteina, proteina 0 concentrados de AFFF en una proporcion del tres 0 seis por ciento. Las espumas de media 0 alta expansion son particularmente
apropiadas para fuegos interiores en espacios confmados. Su uso en exteriores puede limitarse por los efectos del tiempo. Estas espumas tienen varios efeetos sobre los incendios: 1. Cuando se generan en suficiente volumen, estas espumas pueden evitar que el aire necesario para la combustion He gue al incendio. 2. Cuando entra agua con fuerza al calor de un incendio, el agua en la espuma es convertida en vapor, 10 eual reduce la concentmci6n de oxigeno por dilucion del aire. 3. La conversi6n de agua en vapor absorbe calor del combus tible en llamas. Cualquier objeto caliente expuesto a la es puma seguira descomponiendo la espuma, convirtiendo el agua en vapor y posterionnente se enfriara. 4. Debido a su tension superficial relativamente baja, la solu cion de espuma que no se ha convertido en vapor tendenl a penetrar los materiales ClaseA. Sin embargo, los incendios de asentamiento profundo pueden requerir revision. 5. Cuando se acumula en el fondo, la espuma de alta expan sion puede crear una barrera aislante pam proteger mate riales 0 estructuras expuestos que no estan involucrados en un incendio, 10 eual evita la propagacion del fuego. La investigaci6n ha mostmdo que el uso de aire desde el in terior de un edificio ardiendo para generar espuma de alta ex pansion tiene un efecto adverso sobre el volumen y estabilidad de la espuma producida. Cuando los productos de la combustion y la pir6lisis, reaceionan quimicamente con el agente de espuma, pueden reducir el volumen dt: espuma producido e incrementar la tasa de drenaje. La alta temperatum del aire deseompone la es puma a medida que es generada. Tambien ocurre el rompimiento fisico, aparentemente ocasionado por el vapor y las particulas solidas del proceso de combustion. Estos factores que causan la descomposicion de la espuma pueden ser compensados por tasas mas altas de generacion de espuma. No se debe intentar el ingreso a un pasadizo lleno de espuma sin el uso de aparatos de respiracion autonoma. La masa de es puma tambien reduce la vision y la audicion y se deben usar cuer das de salvamento para el personal que entra a la espuma. La espuma de una expa'1sion aproximada de 500: 1 puede usarse de manera exitosa para controlar incendios y redueir la vaporizacion de derrames de LNG. A medida que el agua drena lentamente de la espuma en pequenas cantidades, esta forma una delgada capa de hielo la cual fiota sobre el LNG y soporta la capa de espuma de alta expansi6n. Se han suministrado instala ciones fijas y portatiles de espuma de alta expansion de este tipo para almacenamientos y plantas de fabricacion de LNG.
Otros Agentes de Espuma Surfactantes de Hidrocarburos Sinteticos Hay muchos compuestos surtactantes producidos sinteticamente que en soluci6n de agua genemn espuma copiosamente. Cuando estos se formulan apropiadamente, se pueden utilizar como agentes humectantes 0 como espumas para combatir incendios y emplearse de la misma manera que otros tipos de espuma (consulte la NFPA 18, Norma Sabre Agentes Humectantes). Los concentrados liquid,)s de espuma surfactante de hidro
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carburo se emplean en proporciones del uno al seis por ciento en agua. Cuando estas soluciones se utilizan en dispositivos for madores de espuma convencionales, la espuma de aire resultante posee baja viscosidad y se propaga nipidamente sobre superfi cies liquidas. Sus caracteristicas para combatir incendios de penden de: (I) el volumen de la capa de espuma sobre la superficie en combusti6n, el cual detiene el acceso de aire y con trola la produccion de vapores combustibles y (2) elleye efecto de enfriamiento del agua en la espuma, el cual se presenta de bido a un rompimiento relativamente rapido de la masa dc es puma. Esta soluci6n de agua no tiene caracteristicas formadoras de pelicula sobre la superficie del Ifquido inflamable, aunque, bajo ciertas condiciones, puede producir una emulsi6n temporal de agua debido a su agente humectante 0 a las propiedades "tipo detergente". Debido ala baja tension superficial y a las propie dades humectantes de las soluciones de agua de estas espumas, estas tambien pueden usarse como agentes de extincion para in cendios Clase A, aunque fueron desarrolladas primordialmente teniendo en mente la espuma de media (0 alta) expansion. Las espumas surfactantes de hidrocarburo sintetico son ge neralmente menos estables que otras espumas para combatir in cendios. Su contenido de solucion de agua escurre rapidamente, dejando una masa de burbujas la cual es altamente vulnerable al calor del combustible 0 al rompimiento mecanico. Normalmente estas espumas deben aplicarse a regfmenes mas altos que otras espumas de lucha contra incendios para lograr la extincion. Mu chas formulaciones de este tipo de concentnido de espuma des componen otras espumas si se utili zan simultaneamente 0 secuencialmente. Se debe tener cui dado cuando se utilizan los agentes hu mectantes descritos en la NFPA 18 para situaciones Clase B. El criterio de prueba usado para clasificar el agente humectante para usos en incendios Clase B puede ser significativamente diferente al utilizado para clasificar las espumas de AFFF, de fluoroprote ina y proteina. La supresion de incendios Clase A, B Y D usando agentes humectantes esta sujeta a investigaciones en curso.
Espumas para la Supresion de Vapor Las espumas para combatir incendios pueden usarse para supri mir vapores de liquidos inflamables no encendidos para los cua les se ha demostrado que las espumas son agentes de extincion. Para garantizar una buena supresion de vapor, la espuma debe aplicarse suavemente, de modo que el combustible no se mez cle con la espuma y cubra toda la superficie combustible. Se debe tener cuidado de no agitar el combustible durante la apli cacion de espuma, porque se puede producir una ignici6n por chispa estatica de los hidrocarburos volatiles como resultado de la inmersion y turbulencia de un chorro de agua 0 espuma. Hay liquidos inflamables, toxicos, 0 que de algiin modo son peligrosos, sobre los cuales las espumas para combatir incendios son inestables y por 10 tanto son inadecuadas para la lucha con tra incendios 0 la supresion de vapor. Se han desarrollado espu mas especiales para mitigar el vapor que son relativamente estables sobre muchos liquidos peligrosos; un tipo es una espuma para combatir incendios resistente al alcohol del tipo baja ex pansion, la cual puede estabilizarse adicionalmente para aumen tar su "ida efectiva como espuma y BU estabilidad en liquidos
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Sistemas y agentes de extinci6n de espuma
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toxicos, inflamables 0 corrosivos. Otros tipos son las espumas de media expansion formuladas especialmente para ser estables en riesgos acidos 0 alcalinos. Estas espumas de media expansion no son efectivas como espumas para combatir incendios. En general, las espumas que mitigan el vapor deben ap1i carse sobre derrames de liquidos t6xicos solamente porpersonal entrenado que lleve puesto equipo de proteccion apropiado. Estas espumas requieren consideraciones de ingenieria especia les y, a la fecha, no se han desarrollado normas para su uso. Debe consultarse a los fabric antes para su uso, sus limitaciones y los datos de aplicacion.
Agentes y Polvos de Espuma QUlmica Estos materiales productores de espuma se han vue Ito obsoletos debido a la mayor economia y facilidad de manejo de los con centrados liquidos que torman espuma discutidos anteriormente. La espuma quimica se torma de la reaccion quimica en solucion acuosa entre el sulfato de aluminio ("A", !icido) y el bicarbonato de sodio ("B". base), la cual tambien contiene estabilizadores de espuma proteicos. La espuma se forma por la generacion del gas dioxido de carbono que queda atrapado en las burbujas de la soludon de espurna.
PAUTAS PARA LA PROTECCION
CONTRA INCENDIOS CON ESPUMAS
Las siguientes reglas generales corresponden a la aplicacion y uso de las espumas de uire ordinarias: 1. Mientras mas suave sea la aplicacion de espuma, mas ra pida sera la extincion y la cantidad total de agente requerido sera menor. 2. EI usa exitoso de la espuma tambien depende del regimen al cual esta es apJicada. Los regimenes de aplicacion se des criben en terminos de la cantidad por volumen de soludon de espuma que alcanza la superficie del combustible (en terminos de area tc,tal) cada minuto. Si la espuma tiene una tasa de expansion de 8: I, un regimen de aplicacion de 4,1 Lpm/m2 (0,1 gpn/pie2) proporcionara 32,8 Llm2 (0,8 gal/pie2) de espuma terminada cada minuto. Generalmente, si se aumenta e1 regimen de aplicacion de espuma sobre el minimo recomendado se reducira el tiempo requerido para la extinci6n. Sin embargo, se gana muy poca ventaja de tiempo si los regimenes de aplicacion se incrementan mas de tres veces del m fnimo recomendado. Si los regimenes de aplicaci6n son inferiores al minimo, el tiempo de extinci6n se prolongara 0 es posible que no se logre del todo. Si los regimenes de aplicacion son tan bajos que la tasa de perdida de espuma por el calor 0 el ataque al combustible iguala 0 excede el regimen de aplicacion de espuma, el incendio no podra controlarse u extinguirse. 3. El regimen de aphcacion minimo recomendado es la tasa que segun las pmebas es la mas practica en terminos de Ye locidad de control y cantidad requerida de agente. La ell."" ~ general en la Figura 9.4.1 ilustra la relaci6n tiempo para la aplicacion de espuma a un riesgo. La
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Supresion sin agua
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ill
Bomba de agua (mas energia Proceso de cinetica) dosificaci6n 0: (lfquido)
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® Generaci6n de
Distribuci6n de espuma (menos ener gfa residual)
C 3
g 0
c. E CD F
Menos energia
Menos Emulsi6n energia aire/liquido (espuma)
FIGURA 9.4.2 Pasos en la ·~eneraci6n de espuma de aire Regimen critico
Regimen minima recomendado Regimen de aplicacion (gpm por pie')
FIGURA 9.4.1 Relaci6n general del regimen de aplicaci6n de espuma con el tiempo de aplicaci6n necesario para la extinci6n [40,7 Lpm/m 2 igual a 1,0 gpm/pies2]
binadas dentro de un solo dispositivo. Los requisitos de disefio y desempefio de los sistemas de espuma determinan la escogen eia de los tipos de equipos de dosificaeion, generacion y distri bucion para la proteccion de liesgos especificos.
Dosificadores del Concentrado de Espuma
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puede desplazarse a la derecha 0 a la izquierda dependiendo del combustible, el metoda de aplicacion y el tipo de con centrado de espuma; de ahi, la necesidad de sistemas con cuidadosos disefios de ingenieria, basados en la norma apropiada y en informaciones de pruebas reales. En general, las espumas de aire seran mas estables cuando se generan con agua a temperatura ambiente. El rango pre ferido de temperaturas del agua va desde 1,7 a 27°C (35 a 80°F). Se puede usar agua dulce 0 agua salada. El agua que contiene contaminantes de espuma conocidos, como deter gentes, residuos de aceite 0 ciertos inhibidores de corrosion, pueden afectar de manera adversa la calidad de la espuma. Las espumas son afectadas negativamcnte por el aire que contiene ciertos productos de combustion. Mientras el efecto es menor con espuma dc aire ordinaria y combusti bles de hidrocarburos ordinarios, es deseablc ubi car forma dores de espuma fijos sobre los costados del riesgo, en lugar de hacerlo directamente sobre los mismos. Deben observarse los rangos de presion recomendados para todos los dispositivos formadares de espuma. La calidad de la espuma se deteriorara si se superan estos !imites (alto y bajo). Muchas espumas de aire se afectan de manera negativa par contacto con agentes de extincion liquidos vaporizados, sus vapores y por algunos agentes de productos quimicos secos.
Es muy importante que el concentrado de espuma se propor eione con preeision dentro de l chorro de agua. El equipo dosifi cador, el concentrado de espuma y el equipo de descarga deben ajustarse para producir la cor·.centracion apropiada de solucion a las presiones presumidas de funcionamiento del sistema. Si la dosificacion es baja, la espuma sera re1ativamente debil e ines table; si es muy alta, la espuna puede ser dura y se malgastara concentrado, reduciendo de ~ste modo el tiempo efectivo de operacion del sistema. Para que un volumen pJ'edeterminado de concentrado Ji quido de espuma pueda mez( larse con un chorro de agua para formar una soluci6n de espurra de concentracion fija, se utilizan los dos metodos generales siguientes: 1. Metodos que usan la eneqfa de 1a presion del chorro de agua por accion Venturi y los orificios para inducir el concentrado. 2. Metodos que usan bomoas externas 0 cargas de presion para inyectar el concent 'ado dentro del chorro de agua a una relaci6n fija de flujo Las Figuras 9.4.3 y 9.4.4 ilustran los principios de los dos metodos diferentes de tlosificacion. La Figura 9.4.5 mues-
METODOS PARA GENERAR ESPUMA EI proceso de produccion y aplicacion de espumas de aire para combatir incendios en los riesgos requiere tres operaciones se paradas, cada una de las cuales consume energfa. Estas son ( I) el proceso de dosificacion, (2) la fase de generacion de espuma y (3) el metodo de distribucion. En la Figura 9.4.2 se muestra un diagrama de flujo que ilustra la relacion de las tres operaciones. En la pnictica general, la generacion y distribucion de es puma de aire ocurre easi simultaneamente en el interior del mismo dispositivo. Hay tambien muchos tipos de dosificacion. En ciertos dispositivos portatiles, las tres funciones estan com-
Recipiente de concentrado de espuma
Agua _ _
Soluci6n de espuma-
camara=/LiJ de succi6n Gargan'.a Venturi
FIGURA 9.4.3 Dosificador I'enturi de inducc."o"
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Sistemas y agentes de extinci6n de espuma
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tra una vista en corte de un dosificador. Los diseiios especificos del sistema del equipo josificador se encuentran mas adelante. Reeipiente de eoncentrado de espuma
Inductor de la BoquiHa. Este tipo de dosificador de concen trado de espuma es de disefio simple y se usa ampliamente en bo quillas pottatiles formadoras de espuma donde el concentrado de espuma esta disponible en baldes 0 tambores de 19 L (5 gal) como se muestra en la Figura 9.4.6. Incorporando un venturi mo dificado dentro de la seccion de la boquilla formadora de espuma, el inductor de la boquilla succiona concentrado de un recipiente pottatil a traves de un tubo succionador. Usando un orificio de ta mafio apropiado 0 una sec cion de tuberia en la cavidad de baja presion, el concentrado se mezcla en la proporcion adecuada para lograr el caudal fijado y la presion de funcionamiento de la bo quilla, y se continua con la genera cion de espuma.
Bomba Valvula
Placa del Iorilicio Agua
Solueion de espurra
FIGURA 9.4.4 Dosificador de la bomba de concentrado de espuma Entrada de concentrado
Oescarga - - - - - - - - - j - - - - + soluci6n dl
espuma
Area de recuperacion de presion
Area de baja presion
FIGURA 9.4.5 Secci6n del dosificador (Fuente: Ansul Incorporated)
Inductor en Linea. EHte tipo de dosificador extrae 0 succiona concentrado de espuma de un recipiente 0 tanques por accion yenturi. usando la presion de funcionamiento del chorro de agua de la manguera sobre la cual esta instalado, e inyectando con centrado en ese caudal de agua. Su operacion correcta es muy sensible al flujo y presion del agua. Los cambios en cualquiera de estos factores 0 de aqudlos para los cuales se diseno el inductor resultanin en una dosiflcacion incorrecta. Las distancias de ele ,acion de mas de 1,8 TIl (6 pies) desde el inductor hasta el nivel mas bajo de liquido del recipiente de concentrado de espuma tam bien pueden resultar en una dosificacion incorrecta. Los disposi tivos generadores de espuma y las longitudes maximas corriente abajo de la manguera '-ecomendadas para cada inductor deben estar unidos cuidadosamente. Este dispositivo de dosificacion puede usarse en la linea de la manguera que conduce al disposi tivo generador de espuma. Un inductor de este tipo tambien se puede instalar en el tanque de concentrado de espuma en un sis tema fijo 0 en la descaqa de la bomba de una autobomba movil. Algunos disefios ce este dispositivo de dosificacion incor poran valvulas de medicion en la linea de entrada del concen trado de espuma de modo que se pueden obtener varios porcentajes de volumen del concentrado en el chorro de agua. Normalmente se instala una valvula de retencion en esta entrada, de modo que el agua no puede circular para regresar al recipiente de concentrado de espI;ma si ocurre un bloqueo 0 se cierra una valvula en la manguera corriente abajo. El uso de este inductor requiere una tolerancia para una perdida de presion de aproxi-
LInea de descarga de la soluci,)ll Valvula de cierre en la Iinea de derivaci6ri
LInea de succion de a ua
Valvula de medicion espuma Recipiente del concentrado de espuma
FIGURA 9.4.6 Boquilla de espuma de aire con inductor
FIGURA 9.4.7 Dosificador alrededor de la
oc""':::a
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Supresion sin agua
madamente el treinta por ciento en el sistema 0 en la distribuci6n. Dosificador Alrededor de la Bomba. Este tipo de dosificador tambien opera segUn el principio venturi, excepto que este dosi ficador debe estar situado en la bomba y conectado a los lados de presi6n y succi6n. Su ventaja es que se logra la recuperaci6n de presi6n de la acci6n venturi y las presiones de descarga de la bomba al dispositivo 0 dispositivos formadores de espuma co rriente abajo, no requieren compensaci6n por la perdida de pre si6n excepto por aqueUa en la longitud de distribuci6n de la manguera. En este metodo de dosificaci6n el volumen neto de descarga de la bomba disminuici de 38 a 150 Lpm (lOa 40 gpm) (Figura 9.4.7). La pequefia porci6n de la descarga de la bomba fluye a tra yes de una linea de derivaci6n en ellado de succi6n de la bomba. Un inductor venturi en esta linea produce una presi6n negativa sobre la linea succionadora del concentrado de espuma desde el recipiente de este mismo concentrado. El concentrado de es puma es conducido al inductor, donde se mezc1a con agua y es descargado en el costado de succi6n de la bomba. Multiples formadores de espuma pueden ser abastecidos con soluci6n de espuma por este tipo de dosificador cuando este es abastecido con una valvula de medicion de paso multiple di sefiada para los flujos requeridos. Tanque Dosificador de Presion. Este tipo de dosificador puede consistir en un tanque 0 en dos tanques conectados por separado a las line as de agua y soluci6n de espuma. El tanque 0 los tan ques en el sistema pueden acondicionarse con un diafragma fle xible 0 vejiga para separar el agua "impulsada" del concentrado de espuma. Los tanques pueden depender simplemente de dife rencias en la densidad de los dos Jfquidos para retardar la mez cia durante la operacion (sin diafragma 0 vejiga), cuando proporcionan concentrado de proteina 0 de fluoroprotefna. El principio de este dispositivo es simple. Una pequefia cantidad del agua que fluye desplaza volumetricamente concen trado de espuma dentro del chorro principal de agua. La presion presumida del recipiente debe estar por encima de la presion es tatica maxima de agua que se .encuentra en eI sistema. El agua puede entrar al tanque de espuma desde el chorro principal con la menor perdida por friccion posible. Un orificio mide elliquido en el tanque dentro del area de baja presion. Las ventajas de este sistema son su baja caida de presion, dosifica cion automatlca sobre el rango de caudales y presiones y su in dependencia de Ia energia extema. Sus desventajas son un largo tiempo de rellenado (dado que es un metodo "por lotes", el tan que debe drenarse de su agua motriz y el tanque 0 la vejiga debe volverse a llenar de concentrado) y un limite economico con res pecto al tamafio. Dosificador de Bomba del Motor de Agua Acoplado. Este do sificador consiste en dos bombas rotatorias de desplazamiento positivo montadas sobre un eje comun. El agua descargada a la bomba mas grande (motor) hace que esta impulse la bomba pe queiia, la cual se usa para succionar concentrado de un recipiente y entregarlo (en la linea presurizada) a la linea de descarga de agua desde la bomba mas grande. AI proporcionar los tamafios ce las dos bombas, se descarga el volumen correcto de concen-
PI
Man6metro de succi6n de la bomba de agua (compuesto)
Desfogue de presi6n al vado
Tanque de
concentrado
de espumna
AI dispositivo
decebado
Enfriador de la maquina auxiliar
Conexl6n auxiliar (hembra)
Filtro
Valvula
de alivio
ajustable
Conecciones de succi6n (machc) A la plataforma del monitor
FIGURA 9.4.8 Dosificacion a presion balanceada para equipo movil
FIGURA 9.4.9 Dosificador de presion balanceada montado en un derrape (Fuente: Ansullncorporated)
trado al chorro de agua. Este dosificador es fabricado en solo dos tamafios para ren dimientos del agua de 227 a 680 Lpm (60 a 180 gpm) y de 75- ,? 3800 Lpm (200 a 1000 gpm). Los dos tamafios estan dis.eDaC,::: para proporcionar los concentrados de espuma recomend?c2'5 para utiiizarse a una concentracion del seis por ciento. Para su C'~ raci6n se requiere una caida de presion del veinticinco a~ t:",,=~ por ciento en el suministro del chorro de agua al disposiriyo.
CAPiTULO 4
•
Sistemas y agentes de extincion de espuma
Domo de expansi6ni~------ Conexi6n de lIenado con el embudo de lIenado limpieza
y abertura para
r-----Tanque de almacenamiento del concentrado de espuma
I I
Conexion con valvula de salida de agua (tapada)
~ Filtro con salida lateral con valvula
Agua Concentrado de espuma Soluci6n de espuma Sensor del concentrado de espuma
Valvula de drenaje
; - Valvula de retorno del
A. concentrado de espuma
~conexion con valvula para lavado (tapada)
9-49
! 4e,.
Valvula de compensaci6n con diafragma Valvula de bola
~ Valvula de compuerta
-"v Valvula de retenci6n giratoria
i
Manometro compuesto Man6metro duplex Controlador de dosilicacion
Valvula de alivio de presi6n
FIGURA 9.4.10 Dosificador de presion balanceada con un solo punto de inyeccion
Dosificador de Presion Balanceada. La dosificacion de es puma dentro de la linea de agua que abastece a un sistema de su presion de espuma puede lograrse utilizando un sistema de dosificacion tipo inyeccion de presion positiva 0 presion balan ceada. Estos dos metodos proporcionan las variaciones mas am plias para los flujos de operacion, las presiones y los rangos de funcionamiento para los sistemas que tienen en las areas prote gidas suministros unicos y multiples. Aunque estos sistemas se usan mucho para los sistemas fijos, estos tambien se pueden usar en aparatos moviles como se muestra en la Figurd 9.4.8. Las sec ciones siguientes describen las instalaciones para sistemas fijos. La Figura 9.4.9 muestrd una unidad representativa de un dosifi cador de presion balanceada montado en un derrape. Sistema de Presion Balanceada que Utiliza una Bomba de Concentrado de Espuma para un Unico Punto de Inyeccion. Este metodo, que se ilustra en la Figura 9.4.10, usa una bomba separada para suministrar concentrado de espuma que es des cargado en las proporciones correctas dentro del caudal de agua. El concentrado de espuma pard el porcentaje de agua iguala al uno por ciento (l :99), tres por ciento (3 :97) 0 seis por cicnto (4:96) para espumas Clase B que protegen liquidos inflamables. Normalmente se utiliza un venturi modificado tipo dosificador que inc1uye un orificio de medicion fijo en el punto de inyeccion del concentrado de espuma dentro del chorro de agua.
AI sistema Tanque vejiga de espuma Montaje controlador del concentrado Valvula de alarma de la tuberla humeda Valvula de control de- concentrado Dispositivo de act/vadon F. Valvula de aislamiento del sistema G. Conexi6n de prueba del sistema W
A. B. C. D. E.
ijo t:ft! 1
Solucion agua/ espuma
Suministro de agua de espuIT:.a
FIGLIRA 9.4.11 Siste77a de presion balanceada def ta-.:;_E' de vejiga de tuberia hUmeda
9-50 SECCION 9 •
Supresion sin agua
I A.
Tanque vejiga de espuma B. Montaje ILBP C. Valvula de alarma D. Valvula de control del
concentrado de espuma
E. Control de presion
operado con piloto
F. Dispositivo de activacion G. Valvula de prueba del
sistema
H. Valvula de prueba de
aislamiento del sistema
Solucion de agua y espuma para el sistema
o
Suministro de agua
FIGURA 9.4.12 Suministro de espuma al tanque de vejiga del sistema de dosificaci6n de espltma de flujo bajo de tuberia humeda (Fuente: The Viking Corp.)
Una valvula de compensacion de presion detecta las pre siones del agua y espuma que ingresan al dispositivo venturi modificado durante las condiciones de flujo. La valvula de compensacion mantiene presiones iguales de entrada de agua y espuma al dispositivo venturi por deteccion de la presion de agua y aliviando el suministro de concentrado de espuma de mayor presion de regreso al deposito del tanque de espuma. La presion de la espuma en el punto de entrada del orificio de me dicion se mantiene igual a la presion de agua en todas las con diciones de flujo del sistema. El venturi modificado crea un punto de baja presion. Esta caida en la presion de medicion en el punto de entrada de la concentracion de espuma Ie permite al concentrado entrar al chorro de agua y mezclarse como una 80 luci6n, abasteciendo los dispositivos de de8carga en el area pro tegida. A medida que el flujo de agua se incrementa en el sistema,:±ulIlema la caida en la presion de medicion, con 10 cual se mantienen las proporciones adecuadas del concentrado de espuma con respecm al agua.
Sistema de Presion Balanceada que Utiliza un Tanque de Ve jiga con Diafragma para un Solo Punto de Inyeccion. Este sistema simple, que se ilustra en la Figura 9.4.11, usa del agua para operar. El sistema c,)llsiste en un tanque de acero tipo recipiente a presion que incluye una vejiga de caucho reforzada en su interior que esta configurada para ajustarse a la geometria interior del recipiente del tancue. El concentrado de espuma esta contenido dentro de la ve jiga y el agua es suministrada al casco exterior de la vejiga. A medida que el agua comprime la vejiga, el concentrado de es puma es expulsado del tanque y es suministrado al dosificador venturi modificado y al orificio de medicion de la misma manera como se utiliza para el sistema de la bomba de concentrado de espuma descrito previamente. Amedida que aumenta e1 flujo de agua a traves del venturi, se genera una perdida en la presion de medicion. Cuando esta perdi da de presion a1canza un punto igual a la perdida de presion en la tuberia de suministfo y des carga del tanque de concentrado de espuma. ocurrini d rluJc .:i.e
CAPITULO 4
A. Tanque de vejiga de espuma B. Dosificador ILBP C. Valvula de retencion del sistema D. Valvula de control del concentrado E. Valvula de inundacion regulada por preSion operada con piloto F. Valvula de aislamiento de prueba G. Conexi6n de prueba H. Liberacion del concentrado de espuma
•
Sistemas yagentes de extincion de espuma
9-51
Solucion de agua y espuma al sistema
o Concentrado de espuma
AI sistema de activacion (Electrico 0 neumaticoj
Desde el suministro de agua
FIGURA 9.4.13 Sistema de acci6n previa de flujo bajo con tanque de vejiga (Fuente: The Viking Corp.)
concentrado de espuma apropiado. Esto crea la mezcla adecuada de solucion de agua y espuma requerida para extinguir un in cendio al uno por ciento (1:99), tres por ciento (3:97) 0 seis por ciento (6:94). En los calculos de perdida por friccion se debe considerar la altum del dosificador sobre la parte superior del tanque, ya que esta afectara directamente la exactitud del por centaje de concentrado de espuma. Este tipo de sistema propor ciona una mezcIa pobre (concentrado de espuma mas bajo del que se requiere) por debajo de los caudales de flujo mfnimos aprobados 0 listados. Se debe tener cuidado antes de aplicar este sistema por debajo de estos caudales de flujo; los caudales de
flujo minimos listados deben estar dentro de los !imites de ope racion de la aplicacion. Generalmente, las AFFF 0 los concen trados de espuma no viscosos son aceptables considerando la operacion inidal del dispositivo de descarga del sistema. La ma yoria de los concentrados de espuma resistentes al alcohol son muy viscosos y crean una perdida por friccion muy alta en la tu beria del concentrado de espuma. La elevada perdida por fric cion resulta en un caudal de flujo minimo mucho mas alto donde se desarrolla el porcemaje deseado de espuma en agua. Esto es crftico en los sistemas cerrados de rociadores donde la aplica cion inicial de los rociadores no resultara en el flujo suficiente
9-52
SECCION 9
Soluci6n agualespuma
G
•
Supresion sin agua
A. B. C. D.
Alarma 0 valvula de inundaci6n Montaje ILBP Valvula de control del concentrado Dispositivo de activaci6n E. Valvula de aislamiento del sistema F. Conexi6n de prueba del sistema
Suministro del concentrado de espuma desde la bomba de espuma
Suministro de agua
FIGURA 9.4.14 Sistema de flujo bajo de tuberia humeda, suministro de espuma desde la bomba de espuma (Fuente: The Viking Corp.)
para producir una solucion de agua y espuma apropiada para ex tinguir un incendio de liquido inflamable. En un sistema de di luvio, el dosificador debe tener el tamafio para que se ajuste a las caracteristicas hidniulicas deseadas de la aplicacion.
Sistema de Presion Balanceada que Usa Inyeccion de Es puma de Presion Positiva y Dosificadores de Presion Balan ceada en Linea (ILBP). Los sistemas que proporcionan presion balanceada que utilizan inyeccion de espuma por presion positiva y un dispositivo ILBP usan dos metodos basicos de suministro de concentrado de espuma (Figuras 9.4.12, 9.4.13, 9.4.14 y 9.4.15.) El concentrado de espuma puede suministrarse desde un tanque de vejiga 0 desde una bomba de concentrado de espuma mientras este siendo abastecido a una presion mas alta que el suministro de agua en el punto de inyeccion de espuma que va al sistema. En un sistema de tanque de vejiga, la dosificacion del con centrado se logra instalando una valvula de control de presion operada por piloto (POPCV) corriente arriba del montaje ILBP (ver Figuras 9.4.12 y 9.4.l3). El POPCV se ajusta a un diferen cial de presion de salida mas bajo que cumple con la diferencia requerida para operar la valvula de compensacion del ILBP (nota: este diferencial depende del fabricante). El suministro de agua para el tanque de vejiga se toma corriente arriba del POPcv. Esto proporciona una mayor presion de salida del con centrado de espuma que esta siendo suministrado al montaje del
dosificador ILBP (Figura 9.4.16). La valvula de compensacion del ILBP detecta la presion del suministro de agua que entra al dispositivo dosificador venturi modificado y disminuye la pn:sion del concentrado de espuma que entra al orificio de medici on para igualarla a la presion de agua que entra al dosificador venturi. Cuando la presion de agua es igual a la presion del concentrado de espuma y el flujo de agua es tal que se crea la caida apropiada de la presion de medicion a traves del venturi, se inyecta el porcentaje apropiado de concen trado de espuma dentro del suministro de agua, con 10 cual se descarga al area protegida la solucion apropiada de espuma. Como este es un sistema de inyeccion positiva, el porcentaje de solucion de espuma debe ser rico (es decir: mayor concen trado de espuma del que es necesario) a caudales de flujo mas bajos. Por ejemplo, este fenomeno ocurrira en un sistema cerrado de rociadores durante la operacion inicial de varios rociadores. Tambien, los caudales de flujo minimos listados para este tipo de sistema, comparados con el sistema de tanque de vejiga de pre sion balanceada, son normalmente mucho mas bajos cuando se utilizan concentrados de espuma resistentes al alcohol. En algunas instalaciones, la presion total disponible de su ministro de agua no es adecuada para crear el diferencial de pre sion apropiado que permita que el sistema proporcione la dosificacion dentro de sus limites de operacion. Se puede utili zar una bomba de concentrado de espuma para suministrar el concentrado de espuma a una presion mas elevada que la presion de suministro de agua en el punto de inyeccion de espuma hacia el sistema. Generalmente, las bombas de espuma de desplaza miento positivo se usan para suministrar la presion de concen trado de espuma mas alta. El suministro exacto se mantiene con el uso de una valvula tipo alivio de presion en la linea de sumi nistro de espuma. El alivio regresa por una tuba al tanque de su ministro de espuma y se ajusta para suministrar la presion adecuada al rango total de las condiciones de funcionamiento del sistema (Figura 9.4.17). Un sistema de espuma de presion positiva que utiliza un tanque de vejiga con POPCV 0 una bomba de concentrado de espuma puede suministrar multiples puntos de dosificacion al sistema desde una sola fuente de suministro de espuma. Tambien es factible, una distancia mas larga desde el suministro de con centrado de espuma. Se toleran grandes variaciones en la pre sion del sistema si tienen la misma exactitud en la dosificacion de espuma a traves del sistema. Multiples dispositivos de des carga y varios tamafios del sistema son adaptables a una sola fuente de suministro de concentrado de espuma.
Ventajas y Desventajas de Varios Sistemas de Dosificacion de Presion Balanceada. Los diferentes sistemas de dosificacion de presion balanceada tienen ventajas y desventajas, dependiendo del disefio en particular. El sistema de presion balanceada con una bomba de concentrado de espuma para un solo punto de in yeccion tiene las siguientes ventajas y desventajas: Ventajas:
1. El concentrado de espuma puede ser bombeado por reco rridos mas largos y la vahula de compensacion puede estar junto al dosificador. 2. El suministro de espuma puede volverse a Benar sobre la marcha por adicion al tanque atmosferico.
CAPiTULO 4
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Sistemas y agentes de extinci6n de espuma
Sistema de rociadores de cabeza cerrada
9-53
Monitor oscilante
AI sistema
de descarga~
:
1. Puede requerirse el ajuste de la valvula de regulacion de presion piloto de manera que la presion de entrada para el "agua" reguladora del concentrado este de 15 a 60 psig mas baja que la presion de la espuma en la entrada de la valvula de balance.
Mantaje ILBP
Montaje ILBP
Espuma
valvula de compensaclon Concentrado deespuma
FIGURA 9.4.15 Esquema del sistema de espuma de flujo bajo con areas de descarga multiple (Fuente: The Viking Corp.)
3. EI sistema proporcionara el porcentaje correeto a caudales de flujo mas bajos debido al menor efecto por las perdidas por friccion. Desventajas,'
1. Los requisitos de mantenimiento y de fiabilidad son relati vamente mayores. 2. El costo es relativamente alto. 3. Para sistemas electricos, se requiere un suministro de ener de respaldo. 4. Los sistemas que proporcionan presion balanceada requie ren mas espacio que otros sistemas. 5. El sistema esta limitado a un solo punto de inyeccion de es puma. 6. EI sistema de presion balanceada con tanque de vejiga tiene las siguientes ventajas y desventajas: Ventajas,'
1. No se requiere energia electrica para el disefio accionado con agua. 2. Los costos son mas bajos para los sistemas mas pequefios y para las aplicaciones de inundacion. 3. Hay disponibles sistemas predisefiados y almacenamientos de espuma prediseiiados. FIGURA 9.4.16 Montaje IlBP (Fuente: The Viking Corp.)
9-54
SECCION 9
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Supresion sin agua
Domo de expanSiOnj'------ Conexion de lIenado con embudo de lIenado limpieza
y abertura para
, - - - - Tanque de almacenamiento del concentrado de espuma
Alivio de la presion / de vacfo
I I
Valvula de drenaje
; - Valvula de retorno de concentrado de espuma
:f»
Valvula de
~ suministro del concentrado de espuma
Montaje del motor y bomba de concentrado de espuma
~
~
Valvula reguladora de presion Servicio regulador de presion de la valvula de compensacion con diafragma con modificacion manual
~
Valvula de cierre
'\--
Valvula de retencion de bisagra
i
Valvula de alivio de presion
~ Conexion para lavado
~ Conexion de salida de agua
Solucion de espuma
Filtro
® ~
Agua Concentrado de espun Sensor de agua
Manometro de presion Regulador de dosificacion
FIGURA 9.4.17 Proporcionador de presion balanceada con puntos multiples de inyecci6n
4. El reacondicionamiento de un sistema existente es relativa mente facil. 5. Los costos de mantenimiento son relativamente bajos. Desventajas:
1 . El rellenado durante una condici6n de incendio no es facil. 2. El tan que de vejiga debe instalarse junto al equipo dosifi cador. 3. La dosificaci6n de espuma a flujos bajos es una mezc1a pobre, es dedr, tiene un porcentaje de concentrado mas bajo del necesario 0 por debajo de las tasas listadas. 4. La aplicadon esta limitada a una sola fuente de dosifica cion. (Es difidl balancear los diierentes flujos que pueden requerirse en un sistema con puntos multiples de inyecci6n). El sistema de presi6n balanceada con vejiga de inyecci6n de es puma positiva 0 con bomba de espuma tiene las siguientes ven tajas y desventajas: Ventajas:
1. EI sistema puede manejar aplicaciones de presi6n variable con el diseiio del tanque de vejiga que descarga un sumi nistro constante.
3. Se pueden acomodar puntos y tamafios multiples de dosifi cacion desde una sola fuente de suministro de espuma. 4. El concentrado de espuma puede suministrarse en un largo recorrido a puntos multiples. 5. Hay disponible un amplio rango de flujo. 6. En los sistemas de rociadores de cabeza cerrada, la espuma se suministra con la primera operacion del rociador. 7. Se pueden abastecer dispositivos multiples de descarga y multiples areas de proteccion. 8. Las presiones y la dosificaci6n se pueden ajustar en el punto de aplicacion. Desventajas:
1. El rellenado durante una condicion de incendio no es facil. 2. Los costos relativamente altos del conjunto dosificador comparados con el sistema que solo tiene una bomba de in yeccion 0 vejiga. Dosificador por Demanda de Flujo Variable, de Orificio Va riable. Este tipo de sistema de presion balance ada usa una sec cion de piston movil, de flujo sensible, djseiiado especiaimente, en el suministro de agua que controla un orificio variable en la linea de concentrado de espuma. Una bomba suministra con
CAPiTULO 4
centrado a presiones supervisadas hacia el orificio de medici6n, el cual cambia proporcionalmente de tamafio segllllia demanda de soluci6n de espuma del sistema. El dispositivo esta disefiado especialmente para sistemas de gran capacidad. Su disefio per mite dosificaciones exactas sobre rangos de flujo de agua de aproximadamente 2,3 a 1. SoIucion de Espuma Premezclada. Este metodo de dosifica ci6n es un tipo lote de mezclado del concentrado con agua, nor malmente en un recipiente que puede ser presurizado. El volumen medido de concentrado es vertido dentro de un volu men mcdido de agua para producir una soluci6n de espuma de la resistencia recomendada; por ejemplo, para una soluci6n del tres pOI ciento en un recipiente que contiene 378,5 L (100 gal) de liquido, se vierten 367 L (97 gal) de agua dentro del reci piente y 11,5 L (3 gal) de concentrado de espuma se mezclan con el agua para dar una soluci6n del tres por ciento por volumen. La mezcla de soluci6n final se extrae entonces desde un tanque hasta una bomba 0 se guarda en un recipiente presurizado. Algunos concentrados de espuma no son apropiados para al macenarse en soluciones premezcladas. Incluso aquellos que han sido formulados para este uso pueden mostrar una perdida gradual de efectividad. Deben seguirse cuidadosamente las re comendaciones de los fabricantes.
Equipos y Sistemas Portatiles de Aspiracion Debido a las dificultades asociadas con el bombeo 0 transporte de la espuma generada en tuberfas 0 mangueras y al conoci miento pnictico de los bomberos con las boquillas, los primeros disefios de los generadores de espuma de aire fueron concebidos para que se usaran casi de la misma manera que las boquillas de agua. Estos incorporaban un disefio venturi tosco por e1 cual un chorro 0 chon-os de soluci6n de espuma entran a una seccion re ducida abierta de un tuba de espuma de gran diametro. Esta ac cion disminuye la presion atmosferica que rodea los chon-os yel aire es sacado 0 aspirado dentro de la garganta del tubo. Co n-iente abajo del tramo reducido del tubo, ocun-e una alta turbu lencia y la mezcla de la solucion de aire y espuma. Esta turbulencia puede aumentarse por dispositivos internos que ace leran la turbulencia, como mallas 0 deflectores. La energia ci lletica del fluido contribuye a esta accion de mezclado de modo que salga del tubo una espuma util, estable a una presion relati vamentebaja (Figura 9.4.18). Los principios basicos de disefio de este metodo de pro duccion de espuma de aire han sido cambiados de muchas ma neras para producir, para muchos propositos, espumas con caracteristicas bien diferentes. Sin embargo, todos los tipos de boquillas que incorporan chon-os de solucion de espuma que se introducen en cavidades de mezcla de aire libre, seguidas por aberturas de descarga de una u otra clase, usan la accion aspi rante para hacer espuma. Boquilla de .Espuma para Ia Linea de Manguera. Este es el dispositivo de espuma con aspiracion de aire, portatil, mas am pliamente usado para combatir incendios de liquidos inflama bles. Este se fabrica en una variedad de capacidades hasta de
•
Sistemas y agentes de extinci6n de espuma
9-55
aproximadamente 1325 Lpm (50 gpm) (Figura 9.4.19). Abaste cido con solucion de espuma desde un dosificador 0 pOI medio de un tubo recolector, se utiliza para combatir incendios pOI de n-ames de liquidos inflamables 0 incendios en tanques 0 pozos de combustible. Para proporcionar una variedad de patrones de cho n-o de espuma que pueden ser necesarios para la extincion, con frecuencia estas boquillas contienen dispositivos incorporados que permiten una variac ion continua del patron de espuma desde un chon-o solido, inimcn-umpido, hasta uno invertido, en forma de sombrilla desplegada (Figura 9.4.20). Al igual que los chorros de agua, la espuma se emplea en un chon-o solido, ininten-umpido para el campo de accirin 0 a1cance. Para una aplicacion suave de "tormenta de nieve" sobre la superficie del combustible en lla mas, se usa una configuraci6n plana 0 una "tupida" y ampJia; y el operador utiliza una configuracion "tupida" circular muy am plia como escudo contra la radiacion durante la extincion del in cendio 0 durante la penetracion en el area de incendio. Otro tipo de boquilla de espuma para lineas de manguera esta disefiado especialmente para un usa fapido y portatil por una persona, durante laS operaciones de emergencia de los ve hiculos de rescate para accidentes en aeropuertos. Comunmente se conoce como una boquilla de espuma para Ifneas manuales, esta equipada con un dispositivo para cambiar el patron de es puma. Algunos tipos cuentan con un control de la valvula para Camara de succi6n venturi
(para concentrado)
Camara de turbulencia (para mejoramiento de la e Tubo "recolector" de concentrado de espuma
FIGURA 9.4.18 Generador de espuma por aspiraci6n con un tubo reco/ector de concentrado
FIGURA 9.4.19 Boquilla de espuma para fa linea de manguera
FIGURA 9.4.20 Boquilla de espuma ajustable para la linea de manguera (Fuente: Kidde Fire Fighting)
9-56
SECCION 9
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Supresion sin agua
convertir el agua 0 el chorro de solucion en una pulverizacion de agua con el fin de lograr el enfriamiento. Monitores de Espuma y de Agua y Espuma. En las operacio nes de lucha contra incendios en fuegos de combustibles a gran escala, puede ser necesario ubi car una boquilla generadora de es puma con una alta tasa de descarga en una posicion ventajosa para la aplicacion continua de espuma hacia un punto 0 sobre un area. Los dispositivos para este proposito estin disponibles en varios tipos, por ejemplo, como parte de los aparatos de un ca mion movil, sobre un remolque, con ruedas 0 instal ado perma nentemente. El cambio en el patr6n de espuma se logra moviendo un deflector dentro del chorro de espuma 0 abriendo 0 cerrando las "mandtbulas" en el extremo de salida del tuba grande. Este equipo ha sido reemplazado mayormente con boqui lIas monitoras sin aspiracion de aire. Los monitores que no as piran aire son dispositivos efectivos para extinguir incendios de charco de hidrocarburos. Generador de Espuma de Alta Contrapresion. Ciertas cir cunstancias requieren que la espuma sea generada y suminis trada bajo presion para ser transportada en tuberias bajo una carga de presion definida. EI metoda de inyeccion de espuma sub superficial ("subsurface") para extinguir el fuego en un tan que de combustible requiere este tipo de generador de espuma. El generador de espuma de alta contrapresion, 0 "generador de espuma de presion forzada", es un dispositivo venturi que esta disefiado cuidadosamente para formar espuma por aspiraci6n de aire y para suministrarla bajo presi6n a una relacion cuidadosa mente seleccionada (desde 2: I hasta 4: 1) de solucion aire a es puma. Aproximadamente entre el veinte y el cuarenta por ciento de la presion de entrada es recuperable. Cuando se va a utilizar este dispositivo de espuma, usualmente este se lleva a la entrada de espuma de la tuberia fija, se instala y luego es abastecido con solucion de espuma por una bomba portaiil 0 movil, 0 puede instalarse de manera permanente como parte de un sistema fijo (Figura 9.4.21). Dispositivos Generadores de Espuma de Media y Alta Ex pansion. Se utilizan dos metodos principales para la genera ci6n de estos tipos de espumas para combatir incendios. Un metodo usa la acci6n de un venturi moditicado con flujo de as piraci6n de aire, mientras el otro requiere utilizar un soplador y una mall a para formar la espuma terminada. Este ultimo sistema produce espuma de alta expansi6n que contiene la suficiente energia cinetica residual para permitir que esta sea forzada a tra ves de tubos grandes y pasadizos. La Figura 9.4.22 ilustra los principios de funcionamiento de los dispositivos generadores de espuma de alta expansion. Monitores y Boquillas de Pulverizaci6n 0 de Niebla de Agua. Varios tipos de boquillas ajustables de pulverizaci6n 0 de niebla de agua para uso portitil proporcionan una espuma aceptable para combatir incendios de caracteristicas adecuadas cuando se suministra con ciertos concentrados de espuma. El diseiio mas universal de estos tipos de boquillas se muestra en la Figura 9.4.23. Una boquilla monitora ajustable de pulverizacion de agua disefiada para este proposito se muestra en la Figura 9.4.24.
FIGURA 9.4.21 Generadar de espuma 'Tipa alta cantrapresion" (0 "Tipa presion farzada").
Malla~
Ventilador
Impulsor (motor)
Soluci6n de espuma
FIGURA 9.4.22 Generadar de espuma de alta expansion tipa venti/adar
FIGURA 9.4.23 Generadar de espuma con baquil/a de niebla de agua de patron variable farmadora para usarse con AFFF
FIGURA 9.4.24 Boquilla manitara de espuma par pulve rizaci6n de agua ajustable de 1325 a 1839 Lpm (350 a 500 gpm) (Fuente: Elkhart Brass Mfg. Co.)
CAPiTULO 4
Estas boquillas pulverizadoras de agua portatiles se usan con solucion de espuma formadora de pelicula acuosa (AFFF) para combatir incendios por derrame e incendios en tanques de Uquidos inflamables y se utilizan de esta forma en vehfculos de rescate de accidentes. La espuma que resulta de la descarga de los dispositivos de solucion AFFF sin aspiracion de aire es ge neralmente de drenaje rapido y es posible que no imparta el mismo grado de resistencia a la reignicion que la espuma pro ducida a partir de agentes AFFF, cuando se usan dispositivos ge neradores de espuma tipo aspiraci6n de aire. Los monitores de espuma que emplean AFFF pueden ser con aspiracion de aire 0 sin aspiracion de aire. Las boquillas mo nitoras sin aspiracion de aire tienen la ventaja de incrementar el alcance del chorro comparadas con los dispositivos con asp ira cion de aire. Estos monitores combinados con las caracteristicas de extincion rapida del fuego de las AFFF, son muy efectivos para la supresion de grandes incendios de charco de hidrocar buros. En particular, los monitores de espuma son efectivos en la proteccion contra incendios de la aviacion, como torretas en vehiculos para el rescate de aeronaves y de combate de incen dios y en sistemas fijos de proteccion para hangares de aerona yes (Figura 9.4.25).
Equipo Generador de Espuma En los lugares donde se requiere proteccion contra incendios de liquidos inflamables para riesgos instalados permanentemente, tales como tanques de almacenamiento de combustible 0 tan ques de inmersion que contienen liquidos inflamables 0 com bustibles, se instalan integralmente con el riesgo dispositivos generadores y de distribucion de espuma de aire. Estos disposi tivos fijos, los cuales tienen tuberia hasta una fuente de solucion de espuma, pueden disponerse para control manual 0 activacion automatica por detectores de incendio en caso de incendio. Sistema de Tanque de Enfriamiento, Tanque de Inmersi6n Abierto. Este sistema consiste en un pequeno generador de es puma con aspiracion abastecido por una linea de agua y por con centrado de espuma que es extrafdo hacia el generador de espuma. La espuma se descarga dentro de una caja mezcladora, la cual tambien actua como un distribuidor de superficie para la aplicacion suave de espuma.
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Sistemas y agentes de extincion de espuma
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Camaras de Espuma para Grandes Tanques de Almacena miento de Combustible. La proteccion contra incendios de gran des tanques exteriores de almacenamiento de combustible requiere que se instalen varias camaras de espuma con generado res de espuma en posiciones espaciadas por igualligeramente por debajo del angulo del reborde en la periferia superior de los tan ques. Estas camaras estan conectadas a lfneas en el suelo que su ministran solucion de espuma simultaneamente a cada uno de los generadores de espuma en caso de ignicion de los contenidos in flamables del tanque. Los sellos fragiles que se encuentran en la salida de descarga de la camara de espuma evitan la entrada de vapor a la tuberia de espuma. Estos sellos estan disenados para que se rompan cuando se aplica presion de espuma. Una malla para la entrada de aire hasta el generador de espuma con aspira cion evita el taponamiento por materiales extrafios, como material de los nidos de pajaros. Una union de tuberia universal 0 girato ria se instala a nivel del suelo en la tuberia de entrada de solucion de espuma para evitar la fractura de la tuberia de suministro si una explosion precede el incendio de un tanque (Figura 9.4.26). Dispositivos de Distribuci6n Interna de Espuma del Tanque. Un requisito primario para la extincion eficiente de un tanque de combustible por medio de dispositivos de espuma en la parte su perior, ha sido siempre que la espuma debe aplicarse a la superfi cie en combustion sin que se precipite de manera excesiva dentro del combustible 0 permitiendo que la espuma quede cubierta por el combustible en llamas. Esta aplicacion cuidadosa de espuma debe llevarse a cabo a cualquier nivel de contenido del tanque. Se han desarrollado muchos dispositivos para la aplicacion suave de espuma desde un punto, sin importar el nivel del combustible en combustion. Para algunas espumas tipo alcohol se requieren estos dispositivos. Alternativamente, la descarga de espuma dentro de un tanque puede ser desviada para que escurra por el interior del
Borde superior del tanque
Entrada
de espuma
Costado del tanque Barril~-~~
generador
deespuma
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Entrada de aire
Uni6n giratoria
Base del tanque Tuberla de suministro de soluci6n de espuma
FIGURA 9.4.25 Monitor de espuma (Fuente: Ansul
Incorporated)
FIGURA 9.4.26 Camara de espuma de aire en la parte
superior del tanque de almacenamiento
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SECCION 9
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Supresion sin agua
tanque basta la superficie del combustible en llamas. Sistemas de Distribucion Central "Casa de Espuma". Estos sistemas, como se muestra en la Figura 9.4.27, consisten en un tanque de suministro de concentrado de espuma en una caja en cerrada y un dispositivo de dosificacion de tipo automatico 0 de presi6n balanceada. La solucian de espuma se suministra bajo presi6n adecuada desde esta casa de espuma hasta el sistema de tuberias y es controlada por vaJvulas apropiadas para que las ca maras de espuma con los generadores de espuma sobre el tan que en llamas reeiban la solucian de espuma. Los sistemas semifijos 0 de disefio similar se usan mas fre cuentemente con suministros maviles de concentrado de espuma desde camiones de espuma. El carnian suministra y bombea 80 lucian de espuma a las tuberias laterales alimentando los gene radores de espuma desde una ubicacion segura fuera del dique. Sistema de Contrapresion Intermedia. Aunque este sistema de proteccion del tan que es similar a los sistemas anteriores de distribucion desde una casa de espuma central, este utiliza tube rfas de descarga de espuma fuertes y bien aseguradas sobre el costado del tanque, las cuales actUan como soportes para evitar que se pandee el tanque por el calor. Este sistema tambien usa un camion de espuma para proporcionar y bombear soluci6n de espuma a la tuberia por fuera del dique 0 muro contra incendios del tanque en llamas. Sistemas de Inyeccion de Espuma Subsuperficial. Los pro blemas inherentes con la aplicacion de espuma desde arriba de la superficie en combustion (parte superior) son algunas veces dificiles de combatir. Los problemas pueden consistir en explo siones 0 dafios ocasionados por el fuego a los generadores de es puma 0 a la tuberfa lateral del tanque; corrientes de aire que arrastran el fuego vigorosamente hacia arriba 10 cual evita que la espuma que cae llegue a la superficie en llamas; peJigro para los trabajadores que intentan levantar dispositivos portiitiles de distribucian de espuma cerca del tanque ardiendo; 0 inhabilidad de la espuma aplicada desde la periferia de un tanque grande [mayor de 61 m (200 pies) de diametro] para fluir y formar un
selle central eompleto durante el ataque al fuego. La soluci6n obvia a estos problemas es aplicar espuma desde la parte inferior del incendio, haciendo que esta llegue arriba a traves del contenido del tanque. El sistema de inyeccion de espuma subsuperficiallogra esto inyectando espuma bajo la presi6n de la carga de combustible en el tanque, usando el ge nerador de espuma de alta contrapresi6n descrito anteriormente en este capitulo. La entrada de espuma puede hacerse en varios puntos de la base del tanque (inyeccion por la base) 0 puede hacerse por medio de la linea de produeto. En los lugares donde estan invo lucrados tanques grandes, puede instalarse un distribuidor de es puma con tubos de derivacian sobre 0 ligeramente por encima del piso del tanque que esm por encima de cualquier nivel espe rado de agua y eonectarlo a un punto central de inyecci6n de es puma fuera del tanque. El equipo m6vil dosifieador de concentrado de espuma se utiliza con estos sistemas, bombeando desde una posici6n pro tegida fuera del dique del tanque (Figura 9.4.28). La aplicaci6n subsuperficial de espuma se recomienda so lamente para proteger tanques de techo c6nico que contienen combustibles de hidrocarburos. Su uso no es recomendable en tanques de techo flotante 0 para la proteccion de combustibles polares 0 miscibles en agua. Estos sistemas de inyecci6n de la parte superior y subsu perficiales requieren un diseno cuidadoso. Sus requisitos mini mos de instalaci6n se encuemran en la NFPA 11. Dispositivos de Espuma Portatiles para Proteccion del Tan que. Pueden usarse monitores moviles de espuma de alta capa cidad de descarga (canones de espuma) para dirigir un chorro de espuma sobre el borde superior abierto de un tanque en llamas, de modo que la espuma caera dentro del area en eombusti6n. Estos dispositivos desperdician espuma debido a los vientos cru zados, las corrientes ascendentes del fuego y la inhabilidad para situar el equipo en una posicion ventajosa. Por 10 tanto, en el di sefio se debe induir una tasa de aplicaci6n de espuma sesenta por ciento mas alta; los detalles estan contenidos en la NFPA 11. Las boquillas de este tipo tambien se utilizan para extinguir in-
----,---,...--Camara de espuma
Hidrante de soluci6n de espuma
Suministro de agua
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Bomba
FIGURA 9.4.27 Distribucion esquematica de proteccion con espuma para tanques de almacenamiento
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CAPiTULO 4
cendios en el espacio inundado dentro del dique alrededar del tanque. Es necesario cuidar la direccion del charra de espuma desde tales dispositivos, como se muestra en la Figura 9.4.29. En afios recientes, se han desauollado monitores de espuma moviles con capacidades de hasta 15 144 Lpm (4000 gpm) y se han utilizado exitosamente para extinguir incendios de hidracar buros en tanques de hasta 60 m (195 pies) de diametro. 1 Se re quiere un planeamiento cuidadoso para asegurar la disponibilidad del flujo y presion de agua adecuados, del concentrado de es puma, del equipo de dosificacion, del personal entrenado y un ac ceso segura al riesgo cuando se depende de tales dispositivos. Otras Consideraciones para Tanques de Almacenamiento de Combustible. El tanque de almacenamiento de techo flotante tiene una buena oportunidad de liberarse del incendio; como consecuencia, usualmente no se requieren sistemas f~os de es puma para su prateccion. Sin embargo, bajo ciertas circunstan cias se puede necesitar un sistema de inundacion de espuma para inundar el area del borde. Como 10 indica su nombre, el tanque de techo tlotante "cu bierto" esta totalmente enccrrado por encima del techo flotantc con un techo de acera ventilado apropiadamente. Usualmente, los Ifquidos intlamables Clase IB, como gasolinas y crudos, son
FIGURA 9.4.28 Instalacion semi-fija subsuperficial de espuma
FIGURA 9.4.29 Monitor portatil (remolque) de espuma (cafi6n) (Fuente: Kidde Fire Fighting)
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Sistemas y agentes de extincion de espuma
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almacenados en tanques "de tope abierto" 0 en tanques de techo tlotante cubiertos. Durante las operaciones de almacenamiento, no hay espacio de vapor entre el fondo del techo tlotante y la su perficie del producto almacenado. Sin cmbargo, durante los pe riodos iniciales de llenado, existira un espacio de vapor intlamable hasta que el techo tlotante este boyante. En el caso de los tanques de techo flotante cubiertos, el espacio entre el techo fijo y el flotante estara dentro del rango intlamable durante los periodos iniciales de llenado y por mas tiempo, dependiendo de las temperaturas atmosf6ricas, el viento y la presion de vapor del praducto almacenado. Normalmente, los liquidos combustibles Clases II y III se almacenan en tanques de techo fijo. En un tan que de techo tlotante de tope abierto, un aro de fuego es todo 10 que puede esperarse. Los incendios en el borde pueden ser causados por perturbaciones atmosf6ricas, como rayos, pero usualmeme no ocuuen si el techo flotante esta unido apropiadamente a1 casco como se especifica en la NFPA 780,
Norma para la lnstaiacion de Sistemas de Protecci6n para Rayos. Los incendios en los bordes debido a las perturbaciones atrnosfericas no ocuuen en tanques de techo .f1otante cubiertos debido al "efecto Faraday" del techo fijo. Los incendios en los bordes pueden ocuuir en cualquier tipo de tan que de techo tlo tante como consecuencia de una seria exposicion a1 fuego. La proteccion contra incendios con espuma tlja para e1 techo tlotante de tope abiertD consiste en generadores de espuma con aspiracion, instalados de tal manera que cuando son alimentados con solucion de espuma, su descarga de espuma inunda e1 area anular cubierta por el sella alrededor de la periferia del tanque. Se puede necesitar un dique de espuma metalico para restringir la espuma a esta area. Los detalles adicionales de esta construc cion estan contenidos en el Apendice de la NFPA 11. Cuando se desea proteccion con espuma para tanques de techo tlotante cubiertos, se puede instalar un sistema de espuma similar a aquellos descritos para los tanques de techo fijo. Los sistemas de inyeccion subsuperficiales no se recomiendan para tanques de tope abierto 0 de techo tlotante cubierto debido a la posibilidad de techos inclinados 0 hundidos como resultado de una distribucion inapropiada de espuma. Los sistemas de espuma fijos que emplean boquillas pul verizadoras de espuma 0 monitores se utilizan para proteger grandes separadores de agua aceite, areas de bombas y colecto res de tuberia de aceite. Generalmente, los sistemas de espuma fijos no se usan para proteger las areas de diques de los tanques. Los monitores grandes con ruedas 0 con canones de espuma montados en remolques, como los que se muestran en la Figura 9.4.29, se utilizan para este prop6sito. Otros Riesgos. Ciertas areas peligrasas, por ejemplo, los han gares de aeronaves, pueden requerir generadores de espuma y dispositivos de distribucion adicionales, como monitores de es puma instalados cerca del nivel del suelo. A menudo, estos dis positivos cuentan con un oscilador automatico de modo que la espuma es distribuida de manera continua sobre el piso para ex tinguir el combustible deuamado y en llamas que esta bajo cier tos obstaculos como las alas de las aeronaves. Normalmente, estos se combinan con rociadores con aspiraci6n de aire 0 sin as piracion de aire jnstalados en el techo del hangar. Las tasas de aplicacion para los rocladores de AFFF sin aspiracion de aire
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SECCI6N 9
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Supresion sin agua
son mas bajas que las de los rociadores con aspiraci6n de aire, en reconocimiento de la capacidad de penetraci6n del penacho de fuego de la AFFF descargada desde rociadores ordinarios. La NFPA 409 suministra los detalles de disefio para los sistemas de espuma e1evados y de bajo nivel. Los sistemas de espuma fijos se usan para proteger muelles y embarcaderos petroleros donde se manejan productos y petr6 leo crudo. Los monitores de espuma de 3800 Lpm (1000 gpm) y de mayor capacidad se instalan sobre torres y se operan remo tamente para cubrir tanto el muelle como la cubierta del barco cisterna en el area del colector de la tuberia. Bajo cubierta, se instalan sistemas de pulverizaci6n de espuma 0 monitores osci lantes para poder defender eI muelle en caso de que un incendio por derrame flote sobre la superficie del agua bajo el muelle. A menudo se instalan sistemas fijos que consisten en combi naciones de sistemas pulverizadores de espuma y monitores de espuma operados automaticamente para proteger plantas de pro cesamiento de productos qufmicos. Usualmente se requieren es pumas resistentes al alcohol. En estos disefios, donde puede haber un riesgo alto, se incluyen dentro del patr6n de distribu ci6n de espuma recipientes del proceso, bombas y tuberias para una protecci6n completa. EI sistema puede activarse automati camente por detectores de calor 0 de incendio. Consulte la NFPA 11 para obtener informaci6n sobre el disefio de los siste
mas de pulverizaci6n de espuma. Sistemas de Rociadores de Agua y Espuma. En las areas donde se procesan, almacenan 0 manejan liquidos inflamables y combustibles, la descarga de agua puede tener una efectividad li mitada para controlar 0 extmguir grandes incendios por derrame. La efectividad del agua en estas aplicaciones es una funci6n de muchas variables, incluyendo el tipo de combustible, el reci piente de almacenamiento, la configuraci6n y geometria del com bustible, la altura de la instalaci6n y el nivel de riesgo aceptable. La NFPA 30 reconoce tanto al agua como a la AFFF como me dios de protecci6n para el almacenamiento interior de liquidos. Los rociadores 0 boquillas usados para proteger riesgos li quidos pueden ser dispositivos con aspiraci6n de aire 0 sin aspi raci6n de aire. Las Figuras 9.4.30 y 9.4.31 muestran ejemplos de los dos tipos de rociadores. Los rociadores con aspiraci6n de aire, como el quese muestra en la Figura 9.4.30 fueron desarrollados para usarse con espuma a base de protefna en aplicaciones de ro ciadores de diluvio. La soluci6n de espuma es descargada a tra ves del dispositivo, se airea y se aplica a traves del rociador abierto 0 la boquilla hasta el riesgo. Con frecuencia, se instalan
Soluci6n de espuma
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FIGURA 9.4.30 Rociador de espuma con aspiraci6n de aire (Fuente: Ansullncorporated)
FIGURA 9.4.31 Rociador sin aspiraci6n de aire (Fuente: Ansullncorporated)
CAPiTULO 4
sistemas de deteccion para activar el sistema automaticarnente. El area de disefio es el area completa del sistema de diluvio. Aunque laAFFFpuede aplicarse efectivamente usando ro ciadores de diluvio con aspiraci6n de aire, esta tambien puede ser descargada a traves de los rociadores de agua tradiciona1es. La investigaci6n fue realizada por 1a Factory Mutual Research Corporation en relacion con 1a protecci6n contra incendios de hangares de aeronaves. 2 Esta investigacion demostro que la AFFF descargada a traves de rociadores estandar sin aspiraci6n de aire fue finalmente tan efectiva en 1a extinci6n de incendios de grandes derrarnes como 1a descarga de AFFF desde los ro ciadores con aspiracion de aire. La efectividad de los rociadores estandar fue atribuida a una penetracion mas efectiva del pena cho por particulas de espuma de alta densidad. La Figura 9.4.31 muestra un ejemplo de un rociador sin aspiraci6n de aire. Los rociadores estandar que se usan con AFFF pueden abrirse para usarse en un sistema de diluvio, 0 eerrarse donde el uso es similar a un sistema de rociadores cerrados estandar. Por ejemplo, la NFPA 409 reconoce el uso de sistemas de AFFF con rociadores estandar abiertos instalados en el cielo raso de han gares de aeronaves. La NFPA 30 requiere el uso de rociadores cerrados donde se utilizaAFFF. La c1asificacion de temperatura de los rociadores, las caracteristicas de respuesta y el regimen de aplicaci6n, estan especificados a partir de los datos de las prue bas para un riesgo especifico. Los rociadores de espuma con aspiracion de aire y los ro ciadores estandar que se usan para descargar AFFF se prueban seglin UL 162. 3 Los sistemas estan certificados para usarse por la combinaci6n de concentrado de espuma, del sistema de dosi ficacion y del dispositivo de descarga. Por ejemplo, un disefio de rociador de espuma del proveedor puede consistir en un tres por ciento de concentrado de AFFF que utiliza un dosificador de presion balanceada que descarga a traves de un rociador estan dar. Adicionalmente, el roeiador de espuma 0 las boquillas de pulverizacion deben tener esencialmente el mismo patron de descarga cuando el agua es descargada. Esta capacidad dual per mite que el sistema Clase A y B tenga capacidad de extinci6n. Los requisitos fundamentales de disefio pueden encontrarse en la NFPA 16. La certificacion de los componentes del sistema es requerida de acuerdo con UL 162. Los requisitos de certifi cacion varian como una funcion del dispositivo de descarga (ro ciador con aspiracion de aire y sin aspiracion de aire), tipo de combustible (hidrocarburos miscibles y no miscibles), tiempo de extincion y resistencia a la reignici6n. A traves de los rocia dores de orificio estandar y los sistemas de pulverizacion solo se pueden utilizar AFFF y FFFP. Estos agentes deben extinguir incendios de prueba a un regimen de aplicacion de 4,1 LpmJm2 (0,10 gpmJpie2). Son reconocidos los rociadores de orificio es tandar (12,7 mm [1/2 pulg]) y orificio grande (13,5 mm [17/32 pulg]). Los rociadores de agua y espuma con aspiracion de aire que usan espuma de protefna 0 de fiuoroprotefna se prueban a 6,6 LpmJm 2 (0,16 gpmJpie2). Se debe aceptarque laNFPA 16 re quiere una tasa de aplicaci6n minima de disefio de 6,6 LpmJm2 (0,16 gpmJpie2) para todos los agentes espumantes. Otras nor mas, como la NFPA 409 y la NFPA 30, suministran los requisi tos especfficos para los riesgos particulares. Los regimenes de aplicaci6n requeridos para proteger sol ventes polares usando espumas tipo alcohol son generalmente
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Sistemas y agentes de extinci6n de espuma
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mayores que aquellos requeridos para hidrocarburos no misci bies. El disefio de los rociadores debe cumplir el regimen de aplicacion minimo en ellistado de UL para el solvente polar que esta siendo protegido. Cuando los solventes polares que estan en recipientes son protegidos en bodegas, otros factores pueden im pactar los regimenes de aplicacion mfnimos de disefio. Por ejemplo, el regimen de aplicaci6n de disefio mas bajo permitido en la NFPA 30 para almacenamiento interior es 12,3 LpmJm2 (0,30 gpmJpie2). Los sistemas fijos que usan agua y espuma 0 los rociadores estandar requieren tanques de concentrado de espuma asocia dos, dosificadores y bomb as apropiadas para abastecer el sis tema con soluci6n de espuma. La NFPA 16 es la norma de instalacion que suministra los requisitos fundamentales de di sefio. Otras normas pueden requerir caracterfsticas adicionales especfficas. Por ejemplo, la NFPA 30 requiere que la solucion de espuma sea descargada cuando hayan operado cuatro rociadores cerrados de AFFF. Esto requiere un sistema que pueda propor cionar en el extremo inferior del rango de flujo, como el sistema de presion positiva ILBP discutido anteriormente.
DESCARGA DE ESPUMA
DESDE VEHICULOS
La mayoria de los vehiculos moviles de proteccion contra in cendios que usan espuma consisten en camiones de rescate de accidentes en aeropuertos y camiones industriales de espuma usados en refinerfas de petr6leo y plantas petroqufmicas. Mu chos de estos vehiculos tambien estan equipados para descargar producto qufmico seco en combinaci6n con espuma. Estos tie nen equipos de agentes combinados 0 "gemelos" y se describen mas adelante es este capitulo.
Camiones de Rescate para Accidentes Los camiones moviles de espuma, desarrollados por las autori dades militares y municipales en los Estados Unidos y OtrOS pa ises, son vehiculos grandes, disefiados a la medida con trenes rodantes enormes los cuales les permiten desplazarse por todo tipo de terreno. Los camiones Bevan su propio suministro de agua as! como de concentrado de espuma. Usualmente, se cuenta con un dosificador automatico de presion balanceada, aunque en algunos disefios se utiliza un sistema de dosificacion alrededor de la bomba. Los camiones estan equipados con bom bas de agua separadas impulsadas por motor y bombas de con centrado de espuma de modo que las boquillas monitoras de la torreta y las boquillas de espuma de la calzada puedan ser des cargadas mientras el carnion esta en movimiento. Los disefios recientes logran esto usando uno 0 dos motores para todos los re querimientos necesarios de energfa. Los camiones de rescate para accidentes estan equipados con monitores de espuma ajus tables, de gran capacidad, con una descarga de 1900 a 5700 Lpm (500 a 1500 gpm), dependiendo del tamafio del camion. Usual mente, los monitores de espuma se instalan sobre la parte supe rior de la cabina con controles de operacion remota. Los camiones tambien estan equipados con lineas manuales portati
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Supresion sin agua
les. Aunque limitado, su suministro de concentrado de espuma y agua es suficiente para que los bomberos formen un pasadizo
para tener acceso para el rescate de una aeronave en llamas. Su objetivo primario es el rescate de personas y no necesariamente una extinci6n total del incendio. Los vehiculos de espuma de rescate para accidentes en aeronaves estin especialmente dise iiados y requieren especial atenci6n en los detalles de su fabri caci6n y en los requisitos de desempeiio. La NFPA 414, Norma para el Rescate de Aeronaves y Vehieulos de Lueha contra In eendios, proporciona las normas para tales vehiculos.
Diseno de los Camiones Industriales de Espuma Los camiones de espuma son fabricados por proveedores que hacen una especialidad de este disefio y por algunos proveedo res de autobombas para el cuerpo de bomberos. Generalmente, usando la NFPA 1901, Norma para Vehiculos l'vfotorizados de Bomberos, como una base de diseiio, estos camiones se fabrican sobre un chasis de cami6n comercia1 apropiado 0 a la medida. En los Estados Unidos, estos estin disponibles con bombas de agua en tamafios desde 2839 hasta 7570 Lpm (750 a 2000 gpm), usando motores impulsados por gasolina 0 diesel. Para maxima flexibilidad y simplificacion se instalan dosi ficadores de presion balanceada. Una bomba de concentrado de espuma tipo desplazamiento positivo toma la succi6n de un tan que de almacenamiento de concentrado de espuma de 1900 a 3800 L (500 a 1000 gal.). La bomba dc concentrado de espuma es impulsada por una toma de fuerza 0 por un motor hidrimlico. La bomba de agua es impulsada por un engranaje de transferen cia desde el eje principal del motor detras de la transmision. Una valvula de medicion en cada salida del camion puede variar la dosificaci6n de espuma del tres al seis por ciento. Ademas del concentrado de espuma, por 10 general cada cami6n de espuma esta equipado con un monitor de 1900 a 3800 Lpm (500 a 1000 gpm) y lleva mangueras contra incendios, bo quillas de espuma y boquillas pulverizadoras de agua ajustables, adaptadores de manguera y otros accesorios. La altura maxima del camion es limitada para permitir su paso por debajo de obs trucciones elevadas. Cuando el camion esta equip ado con una boquilla de gran capacidad 0 con un aguilon telesc6pico 0 arti culado, se utiliza una segunda toma de fuerza para energizar el sistema hidraulico del aguil6n. Los camiones de espuma para aplicaciones de riesgos cs peciales, son populares para usarse en refinerias 0 plantas pe troquimicas, en lugar de los sistemas de espuma ftjos. Sus ventajas son las siguientes: I . Capacidad para descargar su maxima capacidad en cual quier riesgo de la planta, en vez de solamente en las areas limitadas cubiertas por un sistema ftjo. 2. Mejoramiento de la fiabilidad, porque su equipo es fadl de mantener; por 10 tanto, los procedimientos de operacion pueden simplificarse y los bomberos pueden ser entrena dos mas racilmente en el uso del equipo. Los camiones industriales de espuma se utilizan para ex tinguir incendios por derrame en areas de proceso, tendidos de
FIGURA 9.4.32 Un Carni6n industrial de espurna tipico (Fuente: Williams Fire an Hazard Control)
FIGURA 9.4.33 Carnion de espurna con aguilon telescopico y boquilla con escalera y canasta (Fuente: Kidde Fire Fighting)
FIGURA 9.4.34 Aplieador de boquilla gemela para uso de agente eombinado. la boqui/la de AFFF est8. en la mana izquierda del operador y la boquilla de produeto qufmieo seeD esta en la mana dereeha
CAPiTULO 4
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Sistemas y agentes de extincion de espuma
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AGENTE COMBINADO EQUIPO "GEMELO"
o
FIGURA 9.4.35 Unidad gemela de agente que consiste en un tanque de agente quimico seco y un tanque de soluci6n AFFF para la aplicaci6n doble de agente (Fuente: Ansul Incorporated)
FIGURA 9.4.36 Un vehfculo de agente combinado (Fuente: Emergency One. Inc., and Feecon Corp.)
tuberia y areas de diques de los tanques, asi como para comba tir incendios de tanques. Sus monitores de agua y espuma de 1900 a 3800 Lpm (500 a 1000 gpm) y las lfneas manuales de 38 mm (1 'l'2 pulg) Y 64 mm (2 'l'2 pulg) se usan para combatir gran des incendios por derrames. Los disefios que estan equipados con boquillas monitoras en aguilones articulados 0 telescopicos Ie permiten al operador descargar espuma a varias elevaciones en los equipos del proceso y alrededor de los mismos. En algu nos cas OS, un tan que incendiado puede extinguirse con este equipo. La Figura 9.4.32 Hustra un cami6n industrial de espuma tfpico. La Figura 9.4.33 ilustra un camion de espuma tipico con aguil6n telesc6pico, escalera vertical y canasta. Los camiones de espuma con aguilones pueden estar equipados 0 no con una es calera vertical y/o una canasta.
La capacidad del agente quimico seco (especialmente los tipos sal de potasio) para controlar muy rapidamente las llamas y para la extincion tridimensional del combustible que fluye esta bien documentada. Sin embargo, los productos quimicos secos no tie nen capacidad de enfriamiento 0 de supresi6n del vapor y puede ocurrir la reignicion. Con los concentrados de espuma compati bles con producto quimico seco es posible aplicar una capa de espuma que encierra el vapor sobre una superficie de combusti ble en llamas que ha sido extinguida recientemente por la acci6n quimica de las descargas de producto quimico seco. La extensi6n 16gica de estos desarrollos ha sido incorpo rada dentro de dispositivos portatiles y moviles con boquillas de valvula de disparador doble y boquillas monitor que descargan AFFF y producto quimico seco. La Figura 9.4.34 ilustra un tipo de dispositivo de boquilla doble de valvula disparadora con em pufiadura de pistola doble, usado previamente por la marina de los Estados Unidos para Iineas de manguera dobles. La Figura 9.4.35 muestra una unidad gemela de agente que consiste en un tan que de agente qufmico seco y un tanque de solueion AFFF para la aplieaei6n doble de agente. EI uso de este agente eombi nado permite el ataque tridimensional as! como la extincion de incendios por derrame de liquido inflamable, con rapidez y sin que haya reignicion. EI vehiculo de combate de incendios que se muestra en la Figura 9.4.36 es para prop6sitos de rescate de ac cidentes de aeronaves y para la extinci6n sobre autopistas 0 en plantas, usando agentes combinados. Al usarse, la manguera gemela del carretel de manguera su ministra produeto quimico seen y AFFF a una boquilla doble que es operada por una persona. De manera similar, las boqui !las de la torreta al frente del vehiculo descargan producto quf mico seco desde la boquiUa superior y AFFF desde la inferior. Con un movimiento de barrido, las llamas son controladas con el produeto quimico see~, seguidas rapidamente pOl' una eapa de espuma que enfria y que encierra el vapor para evitar la reigni ci6n. Esta rapida acci6n detiene la radiaci6n de la llama y hace que el avance sobre el area incendiada sea seguro y frio. Un disefio especial para la proteeci6n de plantas de refine ria de petr61eo involucra el concepto de agente combinado en una disposicion de usC' triple que consiste en un tanque de pro ducto qufmico seco de 908 kg (2000 lb), un tanque de soluci6n
FIGURA 9.4.37 Cami6n de agente triple (Fuente: Kidde Fire Fighting)
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SECCI6N 9
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Supresibn sin agua
prernezclada de AFFF de 757 L (200 gal), botellas de nitrogeno para la presurizacion de los dos tanques, un tanque de concen trado de espuma de 1900 L (500 gal), una bomba de agua de 5700 Lpm (1500 gpm) y un dosificador de presion balanceada de hasta 7600 Lpm (2000 gpm). Dos monitores montados detnis de la cabina del camion estfm emparejados para operar como una unidad y consisten en una boquilla de torreta de producto quimico seco de 23 kgls (50 Ib pOI/s) y una boquilla de espuma ode AFFF de 1900 Lpm (500 gpm) como se muestra en la Fi gura 9.4.37. Una configuracion diferente usa tres monitores montados detras de la cabina del camion, con boquillas gemelas de producto quimico seco de 23 kg/s (50 lb porls) y de AFFF de 680 Lpm (180 gpm) y un monitor de espuma ajustable adya cente de 3800 Lpm (1000 gpm). Adicionalmente, el camion lleva dos carreteles de manguera, cada uno con 30,5 m (100 pies) de manguera gemela y boquillas de manguera para el pro ducto quimico seeD y laAFFF dispuestos para operar en pareja. Los earreteles de manguera esmn equipados con un motor eIec trieo de rebobinado. Las boquillas de espuma, las boquillas ajus tables de niebla de agua, la manguera contra ineendios y otros accesorios son llevados en el carnion. La boquilla de la torreta de producto quimico seco extin guira los incendios tridimensionales 0 bajo presion a una dis tancia de 30,5 m (100 pies) y los derrames incendiados a una distancia de aproximadamente 46 m (150 pies). Ademas, para una operacion de largo alcance de duracion prolongada, el mo nitor de agua y espuma de 3800 Lpm (1000 gpm) dene un al cance de mas de 61 m (200 pies). El camion es capaz de combatir incendios en techos fijos de tanques de almacena miento de petroleo con un diametro maximo de 49 m (160 pies). El sistema de dosificacion esta disefiado para permitir que un tanque externo, como un camion cisterna 0 un remolque sea usado para suministrar concentrado de espuma sin interrumpir la dosifieacion de solucion de espuma. A menudo se utilizan carreteles de manguera para dos agen tes, en plataformas petroleras en alta mar para la proteccion del equipamiento y en cuartos de maquinas a bordo de embarcacio nes navales. Estos sistemas tienen recipientes de producto qui mico seco de tamano apropiado con bicarbonato de potasio (K PUrpura) que son presurizados con nitrogeno cuando son pues tos en operacion y sistemas centrales de bombeo de AFFF que utilizan una dosificacion de presion balanceada. En refinerias y plantas petroquimicas se utilizan sistemas gemelos montados en patines de agentes similares.
arrastnmdo cantidades apropiadas de aire para producir espuma. Con el tipo soplador, la solucion de espuma es descargada sobre una malla a traves de la cual esta pasando una corriente de aire, desarrollada por un ventilador 0 soplador. A medida que el aire pasa a traves de las mall as mojadas con la solucion de espuma, se forman grandes masas de burbujas 0 de espuma. EI sopiador puede ser impulsado por un motor hidraulico 0 de agua, por aire o gas comprimido, por un motor electrico 0 una maquina de combustion interna.
Diseno y Uso del Sistema La infOrmacion detallada sobre el disefio de los sistemas de espuma de media y alta expansion puede encontrarse en la NFPA IIA. Basicamente, los sistemas de espuma de media yalta ex pansion se usan para controlar 0 extinguir incendios que invo lucran fuegos superficiales en Hquidos y solidos inflamables y combustibles, e incendios de asentamiento profundo que invo lucran materiales solidos sujetos a la combustion sin llama. Ge neralmente, los incendios tridimensionales en Hquidos inflarnables (que caen 0 fluyen bajo presion) con puntos de in flamacion por debajo de 38°C (lOO°F) no pueden extinguirse con esta tecnica, aunque pueden mantenerse bajo control. Los factores clave que hay que considerar para determinar la sufi ciencia del disefio de los sistemas de espuma de media yalta ex pansion son: 1 . La calidad y suficiencia del suministro de agua, la sufi ciencia del suministro de concentrado liquido de espuma y la fuente de suministro de aire. 2. La adeeuacion del generador y del sistema de descarga de espuma (tuberia, accesorios, vaIvulas, conductos). 3. El volumen y tiempo de sumersion necesarios segii:n esten influenciados pOI el espacio que esta siendo protegido, la naturaleza de los riesgos involucrados, la fuga de la espuma y factores similares. 4. Si estan en el exterior, el efecto del viento, dado que algu nas de las espumas pueden ser disipadas por las corrientes de aire. La espuma de alta expansion puede ser uti! para controlar in cendios de LNG y derrames no encendidos formando una capa de hielo sobre elliquido y ayudando a dispersar la nube de vapor.
Sistemas de Inundaci6n Total EQUIPOS Y SISTEMAS GENERADORES DE ESPUMA DE MEDIA Y ALTA EXPANSION La espuma de media 0 alta expansion es un agregado de burbujas que resulta de la expansion mecanica de una solucion de espuma debida al aire 0 a otros gases, con relaciones de expansion del rango de 20: 1 hasta aproximadarnente 1000: 1. Hay tres tipos de sistemas: (1) inundacion total, (2) aplicacion local y (3) portalil. Los generadores de espuma para estos sistemas son de dos tipos: (1) aspirador y (2) soplador. El dispositivo portatil 0 de tipo aspirador fijo utiliza chorros jet de solucion espuma y agua,
Un sistema de inundacion total puede usarse donde hay un ce rramiento alrededor del riesgo que esm siendo protegido 10 cual permitira desarrollar la cantidad requerida de espuma de media o alta expansion para extinguir 0 controlar el incendio. Ejemplos de tales cerramientos son cuartos, bovedas, pozos y areas de so tanos. Incluso se puede proteger todo un edificio de este modo cuando los generadores de espuma tienen la eapacidad sufi ciente y se siguen los pasos para asegurar la distribucion y re tencion efectiva de la espuma. Aunque la eficiencia del sistema depende del desarrollo y mantenimiento de una cantidad apro piada de espuma dentro del cerramiento particular, debe evitarse la fuga de espuma del cerramiento. Por 10 tanto, es importante
CAPiTULO 4
que las puertas 0 ventanas se disefien para que cierren auto ma ticamente, prestando atenci6n a la evacuaci6n del personal. Se requiere ventilaci6n de alto nivel para el aire que es desplazado por la espuma. Para una protecci6n adecuada, se debe descargar suficiente espuma de alta expansion a una tasa para Ilenar el espacio a una profundidad efectiva sobre el riesgo antes de que ocurra un nivel inaceptable de dafios. La profundidad de la espuma sobre el riesgo variara, dependiendo del tipo de materiales que crean el riesgo. Generalmente, la profundidad minima sobre el riesgo debe ser de 0,6 m (2 pies). EI tiempo permitido para cubrir el riesgo variara asimismo dependiendo del tipo de material invo lucrado, las caracteristicas de construccion y si el cerramiento ticne tambien un sistema de rociadores automaticos 0 una pro teccion similar. Tiene que considerarse la desintegraci6n de la espuma por el calor del incendio; por la contraccion normal de la espuma; por fugas alrededor de puertas y ventanas y a traves de aberturas no cerrables y por los efectos de la descarga de ro ciadores donde hay protecci6n con rociadores.
Sistemas de Aplicacion Local Pueden usarse sistemas de aplicacion local donde los sistemas de inundaci6n total pueden ser impracticos 0 innecesarios. Tales riesgos pueden ser interiores 0 exteriores, donde es probable que las corrientes de aire no sean severas. Estos sistemas estan mejor adaptados para la protecci6n de liquidos inflamables 0 combus tibles en tanques profundos y escurrideros asociados y para pozos y zanjas. La espuma de media 0 alta expansi6n puede usarse para extinguir incendios por derrames donde es factible aplicar la espuma desde boquillas fijas 0 portatiles a tasas ade cuadas de descarga para desarrollar una capa de espuma que logre la extincion completa.
Precauciones que Deben Observarse con la Espuma de Media 0 Alta Expansion Normalmente, la espuma de media 0 alta expansion no es t6xica para las personas que pueden estar atrapadas en un espacio que esta lIeno de la misma, puesto que generalmente el aire arras trado en la espuma no esta contaminado. Sin embargo, a causa de las burbujas de espuma, puede experimentarse alguna difi
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Sistemas y agentes de extinci6n de espuma
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cultad respiratoria y la molestia se incrementani con la reduc cion de la expansion de la espuma. Usualmente el aire se toma de una fuente limpia, pero donde se introducen productos de combusti6n, la calidad de la espurna puede estar por debajo de la calidad estandar por los contaminantes presentes y la tempe ratura del aire calentado. La entrada a un espacio HellO de es puma debe evitarse a menos que se tomen las precauciones adecuadas, ya que la perdida de vision y desorientacion presen tan peJigros para la vida y riesgos de lesiones. Una pulverizacion gruesa de agua puede usarse para "cortar" un camino en la es puma. EI personal debe usar aparatos de respiracion autonoma y emplear una cuerda de salvamento cuando ingresa a un area llena con espuma de alta expansion.
BIBLIOGRAFiA Referencias Citadas 1. American Petroleum Institute, "Interim Study: Prevention and Suppression of Fire in Large Aboveground Atmospheric Storage Tanks," API Publication 2021A, Washington, DC, July 1998. 2. D. E. Breen, "Hangar Fire Protection with Automatie AFFF Sys tems," Fire Technology, Vol 26, No.1, 1990, pp. 41-50. 3. UL 162, Foam l!,quipment and Liquid Concentrates. 7th ed., Un def\
COdigos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La eonsulta de los siguientes c6digos, normas y pnktieas recomendadas de la NFPA proporcionara informaci6n adicional sobre los agentes de extinci6n de espuma y sistemas discutidos en este capitulo. (Consuite la ultima version del Catilogo NFPA para eonocer la disponibilidad de las ediciones actuales de los siguientes documentos) NFPA 11, Standardfor Low-Expansion Foam NFPA 16, Standardfor the Installation ofFoam- Water Sprinkler and Foam-Water Spray Svstems NFPA 18, Standard on Wetting Agents NFPA 30, Flammable and Combustible LiqUids Code NFPA 403, Standardfor A in-raft Rescue and Fire Fighting Services at Airports NFPA 409, Standard on Aircraft Hangars NFPA 412, Standardfor E valuating A ircraft Rescue and Fire Fighting Foam Equipment NFPA 414, Standardfor A ircraft Rescue and Fire Fighting Vehicles NFPA 780, Standardfor the Installation ofLightning Protection Systems NFPA 1901, Standardfor Automotive Fire Apparatus
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Revisado por Mark T. Conroy
ntes de escoger un extintor de incendios, es importante conocer la naturaleza de los combustibles presentes, quien usani el extintor, el ambiente fisico en el cual se ubicani el extintor y si cualquier quimico presente en el area re accionara adversamente con un agente de extincion. Cuando se escoge entre varios extintores, se debe considerar si este es efec tivo sobre los riesgos especificos presentes, si es facil de operar y que mantenimiento y conservacion requiere. Este capitulo discute especificamente estas preocupaciones importantes sobre los extintores de incendios dentro de los topi cos siguientes: correspondencia de los extintores con los riesgos, personal disponible, ambiente fisico, salud y seguridad opera cional, operacion y uso, extintores obsoletos, distribucion de los extintores de incendios e inspeccion y mantenimiento. La informacion relacionada puede encontrarse en otra parte de esta seccion.
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CORRESPONDENCIA DE LOS
EXTINTORES CON LOS RIESGOS
La consideracion mas importante cuando se seleccionan extin tores es la naturaleza del area que va a ser protegida. La NFPA 10, Norma para Extintores Portatiles de lncendios, c1asifica los incendios como Clase Clase B, Clase C, Clase D 0 Clase K, de acuerdo con el combustible involucrado. Los extintores se c1asifican para usarse en uno 0 mas de estos tipos de incendios. Ademas, el peJigro relativo en un edificio varia de acuerdo con su carga de incendio 0 la cantidad de combustibles que este contiene. La NFPA 10 establece tres tipos de riesgos. Un riesgo ligero 0 bajo, existe cuando hay pocos combustibles. Las ocu paciones de riesgo ligero incluyen oficinas, iglesias, aulas de clase, salas de reunion, etc. Un riesgo ordinario 0 moderado, existe cuando los combustibles presentes son considerables pero ordinarios en su naturaleza 0 donde hay pequefias cantidades de combustibles capaces de un rapido crecimiento del fuego. Ejem plos de ocupaciones de riesgo ordinario son el almacenamiento mercantil y areas de exhibicion, salas de exhibicion de automo viles y estacionamientos. Algunas oficinas, escuelas y similares pueden contener una cantidad suficiente de materiales combus tibles para ser clasificadas como de riesgo ordinario. Un riesgo
Mark T. Conroy es ingeniero senior de protecci6n contra incendios en la Divisi6n General de Ingenierfa de la NFPA. Trabaja como coordinador del Comire Te<::nico de la NFPA sobre Extintores Portatiles de Incendios.
extra 0 alto, existe en areas donde en ellugar hay cantidades im portantes de combustibles cuya naturaleza 0 configuracion po drian facilmente soportar el nipido crecimiento del fuego, e incendios de gran tamafio, como areas de carpinteria, areas que prestan servicio de mantenimiento a las aeronaves y bodegas con combustibles en pilas altas: El tipo de riesgo es un factor importante cuando se selec cionan los extintores. Por ejemplo, un extintor de agua de 9,5 L (2Y; gal) solo es apropiado en areas de riesgo bajo y moderado. En un area de riesgo alto, se necesita un extintor con una clasi ficacion minima de 4-A. Los extintores clasificados como Clase A se usan con mayor frecuencia para la proteccion de edificios ordinarios. Entre los agentes c1asificados para uso Clase A estan el agua, chorros cargados, espuma formadora de pelicula acuosa (AFFF), espuma fluoroproteinica forrnadora de pelicula (FFFP), producto quimico seco multiproposito (base de fosfato de amonio) y agentes tipo halogenado. Sin embargo, debido a los problemas ambientales asociados con los halones, estos ya no se producen y se ha desestimulado su uso excepto en cir cunstancias especificas. Se han introducido extintores que con tienen agentes halogenados llamados halocarbonos para reemplazar los extintores de halon. Algunas veces los extintores c1asificados como Clase A no son el tinico tipo necesario para la protecci6n de edificios. Por ejemplo, en la mayoria de las areas de un restaurante, los com bustibles principales son madera, papel y telas. Sin embargo, en la cocina, el riesgo de mayor preocupacion es el medio de coc cion (aceites vegetales y grasas), los cuales requieren un extin tor clasificado como Clase B 0 Clase K. En los hospitales, hay una necesidad general de extintores c1asificados como Clase A en cuartos, corredores y oficinas, pero los ext into res c1asificados como Clase B:C deben estar ubicados en laboratorios, cocinas, cuartos de generadores y areas donde se almacenan 0 utilizan anestesicos. En resumen. los extintores en un area deterrninada deben corresponder con los riesgos de dicha area. Los incendios Clase B son fuegos de liquidos inflamables. Los agentes extintores c1asificados como Clase B incluyen dio xido de carbono, productos quimicos secos, AFFF, FFFP y tipos de agentes halogenados. Hay tres tipos generales de in cendios de liquidos inflamables: (1) incendios de liquidos de profundidad apreciable [profundidad superior a 6,4 mm (\14 pulg)], como aquellos en tanques industriales de inmersion y tanques de enfriamiento; (2) incendios por derrames 0 incendios prolongados en liquidos de una profundidad de 6,4 mm (\14 pulg) o menos; y (3) incendios de liquidos 0 gases inflamables presu
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SECCION 9 •
Supresion sin agua
rizados provenientes de recipientes 0 lineas de producto averia dos. Los extintores poruitiles de incendios no deben utilizarse cuando el area superficial de un tanque interior abierto es supe rior a 1 m2 (10 pies 2); los incendios en dichas areas pueden emi tir tanto calor y humo que es peligroso para cualquiera permanecer en el area. Los incendios de Hquidos inflamables presurizados y de gas presurizado presentan riesgos especiales. S610 los extintores de producto qufmico seco han probado ser efectivos. Ademas, con frecuencia se requieren boquillas especiales y tasas mas altas de aplicaci6n del agente. Los extintores para estos tipos de inc en dios deb en por 10 tanto seleccionarse teniendo en cuenta las re comendaciones de los fabricantes. No se debe hacer ningUn intento para extinguir estos incendios a menos que se este razo nablemente seguro de que se puede desconectar prontamente la fuente de combustible. Los extintores clasificados como Clase C contienen agen tes de extinci6n que son electricamente no conductivos para el operador del extintor mientras esta siendo descargado y por 10 tanto se prefieren para incendios de equipos electricos cargados. Estos deben escogerse con base en los materiales usados en la construcci6n del equipo eiectrico, el grado de contaminacion del agente que puede ser tolerado y los otros tipos de combustibles en el area. De estos, el primero es particularmente importante. Por ejemplo: un panel de energia tendra mas materiales aislan tes Clase A que los que tendra un transformador lleno de aceite, el cual tendra principalmente material Clase B. Los agentes c1a sificados para uso Clase C incluyen dioxido de carbono, pro ductos quimicos secos y los tipos de agentes halogenados. Los incendios Clase D son fuegos de metales combustibles. Estos requieren agentes de extinci6n especiales, conocidos como polvo seco. Una vez se ha analizado un area en cuanto a los riesgos, se pueden escoger los extintores apropiados. Para el incendio Clase A, se pueden usar tres tipos basicos de extintores: extintores a base de agua, extintores multiprop6sito de producto quimico seco (base de fosfato de amonio) 0 extintores de agente haloge nado. Para los incendios Clase B, hay extintores de di6xido de carbono, de producto quimico seco, agente halogenado, AFFF y FFFP. Para incendios Clase C hay extintores de di6xido de carbono, producto quimico seco 0 agente halogenado. Los dife rentes tipos de agentes extintores para incendios de metales combustibles Clase D se discuten por separado.
PERSONAL DISPONIBLE
FACILIDAD DE USO
Antes de seleccionar los extintores, se debe tener en cuenta quien los usara. La evaluacion debe incluir las habilidades fisi cas del usuario potencial, reacciones bajo esfuerzo y entrena miento previo. Mientras mas decisiones tenga que tomar e1 usuario en una emergencia, mayor sera la posibilidad de come ter un error. Muchas firrnas han estandarizado sus extintores de manera que los empleados solo necesitan aprender una serie de instrucciones. En compafiias que emplean brigadas contra in
cendios entrenadas, puede haber una mayor variacion. La reaccion emocional de un individuo ante un incendio es tara muy influenciada por la familiaridad que el 0 ella tengan con el extintor, la experiencia que tenga en usarlo 0 en la obser vaci6n de su uso y la confianza en sf mismo. El entrenamiento es, por 10 tanto, muy importante. Muchas compafiias hacen que sus empleados practiquen con extintores cuando las unidades estan programadas para la recarga. Los empleados deben estar bien entrenados de modo que no pondran en peligro su propia seguridad y la seguridad de los demas. Algunas veces, el tamano 0 peso de un extintor es imp or tante. Algunos modelos de extintores tienen cilindros livianos 0 usan agentes con mayor capacidad de extinci6n por unidad de peso. Un extintor de incendios muy comun carga 9,5 L (2Y2 gal) de agua y pesa cerca de 13,6 kg (30 Ib). EI peso de muchos ex tintores varia. Por ejemplo, un fabricante ofrece dos extintores de producto qufmico seco con una c1asificacion de 40-B:C. El modelo basado en bicarbonato de sodio tiene una capacidad de 9,1 kg (20 lb) y pesa 12,3 kg (271b), pero el modelo basado en bicarbonato de potasio tiene una capacidad de 41 kg (90 Ib) y pesa solo 6,4 kg (14lb).
AMBIENTE FISICO Otro factor que influye en la seleccion de extintores es el area en la cual se ubicaran los extintores. Por ejemplo, l.esta el extintor afectado por temperaturas extremas? Las normas ANSI requie ren la evaluacion de los extintores a base de agua a temperatu ras entre 4 y 49°C (40 y 120°F) y todos los otros tipos entre -40 y 49°C (-40 y 120°F). Si los extintores estan instalados en areas sujetas a temperaturas superiores 0 inferiores, estos deben estar listados para esas areas 0 colocarse en un cerramiento donde se mantenga la temperatura apropiada. Algunos extintores de pre si6n almacenada para incendios Clase B usan nitrogeno en lugar de di6xido de carbono como la fuerza de presurizacion. Para las unidades que deben desempefiarse a temperaturas tan bajas como -54°C (-65°F), se utiliza presurizacion con nitr6geno. Otras condiciones que pueden afectar el desempeno de los extintores son la luz solar directa, nieve, lluvia, residuos trans portados por el aire y humos corrosivos. Si los extintores deben estar ubicados al aire libre, la instalaci6n en gabinetes y areas resguardadas 0 colocarles una cubierta de protecci6n ayudara a prevenir dafios 0 deterioros prematuros. Los corrosivos pueden hacer que los extintores fallen, y los extintores capaces de resistir condiciones corrosivas son listados separadamente. Por ejemplo, los extintores que pueden usarse en atm6sferas salinas aparecen bajo el encabezado "Tipo Ma rino, USCG". Donde existen humos corrosivos en sitios indus triales, se deben hacer anaIisis especiales antes de escoger los extintores. Los extintores tambien pueden verse afectados por la vi braci6n que se presenta en lugares como una forja a martinete o una trituradora de martiHos, en trenes, vehiculos y lanchas a motor. En tales casos, estos deben tener un disefio resistente, estar bien asegurados e inspeccionarse a intervalos frecuentes.
CAPiTULO 5
CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD
OPERACIONALES V PARA LA SALUD
Cuando se seleccionan extintores siempre deben considerarse los peligros potenciales para la salud. Normalmente, los fabri cantes ponen etiquetas visibles de precauci6n sobre los extinto res que indican que estos pueden producir vapores t6xicos 0 vapores de descomposicion. Sin embargo, algunas veces el riesgo no reside en el extintor sino en el area en 1a cual este sera utilizado. Las medidas titiles de proteccion incluyen f!jar sefia les de advertencia a la entrada de areas confinadas, tener extin tores con boquillas de largo alcance, instalar ventilacion especial o contar con empleados en el area con aparatos de respiracion autonoma. La mayoria de los extintores a base de agua estan clasifica dos solo para incendios Clase A. Los modelos de AFFF y FE;'}? tambien estan clasificados para incendios Clase B. Los extinto res de incendios Clase K tienen aditivos en el agua cuyo obje tivo son los incendios en freidoras comerciales. Si en los incendios Clase B, se usan los tipos no espuma/agua el incendio puede recrudecerse, propagarse 0 de alguna manera lesionar al operador. Si los extintores a base de agua se utilizan en incen dios de equipos electricos vivos 0 cerca de los mismos, el cho rro de agua puede trasmitir un choque electrico al operador. Aunque el dioxido de carbono no es t6xico en sf mismo, este no mantendra la vida cuando se usa en concentraciones 10 sufi cientemente altas como para extinguir un incendio. (Ver la Seccion 9, Capitulo 3, "Sistemas de Aplicacion de Agentes de Extincion a Base de Productos Qufmicos"). Si se utiliza un extintor de di6xido de carbono en un area no ventilada, este diluye el suministro de oxfgeno y aquellos que permanecen en el area pueden quedar in conscientes 0 incluso morir si no reciben oxfgeno. Ademas, la gruesa nube de vapor de agua condensada que se forma por la des carga puede hacer que las personas se desorienten. Los extintores viejos de di6xido de carbono pueden tener cornetas de metal que trasmiten un choque al usuario cuando la corneta toca equipo electrico vivo. Estas com etas de metal deben reemplazarse con otras no metalicas. Ocasionalmente, el operador puede recibir un choque incluso cuando no se ha hecho ningtin contacto; esto ocurre debido a la acumulacion de e1ec tricidad estatica y es generalmente mas molesto que peligroso. Los extintores de producto quimico seco no se consideran toxicos, pero su descarga puede ser irritante si se respira por largo tiempo. El fosfato de monoamonio es el mas irritante, se guido por los agentes a base de potasio. El bicarbonato de sodio es el menos irritante. Si los productos qufmicos secos se des car gan en un area confinada, estos pueden reducir la visibilidad y generar desorientaci6n. Dado que los agentes quimicos secos no son conductores, los depositos dejados en contactos electricos pueden reducir 0 anular la habilidad de los contactos como con ductores. Estos tambien pueden obstruir los filtros del aire acon dicionado y de limpieza del aire si son descargados cerca. El producto quimico seco multiprop6sito (base de fosfato de amonio) es acido y, si se mezc1a inc1uso con una pequefia cantidad de agua, corroera algunos metales a menos que todos los residuos del agente sean removidos pronta y totalmente. Fi milmente, la descarga inicial de agente desde un extintor tiene una fuerza considerable. Si esta es dirigida a corta distancia de
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Uso y mantenimiento de los extintores de incendios
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un incendio pequeno de Hquido inflamable 0 grasa, puede hacer que el fuego se propague ampliamente antes que pueda ser puesto bajo control. Los extintores que contienen agentes halogenados como halones (halon 1301 0 hal6n 1311 0 una mezcla de estos) 0 ha locarbonos (los agentes de halocarbono inc1uyen hidroc1oroflu rocarbono [HCFC], hidrofluorocarbono [HFC], perfluorocar bono [PFC] y fluoroyodocarbono [FIC] presentan algunos gra dos de toxicidad bajo condiciones de operacion normal. Sin embargo, los productos de descomposici6n de estos agentes pueden ser peligrosos. Cuando se usan estos extintores en luga res no ventilados, como cuartos pequefios, gabinetes, vehfculos a motor u otros espacios confinados, es mejor evitar respirar los vapores 0 los gases producidos por la descomposici6n termica. Los incendios Clase D que involucran astillas metaIicas en combusti6n pueden esparcirse si se utiliza la fuerza total de un extintor de polvo seco a corto alcance. Para evitar la propaga cion del fuego, el nivel de descarga debe comprimirse lenta mente empezando a una distancia segura. Virtualmente todos los incendios generan productos t6xicos de combustion y algunos materiales que arden crean gases alta mente t6xicos. Hasta que el fuego haya sido extinguido y se haya ventilado el area, es importante permanecer fuera del area o usar aparatos de proteccion respiratoria.
OPERACION V
usa
A menudo, el hecho de que un extintor sea efectivo depende de quien 10 esta usando. Una persona puede ser capaz de extinguir un incendio que alguien mas, usando el mismo equipo, no puede. Muchos extintores descargan todo su contenido en ocho a quince segundos, dejando muy poco tiempo a la experimenta cion. Ocasionalmente, el uso inapropiado de un extintor lesiona al operador y demora la extincion. Hay varias c1ases de extintores. Dado que existen diferen cias entre los extintores, es imperativo que la gente este entre nada para usarlos apropiadamente. Idealmente, esto incluye al publico en general. En cualquier caso, los bomberos y otros gru pos responsables de la proteccion contra incendios, como las brigadas contra incendios industriales, deben recibir un entre namiento completo sobre la operaci6n y uso de los extintores. Actualmente, los extintores de incendios listados estan cla sificados en seis grupos principales, basados en el medio de ex tincion que cada uno contiene. Estos son (1) tipo agua, (2) di6xido de carbono, (3) agente halogenado, (4) producto qui mico seco, (5) espuma y (6) producto quimico hUmedo. El polvo seco para incendios Clase D esta sujeto a pruebas y listados es peciales basados en metales combustibles espedficos. Adicio nalmente, los extintores especiales que contienen producto quimico hUmedo son probados y Iistados para incendios de aceite de coccion los cuales podrian ocurrir en freidoras comer ciales. La informacion acerca de cada uno de estos puede en contrarse en las subsecciones siguientes. Ademas, los extintores que ya no se fabrican, todavia pue den encontrarse en algunas areas. Se puede obtener alguna in formaci6n sobre estos extintores bajo el encabezado "Extintores Obsoletos".
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SECCION 9
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Supresion sin agua
Extintores a Base de Agua Los agentes de extincion a base de agua incluyen agua, anticon gelante, chorro cargado, agente hfunedo, producto quimico hu medo y espuma. Todos excepto la AFFF, la FFFP y el producto quimico hfunedo son para usarse solamente en incendios Clase A. Todos los modelos que usan anticongelante, chorm cargado, AFFF, agente hUmedo y producto quimico hfunedo utilizan agua como una base a la cual se Ie agregan productos quimicos para mejorar el desempefio del extintor. Los modelos de anti congelante y chorro cargado tienen un tratamiento especial para resistir las bajas temperaturas; el aditivo en los extintores de chorro cargado es una solucion de sal metalica aIcalina. En los agentes humedos, se adiciona un material para reducir la ten sion superficial del agua de modo que esta tendra una mejor pro pagacion y penetracion. Los productos quimicos hfunedos incluyen, pero noestan limitados a, soluciones acuosas de ace tato de potasio, carbonato de potasio, citrato de potasio 0 com binaciones de estos materiales. Originalmente, los extintores a base de agua consistian en tres disefiosbasicos: (1) presion almacenada, (2) tanque de bomba y (3) de inversion. Sin embargo, en 1969 se des continuo la fabricacion de todos los extintores de inversion. En conse cuencia, la soda-acido y los agentes espumantes que se utiliza· ban exclusivamente en los extintores de inversion tambien se volvieron obsoletos. Los dos disefios restantes, de presion al macenada y tanque de bomba, se discuten mas adelante. Si se usan extintores ordinarios a base de agua, no de es puma, sobre incendios de liquidos inflamables 0 electricos, estos pueden propagar el fuego 0 lesionar al operador, 0 ambos. Des pues de la activacion de un extintor, el operador debe apuntarel chorro a la base de las llamas y moverlo de lado a lado 0 alrede dor del fuego. Cuando las llamas estan altas, el aIcance del cho rro [cerca de 9 m (30 pies)] debe usarse para aprovecharlo al maximo. A medida que disminuyen las llamas, es posible acer carse y cambiar e1 chorro solido a una pulverizacion manteniendo la punta de un dedo sobre el extremo de la boquilla. Un chorro pulverizado es mas efectivo sobre brasas en combustion. La com busti6n sin llama de asentamiento profundo 0 las areas encendi das deben mojarse totalmente. Si es necesario, debe usarse una herramienta de mana para separar los materiales que arden. Presion Almacenada. EI extintor a base de agua de presion al macenada mas comun contiene 9,5 L (2Y2 gal) y pesa cerca de 13,6 kg (30 Ib). Este puede operarse interrnitentemente, es re cargable y tiene un a1cance y un tiempo de descarga comparati vamente largos. Consiste en una sola camara que contiene agente y gas expelente. El montaje de la cabeza, inc1uye un tuba sifon, una combinaci6n de manija para transportarlo!palanca de operacion, una valvula de descarga, una valvula de aire y un ma nometro de presion, una manguera de descarga y una boquilla (Figura 9.5.1). El extintor es presurizado con aire 0 gas inerte por medio de una valvula tipo neumatico de automovil. EI rango de las presiones de carga es de 620 a 862 kPa (90 a 125 psi). Una "marca de llenado" esta estampada en muchos de los ex tintores ahtiguos a base de agua de presi6n almacenada a casi 152,4 mm (6 pulg.) de la parte superior; cuando se recargan, nunca se debe sobrepasar este nivel. Algunos modelos usan un
Tubo anti· sobrellenado
(a)
(b)
FIGURA 9.5.1 (a) Extintor de agua de presion almacenada con (b) primer plano del montaje de cabeza (Fuente: 8adger Powhatan)
dispositivo de tuba especial para prevenir e1 sobrellenado. En la mayoria de los modelos, la palanca de operacion se asegura por medio de un pasador de anillo que evita descargas accidentales. Para activar el extintor, coloque1o sobre el suelo. Sostenga sin apretar y con una mana la manija de combinacion y saque el pasador de anillo 0 con la otra mana suelte un pe queno pestillo. Luego tome la manguera en una mana y oprima la palanca de descarga con la otra. Tanques de Bomba. Hay disponibles dos tipos diferentes de tanques de bomba: uno es cilindrico y el otro esta hecho para usarse como un morral. EI modelo cilindrico tiene manijas para su transporte adheridas al recipiente 0 incorporadas a la manija de la bomba y el aguaes descargada poruna bomba incorporada de piston vertical de operacion manual, con una corta manguera de caucho conectada. La bomba es de doble activaci6n y des carga agua tanto en los golpes de piston ascendentes como en los
FIGURA 9.5.2 Extintor de incendios con tanque de bomba cilindrico
CAPiTULO 5
descendentes (Figura 9.5.2). Los model os cilfndricos estan dis ponibles con carcasas de cobre, acero 0 plastico. Para operar un tanque de bomba ciHndrico, coloquelo en el suelo y ponga un pie sobre Ia abrazadera de extension en Ia base para estabilizar Ia unidad. Para forzar el agua a traves de Ia man guera, bombee Ia manija hacia arriba y hacia abajo. Los tanques de bomba cilfndricos tienen dos caracteristicas que pueden ser ligeras desventajas: (1) para mover el extintor, el operador debe dejar de bombear y (2) la fuerza, aleance y duracion del chorro dependen, en parte, del operador. Los tanques de bomba eilindrieos pueden llenarse con agua corriente 0 con cargas antieongelantes recomendadas por el fabri cante. La sal comun y otros depresores del congelamiento pueden corroer el extintor 0 danar el montaje de Ia bomba. Los modelos con carcasa de cobre 0 pUistico no se corroen tan facilmente como el acero y se recomiendan para usarse con anticongelantes. Los tanques de bomba que se cargan en la espalda "back pack" se usan principalmente para incendios exteriores de ma torrales e incendios forestales. Como el nombre 10 implica, estos se Hevan sobre la espalda del operador. El tanque de bomba mas comun que se earga en la espalda contiene 19 L (5 gal) y pesa cere a de 23 kg (50 Ib) cuando esta Heno (Figuras 9.5.3 y 9.5.4). Aunque estan listados, los tanques de bomba que se cargan en la espalda no tienen una clasifieacion designada. Generalmente, el tanque se llena con agua eorriente, aunque se pueden usar agen tes anticongelantes, agentes humeetantes y otros agentes espe ciales a base de agua. EI tanque puede ser de fibra de vidrio, acero inoxidable, acero galvanizado 0 laton, 0 puede ser una
Bomba y boquillas
FIGURA 9.5.3 Extintor de incendios de tanque de bomba
que se carga en Ja espalda
FIGURA 9.5.4 Extintor de incendio de tanque de bomba que se carga en la espaJda con tanque de 19 L (5 gal) de fibra de vidrio y con activaci6n de Ja bomba tipo· tromoon en la boquiJJa
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Uso y mantenimiento de Jos extintores de incendios
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bolsa flexible de agua. Algunos modelos tienen una abertura grande con un fittro ajustado que permite un rellenado rapido y evita que entren materiales extranos y taponen la bomba. Este diseno tambien permite el rellenado a partir de fuentes tales como estanques, lagos y corrientes.
Extintores de Di6xido de Carbono El dioxido de carbono es un agente de gas comprimido y se co noce comunmente como CO2 , Aunque esta clasificado para uso en incendios Clase B y C, con frecuencia se usa efeetivamente en pequefios incendios Clase A. El dioxido de carbona evita la combustion por desplaza miento del oxigeno en el aire que rodea al incendio y por en friamiento del combustIble. Su principal ventaja es que no deja residuos, una consideracion que puede ser importante en labo ratorios y en areas en las cuales se prepara comida 0 se encuen tran equipos electronicos. Larapida expansion y reduccion de la presion del dioxido de carbono Hquido presurizado en el cilin dro tiene como resultado el efecto de enfriamiento y refrigera cion. Sin embargo, los extintores de di6xido de carbono tienen un alcance relativamente corto porque el agente es expulsado en forma de una nube de gasfnieve; estos tambien se yen afectados por el viento 0 corrientes de airc. Si se utiliza un extintor de dio xido de carbono en un area confinada 0 sin ventilaci6n, se deben tomar precauciones para que las personas no queden incons cientes por la falta de oxigeno. En todos los extintores de dioxido de carbono, el agente es retenido como un liquido entre 5516 y 6205 kPa (800 a 900 psi) a temperaturas por debajo de 31°C (88°F) y es autoexpulsado. El disefio del extintor consiste en un cilindro presurizado 0 car casa; un tuba sifon y una valvula para descargar el agente y una corneta de descarga 0 una combinaci6n de corneta y manguera. El tuba sif6n se extiende desde la valvula casi hasta el fondo de la carcasa, de modo que normalmente solo el dioxido de car bono liquido llega a la corneta de descarga hasta que cerca del ochenta por ciento del contenido ha sido descargado. EI veinte por ciento restante entra al tubo sifon como un gas. La nipida ex pansi6n de liquido a gas cuando se descarga la mayoria del dio xido de carbono convierte cerca del treinta por ciento delliquido en una "nieve" muy fria 0 en "hielo seco", el cualluego se su blima en un gas. Para operar un extintor de dioxido de carbono, sostengalo verticalmente por Sll manija de transporte, retire el pasador de cierre y apriete la palanca de operacion (Figura 9.5.5). A me nudo, en los modelos portatiles mas pequenos, la corneta de des carga esta conectada al montaje d~ la valvula por un tubo metalico, un conector de union giratoria y los modelos pueden ser operados con una mano. Los modelos portatiles mas grandes requieren las dos manos y sus cornetas de descarga estan co nectadas a una longitud de manguera. Los extintores con ruedas tienen una valvula cilfndrica con un pasador de anillo de cierre, una manguera larga de 4 a 12 m (15 a 40 pies) y un proyector que consiste en una corneta, una manija larga y una valvula de control. Una vez se abre la valvula cilfndrica, el operador con trola la descarga con la valvula sobre la manija del proyector. Debe tenerse cuidado de no tocar la corneta de descarga du rante Ia operacion, porque esta pllede volverse extremadamente
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SECCION 9
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Supresion sin agua
Palanca de desca Manijade transporte Di6xido de carbono en un estado fluido
Manijade transporte
Agente halogen ado Corneta de descarga
Manguera y boquilla de descarga
FIGURA 9.5.5 Extintor de incendios de dioxido de carbono
FIGURA 9.5.6 Extintor de incendios de presion almacenada con agente halogenado
fria. Si se utilizan extintores de dioxido de carbono a tempera turas bajo cero, la valvula puede permanecer abierta todo el tiempo 0 la descarga puede llegar a bloquearse a menos que se haya adicionado una carga especial de baja temperatura. Debido a que los extintores de dioxido de carbono tienen un alcance limitado y se yen afectados por corrientes de aire 0 vien tos, estos deben aplicarse tan cerca de la base de un incendio como sea posible. EI agente debe aplicarse incluso despues de que las llamas han sido extinguidas para que haya tiempo para el enfriamiento y evitar la reignicion. Debido al a1cance relativa mente corto de la descarga, los extintores de dioxido de carbona tienen una efectividad limitada en los grandes incendios Clase B. Para incendios de Hquidos inflamables, el metodo usual es co menzar en el borde cercano y barrer de lado a lado hacia la parte posterior del fuego. Sin embargo, existe otro metoda lIamado "aplicacion elevada". En este metodo, la corneta de descarga es dirigida hacia abajo en un angulo cercano a los cuarenta y cinco grados hacia el centro del area en combustion. Usualmente, no se mueve la corneta y el agente se esparce en todas direcciones. El metoda de barrido de lado a lado puede dar mejores resultados en incendios por derrames, mientras que el metodo elevado puede ser mas efectivo para los incendios confinados. Para los incendios que involucran equipos electricos, la descarga debe dirigirse a la fuente de las llamas. Es importante desenergizar el equipo tan pronto como sea posible para evitar una posible reignicion.
vos en incendios Clase A y B. Con excepcion del Halon 1301, estos agentes de extincion son agentes de chorro porque se des cargan como un chorro Hquido desde el extintor. Debido a sus propiedades fisicas, estos no necesitan proteccion contra el c1ima mo. Cuando en un incendio se usan agentes halogenados, los productos de descomposicion son una preocupacion para el usuario y para las personas en el area ya que los productos son toxicos. Normalmente, solo se forman pequefias cantidades de estos productos quimicos y, como una advertencia de su presen cia, despiden un olor acre. El uso de un extintor de agente halo genado en un incendio de gran intensidad como un gran incendio por derrame de liquidos inflamables producira grandes cantidades de productos de descomposicion. Aunque los agen tes halogenados son retenidos bajo presion en un liquido, se agrega una carga de refuerzo de nitrogeno 0 gas inerte para ase gurar una operacion apropiada. La aplicacion mas comlin para los extintores de agente ha logenado es para la proteceion de equipo electronico delicado como el de los cuartos de computadores. Como hay restriecio nes en la produecion del quimico Halon 1211 debido a preocu paciones ambientales, los extintores de agente de halocarbono estan empezando a ser instalados donde previamente e1 Halon 1211 era el agente de extincion preferido. Debido a estas preo eupaeiones, el uso de Halon 1211 esta siendo desalentado ex eepto en circunstancias especificas. El Halon 1211 nunea debe descargarse inadvertidamente a la atmosfera 0 usarse para pro positos de entrenamiento.
Extintores de Agente Halogenado
Extlntores de Producto Quimlco Seco
Los agentes halogenados se agrupan en dos categorias. Estas ca tegorias son (I) halones, que incluyen bromoclorodifluorome tano (Halon 1211), bromotrifluorometano (Halon 1301) y mezc1as de Halon 1211 y Halon 1301 y (2) halocarbonos, los cuales inc1uyen hidroclorofluorocarbono (HCFC), hidrofluoro carbono (HFC), perfluorocarbono (PFC) y fluoroyodocarbono (FIC) (Figura 9.5.6). Con frecuencia, estos agentes extintores son llamados "agentes limpios" porque no dejan residuos. Los agentes halogenados no solo no dejan residuos, sino que son virtualmente no corrosivos y no abrasivos y son efecti-
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Hay dos clases basicas de agentes qufmieos secos: (I) produc tos quimicos seeos ordinarios, los cuales est{m clasificados B:C e incluyen bicarbonato de sodio, biearbonato de potasio (Pur pura K), bicarbonato de potasio y urea (Monnex®) y agentes a base de cloruro de potasio; y (2) produetos quimicos secos mul tiproposito, agentes a base de fosfato de amonio, los cuales 10 gran la clasificacion A:B:C. Tambien existen dos disefios basicos de extintores de produeto quimico seeD: uno usa un car tueho presurizado separado 0 un cilindro de gas para expulsar el
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CAPiTULO 5
agente (extintor operado por cartucho 0 cilindro) y el otro pre suriza la camara del agente para el mismo proposito (extintor de presion almacenada). EI de presion almacenada es el que se uti liza mas ampliamente. Es el mas adecuado para areas donde se anticipa un uso poco frecuente y donde esta disponible personal con conocimientos pnicticos y con equipo profesional de re carga. En cambio, el tipo operado por cartucho puede recargarse rapidamente en ubicaciones remotas sin equipo especial. EI tamafio, clasificaci6n y metodo de operaci6n de cual quier extintor en particular depende de su disefio y del agente. En las areas donde es necesaria proteccion Clase A:B:C, los extintores a base de agua pueden omitirse 8i se instalan extintores dc producto quimico seco multiproposito. Sin embargo, en todas las condiciones estos no reemplazan a los extintores a base de agua. Cuando se escoge un extintor de producto quimico seco para proteccion Clase C, cs importante recordar que el c1oruro de potasio y el fosfato de amonio son mas corrosivos que los otros productos quimicos secos. Los diferentes extintores de producto qufmico seco poseen ciertas caracteristicas comunes. Los extintores de producto qui mico seco pueden ser descargados mientras son transportados y en todos se puede detener momentaneamente la descarga para conservar el agente. Los productos quimicos secos tambien pue den usarse simultaneamente con agua, en chorras continuos 0 pulverizados. Pueden ser necesarias boquillas especiales de largo alcance para algunas areas muy peligrosas, como aquellas con gases presurizados y Jiquidos inflamables. Los productos quimicos secos se dispersan menos facilmente por el viento que el dioxido de carbono, aunque los productos qufmicos secos pueden ser mas efectivos durante las condiciones de mucho viento si e1 viento esta a espaldas del operador. 8i los productos qufmicos secos se usan sobre equipo elec trico energizado mojado, como postes de servicio publico em papados por la Iluvia, dispositivos de distribucion de alto voltaje y transformadores, se pueden agravar los problemas de fugas electricas. La combinacion de producto quimico seco con hu medad proporciona un camino e1ectrico que puede impedir que el aislamiento sea efectivo. En tales casos, todas las trazas de producto quimico seco deben ser retiradas despues de que el in cendio haya sido extinguido. Aunque todos los productos qufmicos secos son tratados para repeler el agua, e8t08 pueden solidificarse si se exponen al agua. Por 10 tanto, es importante evitar exponerl08 a cualquier humedad durante el almacenamiento, manipulacion y recarga. Las especi ficaciones de los fabricantes deben seguirse cuidadosamente. Los productos quimicos secos ordinarios se clasifican para uso en incendios Clase B: C, pero tambien pueden usarse en fue gos Clase A para vencer las llamas rapidamente hasta que pueda obtenerse algo mas apropiado. Cuando se usan en incendios de liquidos inflamables, el chorro debe dirigirse a la base de la llama. Hay que atacar el fuego cerca del borde y mover la des carga hacia la parte posterior del incendio mientras con la bo quilla se hace un barrido de lado a lado. No hay que dirigir la descarga inicial directamente sobre la superficie en llamas desde una corta distancia [menos de 1,5 a 2,4 m (5 a 8 pies)], porque la alta velocidad del chorro puede salpicar y extender el mate rial en combustion. Los extintores de producto quimico seco multiproposito
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Uso y mantenimiento de losextintores de ineendios
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deben usarse exactamente de la misma manera que los agentes quimicos secos ordinarios en incendios Clase B. En incendios ClaseA, los agentes multiproposito se ablandan y se adhieren a las superficies calientes. De esta manera, e8tos forman una capa que sofoca y aisla el combustible del fuego. EI agente en 8i mismo tiene poco efecto de enfriamiento y no puede penetrar bajo la superficie en llamas. Por esta raz6n, puede ser dificil ex tinguir incendios de asentamiento profundo a menos que el agente sea descargado debajo de la superficie 0 que e1 material se rompa y se propague. Los productos quimicos secos extinguen los incendios al interferir con la propagacion de la reaccion en cadena de la com bustion, la cual reduce la concentracion de radicales "libres" presentes dentro de las llamas. EI producto quimico seco se des compone termicamente y evita que continue el proceso llame ante. En otras palabras, la descarga de producto quimico seco dentro de las llamas evita que se reUrran las particulas reactivas y continuen la reaccion en cadena de la combustion. Operados por Cartucho. Los exhntores de producto quimico seco tipo cartucho tienen una camara en la cual e1 agente se man hene a presion atmosferica; la camara tiene una abertura grande en la parte superior a traves de la cual se puede llenar e1 extin tor. En la mayoria de los modelos, conectado al costado del ex tintor hay un pequeno cartucho de gas propulsor, de di6xido de carbona 0 de nitrogeno, enroscado en una valvula de perforaci6n y un montaje dc tuba de gas. EI agente es descargado a traves de la manguera conectada al borde inferior de la carcasa y la des Carga es controlada por una boquilla con mango de presion al final de la manguera (Figura 9.5.7). Los extintores operados por cartucho deberian recargarse una vez hayan sido presurizados. Aun si no se ha liberado agente, el gas propulsor puede esca parse en varias horas. Para activar un extmtor operado por cartucho, mantengalo vertical 0 sitiie10 sobre el suelo. Retire la boquilla de su soporte y sostengala con una mana mientras primero empuja hacia abajo la palanca de perforaci6n antes de apretar la boquilla. Al empu-
FIGURA 9.5.7 Extintor de ineendios de produeto qufmieo seeD operado por eartueho (Fuente: Ansullneorporated)
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SECCION 9
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Supresion sin agua
jar la palanca de perforacion se libera el propulsor desde el car tucho y se presuriza el agente del cilindro. En algunos modelos, puede ser necesario retirar un pasador de cierre antes de empu jar la palanca de perforacion. Esta operacion requiere dos manos, una para sostener el dispositivo y la otra para liberar y dirigir la descarga. No perrnanezca directamente sobre el extin tor cuando 10 presurice.
De Presion Almacenada. Los extintores de producto qufmico seco con este metodo expelente estan disponibles en modelos recargables y de carcasa desechable. Los model os mas desecha bles tienen un cilindro desechable sellado de fabrica, que con tiene agente y gas propulsor que esta enroscado en la vahula y el montaje de la boquilla. Algunos modelos pequefios estan di sefiados para que todo el dispositivo pueda ser desechado des pues de usarse. Una vez se ha usado este tipo de dispositivo, este debe reemplazarse, aun si solo se ha descargado una pequefia cantidad de agente, porque el gas propulsor se escapara, no de jando presion para descargar el agente. Los extintores recargables de presion almacenada vienen en dos tipos. En ambos, el agente y el gas propulsor estan en la carcasa del extintor. Cuando se activa el extintor, el agente es obligado a subir por el tube sifon, donde su descarga es contro lada por el operador. Un tipo de extintor tiene un montaje de val vula roscada y una combinaci6n de palanca de operacion y manija de transporte que se atomilla en una abertura en la parte superior de la carcasa. Para activario, libere el dispositivo de cie rre y oprima la palanca de operacion (Figura 9.5.8). En los ta manos mas pequefios de este extintor, solo se necesita una mano para operar el dispositivo porque la boquilla es parte del mon taje de la valvula. Los tamafios mas grandes requieren dos manos para su operaci6n, una para presionar la palanca y trans portar el dispositivo y la otra para dirigir la descarga del agente desde la manguera. El otro extintor recargable de producto qufmico seco de presion almacenada (pre-197 5) tiene una palanca de descarga y una manguera conectada al montaje de la tapa que cubre la aber tura de llenado. La manguera tiene una boquilla con mango de presion para controlar la descarga. Para activarlo, saque el pa sador de anillo y presione hacia abajo la palanca de descarga. EI agente se desplazara a traves de la manguera hasta la boquilla,
donde su descarga puede ser controlada presionando la boquilla. Se necesitan dos manos para operar este extintor, una para trans portarlo y la otra para liberar y dirigir el chorro de descarga.
Extintores de Polvo Seco Los extintores de polvo seco estan disenados para usarse en in cendios Clase D, los cuales involucran metales combustibles. El agente y los metodos de aplicaci6n deben escogerse de acuerdo con las recomendaciones de los fabricantes. El agente puede apli carse al incendio desde un extintor 0 con un recogedor y una pala, dependiendo del tipo de agente y del metal. En cualquier caso, el agente debe aplicarse de modo que cubra el fuego y fonne una capa sofocante. En los puntos calientes puede ser necesario mas agente. Debe tenerse cui dado para no esparcir el material en lla mas, el cual no se debe tocar hasta que se haya enmado. Si hay un incendio en metales combustibles finamente divi didos 0 en desechos de aleaciones de metal combustible que estan mojados 0 si uno de tales incendios se moja con agua 0 con lubricantes de maquinaria solubles en agua, el metal puede arder rapida y violentamente. Tales incendios pueden volverse tan ca lientes que es irnposible acercarse 10 suficiente para aplicar agen tes de extinci6n. Si el metal que arde esta en una superficie combustible, este debe cubrirse con polvo seeo. Despues, debe esparcirse cerca una capa de 25 0 50 mm (102 pulg) de polvo y el metal en llamas debe moverse con una pala dentro de la misma. Actualmente hay disponible un extintor portatil de polvo seco operado por cartucho [13,6 kg (30 Ib)] (Figura 9.5.9). Los modelos con ruedas estan disponibles en tamafios de 68 y 159 kg (150 y 350 lb). El agente extintor es cloruro de sodio con adi tivos que hacen que este fluya libremente. Tambien se adiciona material terrnoplastico para unir las particulas de cIoruro de sodio en una costra s61ida cuando se aplica a un incendio. Con la boquilla totalmente abierta, el modele portatil tiene un aIcance de 1,8 a 2,4 m (6 a 8 pies). El metodo de aplicaci6n del agente depende del tipo, can tidad y forma fisica del metal en combustion. Si el fuego esta muy caliente, la descarga debe comenzar al aIcance maximo con la boquilla totalmente abierta. Una vez se ha establecido el con trol, la boquilla debe cerrarse parcialmente para producir un flujo blando, pesado de modo que pueda lograrse un cubri miento completo a corto aIcance. Detalles mas completos deben
Tapa
Palanca de perforacion
Manijade transporte
Cartucho degas
Tubo de gas
FIGURA 9.5.8 Extintor de incendios de producto qufmlco seco
de presion almacenada (Fuente: Buckeye Fire Equipment)
FIGURA 9.5.9 Extintor de polvo seco
CAPiTULO 5
obtenerse del fabricante. A granel, los agentes de polvo seeD estan disponibles en baldes de 18 0 23 kg (40 0 50 lb) y tambores de 159 kg (350 lb). Los dos agentes mas comunesson c1oruro de sodio y polvo G I. EI ultimo consiste en un grafito granular, c1asificado, al cual se Ie han agregado compuestos que contienen fosforo. EI c1oruro de sodio puede usarse en un extintor 0 aplicarse manualmente. El agente G-l debe aplicarse a mano. Cuando se aplica G-l a un incendio de metales, el ealor del incendio hace que los com puestos de fosforo generen vapores que cubren el incendio yevi tan que el aire llegue al metal en llamas. El grafito, que es un buen conductor de calor, enfria el metaL
Extintores de Espuma Formadora de Pel! cula Acuosa (AFFF) y de Espuma Fluoro protefnica Formadora de Pelfcula (FFFP) Estos agentes de extincion contienen surfactantes formadores de peHcula acuosa, Cuando se agregan al agua, la AFFF y la FFFP forman soluciones que crean una espuma cuando se descargan a traves de una boquilla de aspiracion. En incendios Clase A, estos agentes enman y penetran para reducir las temperaturas por debajo del nivel de ignicion. En incendios Clase B, estos actuan como una barrera para exc1uir oxigeno de la superficie del combustible. Actualmente, las AFFF y FFF'P estan disponibles en mo delos de presion almacenada de 9,5 L (2 Y2 gal) con clasifica ciones 3-A:20-B. Estos modelos descargan su contenido en aproximadamente cincuenta segundos y tienen un alcance de 6 a 8 m (20 a 25 pies). Deben instalarse solo en areas que no esmn sujetas a tempcraturas por debajo de 4°C (40°F). Hay tambien unidades de 125,4 L (33 gal) con clasificaciones 20-A: 160-B. Estos tipos de cxtintores se parecen mucho a los extintores dc presion almaccnada, excepto por sus boquillas especiales de aspiracion (Figura 9.5.1 0). En los incendios de liquidos infla mables de profundidad apreciable, los mejores resultados se ob tienen cuando la descarga se hace contra el interior del muro trasero de la tina 0 tanque justamente sobre la superficie en lla-
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Uso y mantenimiento de los extintores de incendios
9-75
mas, la cual debe permitir la propagacion natural de la espuma sobre elliquido en combusti6n. Si esto no es posible, el opera dor debe pararse 10 suficientemente lejos del incendio para per mitir que la espuma caiga ligeramente sobre la superficie en llamas en vez de que esta salpique dentro delliquido ardiente. Cuando sea posible, el operador debe caminar alrededor del in cendio mientras dlrige el chorro para obtener el maximo cubri miento durante la descarga. Para los incendios por derrame de Hquidos inflamables, la espuma puede hacerse fluir sobre una superficie en combustion haciendola rebotar del piso exacta mente enfrente del area incendiada. EI operador nunca debe dar la espalda al fuego, ya que el combustible sin quemar puede en cenderse de nuevo. Para los incendios de combustibles ordina rios, la espuma puede usarse para cubrir directamente la superficie en combustion. La espuma no es efectiva en Hquidos y gases inflamables que escapan bajo presion, ni es apropiada para incendios que involucran eteres, alcoholes, esteres, ace tona, diluyentes de lacas, disulfuro de carbono y otros liquidos inflamables que rompen 0 penetran la capa de espuma.
DISTRIBUCION DE LOS
EXTINTORES DE INCENDIOS
No importa cuan cuidadosamente se escojan los extintores para que correspondan con los riesgos de un area ni la habilidad de la gente que los usara, e8tos no seran efectivos a menos que sean faciles de ubicar. Algunas veces los extintores se tienen a la mano, como en las operaciones de soldadura, pero, con mayor frecuencia, uno tiene que ir desdeel incendio hasta el extintor y regresar antes de comenzar a apagar el fuego. En tales casos, la distancia de recorrido al extintor mas cercano es muy imp or tante. La distancia de recorrido es la distancia real que alguien debe caminar alrededor de particiones, a traves de vanos de puertas y pasillos y as! sucesivamente para llegar al extintor. Cuando se instalan extintores, hay que seleccionar ubica ciones que proporcionen una distribuci6n uniforme, que sean de facil acceso y esten relativamente libres de bloqueos temporales, cerca de rutas de desplazamiento, cerca de salidas y entradas, li bres del potencial de dafios fisicos y faciles de ubi car.
Montaje de los Extintores
Tubo anti sobrellenado
Boquillade/ espuma con aspiraci6n de aire
FIGURA 9.5.10 Extintor de espuma (AFFF) formadora de pelfcula acuosa (Fuente: Amerex)
Si un extintor falla, este puede lesionar a alguien 0 resultar tan da fiado que debe ser reemplazado. Los extintores deben montarse en muros 0 columnas con soportes colgantes firmemente asegu rados de modo que estos esten sostenidos adecuadamente. Algu nos extintores se instalan en gabinetes 0 en nichos en los muros. Las instrucciones de operacion siempre deben mirar hacia afuera y el extintor debe estar situado de manera que pueda ser retirado facilmente, Los gabinetes deben mantenerse limpios, secos y ventilados si estan instalados en ubicaciones exteriores. En los lugares donde los extintores se pueden desprender, hay disponibles abrazaderas especificamente disefiadas para hacer frente a este problema. En las areas donde estos estan su jetos a dana fisico, como pasadizos de bodegas, la protecci6n contra el impacto es importante. En grandes areas abiertas, como hangares de aeronaves, los extintores pueden montarse en pe
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Supresi6n sin agua
destales moviles 0 en carretillas con ruedas. Para mantener cierto patron de distribucion y especificar la localizacion dese ada, las ubicaciones deben marcarse sobre el piso. La NFPA 10 especifica los espacios fibres sobre el suelo y las alturas de montaje, con base en el peso del extintor, como sigue: 1 . Los extintores con un peso bruto que no exceda 18 kg (40 Ib) deben instalarse de modo que la parte superior del ex tintor no este a mas de 1,5 m (5 pies) por encima del piso. 2. Los extintores con un peso bruto superior a 18 kg (40 Ib), excepto los tipos con ruedas, deben instalarse de modo que la parte superior del extintor no este a mas de 1 m (3 Y2 pies) por encima del piso. 3. En ningim caso el espacio libre entre la parte inferior del extintor y el pi so debe ser inferior a 100 mm (4 pulg). Cuando los extintores se instalan en camiones industriales, vehiculos, botes, aeronaves, trenes y simi!ares, deb en usarse so portes especiales de montaje comercializados por el fabricante. Tambien es importante que el extintor sea ubicado a una distan cia segura del riesgo de modo que no llegue a verse involucrado en el incendio.
Distribuci6n de Extintores para Combustibles Clase A La Tabla 9.5.1 es una guia para determinar el nfunero minimo y la c1asificacion de los extintores para incendios Clase A que se requieren en cualquier area en particular. Algunas veces, pueden ser necesarios extintores con c1asificaciones superiores a las in dicadas en la Tabla 9.5.1 debido a los peligros del proceso, con figuracion del edificio y demas, pero en ningim caso se debe
TABLA 9.5.1 Tamafio y ubicaci6n del extintor de incendios para riesgos c/ase A Ocupaci6n de Riesgo Ugero (Bajo) Clasificaci6n minima para un solo extintor Maxima area util por unidad de A Maxima area util par extintor Maxima distancia de recorrido al extintor
2-AB
3000 pies
4-Ab
2-Aa
2
11 250 pies2
75 pies
Ocupaci6n
de Riesgo Ocupaci6n
Ordinario de Riesgo
(Moderado) Extra (Alto)
1500 pies
2
2
1000 pies
11250 pies2 11250 pies2
75 pies
75 pies
Para unidades 51: 1 pie = 0,305 m; 1 = 0,0929 SHasta 2 extintores tipo agua, cada uno con clasificaci6n 1-A, pue den usarse para satisfacer los requisitos de un extintor clasificado 2-A. bDos extintores tipo agua de 9,46 L (2% gal), pueden usarse para satisfacer los requisitos de un extintor clasificado 4-A
superar la distancia maxima de recorrido recomendada. El primer paso cuando se calcula cuantos extintores Clase A son necesarios, es para determinar si una ocupacion es de riesgo ligero, ordinario 0 de riesgo extra, de acuerdo con la NFPA 10. A continuacion, se debe equiparar la capacidad del extintor con el riesgo de la ocupacion para determinar el area maxima que un extintor puede proteger. La Tabla 9.5.1 tambien especifica la distancia maxima de recorrido 0 la distancia real a pie. Para extintores ClaseA, esta es de 23 m (75 pies). Por ejem plo, cada extintor de agua de presion almacenada de 9,5 L (2Y2 gal) c1asificado 2-A protegera un area de 279 m2 (3000 pies2) en una ocupacion de riesgo ordinario, pero solo 186 m2 (2000 pies 2) en una ocupacion de riesgo extra. La figura de 1044 m2 (11 250 pies 2) en la Tabla 9.5.2 es usada en lugar de 1115 m 2 (12 000 pies2), los cuales pueden pa recer un incremento progresivo normal. Esto es por causa del largo del cuadrado en el interior del circulo con un radio de 23 m (75 pies) sedan 32 x 32 m (106 xl06 pies) 0 1044 m2 (ll 250 pies). Porque los edificios son usualmente rectangula res, EI area maxima abierta donde puede tener y cumplir ca balmente con los 23 m (75 pies) distancia reglamentaria del recorrido. Figura 9.5.11 El area que puede ser protegida por un extintor de incendios con una determinada c1asificacion A se muestra en la Tabla 9.5.2. Estos valores se determinan por la multiplicacion del area 6til maxima por unidad de A que se muestra en la Tabla 9.5.2 por las diferentes cIasificaciones A hasta que se sup ere un valor de 1044 m 2 (11 250 pies2). La NFPA 10 tambien especifica que hasta la mitad de la do tacion de extintores para incendios Clase A, puede ser reempla zada por pequeiias estaciones de manguera [38 mrn (1Y2 pulg) espaciadas uniformemente. Sin embargo, las estaciones de man guera y los extintores deben ubicarse de modo que las estaciones de manguera no reemplacen mas de uno de cada dos extintores. Los ejemplos siguientes ilustran el nfunero y ubicacion de los extintores de acuerdo con el riesgo de la ocupacion y la cIa sificacion de los extintores. El edificio de muestra tiene 46 por 137 m (150 por 450 pies), 10 cual da un area uti! de 6270 m 2 (67 500 pies2). Aunque se presentan varias maneras diferentes
TABLA 9.5.2 Area maxima que debe ser protegida por extintor (pies2) Clasificacion claseA Ocupaci6n mostrada sobre de riesgo ligero (Bajo) el extintor 1A 2A 3A 4A 6A 10A 20A 30A 40A Para unidades 51: 1 Nota: 1044 m2 (11
6000 9000 11250 11 250 11 250 11250 11250 11250
Ocupaci6n de riesgo ordinario (moderado)
Ocupacion de riesgo extra (Alto)
3000 4500 6000 9000 11 250 11 250 11250 11250
4000 6000 10000 11 250 11 250 11250
CAPiTULO 5
•
Uso y mantenimiento de los extintores de incendios
9-n
(6000 pies 2). EI ejemplo 3 es para extintores que tengan la cla sificaci6n minima permitida por la Tabla 9.5.1 con las areas de proteccion minima correspondientes. Como se incrementa el ml mere de extintores de menor clasificacion, generalmente cum pIir el requisito de distancia de recorrido se convierte en un problema menor.
EJEMPL02: 2-A
Extintores para ocupaci6n de riesgo ligero
4-A
Extintores para ocupacion de riesgo ordinario
6-A
Extintores para ocupacion de riesgo extra
2-A
Extintores para ocupacion de riesgo ligero
67500 3000 =23
2-A
Extintores para ocupacion de riesgo ordinario
67500::: 17 4000
4-A
Extintores para ocupacion de riesgo extra
67500 -12 6000 -
FIGURA 9.5.11 Area maxima protegida por el extintor. EI cuadrado sombreado muestra el area maxima [1044 rrf2 (11 250 piesZ)] que puede proteger que un extintor dentro de los limites de un radio de 23 m (75 pies) 450 pies (137.2 m)
FIGURA 9.5.12 Representaci6n diagramatica de extintores loca/izados a 10 largo de muros exteriores del editicio de 46 x 137 m (150 x 450 pies). Los puntos grandes representan extintores. Las areas sombreadas indican "vacios" que estan mas alia de 23 m (75 pies) del extintor mas cercano
EJEMPL03: 67500 -12 6000 -
Los extintores deben instalarse en muros exteriores 0, como se muestra en la Figura 9.5.13, sobre column as de edificios 0 muros interiores y cumplir con las reglas de distribuci6n y de distancia de recorrido. La disposicion ilustrada en la Figura 9.5.14 muestra extin tores agrupados sobre columnas de edificios 0 muros interiores en una forma que sigue cumpliendo con las reglas de distribu cion y de distancia de recorrido.
de colocar los extintores, se podrian haber usado una serie de ubicaciones diferentes con resultados similares. EI primer ejemplo demuestra la ubicacion a los limites del area de protecci6n maxima [1044 m 2 (II 250 pies2)] permitida por cada extintor en la NFPA 10 para cada clase de ocupaci6n. La instalaci6n de extintores con clasificaciones mas altas no afectan\. la distribucion 0 ubicacion.
450 pies (137.2 m)
EJEMPLOl:
67500 11 250 = 6
4-A
Extintores para ocupacion de riesgo ligero
10-A
Extintores para ocupacion de riesgo ordinario
20-A
Extintores para ocupacion de riesgo extra
Esta colocaci6n a 10 largo de muros exteriores puede no ser aceptable porque esta violando claramente la regIa de distancia de recorrido (Figura 9.5.12). En cambio, se requiere la reubica cion y/o extintores adicionales. EI ejemplo 2 es para extintores de incendios que tengan cla sificaciones que correspondan a la proteccion de areas de 557 m 2
FIGURA 9.5.13 Configuraci6n de 12 extintores instalados sobre columnas del edificio 0 muros interiores, cumpliendo los requisitos para distancia de recorrido y distribuci6n de extintores
450 pies (137,2 m)
E ,...
~
'" .!!l
c.
15 .... FIGURA 9.5.14 Extintores agrupados
9-78
SECCION 9
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Supresion sin agua
Distribuci6n de Extintores para Combustibles Clase B Los riesgos de incendios Clase B caen dentro de dos categorias distintas. La primera incluye liquidos con una profundidad de 6,4 mm CI4 pulg) 0 menos y la otra incluye Hquidos con una pro fundi dad superior a 6,4 rum el4 pulg). En las areas donde los liquidos no alcanzan una profundi dad apreciable, deben instalarse extintores de acuerdo con la Tabla 9.5.2. La razon por la que la distancia basica de recorrido maximo para extintores Clase B es de 15 m (50 pies), a diferen cia de la distancia de 23 m (7 5 pies) para extintores Clase A, es que los incendios de liquidos inflamables alcanzan su maxima intensidad casi inmediatamente y por 10 tanto el extintor debe estar muy cerca. Con extintores de clasificacion mas baja, la dis tancia de recorrido se reduce a 9 m (30 pies). Aun cuando la Tabla 9.5.3 especifica las maximas distan cias de recorrido para extintores en incendios Clase B, se debe usar el sentido comun cuando de hecho se instalen los disposi tivos. Mientras mas cerca este elextintor al riesgo, mejor, hasta el punto en el cual un incendio pueda danar u obstruir el acceso hasta el dispositivo. Cuando los liquidos inflamables aIcanzan una profundidad apreciable, el nfunero de clasificacion del extintor, excepto para los tipos de espuma, deben tener al menos dos veces el numero de m2 (pies cuadrados) de area de superficie del tanque mas grande en el area, asumiendo que se cumplen los otros requisi tos. Las distancias de recorrido especificadas por la Tabla 9.5.3 tambien deben usarse para ubicar los extintores con el fin de proteger los puntos de riesgo. Algunas veces, se puede instalar un extintor para suministrar proteccion contra varios riesgos di ferentes, siempre que no se superen las distancias de recorrido. Cuando hay tanques del proceso abiertos con Hquidos in flamables y con areas superficiales superiores a I m2 (10 pies2), no se debe depender completamente en los extintores de incen dios. A menudo es aconsejable considerar la instalacion de sis temas fijos de proteccion contra incendios en estos tanques debido al tamano e intensidad potencial del incendio que podria ocurrir. Si se instala un sistema fijo de proteccion que sea ade cuado para incendios Clase B, entonces se puede no aplicar el requisito del extintor para el riesgo 0 riesgos, que este protege, aunque no para la estructura completa 0 para cualquier otro
riesgo espec;ial en el area. Los extintores portatiles pueden ser utiles inclusocuando se han instalado sistemas fijos de protec cion, en caso de que un tanque en llamas derrame liquido por fuera del aIcance del equipo fijo 0 de que se inicie un incendio cerca a un tanque y no dentro del mismo. Los liquidos y gases inflamables presurizados no se almace nan en recipientes abiertos y no es posible seleccionar extintores para ellos de acuerdo con los requisitos de m 2 (pie2). En cambio, se deben escoger extintores con boquillas especiales y tasas de aplicaciOn del agente. Usualmente, los fabricantes de estos extin tores especializados recomiendan cuales de ellos son los apropia dos. Sin embargo, en general no se debe hacer ningtin intento para extinguir incendios de combustibles presurizado~ a menos que pueda cerrarse con prontitud la fuente de combustible. Como los incendios Clase B se pueden volver muy intensos muy rapidamente, el caudal de flujo y la duracion de la descarga de un agente son muy importantes. Por estas razones, la NFPA 10 no perrnite sustituir dos 0 mas extintores de clasificaci6n mas baja para las clasificaciones minimas, excepto para ciertos extin tores de espuma. La excepcion permite la sustitucion dado que la espuma "asegura" progreslvamente un incendio, y la espuma de un extintor es efectiva durante el tiempo que toma traer otras uni dades a la operaci6n. Sin embargo, con los extintores de dioxido de carbono y producto qufmico seco, cuatro extintores clasifica dos 5-B no son iguales a un extintor clasificado 20-B; el extintor mas grande tiene un mayor caudal de tlujo en kilogramos por se gundo (libras por segundo) y un tiempo mas largo de descarga continua que los modelos mas pequeftos. Hay disponibles extintores con ruedas con clasificaciones desde 20-B hasta 480-B. Estos estan diseftados principalmente para combatir inc~ndios exteriores ysolo los deben utili7..ar empleados entrenados. Estos debcn distribuirse de acuerdo con las reglas de distancia de recorrido de 15 m (50 pies), aunque la autoridad com petente puede autorizar distancias de recorrido mas largas. A continuaci6n, se presenta un problema de muestra de la NFPA 10 para la proteccion con extintores portatiles.. Problema de Muestra. Un edificio de oficinas de ocupacion ligera va a ser protegido por extintores portatiles de incendios. El area util es de 1031 m 2 (11 100 pies 2) y de disefto inusual (Fi gura 9.5.15).
TABLA 9.5.3 Tamafio y ubicacion del Extintor de Incendi6s para riesgos Clase B exceptuando proteccion de Tanques de Uquidos Inflamables de capa profunda
Tipo de
~~~~ 8ajo Moderado Alto
Clasificaci6n minima basica de exterior 5-8 10-8 10-8 20-8 40-8 80-8
'-"AA,"A,--r
Distancia maxima de desplazamiento a los extintores pies (m) 30 50 30 50 30 50
(9) (15) (9) (15) (9)
3
..--,'
IAAAAA'
30 pies (9,1 m)
o~~=~_+_ 30 pies (9,1 m)
0---4
2'---- - - - - . - - - - .
-t-
30 pies (9,1 m)
Plan del piso
FIGURA 9.5.15 Plano del piso
CAPiTULO 5
La seleccion mas comun de extintores de incendios debe ser los modelos de agua a presion almaeenada de 9,46 L (212 gal) con clasiflcaeion 2A. De acuerdo con la Tabla 9.5.1 (Tabla 3-2.1 de la NFPA 10), se necesitan dos extintores de ineendios. Los requisitos de distaneia de reeorrido son 22,7 m (75 pies) como maximo. Las dos unidades se ubiean en los puntos 1 y 2 y se haee una verificacion sobre el requisito de distancia de recorrido. Debido a la forma inusual del area, se encuentra que las areas sombrea das superan la distancia de 22,7 m (75 pies). Se necesitan dos ex tintores de incendios adicionales (en los puntos 3 y 4). Los extintores de incendios adicionales ofrecen mas flexibilidad en la ubicacion y se indican emplazamientos alternativos. Para de terminar la distancia de recorrido, es importante considerar todas las particiones, muros 0 cualquier otra obstrucci6n. Como un elemento adicional, considere que el area A con tiene un pequefio departamento de impresion y duplicacion que utiliza Hquidos inflamables. Esta area se considera como un riesgo ordinario Clase B. Para proteger esta area debe incluirse en las es pecificaciones un extintor de incendios 10- B:C 0 20-B:C. Actualmente hay dos alternativas que deben ser considera das. Primero, se puede incluir en las especificaciones un quinto extintor de incendios, de dioxido de carbono 0 de producto qui mico seco ordinario, con unaclasificacion de 10- B:C 020- B:C. Segundo, el extintor de incendios de agua en el punto 2 puede ser reemplazado con un extintor de incendios de producto quf mico seco multiproposito que tenga una clasificacion de al menos 2-A:1O-B:C. Este debe estar localizado cerca del punto B, teniendo en mente la distancia de recorrido de 23 m (75 pies) para la proteccion 2-A y la distancia de recorrido de 9,1 m 0 15,25 m (30 0 50 pies) para la proteccion Clase B que propor ciona este extintor de incendios.
Distribucion de Extintores para Combustibles Clase C Se requieren extintores para incendios Clase C dondequiera que haya equipo electrico vivo. Esta clase de extintor contiene un agente no conductivo, usualmente di6xido de carbono, producto quimico seco 0 un agente halogenado. Una vez se corta la energia para el equipo electrico vivo, el incendio se convierte en un fuego Clase A 0 Clase B, depen diendo de la naturaleza del equipo electrico en combustion y del material que arde en los alrededores. Deben seleccionarse ex tintores para incendios Clase C de acuerdo con el tamafio del
•
Uso y mantenimiento de los extintores de incendios
9-79
equipo electrico; la eonfiguracion de este mismo equipo, parti cularmente los cerramientos de las unidades, las cuales influyen en la distribucion del agentc; y el alcance del chorro del extin tor. En las instalaciones gran des de equipos electricos donde la continuidad de la energia es critica, es deseable la proteccion contra incendios fija. Pero incluso cuando existe proteccion con tra incendios fija, se recomienda que para manejar fuegos inci pientes se suministren algunos extintores Clase C.
Distribucion de Extintores Clase 0 Es particularmente importante que los extintores apropiados esten disponibles para incendios Clase D. Dado que las propie dades de los metales combustibles difieren, incluso un agente para incendios Clase D puede ser peligroso 8i se utiliza sobre el metal equivocado. Los agentes deben escogerse cuidadosarnente de acuerdo con las recomendaciones de los fabricantes. Nor malmente, la cantidad requerida de agente se calcula de acuerdo con el area de superficie del metal, mas el estado y forma del metal, los cuales pueden contribuir con la severidad del incen dio y causar el "ca1cinamiento"del agente. Por ejemplo, los in cendios en limaduras de magnesio son mas dificiles de extinguir que los incendios en desechos de magnesio y se necesita mas agente para las limaduras de magnesio. La distancia de recorrido maxima para todos 105 extintores para incendios Clase D es de 23 m (75 pies).
BIBLIOGRAFiA Referencias Citadas
1. Carson, W. G., and Klinker, R. L., Fire Proteclion Systems, In spection, Test, & Maintenance A1anual, 3rd ed., National Fire Protection Association, Quincy, MA, 200 I.
2. Methods/or Hydrostatic Testing o/Compressed Gas Cylinders, Pamphlet C-I, Compressed Gas Association, 1996, Chantilly, VA. 3. Standards/or Visual Inspection o/Steel Compressed Gas Cylin ders, Pamphlet C-6. Compressed Gas Association, 2001, Chan tilly, VA.
COdigos, normas y practicas recomendadas NFPA La consulta de los siguientes c6digos, nonnas y pnicticas recomendadas de la NFPA suministrara mayor infonnaci6n sobre el uso y manten imiento de los extintores de incendios discutidos en este capitulo. (Con suite la ultima version del Cat:Uogo NFPA para conocer la disponibilidad de las ediciones actuales de los siguientes documentos). l\'PPA 10, Standard for Portable Fire Extinguishers
n nivel aceptable de seguridad contra incendios se obtiene analizando una estructura, ed ificio 0 complejo como un todo, incluyendo la evaluacion de la seguridad humana (medios de egreso, sefializaci6n, iluminacion); la definici6n, disefio e instalacion de los sistemas de supresi6n y de alarma, deteccion y notificaci6n; la especificacion y limitaci6n de los contenidos interiores; acceso al departamento de bomberos y exposici6n a riesgos adyacentes; y la definici6n, disefio y construcci6n de los elementos que confinan un incendio (Capitulo 10.1). Entre mas temprano, en el proceso constructivo, se evaluen todos los elementos que llevan a un edificio 0 estructura a aIcanzar una seguridad contra incendios aceptable, mas efectiva y, gen eralmente, mas economica seran las soluciones encontradas. Todo proyecto debe entonces em pezar con un Plan Maestro de Seguridad contra Incendios, elaborado por un grupo de profesionales en ingenieria proteccion contra incendios competentes que siguiendo la normativa de la NFPA, asesoran al equipo de arquitectos e ingenieros disefiando el edificio 0 instalaci6n. Muchos de los aspectos relacionados con la confinacion de los incendios son para nosotros, en Latinoamerica, conceptos conocidos, que intuitivamente pens amos que son ventajosos para nuestra manera de construir. Referente al tipo de construcci6n, tenemos todavia una construcci6n robusta que en muchos casos tiene una resistencia al fuego importante. Construimos edificios rel ativamente pequefios, donde tradicionalmente no hemos tenido mayores problemas de protecci6n contra incendios. Pero estamos construyendo edificios cada vez mis grandes, con arquitecturas abiertas y novedosas, con elementos estructurales mas expuestos, con terminados interiores alta mente combustibles y copiando la arquitectura de paises mas desarrollados donde existe una tradi ci6n arraigada de seguridad contra incendios. Es alIi donde estamos enC{)ntrando problemas. En el Capitulo 10.2, encontramos las c1asificaciones de los tipos de construcci6n. La defmi ci6n del tipo de construcci6n que deberia tener un edificio, esta establecido por tablas de area y altura, que se encuentran en la norma NFPA 5000, C6digo de Construcci6n de Edificios y Se guridad (Building Construccion and Safety Code), en el Capitulo 7 de la Edicion del 2009. Estos tipos de construcci6n son utiles para el disefiador cuando los metodos locales de construcci6n han sido probados por un laboratorio de ensayos de fuego independiente y se ha establecido su resistencia al fuego. Ese no es el caso con la mayoria de los metodos constructivos Latinoamer kanos. Existen paises como Brasil, Chile y Argentina (mas informaci6n en www.allef fuego.org), que tienen ya lab oratorios de ensayos de fuego y donde paulatinamente se han venido probando elementos constructivos locales. En aquellos casos donde los metodos constructivos no hayan sido aprobados por laborato rios de ensayo de fuego locales, 0 cuando los metodos constructivos no sigan un listado por Un derwriters Laboratories (UL), aprobaci6n por FMAprovals, u otro laboratorio intemacional, las opciones disponibles al disefiador son limitadas. Una opcion, por ejemplo, es encontrar un metodo constructivo similar al especificado en el Directorio de Resistencia contra el Fuego (Fire Resis tance Directory) de UL. Otra opci6n es ejecutar una evaluacion de ingenieria de la resistencia al fuego del elemento constructivo (Capitulo 10.4). Ademis de la informacion incIuida en este Man ual, existen dos referencias que valen la pena mencionar, ambas de la Sociedad de Ingenieros de Protecci6n contra Incendios (SFPE): Metodos Estandarizados de CaIculos de la Resistencia con tra Incendios Estructural (Standard Calculations Methods for Structural Fire Protection), ASCE/SEIISFPE 29-05 y la Guia de Ingenieria de la SFPE sobre Exposici6n del Fuego en Ele mentos Estructurales (SFPE Engineering Guide to Fire Exposures to Structural Elements). Los terminados interiores (Capitulo 10.3) pueden tener un efecto importantisimo en un incen dio. Los incendios donde ha habido perdida de vidas elevadas en epocas recientes (La Tienda Ycua Bolanos en Asuncion y la Disco Cromagnon en Argentina, por ejemplo), son el resultado de termi nados interiores inadecuados. Desafortunadamente, no tenemos mayor informacion tecnica sobre las caracteristicas combustibles de los terminados interiores fabricados en Latinoamerica, que no sean exportados a paises mas desarrollados donde se requiera la clasificacion de los mismos.
U
10-1
Jaime Andres
Moncada, PE
10-2 SECCION 10 •
Confinamiento de los incendios
Los conceptos de movimiento de humos en los edificios (Capitulo 10.5) siguen criterios cientificos y metodologias de diseno basadas en la eficacia (Performance-Based Design), que requieren la participacion de un ingeniero de proteccion contra incendios calificado y experimentado. NFPA requiere una evaluacion sobre control de humos en atrios, centroS comerciales y grandes estructuras con arquitectura abierta como museos, centros de convenciones, aeropuertos y estadios cubiertos. Contrario a la convenci6n popular, muy arraigada en los c6digos constructivos latinoamericanos, NFPA no requiere la presurizaci6n de escaleras en ningiln tipo de edificio, a no ser que se utilice esta opci6n como una equivalencia para cubrir alguna defi ciencia en la seguridad contra incendios del edificio 0 como un metodo para reducir la resistencia al fuego de la estructura en edificios super altos. Si se !leva a cabo el disefio de un sistema de presurizacion en es caleras 0 elevadores se sugiere que un ingeniero con experiencia en la utilizaci6n de CONTAM, un pro grama especializado de amilisis de flujos de aire, realice el amilisis y diseno del sistema. NFPA 92A establece criterios de diferencias de presi6n como la metodologia mas adecuada y no reconoce criterios de velocidad de aire, como una metodologfa apropiada para disenar sistemas de presurizacion en edificios. EI concepto de ventilacion natural tiene hoy dfa una aplicaci6n casi limitada a usos industriales (Capi tulo 10-6). Se debe tener cuidado cuando la ventilacion natural se utiliza en plantas protegidas con rociadores automiiticos, pues la operaci6n simultiinea de las aberturas de ventilaci6n y los rociadores pueden ser con traproducentes. Es poco comtin ver una soluci6n a los requerimientos de control de humo en edificios con ventilacion natural, siendo generalmente utilizados, en estos casos, sistemas de ventilacion mecanica. El Capitulo 10.7 brevemente resume la estrategia de protecci6n contra incendios en edificios especiales. El edificio mas comtin en este capitulo es el edificio de gran altura, donde NFPA explicita y claramente re quiere la proteccion de este tipo de edificaciones con rociadores automiiticos en todo el edificio, sin excep ciones. NFPA requiere tambien la instalaci6n de una columna de agua conectada a conexiones para mangueras Clase I (conexiones para mangueras de 2 'l'2 pulgadas, pero sin la instalaci6n de mangueras). Se debe mencionar que la utilizacion de gabinetes de mangueras (conocidos como Clase n por NFPA 14, donde la columna de agua estii conectada a un gabinete con una manguera de 1 'l'2 pulgadas) estii cas! eliminada por la normativa NFPA y fuera de prisiones, proscenios en teatros 0 aplicaciones industriales, ya no se ve en los Estados Unidos. Los edificios de gran altura debeu tambien tener un sistema de alarma manual, notificaci6n por voz y un sistema de comunicacion telef6nica de doble via para uso del cuerpo de bomberos. NFPA, por ejemplo, no requiere deteccion de humos en edificios de oficinas de gran altura y se debe estudiar cuidadosamente las normas NFPA 1 Y 101, pues el requerimiento de la instalacion de sistemas de detecci6n es actualmente limitada. Las vias de evacuacion de estos edificios deb en ser diseiiadas con cuidadoso apego a la NFPA 101. Este tipo de edificios amerita la ejecucion de un Plan Maestro de Seguridad contra lncendios durante la fase de disefio del mismo. El Capitulo 10.8 establece criterios de proteccion en elevadores, donde NFPA requiere cumplimiento de ASME/ANSI AI7.1, el Codigo de Seguridad en Elevadores y Escaleras Meciinicas (Safety Code for El evators and Escalators). Finalmente, Capitulo 10.9 exp\ica la correcta operacion de sistemas de aire acondi cionado, calefacci6n y ventilacion de edificios, doude se debe tener cuidado de instalar, donde sea requerido, detectores de humo en ductos y compuertas antihumo. La NFPA 90A, Norma para la Instalacion de Sistemas de Aire Acondiciouado y Veutilacion debe ser tambien evaluada (Standardfor the Installation ofAir-Con ditioning and Ventilating Systems). TRADUCTORES Y REVISORES DE ESTA SECCICN Esta Seccion fue traducida por Stella Duque de Narvaez y Monica Sabogal y revisada por el lng. Luis Cestari, PE, lng. Federico Cvetreznik, CEPI y Berta Sabogal. SECCICN 10 Confinamiento de los incendios
Capitulo 10.1 Planificacion de Edificios y Terrenos para la Seguridad contra Incendios CapitUlo 10.2 Construcci6n de Edificios Capitulo 10.3 Acabados Interiores Capitulo 10.4 Integridad Estructural Durante los lncendios
10-3 10-13 10-37 10-55
Capitulo 10.5 Movimiento del Humo en Edificios Capitulo 10.6 Practicas de Ventilacion Capitulo 10.7 Estructuras Especiales Capitulo 10.8 Sistemas de Transporte en Edificios Capitulo 10.9 Sistemas de Aire Acondicionado y Ventilacion
10-85 10-99
10-111 10-125
10-137
Revisado pOl' Albert M. Comly, Jr.
n disefio efectivo de seguridad contra incendios co mienza con el analisis y toma de decisiones conciente al inicio del proceso de diseno. Este enfoque general in cluye el estudio de las funciones y pIanos internos del edificio y la planificacion exterior del terreno. Este capitulo presenta al gunas pautas generales que los disenadores del edificio deben tener en cuenta al analizar las medidas de proteccion contra in cendios que deben proveerse para obtener un ambiente seguro contra incendios en los edificios y sus terrenos. En otras sec ciones de este manual se puede encontrar informacion detallada sobre los diferentes aspectos para planificar terrenos y edificios protegidos contra incendios, especial mente en los demas capf tulos de esta seccion. Para incorporar eficazmente las defensas contra incendios del edificio en e1 diseno, primero deben identificarse los objetivos de seguridad contra incendios. Luego debe decidirse sobre los me dios para alcanzar los objetivos. Puede utilizarse el arbol de con ceptos de seguridad contra incendios para lograr una perspectiva general del sistema de seguridad. La ventilacion junto con la pro teccion de rociadores sigue siendo tema de controversia. Los conceptos de diseno de egresos, parte muy importante del proceso de diseno, se discuten en la seccion correspondiente de este manual, "Conceptos del Disefio de Egresos". Ese capf tulo, basado en NFPA 101®, "C6digo de SeguridadHumana", describe los elementos que se deben tener en cuenta para dise fiar egresos adecuados en los edificios para la seguridad humana contra incendios.
U
CON~DERAC~NESSOBREEL
DISENO INTERIOR DE EDIFICIOS EI disefio arquitectonico de un edificio influye significativa mente en la capacidad y desempefio de la seguridad contra in cendios. Ademas del disefio de la estructura y cubierta del edificio, la distrihucion interior y flujo espacial, patrones de cir culacion, materiales de acahado interior y servicios del edificio
Albert M. Comly, Jr., AlA, es gerente de programas en el Justice Planning and Design Program en Vitella Architects and Engineers de Philadelphia, Pennsylvania (EVA). yes un oficial de seguridad en el Departamento de Bomberos de Wissahickon en Amber, PA, EVA. Es miembro de la Junta Directiva de AEBO.
son todos factores importantes para el nivel de proteccion con tra incendios de un edificio. El diseno del editicio y la relacion del edificio con el terreno 0 lote pueden aumentar la efectiyidad de las operaciones del cuerpo de bomberos, reduciendo la de pendencia de una extinclon manual, si el disefio es ejecutado co rrectamente. En consecuencia, las operaciones de los bomberos deben ser consideradas en todos los aspectos del diseno. El concepto principal para crear seguridad contra incendios en estructuras actualmente involucra la filosofia de que edifi cio por sf mismo debe estar diseftado para autoprotegerse, 0 para el control automatico del incendio y propagacion del fuego. Esto es especialmente importante a medida que la construccion se hace cada vez mas compleja y tiene caracterfsticas opuestas a las operaciones del cuerpo de bomberos, tales como los am bientes sellados para eficiencia energdica y seguridad contra in trusion. Las caracteristicas de diseno usadas deben tener en cuenta los recursos locales disponibles para la lucha contra in cendios y hacerlos efectivos para reducir la dependencia de la intervencion del servicio de bomberos y asegurar la proteccion contra incendio Actualmente no se deben disefiar edificios que dependan solamente de los servicios de bomb eros para propor cionar proteccion completa a los ocupantes del ediflcio y la pro piedad; el disefio debe incIuir tanto defensas actiYas como pasivas contra incendio para proporcionar proteccion razonable contra los efectos del fuego.
Distribuci6n Interior La disposicion interior de un edificio influye en la seguridad de dos fomas distintas: (I) El uso relativo de los muros interiores, puertas y otros elementos de compartimentacion, combinado con el enfoque del manejo del aire, el uso de pianos de pisos ahiertos, y muchas otras decisiones sohre harreras, afectan la ye locidad y alcance de la propagacion del fuego y humo. Como el humo y los gases toxicos son la causa de La mayorfa de muertes por incendios, no es suficiente detener el fuego para proteger a los ocupantes. (2) La complejidad relativa de la distribucion in terior puede reducir 0 aumentar el tiempo necesario para el es cape de los ocupantes en peligro potencial, la probahilidad de que encuentren la via hacia la seguridad en un lapso de tiempo razonable y la posihilidad de que se desplacen hacia un riesgo mayor en lugar de alejarse de el. La funcion de los efectos del fuego como causa de lesiones fatales no es la unica razon para concentrarse en el papel del di
10-3
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Confinamiento de los incendios
sene de distribuei6n interior que separa a los ocupantes de los efectos del incendio. Antes de que puedan causar lesiones fata les, el humo y los gases t6xicos reducen la visibilidad, impi diendo 0 disuadiendo la busqueda de la seguridad, y causan irritacion fisica y desorientaci6n, redueiendo mas la velocidad, eficiencia y efectividad del escape. El diseno arquitect6nico y los patrones normales de circu lac ion son elementos importantes en una evacuaci6n de emer gencia. Por ejemplo, muchos grandes edifieios de ofieinas son un laberinto de ofieinas, areas de almacenamiento y salones de reuniones. Aun en circunstancias normales, los visitantes pue den confundirse y tener dificultad para salir del edificio. Las vias de desplazamiento de emergencia claramente marcadas pueden mejorar las caracteristicas de seguridad humana en todos los edificios.
Altura de Edificios La altura de edificios tambien esta relacionada con la distribu cion interior y la proteccion contra incendios. En condiciones 6ptimas, los modernos equipos aereos del cuerpo de bomb eros alcanzan aproximadamente hasta el septimo piso de un edificio. Los ocupantes por encirna del septimo piso no pueden ser eva cuados por equipos aereos exteriores. En consecuencia, la dis tribuci6n interior se hace mas importante para la evacuaci6n y protecci6n de los ocupantes y para las operaeiones del cuerpo de bomberos.
DISENO DE EDIFICIOS Y OPERACIONES DEL CUERPO DE BOMBEROS Desde el inieio del proyecto del edifieio, el disenador del edifi eio debe consultar al personal del cuerpo de bomberos sobre las operaciones de extincion de incendios en un edificio. Normal mente la revision del codigo y proceso de planeacion serviran para este fin. Esta consulta es particularmente importante en la fase de disefto del proyecto de un edifieio. De esta manera, el disenador puede incluir en el edificio caracterfsticas importan tes que puedan ayudar, en lugar de impedir, las operaeiones de extinei6n y emergencia. En resumen, las operaciones pueden agruparse de manera general como de rescate, control de incendio y conservacion de la propiedad. La primera prioridad de cualquier operacion de lucha contra incendios es el rescate, que se define como el tras lade de los ocupantes atrapados y lesionados y la revisi6n de todas las areas para asegurar que todos los ocupantes se en cuentran fuera del edifieio. Cuanto mas grande sea el edificio, mayor sera el numero de personal de bomberos dedicado a la operaci6n de rescate. En algunos casos, es necesaria la opera cion simultanea de supresi6n de incendios para completar la operacion de rescate. Las principales caracteristicas de disefio, necesarias en edificios grandes, incluyen areas de refugio para las personas con discapacidad fisica, control de los sistemas de ventilacion para los bomberos, y comunicaciones de emergen cia con los lugares crfticos del edifieio.
Accesibilidad para la Lucha contra Incendios Las caracteristicas de diseilo de edifieios son factores importan tes de la propagaci6n del incendio y la facilidad de extincion. Una de las caracteristicas de diseno mas irnportantes es el acceso al incendio. Esto incluye el acceso de los bomberos y sus equi pos al exterior e interior del edificio. EI acceso al edificio requiere vias publicas 0 zonas de tran sito para bomberos disefiadas para soportar el peso de los vehi culos mas pesados de la municipalidad donde esta situado el edificio. Estas zonas de acceso deben estar disefiadas para per mitir que los equipos de bomberos se acerquen suficientemente a todos los lados del edificio para las funciones de rescate y de extincion de incendios. Estas zonas de acceso secundario deben ser suficientemente anchas para asegurar que no sean obstruidas cuando se necesiten. EI ancho de la calle 0 camino no debe ser inferior a 8,5 m (28 pies) de fianco a fianco de la acera 0 7,3 m (24 pies) de carretera pavimentada con bermas en areas de baja densidad residencial y deben ser mucho mas amp lias en areas comerciales e industriales. Los accesos y vias secundarias de emergencia de incendio deben ser facilmente visibles y por 10 menos de 4,9 m (16 pies) de ancho [6,1 m (20 pies) en edificios], con radios de giro adecuados en cada esquina 0 retorno. Las normas aceptadas exigen un radio de giro interno de 6,7 m (22 pies) y externo de 15 m (50 pies), pero los equipos mas grandes pueden necesitar radios attn mayores. EI acceso al interior de un edificio puede ser obstaculizado cuando existen grandes areas y cuando el edificio tiene paredes vadas, fachadas falsas, filtros solares 0 anuncios que cubren un alto porcentaje de los muros exteriores. Los obstaculos que im piden la ventilacion permiten que el humo se acumule y obscu rezca la vision de los bomberos. La falta de acceso interior adecuado tambien puede retrasar la evacuaci6n de los ocupan tes 0 impedir que el cuerpo de bomberos rescate a los ocupantes atrapados 0 inicie los esfuerzos de extinci6n del incendio. Los edificios y sotanos sin ventanas presentan problemas unicos en la lucha contra incendios que requieren estudio cui dadoso por parte del disefiador del edificio para mitigar estos problemas. La falta de instalaciones de ventilacion natural, como ventanas, contribuye a la acumulacion de humo dense y calor intenso, 10 cual estorba las operaciones de comb ate contra incendios y pone en peligro a los ocupantes atrapados en estas ocupaciones. Por este motivo, la mayoria de codigos de cons trucci6n requieren proteccion de rociadores automaticos en los edificios sin ventanas, para extinguir 0 controlar el incendio antes de que alcance una intensidad peligrosa para la vida hu mana y la propiedad. Cualquier espacio donde esten restringidos el acceso y las operaciones de lucha contra incendios por barreras arquitecto nicas, de ingenieria 0 funcionales, deberan proveerse sistemas de rociadores automaticos. La mejor solucion a este problema es generalmente un sistema completo de rociadores automati cos. Se pueden incorporar otros metodos en situaciones ade cuadas de disefio, tales como paneles de acceso en las paredes y pisos interiores, boquillas fijas con conexi ones al cuerpo de bomberos en los pisos, destbgue automatico del humo y presu rizacion de ciertas areas del edificio, no obstante, ninguno de
CAPiTULO 1
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Planificaci6n de edificios y terrenos para /a seguridad contra incendios
estos detalles puede reemplazar 0 considerarse equivalente al sistema completo de rociadores automaticos.
Ventilaci6n La ventilacion es una operacion importante de lucha contra in cendios. Comprende la extraccion de hurno, gases y calor de los espacios del edificio. La ventilacion de los espacios del edificio desempefta las siguientes funciones importantes: 1. Protege la vida al extraer los gases toxicos y el humo de lu gares de refugio temporal de los ocupantes del edificio. 2. Mejora el ambiente en la vecindad del incendio al extraer el hurno y el calor. Esto hace que los bomberos puedan acercarse mas al fuego y extinguirlo con un minimo de tiempo, agua y danos. 3. Controla la propagacion 0 direccion del fuego al establecer corrientes de aire que hacen que el incendio se mueva en la direccion deseada. De esta manera, los ocupantes 0 las pro piedades de valor pueden ser protegidas mas facilmente. 4. Permite la liberacion de gases combustibles sin quemar antes de que formen una mezcla inflamable, evitando as! un contratiro 0 explosion de hurno. El disefiador del edificio debe ser consciente de las estas importantes funciones de ventilaciones contra incendio y pro veer los medios efectivos para facilitar las practicas de venti la cion cuando sea posible. Los diseftadores tambien deben conocer los efectos del sistema, incluyendo la interaccion de la ventilacion de la lucha contra incendios con el sistema de cale faccion, ventilacion y acondicionamiento de aire (HVAC) del edificio y los efectos de la ventilaci6n en la efectividad de los equipos de detecci6n y extinci6n automatica. Esto puede im plicar paneles de acceso, ventanas removibles, claraboyas u otros medios de ventilacion rapida de una estructura en caso de una emergencia de incendio. Los controles de emergencia de los equipos mecanicos tambien pueden ser un medio eficaz de ob tener la ventilacion de incendio. Cada edificio tiene caracteris ticas especiales y, en consecuencia, se debe incorporar una soluci6n especial en cada disefto. Debe consultarse la NFPA 204, Norma para Vimtilacion de Humo y Calor, para informa cion adicional sobre ventilaci6n. Los bomberos deben recibir entrenamiento en el usa y operacion de estas caracteristicas es peciales como parte de plan previo de operaciones en el sitio, 0 el personal dellugar debe ayudar a los bomberos en la operacion de estos sistemas de ventilacion.
Abastecimiento y Uso del Agua EI agua es el agente principal usado para extinguir incendios en edificios. Aunque ocasionalmente se pueden emplear otros agentes (por ejemplo, dioxido de carbono, qufmicos secos, es pumas 0 surfactantes y halones), el agua permanece como el agente extintor principal del servicio de bomberos. Por consi guiente, el diseftador del edificio debe anticiparse a las necesi dades del cuerpo de bomberos y de los sistemas automaticos de extincion y proveer un suministro de agua adecuado a una pre sion residual adecuada.
10-5
En las ciudades, el agua normalmente se suministra a la obra (de edificios) por medio de tuberias maestras que son parte del sistema de distribucion de agua municipaL Puede que las ciudades no tengan la capacidad para suministrar la cantidad su ficiente de agua a las presiones requeridas a todas las areas de la ciudad. Por 10 tanto, el agua que abastece los hidrantes, siste mas de columna de agua, 0 rociadores podria necesitar aumento de presion por medio de bombas ubicadas en los vehiculos de bomberos 0 en los mismos edificios. Se debe prestar atencion especial al surninistro, distribucion y presi6n de agua para casos de emergencia de incendios. Los edificios de muchos pisos son especial mente sensibles por las altas presiones de agua requeridas debido a la altura del edificio. Los edificios de grandes areas tambien deben recibir atenci6n especial en cuanto a las necesidades de abastecimiento de agua. Las condiciones de incendio 0 cargas contra el fuego que requieren el funcionamiento de un gran numero de rociadores 0 el uso de un gran numero de chorros de manguera pueden redu cir la presion en los sistemas de rociadores y columna de agua hasta el punto en que las presiones residuales en el sistema de distribuci6n sean afectadas adversamente. Las conexiones del cuerpo de bomberos a los sistemas de rociadores y de columna de agua, para que el cuerpo de bomberos pueda aurnentar la pre si6n del sistema son, por consiguiente, componentes importan tes de las defensas contra incendios del edificio. El diseftador del edificio debe estudiar cuidadosamente los detalles de insta lac ion de las conexi ones del cuerpo de bomberos para asegu rarse que puedan localizarse facilmente, sean accesibles y esten debidamente marcadas. La ubicacion de las conexiones debe ser aprobada siempre por el cuerpo de bomberos locaL La remoci6n de agua es importante porque los esfuerzos de salvamento pueden ser afectados seriamente por la solidez de los pisos. A este respecto, los pisos a prueba de agua son im portantes. EI nlimero y localizacion de los desagiies del piso son mas importantes. Si hay desagiies y/o embomales disponibles, los equipos de salvamento pueden sacar el agua eficazmente con el minimo de daflos. Los desagiies del piso pueden evitar que el agua descienda por los pozos de los ascensores y hacia el inte rior del foso de los mismos. La remoci6n de los retretes insta lados en el piso tambien puede lograr esta tarea.
DISENO DE EDIFICIOS Y
SUPRESION DE INCENDIOS
EI disefiador del edificio influye en gran medida sobre la facili dad y eficacia relativas de las operaciones de supresion. Es im portante, no s610 incorporar las necesidades del servicio de bomberos en el disefto funcional del edificio y sus servicios, sino tambien planear adecuadamente las capacidades de detecci6n y extincion automaticas.
Compartimentaci6n La eficacia de la lucha contra el fuego disminuye rapidamente a medida que el incendio se propaga verticalmente 0 traspasa las principales barreras honzontales. Los incendios en dos 0 mas pisos 0 que ocupan espacios muy grandes de pisos son extre
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Confinamiento de los incendios
madamente dificiles de controlar y extinguir por metodos de combate manual contra incendios. Los disefios de edificios que utilizan aberturas verticales sin proteccion, como huecos dc es caleras abiertos, construccion de muros de cortina sin sellar en cada piso,ensambles metidos en e1 pisa y conductos de distri bucion dc aire [sin compuertas (dampers)], proporcionan vias para la propagacion vertical del fuego. Es mas dificil aislar com pletamente un espacio en las construcciones moderuas de 10 que era en los edificios anteriores ala Segunda Guerra Mundial, pero el aislamiento se puede lograr si se presta atencion a los detalles de disefio y construccion. Los detalles probados para todos los componentes de los edificios modemos, ahora estan documen tados y son facilmente disponibles, as! como los programas de modelacion por computador que pueden demostrar 10 que podria suceder dentro de un edificio no expuesto a los efectos de un in cendio real.
Deteccion, Alarma y Comunicaciones Eltiempo es el factor mas importante en el control de incendios. EI tiempo para el control de incendios incluye varios segmcntos distintos, como deteccion del incendio, notificacion a los ocu pantes, notificaci6n al cuerpo de bomberos, respuesta del cuerpo de bomberos, evaluacion de la situacion del incendio, activida des de extincion y operaciones de recuperacion (salvamento). En las primeras etapas de un incendio, unos pocos minutos son importantes tanto para la seguridad humana como para la posi bilidad de extinci6n manual contra incendios. Por 10 tanto, la de teccion efectiva de incendios se convierte en un elemento vital para la seguridad humana. Tan pronto como se activa el detec tor de incendios 0 de humo, se debe iniciar la accion adecuada. Esto puede involucrar alarmas, comunicaciones, extincion del incendios, 0 una combinacion de estas actividades. La alarma puede alertar a los ocupantes del edificio sobre la existcncia de un incendio, pero l,que acci6n se debe tomar? La evacuacion es el procedimiento normal en edificios pequefios. Por otro lado, los edificios de gran altura no pueden ser evacuados totalmente sin utilizar un tiempo mayor. En consecuencia, seria preferible la evacuacion zonificada y/o areas seguras de refugio dentro del edificio, y deberia instruirse a los ocupantes del edificio sobre el curso de las acciones adecuadas. Las comunicaciones son vitales para la.seguridad de los ocupantes y el control del incendio. Las comrinicaciones ayudan a alertar a los ocupantes, proporcionar instrucciones para la ac cion, avisan tempranamente al cuerpo de bomberos de la exis ten cia y localizacion de un incendio, y pueden ayudar al cuerpo de bomberos en la extincion manual del incendio. Con mucha frecuencia, la notificacion al cuerpo de bomberos se ha retra sado porque los ocupantes estaban bajo la impresi6n errada de que un sistema local de alarma dc incendios notificaba al cuerpo de bomberos.
Supresion Automatica de Incendios Durante mas de un siglo, los rociadores automaticos han sido el sistema mas importante para el control automatico de incendios en edificios. Muchos elementos esteticos y funcionales de edi fieios que pueden ser motivo de preocupacion para la seguridad
contra incendios se pueden proteger con la instalacion de un sis tema de rociadores de disefio apropiado. Las ventajas de los rociadores automaticos son que funcio nan directamente sobre el fuego y no son afectados por el humo, gases toxicos 0 visibihdad reducida. Ademas, se usa menos agua porque solamente funcionan los rociadores fundidos por el calor del fuego, espeeialmente si el edificio esta compartimen tado. Los sistemas de rociadores deben ser disefiados e instala dos para proveer este nivel de protecei6n. (Ver NFPA 13, Norma para la Instalacion de Sistemas de Rociadores.) Otros sistemas de extincion automatic os (dioxido de carbono, qufmico seco, agentes halogenos, espuma de alta expansion) tambien propor cionan proteccion en ciertas partes de edificios 0 tipos de ocu paciones para las cuales son especialmente adecuados. Otra ventaja que ofrecen las instalaciones totalmente pro vistas con rociadores es la reduccion en el numero de vias de ae ceso para el equipo del cuerpo de bomberos, porque estas vias de acceso (necesarias para operaciones de rescate y lucha con tra incendios) no son necesarias en las instalaciones totalmente equipadas con rociadores.
PLANIFICACION DEL SITIO EI arquitecto debe utilizar un sitio detemlinado para el disefio del edificio y adaptar las consideraciones funcionales y de inge nieria a las condiciones particulares de ese sitio. Igualmente, el arquitecto debe estudiar las caracteristicas dellugar para llegar a decisiones sobreproteccion contra incendios. Un eonjunto es pecial de caracteristicas del sitio puede influenciar signifieati vamente el tipo de defensas contra incendio del edificio ineorporadas por el equipo de disefio. Entre las caracteristicas mas importantes estan las condiciones de trafico y transporte, acceso para el cuerpo de bomberos y suministro de agua. El su ministro de agua se discutio brevemente al comienzo de este ca pitulo. Aqui se dan algunas consideraciones adicionales.
Trafico y Transporte EI tiempo es un factor vital en el control de incendios. EI tiempo de respuesta del cuerpo de bomberos puede ser parte importante del tiempo total del control del incendio. Las maquinas de bom beros deben acudir al sitio por las calles a todas horas del dfa. Dependiendo. de. las condiciones de trafico, las maquinas pueden sufrir demoras serias para acudir a algunos lugares. Podria 0 no, ser uti! considerar las carreteras de acceso li mitado para la respuesta del cuerpo de bomberos. Las autopis~ tas atraen mas automovilistas, mejorando asi las condiciones de trail co en otras calles de la ciudad. Por otro lado, las carreteras de aeceso limitado a veces dividen una comunidad en seceiones y los medios de transporte para lugares intermedios a los pun tos de acceso pueden sufrir retrasos. Esto puede tener un efecto significativo sobre los tiempos de respuesta y debeser conside rado por el equipo de disefio para escoger las defensas contra in cendio apropiadas para el edificio. Los tiempos de respuesta prolongados pueden exigir mayor capacidad de protecci6n in corporada contra incendio.
CAPiTULO 1 •
Planificacion de edificios y terrenos para la seguridad contra incendios
10-7
Acceso del Cuerpo de Bomberos
formacion adicional sobre proteccion contra exposiciones.
La accesibilidad exterior ideal consiste en que el cuerpo de bom beros pueda aproximarse a un edificio desde todos lados. De safortunadamente, esto no es posible siempre. En areas congestionadas, solamente los lados de los edificios frente a la calle pueden ser accesibles. En otras areas, la topografia y otros obstaculos pueden impedir el uso eficaz de las maquinas para combatir el fuego. Algunos centros comerciales y edificios ubicados a cierta distancia de la calle dificultan el acceso de las maquinas. Si las obstrucciones 0 topografia impiden que la maquina se situe su ficientemente cerca del edificio para su uso efectivo, equipos tales como escaleras aereas, plataformas elevadoras y aparatos de torre de agua son considerados inutiles. Se hace necesario utilizar potencial humano para cargar escaleras manuales y transportar a mana las mangueras por largas distancias. El tema de acceso a edificios se ha vuelto mucho mas com plicado en los afios recientes. El disefiador del edificio debe con siderar este importante aspecto en la etapa de planificacion. La atencion inadecuada a detalles dellugar puede colocar el edifi cio en una posicion vulnerable. Si se ponen en riesgo sus de fens as contra incendio al impedir el acceso adecuado del cuerpo de bomberos, una proteccion intema mas completa en el mismo edificio debe hacer la diferencia. Si el acceso de los bomberos es limitado 0 no existe, deberia proveerse proteccion completa de rociadores automaticos en toda la estructura.
Factores que Influyen en la Gravedad de la Exposicion En relacion con la proteccion contra los fuegos de exposicion, hay tres condiciones que deb en tenerse en cuenta: (1) exposi cion a la radiacion horizontal, (2) exposicion a las llamas que salen de la cubierta 0 parte alta del edificio incendiado, cuando el edificio expuesto es mas alto que el edificio incendiado, y (3) desechos 0 material incandescente llevados por el aire que pueden ser transportados a un edificio nuevo e iniciar un in cendio. La exposicion a la radiacion puede surgir de un fuego interior cuando la radiacion pasa a traves de ventanas y otras aberturas en los muros exteriores. Tambien puede resultar de las llamas que salen por las ventanas del edificio incendiado 0 de las llamas de la misma fachada incendiada (Figuras 10.1.1, 10.1.2 Y 10.1.3). Varios factores influyen significativamente en el peligro e intensidad de la exposicion de estructuras vecinas a los incen dios. Entre los parametros mas importantes esta la gravedad del incendio que causa la exposicion (energia total del fuego). Esto involucra temperaturas desarrolladas dentro del incendio que causa la exposicion y la duracion de la combustion. NFPA 80A describe los tres niveles de gravedad de exposicion como leve, moderada 0 severa. Las clasificaciones se basan en: (1) la carga combustible promedio por unidad de area de piso y (2) las ca racteristicas de la capacidad promedio de propagacion de las lla-
Emplazamiento de los Hidrantes Un suministro de agua adecuado, descargado con la presion ne cesaria es importante para controlar un incendio. En muchos proyectos de construccion nuevos como centros comerciales, apartamentos y proyectos de alojamiento, se presta poca aten cion al numero y localizacion de los hidrantes. Hay situaciones que presentan problemas de lucha contra incendios muy difici les, cuando las tomas de agua son pequefias y los hidrantes estan tan mal espaciados, porque no hay suficiente agua disponible para apagar el incendio. El disefiador del edificio debe tener en cuenta estas condiciones cuando planifica las defensas contra incendio.
PROTECCIONCONTRA LA EXPOSICION Un incendio en un edificio crea un riesgo extemo de incendio para las construcciones vecinas al exponerlas al calor por radia cion y conveccion, as! como al peligro de material incandes cente que vuela desde el incendio. Cualquiera de estas fuentes de transferencia de calor puede ser suficiente para causar una ignicion en la estructura expuesta 0 sus contenidos. Esta parte del capitulo describe e1 metodo para evaluar la gravedad de la exposicion y sugiere metodos para proteger los edificios contra las exposiciones exteriores a incendios. Estos metodos tienen por objeto proteger los combustibles dentro y fuera del edificio expuesto. NFPA 80A, Practica Recomendada para fa Protec cion de Edificios Expuestos a FuegosExteriores, contiene in
FIGURA 10.1.1 Edificio Burlington (derecha), Chicago, marzo 15 de 1992. Incendio en un conjunto de construcciones de ladrillo con vigas de madera (izquierda) que se propago a traves de la calle de 24 m (80 pies) incendiando los siete pisos superiores de un edificio de oficinas de 15 pisos, que era de construcci6n resistente al fuego pero carecfa de proteccion contra exposicion en las ventanas frente a la calle. EI viento lIevo los gases calientes contra el Edificio Burlington. La corriente ascendente causada por la conveccion hizo la exposicion mas grave por encima el nivel de los edificios que causaron la exposicion.
10-8 SECCION 10 •
Confinamiento de los incendios
TABLA 10.1.1 Clasificacion de gravedad de exposici6n basada en la carga de fuego"
Carga de fuego en Ib/pie2 (kg/m2) de area de piso
Clasificact6n de la gravedad
0-7 a (0-34) 7-15 (34-73) 15-
leve Moderada Grave
"Excluye cualquier cantidad apreciable de materiales de combustion rapida, como ciertos plasticos espumados, virutas finas o liquidos inflamables. Cuando estos materiales se encentran en cantidades sustanciales. la gravedad debe clasificarse como moderada 0 grave. . Fuente: NFPA aOA. Metodos Recomendados para la Protecd6n de Edificios Expuestos a Fuegos Exteriores.
FIGURA 10.1.2 Ignicion t{pica de una vivienda de estructura de madera por calor irradiado desde un incendio que causa la exposicion. Las distancias de 3 a 6 m (to a 20 pies) entre edificios, como 10 especifican generalmente los c6digos de construccion, no eliminan el riesgo de exposicion pero generalmente proporcionan suficiente espacio para las operaciones del cuerpo de bomberos.
TABLA 10.1.2 Clasificacion de gravedad de exposicion ba sada en propagacion de las /lamas de los acabados interiores
Clasificaci6n de la gravedad
Indice promedio de propagaci6n de llamas de acabados interiores de paredes y techos
--------~---------
leve Moderada Grave
0-25 26-75 75-
Nota: Cuando solamente una parte del edificio que causa la exposicion tlene acabados interlores combustibles (es decir, solo algunos cuartos, el techo solamente, 0 solo algunos muros), este factor debe considerarse al evaluar la clasificacion ya que reduce ellndice de propagacion de las llamas. Fuente: NFPA aOA, Metodos Recomendados para /a Protecci6n de Edificios Expuestos a Fuegos Exteriores
FIGURA 10.1.3 Incendio iniciado en Wel/es/ey, Massa chusetts (izquierda), que hizo arder un edificio en Newton (derecha) por calor irradiado sobre el rio Charies, a una distancia de 30 m (toO pies), contra el viento. EI rio impidio el acceso del cuerpo de bomberos para las operaciones de proteccion contra la exposicion.
mas de los acabados interiores de paredes y cielo rasos. Las Ta bias 10.1.1 Y 10.1.2 sirven de guia para evaluar la severidad te niendo como base estas propiedades. Cuando se usan estas tablas debe predominar la mas severa de las dos clasificaciones. La duraci6n de la exposici6n al fuego y el calor total pro ducido por el incendio que causa la exposici6n se relacionan en la Tabla 10.1.1. La velocidad de formaci6n del incendio es afec tada por la naturaleza de los combustibles y la combustibilidad del acabado interior de paredes y cielo raso. La Tabla 10.1.2 re laciona la clasificaci6n de propagaci6n de las llamas con la se veridad (intensidad).
Ademas de la temperatura y duraci6n del incendio que causa la exposici6n, otras variables afectan la gravedad de la ex posicion de los edificios. Algunas de estas variables incluyen 10 siguiente: 1. Fuego que causa la exposici6n (a) Tipo de construcci6n de muros exteriores y cubiertas. (b) Anchura del incendio que causa la exposicion. (c) Altura del incendio que causa la exposici6n. (d) Porcentaje de aberturas en el area de paredes expuestas al fuego. Los muros exteriores que sean combustibles o que no ofrezcan resistencia suficiente para detener el fuego deben tratarse como si tuvieran 100 por ciento de aberturas. (e) Caracteristicas de ventilaci6n de la habitaci6n incen diada. (f) Dispersion del material combustible, 0 proporci6n entre la superficie y volumen del combustible. (g) El tamafio, geometria y relaci6n superficie-volumen del cuarto involucrado. (h) Las propiedades termicas, conductividad, calor especi fico y densidad del acabado interior.
CAPiTULO 1
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Planificaci6n de edificios y terrenos para la seguridad contra incendios
(i) Si el edificio expuesto esta
0 no protegido completa mente por rociadores. 2. Edificio expuesto (a) Tipo de construcci6n de las paredes exteriores y de la cubierta. (b) Orientaci6n y area de superficie de las paredes exterio res expuestas. (c) Porcentaje de aberturas en la superficie de la pared ex terior. (d) Proteccion de aberturas. (e) Exposici6n de los acabados interiores y materiales combustibles a la radiaci6n, conveccion y chispas 0 rescoldos que vuelan desde el incendio que causa la ex posicion. (f) Propiedades rermicas, conductividad, calor especifico, densidad y dispersi6n del combustible de los materia les de acabado interior y los contenidos del edificio. (g) Si el edificio expuesto esm 0 no protegido completa mente por rociadores.
10-9
peligroso que cuando esm terminado. Ademas, los edificios en el limite forestal-urbano tienen problemas unicos de exposici6n.
Pautas para Diseno de Proteccion contra la Exposicion Cuando se analiza 0 disefia un edificio en 10 relativo a la pro teccion contra la exposicion, se deben considerar dos situacio nes. La primera ocurre cuando el edificio causante de la exposicion es de igual 0 mayor altura que el edificio expuesto. En este caso, solamente se tiene en cuenta la radiaci6n termica de las paredes 0 aberturas de las paredes. La segunda situaci6n ocurre cuando el edificio que causa la exposici6n es de menor altura que el edificio expuesto. En los dos casos, los criterios de protecci6n esta basado en la distancia de separaci6n entre el edificio que causa la exposi cion y el edificio expuesto. Las Tablas 10.1.3 y 10.1.4 propor cionan pautas para determinar las distancias de separaci6n que deberian proteger las estructuras expuestas de la propagacion del fuego. Estas esmn basadas en la hip6tesis de que las distan cias de separaci6n sean 10 suficientemente grandes para que no
3. Caracteristicas del Lugar y su Proteccion (a) Distancia de separacion entre el incendio que causa la exposicion y el edificio expuesto. (b) Efectos protectores de la construcci6n incombustible interpuesta entre estos. (c) Direccion y velocidad del viento. (d) Temperatura y humedad. (e) Accesibilidad para las operaciones de lucha contra in cendios. (f) Alcance y caracter de las operaciones del cuerpo de bomberos. (g) Caracteristicas incorporadas de protecci6n contra in cendios.
TABLA 10.1.4 Distancia de separaci6n segOn la altura del edificio Numero de pisos con probabilidad de transmitir el incendio a traves de la cubierta
Distancia de separacion horizontal 0 altura de proteccion por encima del incendio por exposicion en pies (m)
25 (7,6) 32 (9,8) 40 (12,2) 47 (14,3)
1
2 3 4
Vale la pena anotar que un edificio grande en construccion es mas vulnerable a un incendio por exposici6n y, por 10 tanto, mas
Fuente: NFPA 80A, Metodo Recomendado para /a Protecci6n de Edificios Expuestos
a Fuegos Exteriores.
TABLA 10.1.3 Numeros gufa para distancias mfnimas de separaci6n Gravedad (% de aberturas) Leve Moderada Grave
20 30 40 50 60 80 100
10 15 20 25 30 40 50 60
80 100
5 7,5 10 12,5 15 20 25 30 40 50 60
***
*** ***
80 100
Proporcion ancho-altura 0 altura-ancho
1,0
1,3
1,6
2,0
2,5
3,2
4
5
6
8
10
13
16
20
25
32
40
No, guia (Multiplicar por la dimensi6n menor, sumarle 5 pies, para obtener separacion entre edificios)
0,36 0,60 0,76 0,90 1,02 1,22 1,39 1,55 1,82 2,05 2,26 2,63 2,96
0,40 0,66 0,85 1,00 1,14 1,37 1,56 1,73 2,04 2,30 2,54 2,95 3,32
0,44 0,73 0,94 1,11 1,26 1,52 1,74 1,94 2,28 2,57 2,84 3,31 3,72
0,46 0,79 1,02 1,22 1,39 1,68 1,93 2,15 2,54 2,87 3,17 3,70 4,16
0,48 0,84 1,10 1,33 1,52 1,85 2,13 2,38 2,82 3,20 3,54 4,13 4,65
0,49 0,88 1,17 1,42 1,64 2,02 2,34 2,63 3,12 3,55 3,93 4,61 5,19
0,50 0,90 1,23 1,51 1,76 2,18 2,55 2,88 3,44 3,93 4,36 5,12 5,78
0,51 0,92 1,27 1,58 1,85 2,34 2,76 3,13 3,77 4,33 4,82 5,68 6,43
0,51 0,93 1,30 1,63 1,93 2,48 2,95 3,37 4,11 4,74 5,30 6,28 7,13
0,51 0,94 1,32 1,66 1,99 2,59 3,12 3,60 4,43 5,16 5,80 6,91 7,88
0,51 0,94 1,33 1,69 2,03 2,67 3,26 3,79 4,74 5,56 6,30 7,57 8,67
0,51 0,51 0,95 0,95 1,33 1,34 1,70 1,71 2,05 2,07 2,73 2,77 3,36 3,43 3,95 4,07 5,01 5,24 5,95 6,29 6,78 7,23 8,24 8,89 9,50 10,33
Para unidades 81: 1 pie = 0,305 m,
Fuente: NFPA 80A, Metodos Recomendada para Protecci6n de Edificios Expuestos a Fuegos Exteriores.
0,51 0,51 0,51 0,51 0,95 0,95 0,95 0,95 1,34 1,34 1,34 1,34 1,71 1,71 1,71 1,71 2,08 2,08 2,08 2,08 2,79 2,80 2,81 2,81 3,48 3,51 3,52 3,53 4,15 4,20 4,22 4,24 5,41 5,52 5,60 5,64 6,56 6,77 6,92 7,01 7,63 7,94 8,18 8,34 9,51 10,05 10,50 10,84 11,15 11,91 12,59 13,15
10-10
SECCION 10
•
Confinamiento de los incendios
FIGURA 10.1.4 Dos tipos de paredes cortafuego autoestables: (a) Pared cortafuego de ladrillo reforzada con soportes de concreto para hacerla autoestable y (b) pared cortafuego de concreto reforzado que protegi61a vivienda contra un incendio en un deposito de maderas adyacente.
haya posibilidades de ignicion del edificio expuesto 0 sus con tenidos, suponiendo que no haya medios de proteccion instala dos en ninguno de los dos edificios. Los panimetros en la Tabla 10.1.3 inc1uyen clasificacion de gravedad (descrita en las Tablas 10.1.1 y 10.1.2), ancho y altura del incendio que causa la exposieion, y poreentaje de aberturas en la superficie del muro que causa la exposici6n. Las defmi ciones de los terminos son las siguientes:
AGURA 10.1.5 Pared de separaci6n cortafuego que sirvi6 para detener la propagaci6n del incendio a una estructura adyacente
Ancho del Incendio que Causa la Exposicion. La longitud en pies 0 metros de la pared causante de la exposicion entre las se paraciones cortafuego interiores 0 entre cerramientos exteriores cuando no existen separaciones cortafuego. Las separaciones cortafucgo, tales como tabiques cortafuego 0 paredes corta fuego, deben tener resistencia suficiente para detener el fuego previsto. Altura del Incendio que Causa la Exposicion. La altura en pies 0 metros del numero de los pisos involucrados en el inc en dio que eausa la exposicion, teniendo en cuenta factores como el tipo de construcci6n del edificio, cerramiento de las aberturas verticales y resistencia al fuego de los pisos. Las separaciones cortafuego correspondientes deben tener suficiente resistencia al fuego para detener el fuego previsto.
FIGURA 10.1.6 Pared cortafuego inadecuada que no evit6 la propagaci6n del fuego a una instalacion adyacente. La torre de escaleras en el centro de la fotografia no hubiera servido de refugio a los ocupantes que huian del incendio
Porcentaje de Aberturas en la Superficie del Muro que Causa la Exposicion. Este es el porcentaje del muro causante de la exposici6n que consta de puertas, ventanas u otras abertu ras dentro de la altura y ancho supuestos del fuego que causa la exposicion. Las paredes sm capacidad para resistir la penetra cion del fuego por un lapso de tiempo equivalente a la duracion esperada del incendio deben tratarse como si tuvieran el cien por ciento de aberturas. Supongamos, por ejemplo, al utilizar la Tabla 10.1.3, que un edificlo tiene una intensidad de exposicion moderada [34 a 73 kg/m2 (7 a 15 Ib/pie2) de carga de fuego].
CAPiTULO 1
•
Planificacion de edificios y terrenos para la seguridadcontra incendios
10-11
TABLA 10.1.5 Ajustes para reducir las distancias de separacion
Medios de protecci6n
Armazon 0 pared exterior combustible 1 Reemplazar por un muro sin aberturas resistente al fuego (minimo 3 horas) 2. Instalar cortina de agua automatica de inundaci6n sabre todo el muro sin ven tanas 0 con ventanas de vidrio armado cerradas con protecci6n de 3/4 de hora 3. Instalar cortina de agua automatica sobre todo el muro con ventanas de vidrio corriente
Ajuste de la distancia de separaci6n Reducir a 0 m (0 pies) Reducir ai,S m (S pies)
Reducir un SO por ciento
Mum exterior no combustible expuesto (resistencia a/ fuego inferior a 3 horas)
1. Reemplazar el muro por otro sin aberturas con resistencia al fuego (de 3 horas minimo) 2. Cerrar todas las aberturas con material equivalente al de los muros, 0 con protecci6n de 3/4 de hora y eliminar los salientes combustibles 3. Instalar cortina de agua automatica de inundaci6n sobre todo el muro sin ventanas, 0 con ventanas de vidrio arm ado 0 ventanas cerradas con protecci6n de 3/4 de hora 4.lnstalar cortina de agua automatica de inundaci6n sobre todas las aberturas del muro equipadas con vidrio comun y sobre los salientes combustibles
Reducir a 0 m (0 pies) Reducir un SO por ciento
Ajuste de la distancia de Medios de orc)te(;CICIn
Mum exterior revestido expuesto (construcci6n combustible cubierto con mamposteria de 4 pulg. min. 1. Reemplazar por un muro sin aberturas resistente al fuego (3 horas minima) 2. Cerrar todas aberturas con protecci6n de 3/4 de h. y eliminar los salientes combustibles 3. Cerrar todas las aberturas del muro con material equivalente al del muro y eliminar los salientes combustibles 4. Instalar cortina automatica de agua de inundaci6n sobre ventanas equipadas con vidrio arm ado 0 sobre aberturas provistas de protecci6n de 3/4 de hora y sobre los salientes combustibles S. Instalar cortina de agua automatica de inun daci6n sobre ventas equipadas con vidrio comun 0 sobre salientes combustibles
Reducir un SO por ciento
Reducir un 50%
Mum exterior expuesto resistente al fuego (Resis. min. 3 h.)
1. Cerrar todas las aberturas con material e Reducir a 1,5 m (S pies)
Reducir a 0 m (0 pies) Reducir un SO% Reducir a 1,S m (S pies) Reducir a 1,S m (S pies)
quivalente al del muro 0 proteger todas las aberturas del muro con protecci6n de 3 h. 2. Proteger todas las aberturas con protecci6n de 1112 horas
3. Proteger todas las aberturas del muro con protecci6n de 11/2 de hora
4. Instalar cortina automatica de agua de inundaci6n sabre todas las aberturas del muro can vidrio armado 0 con protecci6n de % de hora 61 1/2 horas S.lnstalar cortina de agua automatica de inundaci6n sobre todas las aberturas del muro provistas de vidrio comOn
Reducir a 0 m (0 pies) Reducir75%
[max. req uerido = 3 m (10 pies)] Reducir un 50 % [max. requerido = 6 m (20 pies)] Reducir a 1,S m (5 pies)
Reducir un SO%
Para unidades SI: 1 pulg. 24,5 mm; 1 pie 0,305 m.
Fuente: NFPA SOA, Metodo Recomendado para /a Protecci6n de Edificios Expuestos a Fuegos Exteriores.
Asumir ademas que el ancho y altura del incendio que causa la exposicion son 30 m y 15 m (100 pies y 50 pies) respectiva mente, y que el 60 por ciento de la superficie de Ia pared ex puesta esta abierta. Usando una relacion ancho-altura de ]001150 (30/15) 2,0 una intensidad moderada, y cl60 por cicnto de aber turas, se obtiene un nfunero guia de 2,15 de la Tabla 10.1.3. Esto indica que la separacion minima que un edificio sin proteccion
*Los 1,5 m (5 pies) se suman a los valores de distancia de separaci6n calculados para compensar en parte la proyecci6n horizontal de las lla mas desde las ventanas y en parte para proteger contra el riesgo de igni cion por choque directo de las llamas cuando hay separaciones pequefias
deberia tener desde un incendio que cause la exposieion en el edifieio descrito debe ser 2,15 multiplicada por las dimension mas pequena mas m (5 pies): Naturalmente, las condiciones del terreno y las limitaeiones economicas impiden la posibilidad de proporcionar a la mayo ria de los edificios la distancia de separacion calculada. Cuando e8to ocurre, la separacion puede ser reducida protegiendo Ia e8 tructura. Algunos de los medios de proteccion de edificios con tra ineendios causantes de cxposicion, para poder reducir la distancia adecuada de separacion, son los siguientes: 1. Proteccion total con rociadores automatic08 2. Paredes sin aberturas de materiales incombustibles
10-12 SECCI6N 10 •
Incendios en confinamiento
6. Eliminaci6n de aberturas llenandolas con material de cons trucci6n equivalente 7. Paneles de bloque de vidrio en aberturas 8. Vidrio armado sobre marcos de acero (de cierre fijo 0 au tomatico) en las aberturas, junto con rociadores automati cos 0 de inundacion sobre la parte exterior de las aberturas (Figura 10.1.7) 9. Persianas cortafuego automatic as (enrollab les de acero) en las aberturas 10 .Puertas automaticas cortafuego en las aberturas de puertas 11 .Compuertas cortafuego automaticas en las aberturas de los muros La aplicaci6n de los medios de protecci6n descritos ante riormente permitira reducir la distancia de separacion. Las pau tas para reducci6n de distancias se dan en la Tabla 10.1.5. Debe tenerse en cuenta que ninguna de estas medidas es ne cesaria, ni siquiera deseable, cuando tanto el edificio incendiado como el expuesto estan totalmente protegidos por sistemas de rociadores automaticos.
FIGURA 10.1.7 Ventana de vidrio armado con marco metalleo. Aunque agrietada por el calor intenso del ineendio eausante de la exposieion, se mantuvo en su sitio y junto con un roeiador abierto evit6 que el fuego entrara al edificio. Notese el rociador abierto en la parte alta por fuera de la ventana
3. Tabiques cortafuego (autoestables) entre el edificio y la ex posicion (Figuras 10.1.4, 10.1.5 y 10.1.6). 4. Prolongacion de los muros de mamposteria exteriores para formar parapetos 0 aleros 5. Cortinas de agua automaticas exteriores para proteger los muros combustibles
BIBLIOGRAFIA C6digos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consulta de los sigmentes codigos, normas y recomendaciones de la NFPA proporcionara informacion adicional sobre planificacion de edi ficios y terrenos para la seguridad contra incendios. (Ver la ultima ver sion del Catalogo NFPA para la disponibilidad de ediciones corrientes de los siguientes documentos.) NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems NFPA 80A, Recommended Practice for Protection ofBuildings from Exterior Fire Exposures NFPA lOtg" Life Safety Code® NFPA 204, Standardfor Smoke and Heat Venting NFPA 1142, Standard on Water Supplies for Suburban and Rural Fire Fighting
Revisado por Richard J. Davis
n modo reconocido de codificar la especificaciones de protecci6n y seguridad contra incendios de los edificios es clasificandolos por tipos de construcci6n, de acuerdo con los materiales utilizados para los elementos estructurales y el grado de resistencia al fuego que proporciona cada elemento. En los primeros c6digos se reconocfan solamente dos cla sificaciones de construccion: (I) "ignifugo" y (2) "no ignifugo". El termino "ignffugo" se reemplaz6 por "resistente al fuego", porque se reconoci6 que ningun material 0 edificio es totalmente ingnifugo (a prueba de incendio), y que los contenidos de los edificios pueden producirun incendio considerable sin compro meter la estructura. Sin embargo, es posible disefiar edificios que resistan el fuego sin sufrir dafios estructurales graves. El ob jetivo de los requisitos de proteccion estructural contra incen dios de los c6digos modernos es disefiar edificios resistente al fuego en equilibrio con la gravedad prevista de los incendios. Originalmente se clasificaron varios tipos de construcci6n que usaban estructuras combustibles basad as en los materiales (mamposteria 0 madera) usados en la construcci6n de los muros exteriores y el tipo y tamafio de los elementos estructurales (ej., vigas de madera pesada versus estructuras convencionales). A medida que se admitieron clasificaciones de resistencia al fuego para conjuntos de edificios en los c6digos de construcci6n, se agregaron subclasificaciones para distintos tipos de contrucci6n combustibles e incombustibles, seglin el grado de resistencia al fuego previsto. EI reglamento de los c6digos que estipulan el tamafio, area y altura de los edificios y sus usos permitidos se basan general mente en la carga de fuego relativa y otr08 factores representa dos por la ocupacion y materiales de construcci6n utilizados en el edificio. Este capitulo identifica los tipos basicos de construcci6n de edificios reconocidos en la NFPA 220, Norma sobre Diversos Tipos de Construccion de Edificios, yen los c6digos de cons trucci6n modelo. Tambien reconoce el sistema actual de clasi ficaci6n de construcci6n de edificios comparado con los terminos descriptivos tradicionales usados para identificar los tipos de edificios (tales como "resistente at fuego", "no com bustible", "comlin", "de armaz6n", etc.) que ya no son referen cia primaria de los tipos de construcci6n. Ademas, trata sobre la protecci6n contra incendios de los elementos de los edificios; la importancia de los muros exteriores, paredes interiores y ta biques; sistemas de construcci6n de forjados; cerchas; conjuntos piso/teho; y estructuras de cubiertas y recubrimientos
CLASIFACION DE LAS
CONSTRUCCIONES
U
Clasificaciones de E.U.A. Los tipos de construcci6n reconocidos actualmente por la NFPA y el ICC, (Consejo Internacional para os C6digos) estan com prendidos en los diez sUbtipos del sistema de la NFPA y nueve subtipos en el sistema ICC. Los subtipos se derivan de cinco tipos fundamentales de construcci6n en casi todos los casos: (1) resistente al fuego, (2) incombustible (3) comun (exterior prote gido), (4) madera pesada y (5) armaz6n de madera. EI SBC (C6 digo Normalizado de Construcci6n) usa seis tipos de construcci6n. Estos nombres descriptivos se estan desconti nuando porque ya no definen los tipos de construcci6n de forma tan precisa como se necesita. Sin embargo, los nombres ayudan a rastrear el desarrollo de los tipos de construcci6n. El ICC estaba conformado por el BOCA, ICBO y el SBCCI. EI c6digo de construcci6n 2000 de ICC tenia por ob jeto reemplazar los c6digos de construcci6n de estas organiza ciones. Sin embargo, todavia se adoptan las ediciones anteriores de sus codigos de construcci6n en algunos lugares, por ejemplo en California. La NFPA ce ha convertido en una organizaci6n de codificaci6n de la construcci6n, utilizando su experiencia en
Richard J. Davis, P.E., es tecnico especialista senior en ingenieria de FM Global, departamento de ingenierla, Norwood, Massachussets y miembro del Comite Tecnico sobre Construcci6n de Edificios de la NFPA
10-13
10-14 SECCION 10 •
Confinamiento de los incendios
10 relacionado con incendios de los c6digos de construcci6n de trucci6n de la NFPA (que se Hamara NFPA 5000™, CMigo de documentos como NFPA 101®, "Cddigo de Seguridad Hu Construccion y Seguridad de Edificios. mana®", y NFPA 220, Se espera que el c6digo de construcci6n EI MCSC tambien llego a 1a conclusion de que para com de la NFPA este disponible en el ano 2002, parar racionalmente los diferentes tipos de construcci6n, era ne La NFPA 220 define los subtipos de construcci6n resisten cesario un sistema de notacion para identificar la resistencia al tes al fuego usando como base la cantidad de resistencia al fuego fuego requerida para los elementos basicos de la construcci6n, (ej " 2, 3 04 horas) requerida para los componentes del edificio, Estos elementos son: (1) la pared exterior, (2) la armazon es Cuando los elementos estructurales interiores y pisos son tructural principal y (3) la construcci6n del piso. Se desarroll6 de materiales incombustibles con clasificaci6n de resistencia al una notaci6n escrita de tres digitos, como sigue: fuego de 1 hora 0 menos, el tipo de construccion generalmente se identitlca como incombustible. La clasificaci6n incombusti 1 . Primer dfgito -Demanda de horas de resistencia al fuego ble se subdivide en dos tipos: (1) proteglda y (2) sin protecci6n. para un muro de carga exterior que de a una calle 0 limite La NFPA emplea tres clasificaciones generales para los tipos de un terreno. de construccion combustibles: (1) con protecci6n exterior co 2. Segundo digito -Demanda de horas de resistencia al fuego rriente, (2) de madera pesada y (3) de annazon de madera. La para armaz6n estructural de columnas y vigas maestras que protecci6n exterior corriente y la de armaz6n de madera incluyen soporten cargas superiares a un piso. cada una dos subtipos (ej., protegida y sin protecci6n). Estas son 3. Tercer digito -Demanda de horas de resistencia alfuego casi identicas en practicamente todos los aspectos excepto por para construccion de pisos. las estipulaciones de los muros exteriores. La construccion de madera pesada es especial porque se identifica par requisitos de Para construcciones de madera pesada, se utiliz6 la anota tallados en relaci6n al tamafio de los elementos estructurales y ci6n "H" y no un dfgito para las designaciones de construcci6n sus conexiones. Propiedades tales como combustibilidad 0 resis de armaz6n estructural y pisos. tencia al fuego no estin incluidas especificamente en las estipu Asi, por ejemplo, un edificio "332" tendria construcci6n de laciones de la construcci6n de madera pesada, exceptuando las muros de carga exteriores resistencia al fuego, una armazon es paredes exteriores que deben ser de construcci6n incombustible. tructural de 3 horas de resistencia al fuego, y construcci6n de pisos de 2 horas de resistencia al fuego, y corresponderia al edi Notas sobre Clasificacion ficio Tipo I (332) de laNFPA 5000, a unedificio Tipo IB del C6 digo Nacional de Construccion BOCA, al edificio Tipo I FR Para lograr mayor uniformidad en los c6digos de construcci6n, (resistente al fuego) del C6digo Uniforme de Construcci6n de lCBO, y el edificio Tipo II del Codigo Normalizado de Cons el MCSC (Consejo para la Normalizacion de los C6digos de Edificaci6n) estableci6 un comite en 1972 para estudiar las cla trucci6n SBCCI. sificaciones y estipulaciones de resistencia al fuego para los En la Tabla 10.2.2 se muestra una comparaci6n de tipos de tipos de construcci6n usados en los c6digos modelo de cons construcci6n basada en el sistema de notacion escrita del truccion y para desarrollar recomendaciones para las organiza MCSC, segt'tn se presentan en cinco codigos de construcci6n. ciones de codigos modelo de construcci6n. Tambien se desarrollo una nomenclatura normalizada para Como resultado del estudio comparativo de la MCSC, su sucesor, el BCMD (Consejo para la Coordinacion de los C6di TABLA 10.2.1 Tipos de construcci6n recomendados por el gos Modelo) propuso que se continuaran los tipos basicos de consejo de normalizaci6n de c6digos modelo construcci6n reconocidos actualmete en los c6digos pero que se reagruparan hasta cierto punto en dos grupos: (1) incombustible No combustible y (2) combustible. Tambien se propuso que los nombres para Tipo I (443) Tipo II (222) identificar los tipos de construcci6n tales como "ignifugo" y Tipo I (332) Tipo II (111) "normal" "madera pesada", etc., sean retirados porque los me Tipo II (000) todos de disefio y arquitectura actuales ya no usan los conceptos que se usaban cuando se establecieron los nombres de los tipos Combustible de construcci6n. Las clasificaciones propuestas se muestran en Tipo III (211) Tipo IV (2HH) TipoV(111)
la Tabla 10.2.1, Estas son las clasificaciones reconocidas en Tipo III (200) Tipo V (000)
NFPA 220 y usadas generalmente en el nuevo c6digo de cons TABLA 10.2.2 Comparaci6n de tipos de construcci6n (basada en el sistema nacional MCSC)
NFPA220
1(443)
UBC BNBC SBC IRC
1A
1(332)
/I (222)
II (111)
II (000)
III (211)
III (200)
IV (2HH)
V (111)
V (000)
IFR
II FR
11-1 hr
liN
111-1 hr
III N
IVHT
V 1-hr
V-N
1B
2A
2B
2C
3A
3B
4
5A
5B
IV l·:hr
IV unp
V 1-hr
Vunp
III
VI1-hr
Vlunp
1B
IIA
lilA
IIIB
IVHT
VA
VB
II 1A
CAPiTULO 2
identificar y definir los elementos estructurales de los edificios en relaci6n con la resistencia al fuego. Por ejemplo, se encon tr6 en la revisi6n de varios c6digos y normas de protecci6n con tra incendio que la construcci6n de los pisos se mencionaba como "conjuntos de pis os" ,"conjuntos piso/techo" y "cons trucci6n"construcci6n de cubierm de "Conjuntos de pisos y cielo rasos", y "construcci6n de plataformas de pisos". Si los c6digos estuviesen de acuerdo, por ejemplo, en que la "construcci6n de pisos" incluye la plataforma del piso y todos los elementos es tructurales que soportan directamente las cargas del pi so, como la recomienda la MCSC, entonces se evitarian las malas inter pretaciones del prop6sito del c6digo.
•
Construccion de edificios
10-15
se adoptaron varios cambios en los tipos de construeei6n para que estuvieran de acuerdo con las c1asificaciones del MCSC. Sin embargo, se reconoci6 que todavia quedaban algunos con flictos entre c6digos de construcci6n. En 1975, el BCMC esta bleci6 un comite para desarrollar recomendaciones mas detalladas para tipos de construcci6n. En 1980 se fdieron por terminadas las definiciones de tipos de construcci6n y requisitos de resistencia al fuego recomenda dos por el comite. Los requisitos se basan en cinco tipos basi cos de construcci6n. Dos estan definidos como construcciones incombustibles y tres como tipos de construcci6n combustibles. La Tabla 10.2.3 ofrece los requisititos de resistencia al fuego para la armaz6n estructural, paredes pormntes interiores, cons trucci6n de pisos y construcci6n de techo de los cinco tipos ba sicos de construcci6n. La tabla relaciona los componentes que son esenciales para la estabilidad del edificio como un todo y que comprenden la "armazon estructural". Los elementos de paneles del piso 0 del
CLASIFICACION DE TIPOS DE EDIFICIOS Despues de completar las recomendaciones del MCSC en 1974,
TABLA 10.2.3 Ctasilicac/on de res/stencia at fuego (en horas) de construcciones tipo I hasta Tipo V
Tipo I 443 Muros de exteriores sostienen mas de una planta, columnas u otros muros de carga Que sostienen una planta solamente Que sostienen un tejado solamente
332
Tipo III
Tipo II 222
111
000
211
200
08
2
2
08
2
4
3
2
4 4
3 3
2 1
4
3
2
0
3
3
2 2
2 1
0
4
3
2
0
3 3
2 2
2 1
0
4
3
2
0
3
3
2 2
2 1
0 0
3
2
2
0
2
1112
oa
oa
1 1
oa
Tipo IV 2HH
TipoV
111
000
2 2 2
Muros de earga interiores
Que sostienen mas de una planta, columnas u otros muros de carga Que sostienen una planta solamente Que sostienen tejados solamente
2
0
Columnas
Que sostienen mas de una panta, columnas u otros muros de carga
Que sostienen una planta solamente
Que sostienes tejados solamente
0
Vigas, jaeenas, armadura y areos
Que sostienen mas de una panta, columnas u otros muros de carga
Que sostienen una planta solamente
Que sostienes tejados solamente Construeei6n de pisos Construeei6n de teeho Muros exteriores sin earga
C
0
08
08
Oa
Debera permitirse que estos elementos sean de material combustible aprobado. "Requisitos de resistencia al fuego de los muros exteriores situ ados en la proximidad de los Ifmites de la propiedad, otros edificios 0 exposiciones, la disposicion de las secciones pared de relleno, y la restricci6n 0 proteeei6n de aberturas en muros no relacionadas con el tipo de construcci6n. Estos estan especificados en otras normas 0 c6digos, segun el caso, y se podrian requerirse ademas de los requisitos de esta norma para el tipo de construcci6n. Para informaci6n adicional, ver NFPA 80A, Metodos Recomendados para la Protecci6n de Edificios Expuestos a Fuego Exteriores. b"H" indica elementos de madera pesada; ver texto para los requisitos. cLos muros exteriores sin carga cumplen con las condiciones de aceptaci6n de NFPA 285, Metodo Normalizado de Prueba para la Evaluaci6n de las Caracteristicas de InflamabiHdad de los Conjuntos de Muros Exteriores sin Carga que Contienen Componentes que Utilizan la Escala Intermedia, Aparato para Ensayo de Pisos Multiples
10-16
SECCION 10
•
Confinamiento de los incendios
techo que no tienen conexion con las columnas estan considera dos como parte de la estructura del piso 0 techo y no estan cla sificados como parte de la armazon estructuraL Es importante entender en parte la terminologfa usada para describir y clasificar los tipos de construccion de edificios.
protecci6n razonable contra el fuego para la estructura de ocupa ciones con contenidos combustibles bajos 0 moderados. En ocu paciones con cargas de fuego mas altas y usos peligrosos, la resistencia al fuego se puede complementar con protecci6n adi cional, generalmente incluyendo sistemas de extinci6n automatica de incendios. Incluso en ocupaciones con cargas de fuego mode • Resistencia at Fuego: Es el tiempo, en minutos u horas, du radas, como las comerciales y algunas fabricas y almacenamien rante el cuallos materiales 0 conjuntos han resistido la ex tos, se requieren precauciones complementarias de proteccion posicion al fuego establecida en la NFPA 251, Metodos contra incendio. Estas incluyen restricciones en el tamafio del edi Normalizados de Prueba de Resistencia al Fuego de Mate ficio y estipulacion de equipos automaticos de extinci6n. riales de Construccion de Edificios. Estos metodos de En las construcciones Tipo I, solo se permiten materiales prueba son utiles para comparar la resistencia al fuego de incombustibles para los elementos estructurales del edificio. Esta en una reglamentaci6n aceptada que aparece prficticamente materiales de construccion, pero no indican necesariamente su desempefto en incendios reales de edificios. en todos los c6digos de construccion modemos. Obviamente, si • Material Incombustible: Se refiere a materiales que, en la se permitiera materiales estructurales combustibles en edificios forma que se usen y en las condiciones previstas, no se en de tipo incombustible, todo el concepto de su uso permitido (al cendieran, quemaran, soportaran la combustion 0 liberaran tura y area) no tendrla sentido. Sin embargo, por razones prac vapores inflamables cuando sean sometidos al fuego 0 ticas, se permite el uso de algunos materiales combustibles en calor. Los materiales que han pasado la prueba ASTM edificios de Tipo I y tipo II para componentes que no sean es E136, "Metodo Normalizado de Prueba del Comporta tructurales. Las cubiertas de techos, algunos tipos de materiales miento de Materiales en un Homo de Tubo Vertical a aislantes, y cantidades limitadas en acabados interiores y pisos 750°C", se consideran materiales incombustibles. no contribuyen significativamente al riesgo de incendio 0 la • Material de Combustibilidad Limitada. Son materiales de carga de fuego 8i estos materiales estan debidamente regulados construccion de edificios que no cumplen con la definicion y calificados mediante pruebas de incendio. de material incombustible, pero, en la forma en que sean Algunos codigos han intentado reglamentar los materiales utilizad08, tienen un valor potencial calorifico no superior a combustibles usando dos 0 tres altemativas que permitan la 814 lId/kg (3500 BTU/lb) (Ver NFPA 259, Metodo Norma aceptaci6n de materiales con contenido combustible y caracte lizado de Prueba del Potencial Calorifico de los Materiales risticas de combustibilidad de superficie relativamente bajos. El de Construccion, y que cumple con uno de los siguientes: objeto de esta definicion era reconocer ciertos materiales 0 con (1) materiales que tienen una base estructural de material juntos no-homogeneos que contienen cantidades limitadas de incombustible, con una superficie de espesor no mayor de combustibles, como tablas de revoque que, aunque cubiertos 3,2 mm (V8 de pulgada) y con una capacidad de propagacion con papel, se usan como material resistente al fuego Estas defi de llama no superior a 50; 0 (2) materiales en la forma y es niciones alternativas incluyen limites en la tasa de propagaci6n de las llamas de superficie (segUn NFPA 255, Metodo Normali pesor usados, diferentes a los descritos en (I) que no tengan zado de Pruebas de Caracteristicas de Combustion de Superji una capacidad de propagacion de llamas mayor de 25 ni cie de Materiales de Construccion, y en el contenido cal6rico muestren combustion progresiva continua y de composicion (segUn NFPA 259), este ultimo es de 8050 J/kg (3500 BTU/lb.) tal que las superficies expuestas al cortar el material en cual para materiales de combustion limitada, un poco menos de la quier plano no tengan capacidad de propagacion de las lla mitad de el de la madera sin tratar. mas mayor de 25 ni muestren combustion progresiva continua. Los materiales sometidos a un aumento en com En lugar de complicar la definici6n para acomodar ciertos bustibilidad 0 capacidad de propagacion de llamas mas alIa materiales, un enfoque mas fundamental es definir las restric ciones de uso y caracteristicas de combusti6n de los materiales de estos limites por efecto de edad, humedad u otras condi que podrian ser aceptables en edificios de construcci6n incom ciones atmosfericas se consideran combustibles. bustible. Este enfoque se slgui6 en las recomendaciones del NBCC y el comite BCMC de las clases admisibles y a1cance del Construcci6n Tipo I uso de materiales combustibles en edificios incombustibles. Las construcciones de Tipo I (anteriormente conocidas como re sistentes al fuego) son construcciones en las cuales los elemen Construcci6n Tipo II tos estructurales son incombustibles y tienen una resistencia al La construcci6n de Tipo II (conocida antes como incombustible) fuego especificada en la Tabla 10.2.3. Esta clasificacion se di vide en dos subtipos que son, Tipo 1(443) y Tipo I (332). La re es el tipo de construcci6n en el cuallos elementos estructurales son completamente de materiales incombustibles 0 de combus sistencia al fuego requerida de estas partes del armaz6n tibilidad limitada permitidos por el cMigo y protegidos para que estructural y mums de carga que soportan solamente cargas de tengan algUn grado de resistencia al fuego, ya sea de 2 horas techos se pueden reducir en 1 hora y 1 1/2 horas respectivamente. [Tipo II (222)], 1 hora [Tipo II (111)], 0 completamente despro La diferencia basica entre los subtipos es el grado de resistencia tegidos exceptuando las paredes exteriores en la construcci6n al fuego especificado para la armazon estructural. de Tipo II (000). Se escogieron las especificaciones de resistencia al fuego La resistencia al fuego requerida en la construccion Tipo II para construcciones Tipo 1 (433 y 332) porque proporcionan una
CAPiTULO 2
(222 0 111) provee suficiente protecci6n contra incendios para ocupaciones residenciales, educativas, institucionales, de oficinas y para reuniones publicas, sin restricciones complementarias. Sin embargo, generalmente se prescriben limites de altura para este tipo de construcciones. Cuando se usan para otras ocupaciones con una carga de fuego mas pesada, se requieren precauciones adicionales de proteccion contra incendio como equipos de extin cion automatica de incendios. En ocupaciones con una baja carga de fuego de los contenidos, la ausencia de combustible en una construccion incombustible no solamente ayuda a prevenir la pro pagacion del fuego sino que reduce el potencial de riesgo de in cendio iniciado dentro de la misma estructura. La caracterfstica incombustible es valiosa ya que imp ide que el fuego se propague por espacios ocultos 0 que compro meta la estructura misma. Debido a este atributo, se puede con trolar mas rncilmente un incendio en un edificio de construcci6n incombustible (Figura 10.2.1). Los requisitos para muros exte riores de la construcci6n Tipo II estan especificadas en el co digo 0 norma de construccion aplicable usda por la autoridad competente.
Construcci6n Tipo III La construccion Tipo III (anteriormente conocida como cons
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Construcci6n de edificios
10-17
truccion exterior combustible protegida 0 construccion ordina ria) es un tipo de construccion en la cual todos 0 parte de los ele mentos estructurales pueden ser de materiales combustibles 0 cualquier otro material permitido por el codigo particular de construccion que se este aplicando. Se exige que las paredes exteriores sean de materiales incombustibles 0 de combustion li mitada aceptables para el codigo y que tengan un grado de re sistencia al fuego que dependa de la separacion horizontal y de la carga de fuego. La construccion Tipo III se divide ademas en subtipos protegidos y sin proteccion. La construccion protegida, Tipo III (211), tiene una resistencia al fuego de 1 hora para las plantas y elementos estructurales. La construccion Tipo III (200) carece de resistencia al fuego para las plantas 0 elementos estructurales. Sin importar si se provee resistencia al fuego 0 no, es esencial que todos los espacios ocultos esten debidamente bloqueados contra incendio en los edificios de construccion combustible. Esto se debe hacer cuidadosamente en todos los espacios forrados, tabiques, espacios de techos y aticos. Los co digos son muy especificos en cuanto a los materiales que deben usarse para bloquear el fuego y los sitios donde se requieren. Para que sea eficiente, el bloqueo contra el fuego debe cerrar completamente y subdividir Ia construccion combustible en areas limitadas, restringiendo asi la propagacion del fuego y gases calientes y dar tiempo adicional para la deteccion y eva cuaci6n del edificio 0 area involucrada.
Marco de pared de un agua
FIGURA 10.2.1 Sistema de armaz6n representativo de la construcci6n tipo II (incombustible), que muestra un techo prefabricado en declive yarmaz6n de apoyo con elementos estructurales de aooro sin protecci6n
~
..
~-
....
_
.~
..
--------~
10-18
SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
La resistencia al fuego de 1 hora provista en la construcci6n Tipo III (211) ofrece un grado de seguridad para el combate del incendio y evacuaci6n antes de que la construcci6n misma se yea comprometida. Sin embargo, las partes combustibles de cual quier conjunto resistente al fuego estanin ardiendo vigorosa mente antes de flllalizar el tiempo de resistencia. Por este motivo, esa porci6n de la carga de fuego representada por la estructura combustible debe ser considerada como parte de la carga de fuego potencial, ya sea que la construcci6n este 0 no protegida.
Construcci6n Tipo IV La construccion Tipo IV (conocida anterionnente como de ma dera pesada) es el tipo de construccion cuyos elementos estruc turales, es decir, columnas, vigas, arcos, pisos y techos, son basicamente de madera sin protecci6n (s6lida 0 laminada) con grandcs areas de seccion transversal. No se penniten espacios ocultos en los pisos y techos u otros elementos estructurales, con minimas excepciones. La NFPA 220 Y la mayoria de c6digos modele de construcci6n son especificos en las dimensiones mi nimas pennitidas en los diferentes elementos estructurales de madera y las tasas de resistencia al fuego requeridas para co lumnas, arcos, vigas, viguetas y cerchas de materiales diferen tes a la madera que se puedan pennitir como altemativas aceptables de los elementos estructurales de madera. Las paredes tanto interiores como exteriores, inc1uyendo los elementos estructurales en las mismas, pueden ser de mate riales incombustibles 0 de combustion limitada que sean acep tables por el c6digo que se esta aplicando. Elladrillo y la piedra eran los materiales tradicionales usados en las construceiones antiguas de madera pes ada 0 "construcci6n para fabricas". Durante un incendio, la construcci6n de madera pesada re siste el desplome por mas tiempo que la estructura de armaz6n de madera debido a que los elementos estructurales son mas grandes, tienen menos relacion superficie-masa, y tardan mas en quemarse. Mientras se quema un elemento de madera, se fonna una capa de carb6n que acrua como aislante y retarda la velocidad de combustion. Por 10 tanto, los elementos de ma dera grandes, por 10 tanto, pueden seguir soportando sus cargas estructurales gracias a la masa de madera sin quemar. La construccion de madera pesada se considera mas apro piadamente un sistema de construcci6n, no solo un tipo de cons trucci6n que utiliza elementos de gran tamano para el elannazon. Este se desarro1l6 a mediados de 1800 por interes de las aseguradoras, con el illumo de reducir las perdidas por in cendio en las numerosas fabricas de textiles, plantas de papel y edificios de almacenes de dep6sito en los estados de Nueva In glaterra. Por medio del uso inteligente de materiales combusti bles de masa suficiente, la ausencia de espacios ocultos y prestando atenci6n a los detalles para evitar rincones agudos y proyecciones combustibles, la posibilidad de propagacion ni pida del fuego se disminuye reduciendo la probabilidad de danos estructurales graves.
Construcci6n Tipo V La construcci6n Tipo V (conocida anterionnente como annaz6n de madera) es un tipo de construcci6n en que los elementos es
tructurales son totalmente de madera 0 cualquier otro material pennitido por el c6digo que se aplica. Dependiendo de la sepa raci6n horizontal exterior, se puede exigir 0 no que las paredes exteriores sean resistentes al fuego. La construcci6n Tipo V probablemente es mas vulnerable al fuego que cualquier otro tipo de construcci6n, tanto intema como externamente. Por 10 tanto, es esencial prestar mayor aten ci6n a los detalles de construcci6n de esta construcci6n basic a mente hecha de annazon de madera liviana. El bloqueo contra el fuego en muros exteriores e interiores a nivel de techos y pisos, en espacios forrados y otros espacios ocultos puede retra sar la propagaci6n del fuego y gases calientes en estas areas vul nerables. Las construcciones Tipo V se subdividen en dos sUbtipos: Tipo V (Ill) que tiene resistencia al fuego de I hora en su totalidad, incluyendo muros exteriores; y Tipo V (000) que no tiene requisitos de protecci6n contra incendios 0 resistencia al fuego, exceptuando los muros exteriores cando la separaci6n horizontal es inferior a 3 m (10 pies).
Tipos de Construcci6n Mixta Cuando se usan dos 0 mas tipos de construcci6n en el mismo edificio, esta generalmente aceptado que las estipulaciones de ocupacion 0 altura y area se aplicarian al tipo de construcci6n menos resistente al fuego. Sin embargo, en casos donde cada tipo de construcci6n esta separado con paredes corta-fuego 0 de separaci6n de areas adecuadas (Ver NFPA 221, Norma sobre Muros Cortafitego y Tabiques Cortafoego) con resistencia al fuego apropiada, cada parte se puede considerar como una cons trucci6n separada. Otra restricci6n comful lllcluida en algunos c6digos prohibe que los tipos de construcci6n de menor resistencia al fuego 80 porten tipos de construcci6n con requisitos mayores de resis tencia al fuego. En caso de incendio, los riesgos de un desplome estructural son generalmente demasiado gran des para pcnnitir este tipo de disefio. Esta limitacion no se aplica necesariamente cuando la construccion soporta tabiques no portantes para pro teger corredores de salida 0 espacios para arrendar.
PROTECCION CONTRA INCENDIOS DE
LOS ELEMENTOS DE UN EDIFICIO
Se porvee protecci6n contra incendios a los elementos de un edi ficio por dos razones: (1) para evitar la propagacion del fuego dentro 0 hacia el interior del edificio durante una exposici6n al fuego prolongada 0 sin control y (2) para asegurarse de que, in cluso bajo esa exposici6n, el armaz6n del edificio 0 los elemen tos de dicho annaz6n no se desplomen. Tal colapso 0 la sola amenaza de desplome restaran efectividad a las medidas de lucha contra incendios. Existen dos grupos de elementos de un edificio: (I) los por tantes y (2) los no portantes. Los elementos portantes son los que soportan cargas considcrables ademas de su propio peso. Los elementos no portantes soportan solamente cargas limitadas ademas de su propio peso. La eliminaci6n de elementos no por tantes no tendria ningun efecto sobre el comportamiento estruc
CAPiTULO 2
TABLA 10.2.4 Elementos estructurales de un edificio
Elementos portantes
Elementos no portantes
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Columnas tensionadas p~r compresion Muros de cortina Paredes 0 muros exteriores 0 interiores o panel Vigas, viguetas, pisos armados y techos Tabiques sometidos a esfuerzo de flexion Techos
tural del edificio como un todo. La Tabla lO.2.4 relaciona los elementos estructurales comunes en la mayorfa de edificios, se parados en estas dos categorfas generales. Los codigos de construccion proveen disposiciones tanto para cargas estructurales como para cargas vivas supuestas. Las fallas estructurales generalmente son el resultado de la aplica cion de cargas no proyectadas. En caso de incendio, las "cargas" son inducidas por el calor que puede causar tensiones termicas. Estas tensiones se pueden incrementar 8i los elementos esmn res tringidos de alguna manera contra Ia expansion. Ademas, el calor puede causar perdida de resistencia y aumentar la deflexion, 0 hasta la destruccion total del elemento. Mientras en algunos di senos la restriccion podria compensar cualquier perdida de resis tencia, existe la probabilidad creciente de desplome en caso de un incendio prolongado .. Los montajes 0 conjuntos correctamente disenados y construidos, con resistencia al fuego de acuerdo a la exposicion, conservanin la resistencia adecuada durante la expo sicion al fuego y continuanin resistiendo el desplome.
Columnas Las columnas sirven para llevar las cargas del edificio hacia los cimientos donde las cargas son distribuidas por el suelo 0 rocas de soporte. El material de las columnas se determina segun el tipo de construccion (acero u hormigon reforzado si es incom bustible, 0 madera, inc1uyendo disenos de madera pesada, si son combustibles). En caso de incendio, las columnas interiores son las mas severamente expuestas de todos los miembros estructu rales, ya que pueden quedar totalmente envueltas por el fuego.
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Gonstruccion de edificios
10-19
neralmente esta expuesta a la intemperie. Muro Revestido: Muro compuesto por dos materia1es de mam posteria diferentes: (I) la cara frontal y (2) la cara dorsal, unidas para funcionar como una sola unidad. Tabique contra Incendios 0 Tabique Cortafuegos: Pared in terior que sirve para restringir la propagacion del fuego, pero no califica como muro cortafuegos. Muro Cortafuegos: Muro con resistencia al fuego, durabilidad y estabilidad suficientes para resistir los efectos de una exposi cion al fuego incontrolada, que puede causar el desplome del ar mazon estructural sobre cualquiera de sus lados. Las aberturas de la pared, si estan permitidas, deben estar protegidas. Pared Hueca: Pared de dos caras paralelas con un espacio de aire entre elIas, pero sin amarres que unan las dos caras. Muro no Portante: Muro que soporta solamente cargas limita das ademas de su propio peso. Pared de Parapeto: Parte de una pared exterior, cortafuego 0 medianera que penetra a traves de la Hnea del techo y se extiende por encima de esta. Tabique: Pared intenor, de altura no mayor de un piso,que se para dos areas en el mismo edificio pero no se desempena como barrera contra el fuego. Pared Medianera: Pared situada sobre un lindero comtin de dos edificios y de uso comun para ambos edificios. La mayoria de estas paredes pueden estar construidas de diferentes materiales. Muro Tipo "Sandwich": Muro no portante cuyas caras exte riores encierran un nucleo de material aislante. Pared de Conducto Vertical: Pared interior que separa 1a aber tura vertical de una escalera, ascensor, espacio de doctos, etc., y conecta dos 0 mas pisos.
Paredes Las paredes de los edificios pueden servir para una 0 mas fun ciones y pueden ser de carga 0 no carga, y exteriores 0 interio res. Las siguientes definiciones breves describen las funciones generales que pueden desempenar las paredes. Muro de Carga: Pared que BOporta cargas verticales cons ide rabies adem as de su propio peso. Pared de Cavidad: Pared de dos caras paralelas (pared vertical de ladrillo 0 bloques de concreto )con espacio de aire entre estas. Las caras estan conectadas por amarres metalicos. Muro de Cortina: Muro exterior apoyado por el armazon es tructural del edificio. Tambien se llama muro de panel. Pared Exterior: Pared que fomla ellimite de un edificio y ge
MUROS EXTERIORES La funcion principal de todas las paredes exteriores es proteger el interior del edificio trente a elementos tales como el calor y el frio, agua, viento y polvo y suciedad transportados por el viento. Ademas, algunas paredes exteriores pueden soportar sis temas de armazon de pisos y techos y pueden incluir partes que soportan viguetas 0 vigas. La resistencia al fuego requerida para paredes exteriores se determina no solo por el tipo de construccion sino tambien por la distancia de la pared hasta los linderos del lote 0 de una estruc tura de exposicion. A mayor distancia, menos severa es la expo sicion y, por 10 tanto, se necesitarfa menor resistencia al fuego. Se puede utilizar la 'lFPA 80A, Metodos Recomendadospara fa Proteccion de Edificios Expuestos a Fuegos Exteriores, para de terminar combinaciones aceptables de distancia de separacion y
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SECCI6N 10
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Confinamiento de los ineendios
resistencia al fuego 0 proteccion activa de los muros exteriores.
este caso, los montantes de madera soportan las cargas aplica das, mientras que el revestimiento proporciona una superficie exterior atractiva y util. Los revestimientos tambien se usan como la cara exterior de las paredes de cavidad. Las Figuras 10.2.2, 10.2.3, 10.2.4, 10.2.5 Y 10.2.6 ilustran algunas formas comunes de construccion de paredes exteriores. Los muros exteriores de hormigon armado pueden ser va ciadas en ellugar, pre-moldeadas 0 de tipo "tilt-up". Los reves timientos de mamposteria algunas veces son usados como la superficie expuesta de los muros de hormigon armado. El re vestimiento de ladrillo se une al concreto con amarres de metal asegurado al hormig6n y colocado dentIo de las juntas de mor tero de mamposteria. Si 108 muros son portantes, el hormigon armado esUi disen.ado para resistir todas las cargas aplicadas. Los muros exteriores de mamposteria pueden ser no por tantes, es decir que esencialmente soportan s610 su propio peso. La armazOn de piso y cubierta esUi sostenido pOI colmnnas que transfieren las cargas a los cimientos. Generalmente el muro exterior de cada pi so esta sostenido sobre vigas de enjuta que se ensamblan en las columnas.
Muros de Carga Exteriores Los muros de carga exteriores generalmente esUin construidas, ya sea de piezas de mamposteria (como piedra, ladrillo, bloque de hormigon 0 una combinacion de estos materiales), 0 de hor migon. Algunas veces se usa ladrillo como revestimiento en construcciones dc paredes de entramado meUilico 0 madera. En
1-...12pUlg~ (305mm)
I
I
~~it-- Tizon
Aberturas en las Subdivisiones contra Incendios
(b)
(a)
FIGURA 10.2.2 Tipos eomunes de eonjunto de muro y tabique: (a) Muro de carga de ladrillo 203 mm (8 pulg.), (b) muro de earga de /adrillo de 305 mm (12 pulg.)
Algunas de las dificultades experimentadas en los incendios de estructuras con paredes de mamposteria estan ilustradas en la Figura 10.2.7.
Cara Interior
Cara Interior Veso 1:I"'f~-
1...adrilo de tizo!)
Revestimiento
Ladrill:.:::.o_~
Ladrillo "Rolok"
asoga
r-----
Pie derecho de Madera 0 acero Veso 0 carton de
~~
Ladrillo a soga Junta de mortero
BlqC[ue de mamposteria
~
Ladrilo de tizon
Ladrilo de tizon
yeso (b)
(a)
(c)
FIGURA 10.2.3 Tipos eomunes de conjuntos de muros: (a) Revestimiento exterior de ladrillo sobre
muro de armaz6nde madera, (b) Muro exterior revestido 0 forrado de 305 mm. (12 pulg.), (e) Muro
Exterior hueeo de 203 mm. (8 pulg.) de ladrillo " Rolok 8ak".
Cara exterior
Revestimienlo exterior de ladrillo
Cara Interior
Amarre de metal vacio"--_I7777i+
Ladrillo
Ladrillo
asoga
Junta de mortero
Bloque de mamposteria
(a)
Revestimiento interior de losa hueca de arcilla estructural
(b)
Ladrilo de tiztio~n~@~~~
Junta de mortero
(c)
FIGURA 10.2.4 Tipos comunes de eonjuntos de paredes: (a,b) Dos ejemplos de paredes exteriores no portantes de eavidad, (e) Pared exterior no portante de 305 mm. (12 pulg.)
CAPiTULO 2
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Construcci6n de edificios
10-21
Bloque d e l Revestimiento hormigon de ladrillo de 102 mm (4 pulg). de 203 mm (8 pulg). ." . ~ Viga de acero con i;=!!?:l alas anchas
Hormigon
c
Seccion A-A
FIGURA 10.2.8 Dinteles en muros de b/oquse de hormigon recubiertos con ladrillo
Cara exbericlr-F;i
(a)
Enladrillado
(b)
FIGLJRA 10.2.5 Conjuntos de muros revestidos de piedra: (a) Con respaldo de ladrillo, (b) Con baldosa
Cara exterior
Cara interior
Dintel de hormig6n
Dintel (areo) de ladrillo
Piedra
Junta de mortero
Concrete backing
(a)
(b)
FIGURA 10.2.6 (a) Muro de hotmig6n de respaldo y frente de piedra, (b) Muro s6lido de piedra.
Notas: Las pruebas de fuego a pequefia escala no indican necesariamente af oomportaminto ante incendlos, y el dise~o adeouado muchas veces ,equiera materiaies de espesor mayor que ellndicado por las pruebas de fuego 0 par la resistencia estructural. La cantldad de dlstorsl6n depend. de: 1. La diferencla de temperatura entre las suparticles interior y exterior de lmuro, que a su vez depende de Ie ' oonductividad termica del propio mure. 2. La aHura del muro y la distancia entre soportes. 3. EI espesor del muro; un muro delgado sa dlstonna mas que uno grueso, 4. EI coeffclente de dilataci6n del material.
EI interior del mufO. calentada per el fuego. sa dilate hac1endo que el muro sa incline hacia afuera par la parte superior y caiga en direcd6n opuesta aJ 1uego. EI enfriamiento con chonos de manguer. sobre el exterior del mure, mientras 81 interior permanece caliente. puade epresur.r eI oolapso.
Los mums de mamposteria extragruesos en los pisos bajos tienen menor probaJbilidad de derrumoarse, ya que una masa de mayor espesor produce menos incllnad6n,
las estructuras de maJ1lX1steria con mums transversa~ les bien adheridos a intervalos frecuentes no tienden a despJomarse per la diiataci6n termica como sucede con paredes de gran altura sin apoyos laterales
Otro metodo de propolcionar apoyo lateral son las pilastras.
Los mures de panel entre apeyos rigldos llenden a arquearse en direcci6n al fuego,
FIGURA 10.2.7 Efectos de la dilataci6n termica sobre los muros ordinarios de mamposteria.
- -..
FIGURA 10.2.9 Uso de dinteles de hormig6n y ladrillo en muros de mamposteria
Las aberturas como puertas y ventanas en paredes de mam posteria deben tener soportes para llevar el peso de la estructura de la pared por encima de las aberturas. Estos soportes, llama dos dinteles, pueden ser construidos de varios materiales, inc1u yendo perfiles acero, vigas de hormigon premoldeado y arcos de ladrillo 0 piedra, Las Figuras 10.2 ,8 y 10.2.9 ilustran varios tipos de dinteles. Los dinteles de acero usados en paredes re sistentes al fuego deberian tener una cobertura de proteccion contra incendio, como hormigon 0 un recubrimiento cementoso o mineral aplicado por pulverizaci6n para prevenir fallas del dintel y de la seccion de la pared por encima de la abertura. Puede ser necesario limitar el tamafio y nfunero de aberturas cuando la pared exterior esta cerca del limite dellote. Las aber turas protegidas no tienen resistencia al fuego pero pueden im pedir la propagaci6n del fuego a pesar de tener poca 0 ninguna resistencia a la transmision de calor. Las aberturas (ventanas, puertas) cuya protecci6n no tiene el mismo valor de aislamiento del tabique cortafuego 0 muro cortafuego pueden estorbar la salida, causar lesiones personales en un incendio, 0 permitir la autoignicion de combustibles ubi cados cerca dellado no expuesto de la abertura. Mantener una distancia de separaci6n minima (perpendicular a la cara de la abertura) igual a la dimension maxima de la abertura ayudara a evitar esto. EI vidrio resistente al fuego permanece en su lugar durante los incendios de corta duraci6n (aproximadamente de 3/4 de hora a 1 hora); sin embargo, la mayona tienen un valor de ais lamiento casi inexistente. Aunque hay disponibilidad de vidrio resistente al fuego especial para aislamiento, no se puede usar en paredes exteriores en c1imas frios debido a las limitaciones de uso del gel aislante, Las puertas cortafuego pueden ser de madera, acero, 0 acero con alma aislada de madera 0 material mineral. Mientras algunas puertas tienen un valor insignificante como aislamiento, otras pueden tener tasas de transmisi6n de calor de 121°C, 232°C Y 343°C (250°F, 450°F y 650°F). Esto quiere decir que
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SECCI6N 10
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Confinamiento de losincendios
las puertas limitaran el aumento de temperatura, en el lado no expuesto, al valor que corresponde cuando estan expuestas al tiempo-temperatura normal durante 30 minutos. (Ver NFPA 253, Metodos Normalizados de Ensayos contra Incendios de Con juntos de Puertas). Esto ayuda a las salidas, especialmente en las escaleras de edificios de muchos pisos, y provee alguna protec cion wntra la autoignicion de combustibles cerca de lado no ex puesto de la abertura.
Muros de Cortina La mayoria de edificios de varias plantas consisten en armazo nes protegido de acero u hormigon armado (columnas, jacenas y vigas). La cubierta del edificio puede estar encerrada por muros no portantes sostenidos en cada nivel. Estos muros con frecuencia de identifican como muros de cortina 0 de panel. Se usan muchos materiales y tipos de construccion para los mums de cortina. Los muros de cortina de aluminio y acero ino xidable son los mas comunes, pero tambien se usa el cobre y aleaciones de cobre, acero de carbono, metales galvanizados, acabados de esmalte de porcelana, hormigon, vidrio y plasticos. Las grandes areas de ventanas son comunes en este tipo de muros. La Figura 10.2.10 muestra un ejemplo de construccion modema de muro de cortina. Un conjunto completo de mum de cortina puede consistir en un panel con superficies terminadas exterior e interiormente, aislamiento, y medios de fijacion a la estructura del edificio. Sin embargo, este tipo no se usa tan frecuentemente ya que es un
Cubierta armada
Tercer piso Jacena de enjuta
Perfiles continuos de enlace
~'hc1;.I'=""'-4 Segundo piso
conjunto de metal 0 vidno reforzado en la constmcci6n con vencional. Se requiere que los muros de cortina tengan una clasifica cion de resistencia al fuego hasta de 2 horas, dependiendo de la distancia de separaci6n entre la pared y una linea de lindero o estructura de exposici6n. El apuntalamiento seguro de las paredes de cortina es importante por muchas razones, inclu yendo la estabilidad durante la exposici6n al fuego. Los muros de cortina generalmente estan atomilladas a sujetadores pega dos a las columnas, antepechos, 0 placa de piso. Generalmente hay un espacio entre el extremo exterior de la placa del piso y la cara interior del pared de cortina. A menos que este debida mente bloqueado contra el fuego, este espacio puede servir como una via para la propagaci6n vertical del ruego por la al tura total del edificio.
Paredes de Parapeto Una pared de parapeto es una prolongaci6n de la construcci6n de la pared que sobrepasa la altura del tejado. El parapeto en un muro cortafuego ayuda a evitar que se prop ague el fuego a tra yeS del tejado por encima del muro cortafuego y puede ayudar en la lucha manual contra incendio. Cuando las paredes se pm logan solo unas pulgadas por encirna del techo, puede ocurrir la iguicion de un techo adyacente, dependiendo de la direccion y la velocidad del viento y el canicter de las cubiertas del tejado. La NFPA 220 Y la Hoja de Datos FM Global 1-22, 1 por ejem plo, especifican la altura de un parapeto de 762 mm (30 pulg.). Muchos cOdigos de la construcci6n permiten alturas menores, y en grandes zonas del pais, estandar los parapetos de 457 mm (18 pulg.) se consideran normales. Cuanto mas alto el parapeto, mayor sera el grado de seguridad, pero las consideraciones de costa y apariencia dictan arreglos practicos. El incendio tambien puede extenderse alrededor de los ex tremos de los muros cortafuego cuando los muros exteriores del edificio a ambos lados del muro cortafuego son combustibles. Existen dos metodos para reducir al minimo este peJigro: (l) ex tender el muro cortafuego varios pies mas aHa de la pared del edificio 0 (2) proveer un muro exterior sin aberturas de cons trucci6n resistente al fuego a cada extremo del muro (Figura 10.2.11 YTabla 10.2.5). La clasificaci6n de resistencia al fuego de los muros de los extremos debe ser desde el exterior y mi nimo 1 hora pero no mas de 2 horas menor que el muro corta fuego. Cuando los tejados 0 comisas combustibles se proyectan mas alIa de las paredes del edificio, los muros cortafuego se deben prolongar para formar un corte en esta construccion com bustible, como se muestra en la Figura 10.2.12. Los muros cor-
TABLA 10.2.5 Longitud de proteccion del extremo de los muros
Altura del area de exposici6n [m (pies)]
Muro de hormig6n
"L _-_- _.
Longitud de la protecci6n del extremo del muro* [m (pies)]
A.J
Alzada
Secci6n A-A
FIGURA 10.2.10 Alzada de construcci6n tipica de muro de cortina con estructura de acero
Arriba de 40 (12,2) 41 a70(12,3) 71 (21,6) Y mas
6 (1,8) 10 (3,1) 14 (4,3)
'La proteccion debe ser construccion en blanco con resistencia al fuego.
CAPiTULO 2
cortafuegos
joints
M,,,,, ,""'rio,", t~ P=ll
~
l __
x__ 1 I--x--I
~sin autoe~lable,
aberturas, con restencia alfuego
/
Muro cortafuegos
I-x-I
Construcci6n con resistencia al fuego sin aberturas
FIGURA 10.2.11 Proteccion de los extremos del muro corta fuego contra la exposicion: (a) extremos de los muros exterio res adheridos al armazon estructural, (b) extremos de los muros no adheridos al armazon estructural (Ver la Tabla 10.2.6)
457 mm (18 pulg) a 914 mm (36 pulg) dependiendo de las disposiciones del c6digo
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Construccion de edificios
10-23
PAREDES V TABIQUES INTERIORES Las paredes y tabiques interiores utilizadas para corredores y ha bitaciones de edificios pueden ser portantes 0 no portantes. Los tabiques portantes son comunes en los antiguos sistemas de construccion de paredes portantes y tambien se emplean en sis temas de edificios industrializados, especialmente aquellos de hormigon premoldeado. Las construcciones nuevas tienden a usar particiones no portantes. La necesidad de flexibilidad de espacios abiertos en la construccion moderua ha llevado al diseno de pisos y tabiques interiores a permitir la instalacion de tabiques no portantes en cualquier lugar. Estos tabiques movibles estan hechos con fre cuenta de entramados de acero y carton de yeso, y pueden ins talarse y desarmarse despues para volverse a instalar en otro lugar segun cambien las necesidades de la ocupacion. Normal mente, los tabiques movibles se extienden s610 desde el piso hasta la parte inferior del techo falso.
Pie dereChlle Malia melalica •.
U depulg.) 19 mm .,i .•. :. .'.:..... rexpandida . Ma.lla "'!etahca
(3/4 ~xpandlda ": Pie derecho en . .... .' U de 19 mm Revoque . t.,
AIZ~da
R~~~\"<
(3/4 pulg.)
Planta Tabique de revoque solido
Bloque deyeso
457 mm (18 pulg) a 914 mm (36 pulg)
Revoque deyeso
Planchade Tabiques de yeso
Monitor Construccion con pies derachos de madera con revestimiento de cart6n de yeso
Pie derecho
yeso
FIGURA 10.2.12 Instalaci6n de muro cortafuego en edificio con cubierta y lucemario combustible Pia darecho yeso
tafuego que eran considerados eficientes en los otros aspectos hanfallado debido a que las plataformas de madera 0 cobertizos a 10 largo de los costados de los edificios propagaron el fuego de un area de incendio a otra.
List6n de yeso perlorado
Construccion con pies derechos de
madera con revestimiento de carton de yeso
FIGURA 10.2.13 Construccion tipica de paredes y tabiques interiores.
10-24
SECCIGN 10
•
Confinamiento de los incendios
Los tabiques interiores, especialmente los tabiques no por tantes, pueden ser instal ados con un gran nitrnero de materialcs. Los pies derechos de madera y cartones de yeso 0 yeso son otro tipo muy comtin de tabiques. Los tabiques construidos de pie zas de mortero, como bloques de horrnigon, baldosas de arcilla estructural, terracota y bloque de yeso, son 0 han sido usados co mtinrnente en gran nitrnero de edificios y son mas perrnanentes. La Figura 10.2.13 muestra construcciones de tabiques tipicos. Los tabiques interiores debidarnente disenados pueden ac tuar como barreras contra la propagacion del fuego. Para prote ger completamente ciertas areas, mas de 10 que seria posible eon tabiques comunes, se construyen los muros cortafuego y los ta biques contra incendio. Los tabiques contra incendio tarnbien se conocen como tabiques cortafuego; sin embargo, muchas veces se Haman incorrectamente muros cortafuego.
Muros Cortafuego Los muros cortafuego son paredes interiores que proporcionan separacion del ineendio entre diversas zonas del mismo edifi cio. Los muros cortafuego son resistentes at fuego, de construc cion incombustible, con frecuencia son auto-sostenidas (self-supporting), y no se pueden modificar facilrnente para adaptarse a cambios en el edificio. Deben estar disefiadas para mantener la integridad estructural, aun en casos de desplome total de la estructura a cualquier lade del muro cortafuego. Esrnn construidas de hormigon armado, bloque de hormigon, concreto pretensado, y a veces de ladrillo. Las paredes de horrnigon p mamposteria generalmente re quieren alglin tipo de refuerzo de acero para resistir los efectos de la dilatacion termica. Se debe proveer cobertura de concreto de espesor adecuado sobre el refuerzo de acero. Esto es espe cialmente importante en caso de paredes de concreto pretensado. Para el diseno de paredes de concreto pretensado, consulte De sign/or Fire Resistance 0/ Precast Prestressed Concrete. 2 Ade mas, estas paredes pueden ser reforzadas con pilastras si son de una altura 0 longitud considerable. En edificios resistentes al fuego, sc pueden usar muros cortafuego divisorios apoyados en la estructura, siempre que la estructura tenga una resistencia al fuego igual 0 superior a la del muro. Los requisitos para muros cortafuego se pueden encontrar en NFPA 221.
Tabiques Cortafuego Generalmente, un tabique cortafuego (0 tabique contra incendio) subdivide un piso 0 area y se construye para que se extienda desde el piso hasta la parte inferior del piso 0 techo superior. Los tabiques contra incendio pueden ser construidos con materiales incombustibles, de combustibilidad limitada, 0 combustibles protegidos, y deben estar adheridos y sostenidos por elementos estructurales que tengan una resistencia al fuego por 10 menos igual a la del tabique. Un tabique cortafuego normalmente posee algo menos de resistencia al fuego que un muro cortafuego y no se prolonga desde el sotano hasta el techo, como un muro corta fuego. Las clasificaciones de resistencia al fuego para estos ta biques van desde 1/2 hora hasta 4 horas. Las disposiciones para tabiques cortafuego son menos complicados que aquellos para muros cortafuego y tambien estan contenidas en la NFPA 221.
SISTEMAS DE CONSTRUCCION
DE FORJADOS
Los sistemas de construccion de fOljados generalmente inclu yen no solo el conjunto del pi so sino las vigas, jacenas 0 arma zones. Las vigas y jacenas son casi siempre parte integral del sistema de suelos, mientras que las armaduras pueden servir para otros propositos (y, por 10 tanto, se tratan separadamente). Los diferentes tipos de sistemas de armazon de pisos que inclu yen vigas y jacenas y la variedad de componentes que pueden incluirse en un montaje se ilustran mejor por medio de dibujos. Las Figuras 10.2.17 a 10.2.22 son tipicas de muchos disenos quc se usan actualmente.
Tipos de Sistemas de Forjados Conjuntos de Pisos de Acero y Hormig6n Reforzado. Las fi guras 10.2.14 y 10.2.15 son pIanos generalizados de para COll juntos de pisos de acero y horrnigon reforzado. Las vigas de acero que se muestran en la Figura 10.2.14 soportan el montaje del piso, y esrnn a la vez sostenidos por jacenas. Las jacenas in teriores soportan las vigas en ambos lados. Las jacenas con fre cuencia esrnn ocultas dentro de tabiques donde no se nota su pro fundi dad, y pueden sostener directamente cl peso de los ta biques en e1 espacio superior. Las jacenas encajan en las colum nas de acero. La Figura 10.2.15 ilustra un sistema de colunma de viga doble T moldeada en concreto vaciado monoliticarnente (sin uniones) en horrnigon rcforzado. Las funciones de los dife rentes componentes son iguales a las que se describen para ar mazones de acero La placa del piso sostenida por las vigas de acero que se muestra en la Figura 10.2.14 no tiene que ser de hormigon re forzado. Las figuras 10.2.16 y 10.2.17 muestran tipos alternati vos de cubiertas compuestas. Este tipo de sistema de forjados ofrece muchas ventajas para la construccion. La planchas me rnlicas sirven como encofrado para el horrnigon y pennanece en cl lugar despues del fraguado. Ademas, los paneles celulares pueden usarse como canal de distribucion de servicios del edi ficio si se desea. Los paneles celulares pueden transportar todos los servicios Msicos del edificio (energia, teIefono y Hneas de transmision de datos). Una caracteristica de este sistema de for jados es que la cubierta de acero tambien funciona como re fuerzo de traccion de la placa dc hormigon. En algunos casos, se puede requerir una capa resistente a1 fuego aplicada por pulverizacion sobre a cara inferior de la cubierta de acero. Otra modificaci6n de los fOIjados es reemplazar la placa de horrnigon armado por un sistema de hormigon prevaciado. La Figura 10.2.18 ilustra los tres tipos mas comunes de forjados dc horrnigon prevaciado. Los encofrados dc hormigon prevaciado generalmente tienen huecos en toda su longitud que reducen el peso de las placas y sirven como canales de distribucion de ser vidos del edificio. Los encofrados pueden estar soportados ya sea por vigas de acero 0 por vigas de horrnigon armado. Las viguetas de alma abierta, que son armazones prefabri cados livianos, pueden reemplazar las vigas de acero como ar mazon de flexion interrnedia y son un tipo de construccion muy comun tanto para pisos como para tejados. El espacio entre vi guetas es aproximadamente de 0,61 metros (2 pies), y general
CAPiTULO 2
mente de 1,8 metros (6 pies) para viguetas de tejados. La Figura 10.2.19 ilustra este tipo de construccion. Como los espacios entre viguetas son tan cercanos, la placa del piso puede ser mas delgada y continuar soportando la misma carga. Un disefio tipico son los encofrados de acero corrugado con superficie de hormigon de 64 mm (2 1/2 pulgadas) como capa de desgaste. La cubierta corrugada actua como molde para el hormigon y contribuye a sostener las cargas vivas. El hormi gon liviano se usa a menudo en lugar del hormigon de peso nor-
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Construcci6n de edificios
10-25
mal para reducir la carga muerta. Igualmente, las vigas de hormigon armado que aparecen en la Figura 10.2.15 pueden colocarse a menor distancia, 10 que permite unaplaca de piso mas delgada y vigas mas pequeftas. Este tipo de construccion se conoce comunmente como un sis tema de hormigon armado reforzado con nervaduras 0 un sis tema de viguetas de hormigon. EI sistema acanalado puede ser vaciado in situ 0 prevaciado. La placa plana de dos direcciones es un sistema de piso cada vez mas popular. Las losas de hormigon de dos direccio nes, usadas desde comienzos del siglo pasado, tienen refuerzo colocado en dos direcciones. La placa hace lafunci6n de cu bierta, armazon de flexion intermedia, y armazon de flexion pri maria. La parte inferior de la placa puede ser plana 0 nervada en dos direcciones.
Impermeabilidad y Drenaje de Suelos
de acero
I
JaeenaT
•
co,umna exterio de aeero
" \.... Viga 0 ]aeena perimetral de aeero
!<;):'t~~(}YYJi.c?<2'·Jrm?a'" Secci6nA-A (no a eseala)
Ademas de la eficiencia de los sistemas de armazon de pisos como barreras contra la propagaci6n del fuego, existe otra con sideracion en relaci6n con los pisos en edificios de varios pisos y es su comportamiento frente a situaciones de incendio. Esta consideraci6n es el grado de impermeabilidad de la construc cion y disposicion del drenaje de los suelos. A veces se necesi tan cantidades enormes de agua en edificios de construcci6n combustible sin rociadores 0 edificios de construccion incom bustible con ocupaciones de cargas combustibles considerables. Sin un buen drenaje y/o disposiciones de impermeabilizacion adecuadas, el agua podria presentar un riesgo mayor de dafio por agua en los pisos inferiores. Si se permite, un metodo no muy costoso de drenaje es pro veer embornales en las paredes exteriores. El desagiie de
FIGURA 10.2.14 Detal/e de /a planta del piso de la estructura de armaz6n de acero Placa de hormig6n
I
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Columna exterior de hormig6n
q-W-· - -dt~-
-w p - -w Varillas 0 malla de refuerzo de acero
Piezas encolradas de acero acanalado
FIGURA 10.2.16 Construccion de forjado de hormig6n que muestra e{ conjunto de fa composicion del mismo .~ /
rPlaca de hormig6n
---;:'-
Cables
Paneies celulares deacero - Red de conductos Cialo raso
Seeei6nA-A (no a escala)
FIGURA 10.2.15 Detal/e de la planta de una estructura de vigas y jacenas de hormig6n armado
~oP.ort~ co!ga':lte ,
Tubo aislado
FIGURA 10.2.17 Forjado de hormig6n vaciado sobre pane/es ce/u/ares de cafibre Hviano
10-26
SECCION 10
•
Confinamiento de los incendios
Encofrado depOS~'tadO Cobertura de mortere como una completa subyacente tipo sustancia
"oid,d "~""IO
7-
Toj'
Uave continua rellena lechada despues de la erecci6n
Acero Huecos circulares se reforzado extienen completamente a traves del encofrado Capa superior dehormig
A
Los huecos se extienden com pletamente a traves del encofrado
Guia de esfuerzo cortaQ!e de hormig6n vaciado como parte integral de la capa superior
Piezas de mamposteria de hormig6n
' - - Alambres de acero pretensado. de alta resistencia. embutldo en concreto de alta resistencla
FIGURA 10.2.18 Tres placas de forjado de hormig6n premoldeado
TABLA 10.2.6 Tamafios de embornales y desagues>
---
Areas de suelos
No. de embornales y desagues de 102 mm (4 pulg.)
-r
r- Placa de concreto
.----
2
46 m (500 pies2) 0 menos 70 m2 (750 pies2) 93 m2 (1000 pies2 )
2 3 3
Vigueta de alma abierta
Embornales adicionales para areas mayores de 93 m2
(1000 pies2);
Para ocupaciones de Riesgo Extra, Grupos 1 y 2 (Ia cantidad y combustibilidad del contenido es muy alta), 0 pisos de impermeabilidad dudosa, 0 contenidos expuestos especial mente a darios por agua - un embornal p~r cada 46 m2 (500 pies2) adicionales. Para Ocupaciones de Riesgo Ordinario Grupo 2 (Ia
cantidad y combustibilidad de la ocupaci6n es
moderada) con pisos impermeables - un embornal por
cada 93 m2 (1000 pies2 ) adicionales 0 fracci6n.
Para ocupaciones de Riesgo Ordinario Grupo 1, u
Ocupaciones de Riesgo Leve (la cantidad y
combustibilidad de contenidos es baja) conpisos
estrictamente impermeables - 1 embornal por cada
186 m2 (2000 pies2 ) adicionales 0 fracci6n.
pisos conectados a tubos colectores de gran diametro 0 una combinaci6n de embomales y desagiies. EI numero de em bomales 0 desagiies depende del riesgo y de la cantidad de agua que probablemente sea utilizada. Para condiciones nor males, las recomendaciones de la Tabla 10.2.6 se consideran una buena practica. Existen tecnicas de impermeabilizaci6n disponibles como membranas impermeables, masillas calientes, emulsiones asfa! ticas, revestimientos 0 acabados cementosos, etc., que se pueden aplicar a los pisos seglin el tipo basico de construccion del piso
FIGURA 10.2.19 Construcci6n de forjado de hormig6n que muestra vigueta de acero de alma abierta
en cuesti6n. EI prop6sito de estas aplicaciones es proveer una barrera impermeable sobre el piso mismo, que se extienda hasta 1000150 mm (4 a 6 pulgadas) por las paredes y columnas. EI agua represada por estas medidas de proteccion se debe extraer antes de que su propio peso se convierta en una amenaza de carga para el edificio.
VIGAS DE CELOsiA En las grandes areas que deben estar libres de columnas 0 donde los requisitos de una ocupacion especial 10 requieran, pueden usarse vigas de celosia para fines diferentes al soporte del techo. Tres de estas aplicaciones se identifican como: (l) vigas de ce losia de transmision, (2) vigas de celosia escalonadas y (3) vigas de celosia intersticiales.
Vigas de Celosia de Transmisi6n Las vigas de celosia de transmision de cargas crean un espacio libre sobre el piso inferior al soportar directamente las cargas de las columnas por encima de la viga 0, a veces, por debajo de los elementos de tensi6n. Este disefio permite grandes areas sin co
CAPiTULO 2
lunmas para auditorios, salones de baile, etc., en cualquier nivel de un edificio de varios pisos. Como las vigas de celosia de transmision sostienen las car gas de mis de dos pis os, los codigos de construccion general mente requieren que se provea proteccion contra incendios individualmente para cada uno de los elementos de la viga de ce losia, 0 por el cerramiento completo de la viga (en toda su altura y aneho) con protecci6n de la envoltura.
Vigas de Celosia Escalonadas EI sistema de vigas de eelosia esealonadas esta especialmente indicado para edificios residenciales de muchos pisos. Corrien temente, en un disefio de vigas de celosia escalonadas, las vigas de la altura del piso abarcan todo 10 ancho del edificio en filas de columnas alternas sobre cada piso. Estas vigas de celosia estim sostenidas solamente por las dos filas de columnas exte riores. Por 10 tanto, el interior del edificio esta libre de colum nas; en cualquier altura dada, la construcci6n del piso esta soportada alternadamente sobre los cordones superiores e infe riores de las vigas de celosia adyacentes. Es caracteristico de las aplicaciones de vigas de celosia es calonadas que estas vigas esten encerradas dentro de la cons trucci6n de la pared que separa los apartamentos individuales 0 los cuartos de huespedes de hoteles 0 moteles. Puede existir una abertura de control en la viga para proveer espacio de paso para un corredor. Como las vigas de celosia escalonadas general mente estan encerradas en las paredes, el conjunto completo del muro debe tener la resistencia al fuego estipulada para esta condicion.
Vigas Intersticiales El concepto viga de celosia intersticial se desarro1l6 inicialmente para resolver las necesidades funcionales de hospitales. Aunque las vigas de acero en sistemas de arrnazones intersticiales son bastante profundas [en el orden de 2,5 m (8 pies) de altura], estas no se extienden de un piso a otro como las vigas escalonadas. Los cordones superiores sostienen el piso de arriba, mientras que los cordones inferiores sostienen el sistema de cielo raso colgante y un pasadizo de mantenimiento. En sf, las vigas de ce losia intersticiales son anaJogas a las viguetas de accro de alma abierta muy profundas. Por 10 tanto, el espacio intersticial creado pro vee un sitio conveniente para los complejos sistemas mecanicos y electricos que son parte necesaria de un hospital moderno. Se provee ac ceso directo para mantenimiento, renovaci6n y reemplazo de los diversos componentes de los sistemas dentro de estos espa cios entre pisos sin interferencia significativa con las operacio nes norrnales. Como cada viga de celosia intersticial sostienen solamente una planta, los tres metodos convencionales de proteccion con tra incendios para las vi gas de celosia estan perrnitidos por los c6digos modelo de construcci6n. Sin embargo, por razones prac ticas, la proteccion individual de cada elemento de la viga de ce losia 0 la protecci6n de la membrana del techo son los metodos mas ampliamente usados.
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Construcci6n de edificios
10-27
CONJUNTOS PISOITECHO
Los componentes del techo son elementos importantes en el de sempefio de un conjunto piso/techo resistente al fuego. En caso de incendio dentro de una habitaci6n, el techo acrua como una barrera para proteger el arrnaz6n estructural que se encuentra sobre este. EI grado de proteccion, naturalmente, depende del tipo de material, su instalaci6n y sus acabados. Los techos com bustibles 0 que no permanecen en su lugar cuando se someten a las presiones y temperaturas de un incendio no proveen un grado importante de proteccion. Es importante anotar que los techos de membrana son parte del conjunto piso/techo, el cual acrua conjuntamente para pro veer la resistencia al fuego proyectada. EI techo por sl mismo no tiene suficiente resistencia al fuego. Los cielos raso;;, pueden aplicarse directamente 0 quedar suspendidos de la parte de abajo del armazon del piso. La Figura 10.2.17 muestra un cielo raso colgando de la placa del piso. Tambien es corriente aplicar material de protecci6n contra in cendio como revoque 0 una mezcla pulvcrizada directamente a la cara inferior de la placa del piso. La Figura 10.2.20 muestra una placa de piso con yeso aplicado directamente a la cubierta de acero del piso. Hay varios tipos de techos colgantes de membrana de uso comUn. Un tipo consiste en un sistema en el cuallos paneles del techo estan sostenidos por una rejilla de metal expuesta. Otro tipo comun de membrana tiene una rejilla de metal oculta en re bajo al borde de los paneles del techo. Los techos de membrana suspendidos tambien pueden ser de listones y revoque tradicio nal 0 de cart6n de yeso asegurado perrnanentemente con juntas rematadas. Ambos sistemas pueden estar suspendidos debajo del sistema basico del subsuelo 0 unidos directamente a este. En las diferentes disposiciones que se utilizan actualmente, cl espacio arriba del cicio raso puede ser de construcci6n com bustible y tambien puede contener otros materiales combusti bles, tales como aislamiento de conductos, aislamiento de cables y obturadores de vapor. Los sistemas de manejo de aire pueden usar los conductos 0 el mismo espacio vacio (pleno) como medio para abastecer, extraer 0 recircular el aire, pero los mate riales relacionados deben cumplir estrictamente las estipulacio nes de combustibilidad y evolucion del humo. El material usado para el techo de membrana es importante. La argamasa de yeso y listones eran una construcci6n comun en la antiguas membranas. Actualmente las f6rmulas de baldosas de minerales especiales son usadas para los sistemas de paneles acusticos que no se comban durante la exposici6n al fuego. El Concreto
- Liston de metal yyeso Viga de soporte de piso
FIGURA 10.2.20 Yeso aplicado directamente en la cara inferior del forjado,
10-28
SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
annazon de soporte esta disefiado para acomodar la expansion termica con el mfnimo de distorsion de manera que los paneles del techo permanezcan en su lugar. Si las instalaciones de alumbrado y las aberturas de con ductos estan incluidas en los techos de membrana que son parte de conjuntos con resistencia al fuego, ambos deben ser de di sefio adecuado y estar correctamente espaciados, y con fre cuencia requieren blindaje para reducir la transmision del calor al espacio del techo. El resultado de la pmeba contra incendios esta basada en instalaciones de alumbrado y espaciamientos es pecificos, de modo que el cambio indiscriminado de instala ciones de alumbrado puede causar una falia prematura. Si las aberturas de conductos de aire estan instaladas en un techo tipo membrana, estas deben estar adecuadamente protegidas 0 amortiguadas, segun 10 determine una pmeba contra incendios del montaje del techo que incorpore los componentes de venti lacion y distribucion de aire.
ESTRUCTURA DE LAS CUBIERTAS El disefio y construccion de las estmcturas de cubiertas siguen el patron general de los sistemas de armazones de pisos (ambos deben sostener cargas verticales y distribuir estas cargas a pare des y columnas. Las cargas de las cubierta son generalmente menores que las cargas de pisos. Ademas, por razones arqui tectonic as se pueden exigir luces mas grandes que las utilizadas en la construccion de pisos y la forma de la cubierta no tiene que ser necesariamente plana. Las cubiertas de tejados pueden estar sostenidas por vigue tas de acero 0 madera 0 por vigas de celosia cuando se requiera un tramo 0 luz mas largo. Las vigas de celosia pueden ser hechas de acuerdo con cualquier forma de cubierta, ya sea plana, incH nada 0 curva. Las viguetas de acero de alma abierta 0 de madera se usan con frecuencia en construcciones de cubiertas planas. Una vi gueta de alma abierta es simplemente una cercha liviana con cordon paralelo. Las viguetas de celosia (0 viguetas de alma abierta se usan generalmente para sostener una cubierta de acero de 38 mrn (1 112 pulg) y estan espaciadas aproximadamente a 1,8 m (6 pies) entre los centros. Este espaciamiento ajustado permite que la cubierta del techo sea disefiada para que se extienda entre las viguetas. La Figura 10.2.21 ilustra este tipo de estructura de cubierta. En edificios de una sola planta que requieren grandes espa cios abiertos, algunas veces se usan porticos rigidos como soporte tanto de colunmas como de cubiertas. La parte que se extiende sobre la cubierta esta conectada rigidamente a las columnas de los lados opuestos del edificio para formar un solo elemento. La es tmctura misma puede servir para un techo inclinado. La Figura 10.2.22 muestra una estructura de pOrtico rigido. Se pueden usar sistemas de placa plana y placa nervada de hormigon para construccion de cubiertas en aquellos edificios en los cuales estos son el tipos predominantes de estmcturas. Tam bien son comunes otros sistemas que usan secciones de hormi gon pretensado de grandes luces en doble T 0 en canal. Estas unidades sirven tanto de soporte como de cubierta. Las cubiertas de techo tambien pueden ser de planchas de
Cubierta
Vigueta de acero Columna
FIGURA 10.2.21 Estuctura con viguetas para grandes luces
P6rtico rigido
Correas
FIGURA 10.2.22 Estructura de pOrtico rigido
Armaz6n de soporte estr~ctural. Abrazadel de acero de metal ~,:
DetalieA
t:ry~~~~:~~_~bre de E r .
\:iJ '
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Varillas de acero deformadas Plancha de cubierta de hormigon ligero prevaciado en forma de U
Lo~~~::rA~:!~~~:~ -
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A....J
Abrazl de me
deacero Secci6n A·A
Plancha de cubierta de hormiQ6n liQero machihembrada
FIGURA 10.2.23 Planchas prevaciada de hormigon ligero
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CAPiTULO 2
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Construcci6n de edificios
contra incendios a la cubierta del tecbo, no se despJazan de su lugar y no presentan riesgo de tizones transportados por el aire.
bonnigon annado prevaciado aseguradas a los soportes estruc turales de acero por medio de abrazaderas de metal galvanizado, como 10 muestra la Figura 10.2.23. Estas plancbas se fabrican en tres formas generales: (1) de canto vivo, (2) de losa de canal y (3) de ranura y lengiieta. Para reducir peso se pueden fabricar con hormigon aireado usando agregados livianos.
Recubrimientos Clase B. Incluye cubiertas de tejados que son efectivas contra las exposiciones a incendios moderados. Estos recubrimientos no son facilmente intlamables, no trasportan 0 comunican el fuego facilmente, ofrecen un grado moderado de proteccion contra incendio ala cubierta del techo, no se mueven de su lugar, y no presentan riesgo de tizones aerotransportados; sin embargo, pueden requerir reparaciones para mantener sus propiedades retardadoras del fuego.
CUBIERTAS DE TEJADOS En resistencia a la ignici6n y quemado por exposici6n extema al fuego, las cubiertas de tejados varian desde tejas de madera (shingle) combustibles sin tratamiento retardante de incendio basta cubiertas ensambladas 0 preparadas que son muy efectivas frente a una exposicion a fuegos exteriores. Como las cubier tas de tejados bien disefiadas pueden proteger los edificios de la exposicion a incendios, la posibilidad de propagacion del fuego de un edificio a otro puede reducirse considerablemente. EI comportamiento del fuego para cualquier conjunto de te jados sometido a la exposicion a un fuego exterior no es nece sariamente el mismo que para una exposicion a un fuego interior. La presencia de gravilla de piedra, balastos de piedra grandes, adoquines de bonnigon, 0 algunos recubrimientos tales como aluminio 0 emulsiones de asfalto por encima de las cu biertas de tejados puede amentar la resistencia de la exposicion a incendios exteriores.
Recubrimientos Clase~. fucluyen cubiertas de tejados eficaces contra las exposiciones a incendios leves. Estos recubrimientos no son facilmente intlamables, ofrecen por 10 menos una leve protec cion contra incendios para las cubiertas de tecbo, no se desplazan de su sitio y no presentan el riesgo de tizones aerotransportados; sin embargo, pueden requerir reparaciones 0 renovaciones para man tener sus propiedades retardadoras de incendio. Los cOdigos de la construccion generalmente requieren re cubrimientos Clase A 0 Clase B dentro de los timites de las ciu dades 0 siempre que se requieran construcciones resistentes al fuego. Los recubrimientos Clase C son apropiados para otro tipo de edificios. Muchas ciudades describen la Clase C como la nonna minima para techos. Los lab oratorios de pruebas de incendio clasifican los con juntos de cubierta de techo metalica segun el tipo de construc cion (Ver la Tabla 10.2.7).
Cubiertas de Tejados Retardantes de Incendios
Recubrimientos de Cubierta Armados y Prefabricados
La prueba nonnalizada para cubiertas de tejados es NFPA 256, Metodos Normalizados de Pruebas de Incendio de Revestimien tos de Tejados. Las tres clases de cubiertas de tecbos que clasifi can con resistencia a la exposici6n de incendios exteriores son:
Los recubrimientos de cubierta retardadoras de incendio perte necen a uno de varios grupos. Uno es la cubierta annada que, como lo indica su nombre, consiste en varias capas de material aplicado 0 "armado en capas" sobre las cubiertas del techo de acuerdo a especificaciones. Lo que se conoce como tecbo "de alquitran y grava" es realmente una cubierta de tejado armada consistente en varias capas de fieltros para tecbos y paneles ais
Recubrimientos CIase A. Incluyen cubiertas de tejados que son efectivas contra las exposiciones graves a un incendio exterior. Estos recubrimientos no son facilmente inflamables, no transpor tan 0 comunican el fuego, ofrecen un buen grado de proteccion
.r----Gravilla 0 escoria incrustada - - - , en asfalto derretido Capas altern as de asfalto y fieltro Capa de asfalto Capas de fieltro
Tablero de madera Capas altemas de asfalto y fieltro Capas de ",,1,.110·--/ Tablero de cubierta de hormig6n (a)
10-29
(b)
FIGURA 10.2.24 Recubrimi
10-30
SECC10N 10
•
Confinamiento de los incendios
TABLA 10.2.7 Recubrimientos prefabricados de cubiertas Recubrimientos de cubiertas a Ladrillo Concreto Baldosa Pizarra
Revestimientos metalicos
Declive del techo min.lmax., pulg. por pie
Clase B
Ladrillo de 6 cm de espesor. Minimo requerido para Cemento P6rtland reforzado de 25 mm de espesor. desaglie/ilimi Tejas planas 0 de barro tipo tado frances 0 de hormigon de 10 mm de espesor con solapadurab de 38 mm 0 mas y sujecion par la parte superior espaciando el cuerpo de las tejas 12 mm o mas por encima del revestimiento de la cubierta, con una capa inferior Ttpo 30 0 dos capas Ttpo 15 de fieltro organico saturado de asfalto. Tejas de barro 0 de hormigon, de estilo Espanol 0 Mision de 11 mm de espesor, solapadurab de 76 mm, y capas inferiores iguales a las anteriormente descritas. Pizarra de 5 mm de espesor, colocada al estilo americano. 121ilimitado
% Ountade
plegado saliente) 0 V2 (costurade solapa) i1imitada
Revestimiento de lamina de fieltro organico (antes conocido como fieltro de trapo)
ClaseA
Wilimitado
Revestimiento plancha de cobre 16 onzas 0 acero calibre 30 0 hierro prote gido contra la corrosion. Limitado tableros de cu bierta incombustibles 0 soportes de tejados incombustibles cuando no se provee un tablero cubierta separado. Panel metalico de costura de plegado 0 solapa con bloques de fibra de vidrio debajo en las viguetas 0 juntas de acero.
Clase C
Revestimientos metalicos Revestimiento de plancha decobre 0 acero calibre 30 0 hierro protegido contra la corrosion, 0 revestimiento tejama nies con por debajo de una capa de fieltro organico saturado de asfaltob Ttpo 30 0 dos capas Ttpo 15b
Revestimiento de plan cha de cobre 0 acero calibre 30 0 hierro pro tegido contra la corro sion, 0 recubrimiento de tejamanies, sin capa por debajo 0 con cap a por debajo de papel im pregnada de resina. Planchas de zinc 0 re vestimientos de teja manies con refuerzo por debajo de una capa de fieltro orga nico saturado de as faltob Tipo 30 0 dos capas Ttpo 15. b
Revestimientos de lamina de fieltro organico de asfalto con superficie de cascajo 0 de aluminio.
alos recubrimientos de cubierta prefabricados se clasifican y aplican sobre revestimiento de madera de canto vivo de 25 mm de espesor nominal 0 equivalente, a menos que se especifique de otro modo. Ver notas al pie de la Tabla 10.2.8 (recubrimientos de cubiertas armadas in situ), Colocadas de acuerdo con las hojas de instrucciones que vienen con el paquele. Se limita a cubiertas capaces de reciblr y retener clavos. los revestimientos de cUbierta prefabricados, aprobados por Underwriters laboratories, indican la clasificaci6n cuando se aplican de acuerdo con las instrucciones incluidas en el empaque. bSolapadura (end lap) quiere decir longitud de superposicion de las dos unidades, una colocada sobre la olra. Solapadura por Ia parte superior (Head lap) de las cubiertas tipo teja 0 tejamanie es la distancia en la cual una teja sa solapa en cualquier direccion sobre otra teja de la segunda hilada inferior. Sin embargo, con los tejamanies colocados por el metodo "Outch-Iap", donde ninglin tejamanie sa traslapa al de la segunda hilada inferior, el "head lap" sa considera la distancia en la que un tejaman;e se traslapa a otro de la siguiente hilada inferior
(continua)
CAPiTULO 2
•
Construcci6n de edificios
10-31
TABLA 10.2.7 Continuaci6n Recubrimientos de cubiertas 8
Declive del techo min.lmax., pulg. por pie
ClaseA
Clase B
Clase C
Suficiente para permitir el desagOea
De superficie mineral, dos 0 mas capas.
Superficie mineral, dos o mas capas.
Suficiente para permitir el desagOea
De superficie mineral, dos 0 mas capas.
Superficie mineral, dos o mas capas.
Tejamanies de superficie mineral, una 0 mas capas.
Revestimiento con tejama nies de fibra de vidrio y asfalto
Suficiente para permitir el desague 8
De superficie mineral, dos 0 mas capas.
Superficie mineral, dos o mas capas.
Tejamanies de superficie mineral, una 0 mas capas.
Revestimiento con lamina de vidrio y asfalto
Suficiente para permitir el
Revestimiento con tejama nies de fieltro organico (anteriormente conocido como fieltro de trapo) con recubrimiento especial Revestimiento con tejama nies de fieltro organico (anteriormente conocido fieltro de
Superficie mineral.
Tejamanies y listones de madera de cedro rojo tratado
Tejamanies 0 listones tratados, una 0 mas capas; los listones requieren por 10 me nos una capa interior de fieltro Tipo 15.
Nota: los materiales de cubiertas de tejados que contienen asbesto no se siguen usando en los E.U.A; sin embargo, todavia podrian encontrarse en construcciones existentes. Para unidades SI: 1 pulgada =25,4 mm; 1 pie =0,205 m; 1 onza = 0,0284 kg; 1 Ib = 0,454 kg. aNormalmente 1/4 de pulgada por pie.
lantes 0 capas pegadas con cementos ealientes 0 frios recubier tos con grava para teehos. (Figura 10.2.24). Otro grupo (recubrimientos prefabricados) incluye las tejas planas retardadoras de incendio y rccubrimientos en chapas, que pueden aplicarse soiamente a cubiertas de techo capaces de re cibir y retener clavos y que sean suficientemente inclinados para permitir el desagiie (Figura 10.2.25). Sin embargo, en algunos cas os, el declive no debe exceder un maximo especificado para calificar como retardador de incendio Clase A, B 0 C. Las tejas planas de fieltro organico y asfalto (ej., techos "compuestos") constituyen un ejemplo comun de recubrimientos prefabricados de cubiertas y se ijsan con frecuencia en viviendas. Los recubrimientos prefabricados de cubierta tambien in eluyen revestimientos incombustibles como ladrillo, hormig6n, tejas y pizarra. Las Tablas 10.2.8 y 10.2.9 relacionan varios tipos de recubrimientos prefabricados y armados respectiva mente, y sus elasificaciones de retardadores de incendio. Cual quier recubrimiento de cubierta puede ser usada para exposiciones menos graves que las listadas. Ademas de los recubrimientos armados de cubierta deseri tos en la Tabla 10.2.8, hay varios tipos hechos de fieltro orga nico, fibra de vidrio, aluminio, acero y tejas aplicados de mancra especial con fijadores especiales debidamente listados por labo ratorios de ensayo. Las membranas dc un solo pliego son un tipo
Borde de gotera
FIGURA 10.2.25 Instalaci6n de un tipico recubrimiento prefabricado de cubierta
muy popular de recubrimiento de cubierta. Las clasificaciones de exposici6n a inccndios exteriores para estos recubrimientos dependen del tipo de material, si es· retardador dc incendio, el tipo de aislamiento directamente por debajo, y la presencia de re vestimiento 0 acabado. Estas clasificacioncs puedcn encontrarse en publicaciones de los lab oratorios de prueba.
Tejas Planas de Madera Las tejas planas de madera sin tratar pueden eneenderse rapi damente por pequefias chispas de chimeneas 0 fuegos de expo
10-32
SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
TABLA 10.2.8 Recubrimientos de cubiertas armados "in situ
Recubrimientos de cubiertas8
Declivede techo min.lmax. ClaseA
Clase C
4 capas (lisas) 0 5 (perforadas)
4 capas de fieltro de fieltro lipo 15. perforado lipo 15. 1 capa de fieltro lipo 30 y 2 3 capas de fieltro capas de fieltro lipo 15. lipo 15. 1 capa de fieltro lipo 15 y 2 capas 2 capas de laminas lipo 30, laminas de remate 0 de de rem ate 0 de base Tipo 156 30. base. 3 capas lipo 15630, laminas de remate 0 de base . 3 capas de fieltro lipo 15. Umitadas a tableros de cubierta incombustibles.
Fieltro organico de as falto, adherido con asfalto y con super ficie de 180 kg de gravilla 0 piedra tri turada, 0 136 kg de escoria triturada por cada 9.30 m2 de su perficie de cubierta, sobre una capa de asfalto en caliente. Fieltro organico adhe rido con brea y con superficie de 180 Ib de gravilla para te chado 0 piedra tri turada, 0 136 Ib de escoria triturada por cada 9,29 m2 de superficie de cubier ta sobre una capa de en caliente.
Clase B
%/2
Fieltro organico de alquitrim
%/2
Fieltro organico de asfalto, !Iso 0 perforado y recubierto con una aplicaci6n en frio.
%/12
4 capas de fieltro organico lipo 15. 3 capas de fieltro organico lipo 15.
3 capas de fieltro organico lipo 15
4 capas de fieltro organico satu rado de alquitran, adherido con alquitran de hulla, con superfi cie de 125 kg de escoria tritu rada de 5/ 8 (15 mm) por cada 9.29 m2 de superficie sobre de clive de techo de alquitran de hulla. apas 1 capa de fieltro lipo 30 Y 1 capa de fieltro lipo 15. 2 capas de lamina de remate 0 base tipo 15 6 30. 2 capas de fieltro Tipo 15 y 1 capa de lamina de remate 0 de base Tipo 15 630.
Desde el punto de vista de efectividad relativa de los diferentes tipos de revestimiento de madera, las tablas machihembradas y la madera laminada de 19 mm de resistencia a la humedad dan mejores resultados en las pruebas de tizones y llama que los revestimientos de canto vivo con tablas espaciadas aproximadamente 6 mm. En las clasificaciones basadas en revestimientos de canto vivo, los revestimientos machihembrados 0 madera laminada pueden ser substituidos. Las tablas de revestimientos de canto vivo deben juntarse 10 mas cerca posibles. EI espacio de 6 mm mencionado anteriormente, es para indicar el procedimiento de prueba de incandio para simular condiciones reales despues de la contracci6n de las tabJas debido al envejecimiento u otras razones. Se considera que el peso minima del material adhesivo entre las capas separadas de fieltro sea de 12 kg par 10m2 de superficie. Los fieltros 1ipa 15 Y30 sa definen como fieltros saturados que pesan un minima de 14 y 28 Ib par cada 100 pies2 (7 y 14 kg par cada 10m2) de material acabado respectivamente. Cuando se trata del peso de los fieltros saturados, el peso es el minima y sa expresa en Jibras par cada 100 pies cuadrados de material acabado. Los materiales para recubrimientos de cubiertas elaborados "in situ" estan aprobados par Underwriters Laboratoris. Las clasificaciones indicadas san generalmente de combinaciones acaptadas. Para unidades SI: 1 pulgada = 25,4 mm; 1 pie = 0,305 m; 1 pie2 = 0,0929 m2 ; 1 Ib = 0,454 kg. alas recubrimientos de cUbiertas elaboradas sa clasifican aplicadas sabre revestimientos de madera de canto vivo de 1 pulgada de espesar nominal o su equivalente, a menos que se especifique de otra manera. .
CAPiTULO 2
TABLE 12.2.9
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Construcci6n de edificios
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Cubiertas de techo levantadas
CUbierta de tech0 8
Inclinacion minima/maxi ma del techo pulg. por pies
ClaseA
Clase B
Asfalto orgimico cubierta pegada con asfalto y cubierta de superficie con 400lb de grava de techo 0 piedra pulverizada 0 300 Ib de escoria pulverizada por 59 pies de cobertura de techo sobre cobertura de asfalto cepillado caliente.
%12
4 (sencillas) 0 5 (perforadas) capas de cobertura Tipo 15. 1 capa de ripo 30 cobertura y 2 capas de Tipo 15 cobertura. 1 capa de Tipo 15 cobertura y 2 capas de Tipo 15 0 lamina base. 3 capas de Tipo 15 0 30 capa 0 lamina base. 3 capas de Tipo 15 cobertura limitada hasta cubiertas no combustibles.
4 capas perforadas cobertura ripo 15. 3 capas de Tipo 15 cobertura. 2 capas de ripo 15 030 capa 0 lamina base
Cubierta organica pegada con alquitran y cubierta con 400 Ibde superficie de techo sobre cobertura de alquitran cepillado caliente.
%12
Cubierta organica de 4 capas de Tipo 15 Cubierta organica de 3 capas de Tipo 15
Cubierta organica de 3 capas de ripo 15
cubierta escarpada organica de alquitran
14/2
4 capas de Tipo 15 organicas saturadas de alquitran- cubierta pegadas con resina escarpada carbon-alquitran cubierto con 275 Ib de % pulg. De escoria pulverizada por 100sq pies de superficie de techo sobre resina escarpada de carbon alquitran.
Cubierta asfalto organico, sencilla 0 perforada, pegada y cubierta con aplicaciones frias.
%112
Clase C
3 capas de cubierta Tipo 15. 1 capa cubierta de ripo 30 y una capa de Tipo 15. 2 capas de ripo 15 0 30 topes 0 laminas de base. 2 Capas de cubierta ripo 15 y 1 capa de Tipo 150 12 topes 0 laminas de base.
Desde el punto fijo de relativa efectividad de diferentes tipos de entablado de madera tableros maciembrados y % pulg. Trabajo en madera resistente a la humedad da mejores resultados en las pruebas de marca y llama que el borde cuadrado del entablado con tableros espaciados 14 pulg Aparte. Para clasificaciones basadas en bordes cuadrados del entablado, lengDetas y ranuras trabajadas en madera pueden ser sustituidas. Bordes cuadrados del entablado deben ser empalmados 10 mas juntos posible. Referencia espaciado a 14 pulg. Es 10 mas indicado al procedimiento de prueba de fuego con pretension a simular la condici6n esperada de encogimiento de los tableros u otras razones. EI peso mlnimo de materiales cementados entre capas separadas de cubierta se considera sea 25 Ib por sq de cobertura de techo. Cubiertas Tipos 15 y 30 son definidas como cubiertas saturadas, pesando un mlnimo de 14 Ib t 28 Ib por 100 sq pies de los materiales acabados, respectivamente. Donde las cubiertas saturadas estan referidas a ser pesadas, el peso es minima y representado en libras por 100 sq pies del material acabado. Materiales para coberturas de techo levadas son etiquetadas por Underwriters Laboratories. La clasificacion indicada es generalmente combinaciones aceptadas. Para Unidades SI: 1 pulg.= 25,4 mm; 1 pies: 0,35 m, 1 sq pies= 0,0929 m2; 1lb= 0,454 kg. 'Coberturas de techo levantadas son clasificadas como aplicaclones fuera de los bordes cuadrados del entablado de 1pulg. Grosor nominal o el equivalente sino hay otra forma especifica.
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SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
sicion, por calor radiante, 0 por tizones encendidos. Las tejas planas en combustion tambien producen tizones que pueden ser transportados por el viento e iniciar otros incendios. La anti giiedad y humedad incrementan la susceptibilidad a la ignicion de los techados de tejas planas de madera. El tratamiento de las tejas planas de madera con revesti mientos retardadores de incendio, hasta la fecha, no se ha probado que sea practico. Los tratamientos ordinarios resistentes a la llama pierden su efectividad con la exposicion continua a la intemperie. Las tejas planas de madera impregnados con una soluci6n retar dadores del fuego son mas durables. Las tejas planas de este tipo han sido probados y clasificadas como de Clase B 0 Clase C. Los tejados de tejas planas de madera sin tratar estan prohi bidos por la ley en las zonas congestionadas de casi todas las grandcs ciudades, y un numero considerable de ciudades y pue blos prohiben su uso dentro de los limites municipales.
AISLANTES PARA TABLEROS DE CUBIERTA V BARRERAS DE VAPOR Desde el incendio de General Motors en Livonia, Michigan, en 1963, se ha prestado mayor atencion a la combustibilidad de los tableros de cubicrta de metal aislado. En aquel incendio, la capa de asfalto en la barrera de vapor debajo del aislamiento de 139582 m2 (1 502 500 pies2) la cubierta de tablero de aeero se derritio y se vaporiz6. El vapor del asfalto bajo presion entr6 al edificio a traves de las juntas del tablero de acero quemandose en el interior. Como consecuencia de este incendio y otros similares, se hicie ron investigaciones para encontrar solucion al problema. La combustibilidad de una cubierta se determinaba histori camente por las caracteristicas fisicas del tablero de cubierta y su estructura de soporte, sin tener en cuenta la combustibilidad del aislamiento y recubrimiento de la cubierta. Por 10 tanto, el aislamiento con tableros de fibras prensadas combustibles y re cubrimiento de cubierta de fieltro impregnado de asfalto, nor malmente no se consideraba que pUdieran afectar la clasificaci6n de un tablero de cubierta incombustible sobre so portes incombustibles. Sin embargo, pruebas de incendio a gran escala, confrrmadas por experieneias reales, han demostrado que bajo ciertas condiciones algunos conjuntos de tableros metalicos pueden contribuir a un incendio interior. 4 La Factory Mutual Research (FMR) realiz6 una serie de pruebas a gran escala en 1955 sometiendo a prueba las instala dones para comparar el comportamiento de varias construccio nes de tablero metalicos de cubierta con respecto a la propagaci6n del fuego a largo de la superficie inferior de la cu bierta. Las pruebas se llevaron a cabo en colaboraci6n con el Metal Roof Deck Technical Institute (actualmente Steel Deck Institute) y ellnsulation Board Institute, y los resultados se pu blicaron en un informe tecnic03. Con el aislamiento 0 las ba rreras de vapor adheridos al tablero metalico con capas de asfalto completas, se demostr6 que el asfalto aport6 una canti dad importante de combustible cuando fue expuesto al calor de un incendio interior intenso por debajo de la cubierta (Figura 10.2.26). EI asfalto vaporizado por el calor del fuego por de bajo, al no poder escapar hacia arriba a traves del recubrimiento
caliente
Tablero de acero
Dos capas de impregnado con asfc
FIGURA 10.2.26 Tfpico recubrimiento elaborado "in situ" con una barrera de vapor combustible adherida al tablero de cubierta y al aislante por medio de un adhesivo combustible
de la cubierta, fue forzado hacia abajo a traves de las juntas del tablero de la cubierta, donde se incendi6 y contribuy6 a la pro pagaci6n del fuego bajo el tablero de la cubierta . Este tipo de conjunto se llama tablero de acero Clase 2. Debido a la pobre experiencia de perdidas causadas por el viento, la FM Global ya no recomienda el uso de adhesivos para asegurar componentes sobre la cubierta para los tableros de acero. Sin embargo, otras combinaciones de componente combustible por encima de la cu bierta (tales como barreras de vapor, aislamiento y cubiertas de tejados) pueden crear un conjunto de tablero de acero Clase 2. Los laboratorios de pruebas de fuego reconocidos tienen actual mente listados de construcci6n y componentes de los ta bleros metalicos de cubierta que no contribuyen de manera sig nificativa a un incendio interior y cumplen con ciertas normas de funcionamiento. Estos conjuntos se llaman tableros de acero Clase 1. En la construcci6n de tableros metalicos de cubierta se usan aislamientos combustibles e incombustibles asegurados con su jetadores mecanicos a la superficie mas alta de la cubierta. Antes de 1980, el asfalto se aceptaba como un adhesivo para asegnrar ciertos aislamientos a los tableros de acero si se apli caba en cintas (con un aplicador mecanico), y si la cantidad total usada entre el tablero y el aislante no excedia de 5,4 a 6,8 kg/9,3 m 2 (12 a 15 Iibras por cada 100 pies2) del area de cubierta. No existe restricci6n en eI uso de asfalto en los techos arma dos convencionales que se utilizan encima del aislamiento. Cuando se usa una barrera de vapor entre eI tablero y el aisla miento, se recomienda un material incombustible listado, 0 con contribuci6n combustible limitada. Los laboratorios de prueba lis tan varios fabricantes de barreras de vapor y adhesivos aceptables. FM Global divide los conjuntos de cubiertas metalicas con aislante en dos clases. La construcci6n Clase 1 es cualquier construcci6n de tablero de acero de cubierta con aislante que tenga una combinaci6n de componentes sobre la cubierta que no contribuyen sustancialmente a un fuego interior y que cum plan 0 sean iguales a las normas de desempefio de FMR. La construcci6n Clase 2 es cualquier construcci6n de tablero meta lico de cubierta con aislante que utilice una combinaci6n de componentes sobre la cubierta, los cuales, cuando esten ex puestos localmente al fuego, produzcan suficiente liberaci6n de calor que permita una propagaci6n del fuego sobre la superficie
CAPiTULO 2
inferior de una cubierta no protegida. Las construcciones consideradas aceptables se encuentran listadas por PM Global Research. 5
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas 1. "Maximum Foreseeable Loss Fire Walls and Space Separation," Loss Prevention Data Sheet 1-22,FM Global, Johnston, RI, 200l. 2. Designfor Fire Resistance ofPrecast Prestressed Concrete, 2nd ed., Prestressed Concrete Institute, Chicago, IL, 1989. 3. "Protection Against Liquid Damage," Loss Prevention Data
Sheet 1-24, FM Global, Johnston, RI, 2001.
4. "Insulated Metal Roof Deck Fire Test~," Factory :\futual Re
search Corp., Norwood, MA, 1955.
5. "Approval Guide," Building Materials Volume, FM Global
Research, Norwood, MA (published annually).
Codigos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA
La consulta de los siguientes codigos, normas y priicticas recomendadas de la NFPA proporcionarii informacion adicional sobre la construccion de cdificios discutida en este capitulo. (Vcr la ultima version del Catiil
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Construcci6n de edificios
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ogo de la NFPA para disponibilidad de las ediciones actuates de los siguientes documentos.)
NFPA 80, Standardfor Fire Doors and Fire Windows NFPA 80A, Recommended Practice for Protection ofBuildings from Exterior Fire Exposures NFPA lO/i'!, Life Safety Code® NFPA 203, Guide on Recubrimientos de cubiertass and RoofDeck Constructions NFPA 220, Standard on Tipos ofBuilding Construction NFPA 221, Standardfor Fire Walls and Fire Barrier Walls NFPA 251, Standard Methods ofTests ofFire Endurance ofBuilding Construction and NEaterials NFPA 252, Standard Method ofFire Tests o.(Door Assemblies NFPA 255, Standard Merhod ofTest ofSurface Burning Characteris tics ofBuilding Marerials NFPA 256, Standard Merhods ofFire Tests ofRecubrimientos de cu biertass NFPA 258, Recommended Practice for Determining Smoke Genera tion ofSolid Materials NFPA 259, Standard TesT Methodfor Potential Heat ofBuilding Ma terials NFPA 285, Standard Merhod ofTest for the Evaluation ofFlammabil ity Characteristics iifExterior Non-Load-Bearing Wall Assem blies Containing Combustible Components Using the Intermediate-Scale Multistory Test Apparatus NFPA 703, Standardfor Fire Retardant and Impregnated Wood and Fire Retardant Coatings for Building Materials
Revisado por
Donald W. Belles
a mejor estrategia de proteccion contra incendios en los edificios es aquella que limita los incendios a un tamano pequeno. En casos donde los incendios pueden crecer, la tasa de crecimiento debe ser suficientemente lenta para que los ocupantes puedan reaccionar y las fuerzas publicas contra in cendios tengan oportunidad de responder y combatir el fuego manualmente, mientras su tarnano todavia es reducido. Debe Ii mitarse el tamailo de los incendios ya que los riesgos de un in cendio estan relacionados con su tamano. La tasa de combustion de un material (medida por la tasa de liberaci6n de calor 0 la tasa de perdida de masa) es el parametro individual mas impor tante del riesgo de incendio, porque las tasas de combustion de terminan la magnitud del incendio. Las tasas de combusti6n afectan directamente el aumento de temperatura, y establecen la cantidad de hollfn liberado en un volumen determinado, 10 cual determina la visibilidad. Por otra parte, en un volumen dado, las tasas de combusti6n tambien determinan la concentracion de productos toxicos, factor dominante del riesgo t6xico. Los gran des incendios en edificios siempre presentan una amenaza grave para los ocupantes sin importar 10 que se quema; y entre mas ra pido sea el crecimiento de un incendio, mayor sera el peligro. Cualquier material de construcci6n, mobiliario 0 contenido que haga crecer un incendio, que de otra manera serfa pequeno, tiene propiedades indeseables de inflamabilidad. Los acabados interiores de los edificios, especialmente los revestimientos de paredes y cielo rasos, pueden tener gran im pacto tanto en el desarrollo del incendio como en su tamano final. Los revestimientos de paredes y techos interiores pueden actuar como una "mecha", esparciendo las llamas lejos del ori gen del incendio para involucrar otros objetos y haciendo que el incendio aumente de tamano. Los acabados interiores tambien pueden proveer grandes superficies continuas sobre las cuales se propagan las llamas. Mientras las llamas se propagan para afec tar un area de superficie mayor, la tasa de liberaci6n de calor y, por consiguiente, el tamano del incendio se incrementa. Las lla mas de los acabados interiores pueden liberar suficiente energia para formar una capa de gas caliente. Si la temperatura de la capa se aproxima a 600°C (l.l12°F) Y la capa se hace mas es pesa, descendiendo hasta la parte inferior de la habitaci6n, todos los muebles combustibles y contenidos combustibles de la ha bitaci6n se pueden incendiar, conduciendo a una combustion su bita generalizada (flashover) 0 a una propagacion total del fuego en la habitacion. Aunque algunos incendios presentan largos perfodos de desarrollo lento sin detectar, los incendios que cau-
L
Donald W. Belles, P.E., es ingeniero de protecci6n contra incendios de Koffel Associates, Inc., en Greenbrier, Tennessee.
san grandes perdidas de vidas 0 de propiedades casi siempre cre cen rapidamente hasta alcanzar gran tamailo. Tales incendios ge neralmente alcanzan la combusti6n subita generalizada (flashover) 0 propagacion total del fuego en la habitacion, pocos minutos despues de haber sido pequenos y faciles de controlar. Se ha encontrado que los acabados interiores combustibles, tales como techos de fibra de cart6n de baja densidad, paneles de ma dera, revestimientos textiles para paredes, y revestimientos com bustibles de pisos, han sido factores significativos en muchos incendios con multiples muertes 1. ll . Los acabados interiores estan reglamentados por NFPA 101®, Codigo de Seguridad Hu mana, para retrasar el crecimiento inicial del fuego y reducir la probabilidad de que el incendio alcance un tamafio mayor. Este capitulo estudia el efecto de los materiales de acaba dos de paredes y techos sobre el crecimiento de los incendios. Los materiales de acabados interiores tales como madera, yeso, madera laminada u hojas de fibra prensada, bloques acusticas, materiales aislantes y materiales decorativos se discuten aquL Tambien se discuten los acabados de pisos interiores. Este capi tulo examina el metodo de aplicaci6n de los acabados interiores y sus efectos sobre el comportamiento de la inflamabilidad. Las pruebas de incendio usadas para evaluar el desempeno de los aca bados interiores y de pisos interiores tarnbien son revisadas.
DEFINICIONES DE ACABADO INTERIOR Y ACABADO DE PISOS INTERIORES La mayoria de c6digos. como el NFPA 101, definen los acaba dos interiores como aquellos materiales 0 conjuntos de materia les que forman las superficies interiores a la vista de paredes y techos en un edificio. Los acabados de pis os interiores son las superficies a la vista de los pisos de edificios e inc1uyen reves timientos de pisos como alfombras y baldosas que pueden colo carse sobre un piso acabado 0 en lugar de este. La comunidad intemacional contra incendios utiliza el termino "revestimiento interior" para definir los acabados interiores y e1 papel que de sempefian las superficies interiores en el crecimiento de un fuego en ellugar de origen. El termino "revestimiento interior" esta ganando amplia aceptacion en Norteamerica y podria final mente reemplazar al termino "acabado interior". Existen algunas variaciones en la forma en que es aplicada la reglamentaci6n sobre acabados interiores. Por ejemplo, al gunos oficiales consideran los mostradores y los armarios em potrados de los edificios como parte del acabado interior. A veces es dificil distinguir entre acabados interiores y muebles. Los muebles, que en algunos casas pueden estar asegurados en su sitio y normalmente no son considerados como acabado inte
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SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
rior. Por ejemplo, los asientos fijos cubiertos con plastico en re servados de restaurantes y los mostradores y gabinetes perma nentes en una estaci6n de asistencia en una instituci6n sanitaria por 10 general no se clasifican como acabados interiores. Por otro lado, las omamentaciones se reglamentan como acabados interiores. Sin embargo, se establecen requisitos menos rigidos para las omamentaciones y otros materiales de acabados inci dentales (como puertas) cuando el omamento y acabado iuci dental representan menos de 10 por ciento del area total de paredes y techos. La "regIa dell 0 por ciento" se fundamenta en que la omamentaci6n 0 acabado incidental sea distribuido uni formemente y no tenga continuidad suficiente para permitir que las llamas se propaguen sobre un area significativa de superfi cie. La concentraci6n de omamentaci6n en un area, de modo que forme un "paquete combustible" violaria el principio de la "regIa del 10 por ciento". Las cortinas que cuelgas libremente y que cubren toda 0 casi toda el area de una pared, ocasionalmente estin sujetas a las estipulaciones para acabados interiores. La prueba normabnente utilizada para determinar la combustibilidad de los acabados in teriores, NFPA 255, Metodo Normalizado de Ensayo de las Ca racteristicas de Combustion Supeljicial de los Materiales de Construccion", puede que no sea adecuada para evaluar el com portamiento de tales productos ante un incendio. Los materiales de las cortinas que cuelgan libremente podrian evaluarse mas adecuadamente con NFPA 701, Metodos Normalizados de En sayos de Fuego para la Propagacion de las Llamas de Textiles y Peliculas. Cuando el material de las cortinas es aplicado sobre un respaldo s6lido como cart6n de yeso, debe considerarse un revestimiento textil de pared y evaluarse como acabado interior. NFPA 101 contiene estipulaciones especiales para revestimien tos textiles de paredes. Algunos revestimientos textiles de pa redes pueden alcanzar buenas tasas de propagaci6n de llama (menos de 25) cuando son ensayados de acuerdo con NFPA255, y aun estos mismos revestimientos textiles de pared en ensayos de habitaci6n1esquina a veces propagan las llamas y hacen que el incendio crezca por toda la habitaci6n, es decir, alcanzan una combusti6n subita generalizada (flashover) en pocos minutos. Los revestimientos de vinilo expandido para paredes 0 techos son otro ejemplo de un producto que puede alcanzar una buena velocidad de propagaci6n de las llamas yaun as! comportarse de manera inaceptable en un incendio real. NFPA 101 establece cri terios especiales para el uso de estos productos y exige la extin cion automitica 0 el desempefio satisfactorio en los ensayos de habitaci6n1esquina como NFPA 286, Metodo Normalizado de Ensayo de Incendio para Evaluar la Contribucion de los Aca bados Interiores de Paredes y Techos at Crecimiento de Incen dios en Habitaciones. Las paredes movibles, divisiones plegables y conjuntos de puertas flexibles 0 plegables normalmente son tratadas como acabados interiores. Las divisiones desmontables que se usan, por ejemplo, como parte del mobiliario de oficinas 0 puestos de trabajo a veces se estipulan como acabados interiores. Las di visiones de los cubiculos de oficinas y puestos de trabajo a veces estim hechas de materiales textiles montados sobre diferentes materiales de apoyo. Las pruebas a escala real en el Instituto Nacional de Normas y Tecnologia (NIST) que incluyeron pues
tos de trabajo en oficina consistentes en terminales de computa doras, divisiones altas de revestimiento textil de 1,5 m (5 pies) sobre fibra de vidrio en marcos metalicos, escritorios de madera y contenidos tipicos de oficinas, demostraron que los incendios que involucran estos puestos de trabajo pueden alcanzar grandes dimensiones en 300 a 600 segundos. 12.l 3 Ha sido una practica de la industria evaluar las divisiones desmontables como un con junto en el ensayo de tUnel NFPA 255. Existe un interrogante sobre las c1asificaciones de NFPA255 y su relaci6n con el com portamiento de las divisiones desmontables en los incendios. Muchas regulaciones de los edificios locales inc1uyen dis posiciones que regulanlos materiales para pisos y revestimien tos de pisos. NFPA 101 considera los materiales para pisos y revestimientos de pisos como "acabados de pisos interiores". La experiencia ha demostrado que los revestimientos tradicionales de pisos tales como madera, baldosas de vinilo y !in61eo no tien den a incrementar tempranamente el incendio. En la mayoria de casos hay muy poco ganado en la seguridad alcanzada con la re glamentaci6n de revestimientos tradicionales de pisos. Cuando la autoridad competente determina que los revestimientos de pisos 0 materiales para pisos presentan un riesgo inusual 0 cuando NFPA 101 contiene restricciones especificas para estos materiales, los materiales para pisos y revestimientos de pisos deben cumplir con las estipulaciones correspondientes. NFPA 253, Metoda Normalizado de Ensayo de Flujo Radiante Critico para Sistemas de Recubrimientos de Pisos Mediante una Fuente de Energfa Termica Radiante, se usa para evaluar la inflamabi Iidad de los acabados de pisos interiores y materiales de pisos. Independientemente de los c6digos, las alfombras estin regla mentadas por la U.S. Consumer Product Safety Commission (CPSC). Todas las alfombras fabricadas en los Estados Unidos deben cumplir con la norma federal FFI-70 sobre inflamabili dad, conocida como la "prueba de la pildora" (Pill Test).
TIPOS DE ACABADO INTERIOR Los tipos de materiales de acabados interiores son numerosos e inc1uyen materiales comunes como yeso, tablero de yeso), madera, paneles de madera laminada, losas de fibra para te chos, plasticos y diferentes revestimientos de paredes. En con junto, estos acabados tienen varias funciones: estetica, acustica y de aislamiento, asi como protecci6n contra el desgaste y la abrasi6n. La clasificaci6n de acabados de paredes y techos debe sus tentarse con especimenes de prueba que sean representativos de las iustalaciones reales. NFPA 101 contiene una excepci6n para los revestimientos de paredes de un espesor inferior a 1/28 de pul gada (0,6 mm) cuando los revestimientos delgados se aplican (estim en contacto) directamente sobre la superficie de la pared o techo. Esta excepcion para los revestimientos delgados de 1/28 de pulgada que alcanzan un indice de propagaci6n de la llama de 25 0 menos, cuando se prueban sobre tableros de ce mento erimina la necesidad de probar productos como los table ros de yeso, pinturas y papeles de colgadura sobre cada substrato. La excepci6n de los materiales delgados se basa en el entendimiento de que estos, asegurados sobre un substrato 0
CAPiTULO 3
base tienden a comportarse como el substrato. Los revestimien tos de1gados, tales como pintura sobre acero 0 el papel sobre yeso, generalmente no propagan las llamas ni contribuyen al crecimiento del incendio durante la etapa de desarrollo. Sin em bargo, revestimientos mas gruesos como las capas multiples de vinilo pueden contribuir al crecimiento nipido del incendio. Por ejemplo, multiples capas de revestimiento de vinilo sobre las pa redes contribuyeron al rapido crecimiento del fuego en los in cendios con multiples muertes en e1 Holiday Inn en Cambridge, Ohio, en 1979 14, y en un edificio de oficinas en Atlanta en 19897 . EI desarrollo de ciertos tipos de plasticos celulares en plan chas, moldeados in situ, y con espuma por pulverizacion, ha producido materiales livianos con aislamiento termico excep cional. La incorporacion de retardadores de incendio en algu nos productos plasticos celulares hace posible que estos cumplan con los requisitos de NFPA 255 relacionados con aca bados interiores. En consecuencia, los plasticos celulares, es pecialmente los de tipo por pulverizacion, se han usado como aislamiento expuesto, La rapida propagacion de fuego en va rios incendios que involucraban materiales de poliuretano y po liestireno celular provoco recomendaciones para proteger estas supcrficies contra la ignicion y propagacion del fuego por medio de barreras termica de 15 minutos1 5•16 • NFPA 101 esta blece que no deben usarse materiales plasticos celulares 0 es pumados como acabado interior a menos que sus caracteristicas de combustibilidad para el uso proyectado esten comprobadas razonablemente con pruebas de incendio. Para una discusion adicional sobe ensayos de habitacionlesquina de plasticos cs pumados, consulte la subseccion titulada "Ensayo de esquina" mas adelante en este mismo capitUlo. NFPA 101 tambien establece que pueden usarse materiales plastic os celulares 0 espumados como contramarcos alrededor de puertas 0 ventanas 0 como guardasilla; por ejemplo, cando no exeedan el 10 por eiento del area de la pared 0 techo, la den sidad no sea inferior a 320 kg/m 3 (20 Ib/m3), no tengan mas de 13 mm Ch pulg) de espesor y 102 mm (4 pulgadas) de ancho, y cumplan con la clasificacion A 0 B de propagacion de las lla mas de NFPA 255 sin Iimitacion de la clasifieacion de humo. La excepcion de los "contramarcos plasticos" se fundamenta en la suposicion de que el desempeno de los contramarcos de plasticos es comparable 0 superior al de los productos tradicio nales de madera. La c1asificacion de propagacion de llama Clase B requerida es mejor que la clasificacion obtenida por la mayoria de materiales de madera. Se estabIece una densidad minima de 320,4 kg/m3 (20 Ib/pie3) para prohibir el uso de plas ticos livianos de espuma, que generalmente tienen densidades de 16 a 48 kglm3 (3 Ib/pie 3). Los Iimites de aneho y espesor son para restringir la masa combustible. La "regIa del 10 por ciento" mencionada anteriormente se aplica al uso de contra marcos de plastico. Los conductos electricos no metalicos generalmente no est{m estipulados como acabado interior. Sin embargo, se han manifestado inquietudes acerca de la contribucion potencial de una cantidad apreciable de conductos electricos montados a 10 largo de una pared 0 teeho. Si los conductos constituyen con juntamente un area de superficie importante sobre la cual puede propagarse el fuego, estos podrfan comportarse como un aca
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Acabados interiores
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bado interior combustible. Cuando la autoridad competente juz gue que existe un riesgo potencial debido a su nillnero, area ex puesta 0 tipo de material involucrado, la NFPA 101 generalmente requiere que los conductos electric os no metalicos tengan un indice de propagacion de la llama de 25 0 menos cuando sean probados "en la forma en que se usan". Al igual que los contramarcos de plastico espumado, cuando los con ductos electricos constituyen menos de 10 por ciento del area de la pared, el fndice de humo no esta limitado.
PAPEL DE LOS ACABADOS
INTERIORES EN LOS INCENDIOS
La mayoria de incendios en edificios empiezan eon la ignicion de los materiales deeorativos, mobiliario 0 acurnuIacion de de seehos. Los acabados interiores son 10 que menos ocasiona la ignicion inieia!. Por ejempIo, en los incendios de viviendas en 1994-1998, los acabados interiores de paredes, pisos 0 techos se citaron como el primer elemento ineendiado en solamente el 6,8 por ciento de los incendios, 9,0 por ciento de muertes de civiles en incendios y 10,4 por ciento de daiios direetos por incendio a la propiedad 17 . Cuando se incendia un acabado interior, las fuentes de ealor tipicas son los equipos instalados contiguos al acabado interior (por ej., cables, interruptores, receptaculos, to macorrientes, cordones y enchufes, hogares, chimeneas 0 con ductos de humo), equipos ubicados cerca del acabado interior (ej., estufas, calentadores portatiles, calentadores de agua, seca dores, homos), equipos usados cerca del acabado interior (ej., sopletes), y fuentes de llama abierta (ej., fosforos, encendedo res, velas) usados por adultos 0 ninos para iniciar un incendio in tencional 0 involuntariamente. Sin embargo, una vez que el incendio ha comenzado y se intensifiea, el acabado interior puede vcrse involucrado y eontribuye ampliamente a la propa gacion y crecimiento del incendio. El acabado interior afecta el riesgo de incendio en cuatro formas: (I) afecta la velocidad de crecimiento del fuego hasta provocar la combustion subita generalizada (flashover): (2) con tribuyen a la extension del fuego por la propagacion de las lla mas en su superficie; (3) aumentan la intensidad del fuego al proporcionar combustible adicional: y (4) producen humo y gases toxicos que contribuyen a poner en riesgo la vida humana y causar dafios ala propiedad 18 • Desde el punto de vista de la seguridad contra incendios, el acabado interior mas recomenda ble es el que este hecho d~ un material relativamente denso e in combustible que no sea buen conductor del calor, no acelere la combustion sub ita generalizada, no afiada combustible al fuego, no sirva de recorrido para la propagacion de las llamas, y pro duzca muy poeo 0 nada de hurno 0 gases toxicos. Los materia les que muestran altas tasas de propagacion de llamas, contribuyen al incendio con eantidades importantes de combus tible, 0 producen cantidades peligrosas de hurno 0 gases toxicos que son indeseables. Los acabados interiores combustibles en un recinto cerrado pueden reducir la tasa de liberacion de calor necesaria para la combustion subita generalizada (flashover) y pueden reducir el tiempo para Ia combustion subita generalizada (flashover). La
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SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
combustion subita generalizada es causada por retroalimenta cion de la radiacion termica del techo y paredes superiores, que han sido calentadas por el fuego. Esta retroalimentacion de la radiacion calienta gradualmente el contenido del area de fuego. Cuando todos los combustibles en el espacio llegan a calentarse hasta sus temperaturas de ignicion, ocurre una ignicion simulta nea. Los acabados interiores juegan un papel importante en la ocurrencia de la combustion sub ita generalizada (flashover); es decir, un acabado interior aislante que reduce la transferencia de calor de la parte superior de las paredes 0 techos puede reducir tanto el tiempo como la velocidad de liberacion de calor nece saria para llegar a la combustion subita generalizada (flasho ver). Si el material del acabado es combustible, este sera una fuente de combustible para el incendio. Considerando la natu raleza de la radiacion termica, el tamano y forma del espacio en el cual ocurre el incendio se convierte en un factor crftico. 19 El termino jlameover (inflamaci6n subita generali7..ada) fue creado para denominar la rapida propagacion de las llamas (Flame Spread) sobre una 0 mas superficies. Esta reaccion se observo en pruebas de pasillos realizadas por la NIST 20 . Se han realizado experimentos a gran escala para determi nar como la ubicacion y area de un acabado de pared afectan la . d . propagacion del fuego en un corredor. 21 Una sene e expen mentos se llevaron a cabo en un corredor de 1,8 m de ancho por 2,4 m de altura por 16,8 m de largo (6 x 8 x 55 pies) expuesto a los gases calientes de un quemador. El techo del corredor y las paredes superiores fueron expuestas a temperaturas de aproxi madamente 788°C (I450°F). El techo del corredortenia indices de propagacion de las llamas entre 0 (FSO) Y25 (FS25), mien tras que los revestimientos de paredes tenian un indice de pro pagacion de llama de 90 (FS90). Estos experimentos revelaron que los acabados de los techos juegan un papel importante en el comportamiento de propagacion de llamas de las paredes. Se determino que podian usase con seguddad los revestimientos de paredes con FS90 y techos con FS25 cuando el revestimiento de paredes se limitaba a 1,2 m (4 pies) de la superficie inferior de la pared. La mayoria de configuraciones de prueba con mate riales de revestimiento con FS90 que cubrfan la altura total de las paredes del corredor y techos con FS25 causaron una rapida propagacion de las llamas y condiciones inseguras. Se dedujo que el techo de FS25 aumento la propagacion de llamas princi palmente debido a que era un aislador mucho mejor que el techo de FSO. En otras palabras, el techo de FS25 influyo en la pro pagacion de las llamas sobre las paredes debido a su resistencia a la transferencia termica. Cuando el incendio de una habitacion a1canza envolvi miento total, 0 combustion silbita generalizada (flashover), el calor, humo y gases de la combustion escapan por las aberturas hacia los espacios contiguos. La ignicion de los acabados inte riores combustibles puede convertirse en un factor importante de la propagacion del incendio hacia otras areas. Algunas pruebas de incendio a gran escala han demostrado que el calor, humo y gases daninos de la combustion del mobiliariopueden ser sufi cientes, sin ninguna contribucion de los acabados interiores combustibles, para crear un riesgo para la seguridad humana de las personas incapaces de evacuar el sitio de origen del incen di0 22•23 • Sin embargo, aun en tal caso, la seguddad humana de
los ocupantes alejados del incendio, y tambien el potencial de dafio a la propiedad pueden verse seriamente afectados por la naturaleza de los acabados interiores.
METODOS DE APLICACION El metodo de aplicacion de un acabado interior puede tener un efecto importante en su comportamiento [rente al fuego. Por este motivo, deben seguirse estrictamente las especificaciones del fa bricante para la aplicacion. Se debe prestar atencion especial a los detalles de aseguramiento, inc1uyendo el tipo y aplicacion de adhesivos y el numero de manos y la tasa de aplicacion de las capas de retardador del fuego. Son igualmente importantes los detalles de aplicacion de las reparaciones 0 renovaci6n de aca bados interiores. Cualquier material nuevo de reemplazo debe cumplir los requisitos de los codigos actuales. El material de apoyo al cual se aseguran los acabados de su perficie juega un papel importante en el comportamiento de pro pagacion de las llamas de productos delgados?4 Un acabado combustible delgado aplicado a un material de apoyo incom bustible puede presentar un riesgo pequeno. El mismo material de acabado aplicado sobre un respaldo combustible podria cons tituirse en un riesgo grave. En la situacion anterior, el material de apoyo no se inflamara y absorbera el calor durante las pri meras etapas del incendio. En el ultimo caso, tanto el acabado de superficie como el material de respaldo se pueden inflamar y propagar las llamas mucho mas rapido de 10 que cualquiera de los materiales haria por si solo. El adhesivo utilizado tambien es un factor en el comporta miento frente al fuego de los acabados interiores. El mejor de sempeno es probablemente cuando se mantiene una adhesion estrecha entre el producto y el material de apoyo. Sin embargo, los adhesivos tambien pueden aportar combustible al incendio, y demasiado adhesivo 0 el usa de un adhesivo altamente infla mabIe puede causar propagacion de las llamas. La falta de ad herencia entre un acabado de superficie y el material de apoyo tambien pueden dar como resultado un pobre desempeiio. Los adhesivos que se ablandan a temperaturas moderadas pueden hacer que las paredes y techos se caigan 0 se pelen parcialmente durante la etapa de desarrollo del incendio. Tal vez el "peor caso" para un acabado interior es cuando ocurre un desprendi miento 0 deslaminacion parcial. En este caso, el acabado se se para del material de apoyo pero se queda en su sitio. Esto no solamente incrementa la susceptibilidad del material de superfi cie a la ignici6n sino que tambien expone el material de apoyo, el cual, si es combustible, agrega combustible al incendio. Algunos acabados interiores, como losas de poliestireno para techos, logran un desempeno aceptable de una manera to talmente distinta. Estos estan disefiados para caerse al co mienzo del incendio, evitando as! una exposicion por el fuego. El desempeno satisfactorio de tales productos consiste en eva dir las llamas durante la fase de crecimiento de un incendio. Sin embargo, si los productos se caen 0 deslaminan al comienzo del incendio, pueden interferir con los intentos de escape de las personas. Cuando los materiales de acabado interior pueden desprenderse 0 deslaminarse a temperaturas relativamente
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CAPiTULO 3
bajas y cuando los productos involucrados tienen una masa considerable, el comportamiento de estos productos se podria evaluar en terminos de su impacto sobre los ocupantes y el efecto en la evacuaci6n. Algunos c6digos de la construcci6n estipulan que los acabados de paredes y techos no deben des prenderse cuando sean expuestos a temperatur,!-s elevadas, de 79 a 149°C (175 a 300°F), durante un tiempo especifico, gene ralmente 30 minutos. Los productos termicamente delgados, como paneles de madera de 6,4 mm (114 de pulgada) de espesor 0 men os, tienden a propagar las llamas mas rapidamente cuando los paneles estan instalados sobre pies derechos 0 Hst6n de enrasar con espacios de aire que cuando se instalan sobre materiales de apoyo s6lido, tales como tabI6n de cemento 0 carton de yeso. Por consi guiente, algunos regulaciones de Ia construcci6n requieren que se apJiquen materiales de acabado interior Clase B y C de menos de 6,4 mm ct/4 de pulgada) de espesor sobre material de apoyo incombustible. Tambien se debe tener en cuenta la posibilidad de propagaci6n de las llamas sobre las superficies ocultas de los materiales de acabados interiores cuando existe espacio de aire detras del acabado. Los codigos de construccion tienen seccio nes sobre aplicaci6n que restringen la aplicaci6n de acabados interiores sobre espacios de aire en conjuntos incombustibles. Los acabados interiores instal ados sobre espacios de aire estan restringidos a productos que Henen c1asificaci6n Clase A en ambos lados. Los c6digos de la construccion reglamentan los espacios ocultos creados por listones de enrasar requiriendo pa rafuegos 0 que el espacio sea llenado con materiales inorgani cos 0 de Clase A. El uso de materiales aplicados por pulverizacion para aca bados interiores ha proliferado. Algunos de estos materiales son revestirnientos que tienen una resistencia inherente al fuego. Sin embargo, otros materiales, especialmente los plasticos celulares aplicados por pulverizaci6n 0 plasticos de espuma usados pam aislamiento 0 decoracion, pueden propagar rapidamente las lla mas. El uso de estos productos deberia ser permitido solamente 8i se puede verificar el comportamiento del fuego en condicio nes de incendio. Los experimentos a escala real descritos anteriormente21 soportan la aplicacion de materiales con indices de propagacion de llamas mayores que 10 permitido normalmente cuando tales acabados interiores, como zocalos, se encuentran en la parte in ferior de ia pared. NFPA 101 reconoce este principio y permite materiales Ciase C para acabados de paredes de corredores, donde normaimente se requiere Clase B, por ejempio, en ocu paciones para instalaciones sanitarias, siempre y cuando el aca bado interior no exceda una altura de 4 pies y este limitado a la mitad inferior de la pared.
ENSAYOS DE INCENDIO DE
LOS ACABADOS INTERIORES
La naturaleza de los materiales de acabados interiores y el en tomo del incendio a que pueden estar expuestos son tan varia dos que el desarrollo de las pruebas de incendio se hace muy complejo. Se deben tener en cuenta tres factores:
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Acabados interiores
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1. El inicio y desarrollo del incendio en un edificio esta in fluenciado por la fuente de ignicion, geometria del espacio, ventilaci6n, y por la naturaleza, cantidad y localizacion de otros procesos y materiales en el edificio. 2. Hay muchos eventos de duracion variable en los incendios, como la concentraci6n de oxigeno, tasa de liberaci6n de calor y efectos causados por los sistemas de protcccion. 3. Los materiales varian en forma, composicion, densidad y aplicaci6n. Con estas variables en mente, se hace obvia la dificultad para disefiar una prueba que sirva de base para predecir eI de sempefio bajo una exposici6n especffica al fuego. Iguahnente obvia es la imposibilidad de disefiar pruebas que representen todas las condiciones de incendio. Una prueba disenada para re presentar un incendio "tipico" 0 para exponer materiales a un conjunto de condiciones de "prueba normalizada" puede no ser una base confiable para predecir el desempefio en la "vida real" de todos los materiales probados. Por 10 tanto, hay una bUs queda constante de metodos de prueba mejorados que propor cionaran una variedad de resultados para diferentes condiciones de incendio. Se esta estudiando el uso de datos de ensayos a escala de la boratorio para predecir el comportamiento de un producto por medio de modelos. EI uso de datos de pruebas a pequena escala, tal como eI calorimetro de cono y aparato de eleva cion,25,26 para predecir el comportamiento de un producto bajo una variedad de circunstancias, podria producir una reglamen tacion mejorada de materiales de acabado interior en el futuro. Los modelos podrian ser capaces de relacionar el riesgo real cre ado por el uso de un producto en una situacion especifica con los limites reglamentarios. Esta fo.rma de reglamentacion futura debe contrastar con la reglamentacion actual de acabados inte riores usando un procedirniento normalizado (NFPA 255) en el cual sencillamente se compara el comportamiento de un pro ducto con otro. Actualmente, este puede ser eI enfoque mas practico para la reglamentacion de la construcci6n; sin embargo, se debe entender que el buen comportamiento en una prueba normalizada (como la NFPA 255) no necesariamente garantiza el buen comportamiemo en un incendio real.
Ensayo del Tunel Steiner La prueba del tunel Steiner de 7,62 m (25 pies), conocida tam bien como ASTM E84, NFPA 255 y UL 723, fue desarrollada por A. 1. Steiner de Underwriters Laboratories, IncY Despues de una serie de incendios fatales, se reconocio la necesidad de un metodo para controlar los acabados interiores y se propuso el uso de una prueba de tuneL EI metodo fue adoptado por laAme rican Society for Testing and Materials (ASTM) como norma tentativa en 1950 y como norma oficial en 1958. La NFPA adopt6 el metodo de prueba tentativamente en 1953 y oficial mente en 1958 como NFPA255. Las figuras 10.3.1 y 10.3.2 muestran la apariencia general y distribucion basica del aparato para prueba de tUne!. La des cripcion detallada se puede encontrar en NFPA 255. Resu miendo, se coloca una muestra de 508 mm (20 pulgadas) de ancho por 7,6 m (25 pies) de largo en posicion invertida sobre
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SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
un anaquel en la parte superior del homo para fonnar el techo de la camara de prueba. Un quemador de gas proyecta una llama de 1,4 m (4 1/2 pies) de largo sobre la superficie inferior de la muestra de prueba mientras el aire fluye a traves del tunel a una velocidad prescrita. La propagaci6n de las llamas por el frente de la muestra de prueba se observa a traves de ventanas en el lado del "tUner'. La propagacion de las llamas se registra como una funcion de tiempo sobre la duracion de la prueba de 10 mi nutos. EI dato de propagacion de las llamas versus tiempo se usa para calcular el indice de propagacion de la llama. EI roble rojo (un material de ealibraci6n) para pisos alcanza un indice de pro pagacion de llama de aproximadamente 100. De acuerdo a la nonna de prueba, el roble rojo para pisos propaga las llamas 7,3 m (24 pies) hacia el extremo de la muestra de prueba en 5 1/2 mi nutos 15 s. La velocidad de propagacion de las llamas de los productos se caleulan en base a propagacion de llama versus tiempo. Entre mas bajo el indice de propagacion de llama, mejor sen.! el desempefio supuesto. Sin embargo, no hay nece sariamente correlacion entre el indiee de propagacion de la llama medido y el comportamiento del producto en ineendios reales. NFPA 255 simplemente provee una base para comparar un producto con otro bajo un conjunto de condiciones nonnali zadas de prueba. La reduccion de luz a traves de la salida del tUne!, causada por el bumo producido durante la prueba, se mide mediante un sistema de fotometro consistente en una lampara y fotocelula. La atenuaci6n de la luz por el burno y particulas que pasan se usa para calcular el indice de hurno desarrollado. El indice de humo desarrollado de una muestra de la prueba se detennina eompa rando la reducci6n de la luz causada por el humo del roble rojo para pisos con la reduccion de la luz eausada por el humo de la muestra. Al roble rojo se Ie asigna un valor de 100. Por 10 tanto, un producto que obtiene un valor de humo desarrollado de 450 produce una curva de atenuaci6n de luz contra el tiempo que tiene 4,5 del area de la curva produeida por el roble rojo. En ter minos mas sencillos, se puede pensar que un producto con un in dice de 450 produce 4,5 veces la cantidad de hurno que genera el roble rojo durante una prueba de tunel de 10 minutos. Factores que Afectan los Resultados del Ensayo. Los pro ductos deben probarse de acuerdo con su uso proyectado. Por ejemplo, el usode cemento de mortero de alta temperatura para montar una pared delgada de revestimiento a una muestra de ta blero de cementa inorganico reforzado puede arrojar un buen desempefio de prueba, pem tal montaje no es adecuado para si mular practicas de instalacion reales. Un producto instalado de manera diferente a la usada en la prueba puede desempefiarse de fonna diferente y, en algunos casos, no satisfactoria. Como ilus tracion, los productos que van a ser instalados con adhesivos sobre tableros de yeso, por ejempl0, un revestimiento de vinilo para pared, deben probarse sobre tableros de yeso, porque el re vestimiento de papeJ puede afectar su comportarniento. La importancia de los adhesivos ha sido discutida anterior mente. Los productos deben ser probados con los detalles de aseguramiento que sean representativos de las condiciones de uso reales. NFPA 101 requiere que los materiales de acabados interiores se prueben tal como se van a instalar. Por ejemplo, el Parrafo 6-5.1.4 de NFPA 101 dice "La c1asificaci6n de los ma
teriales de acabado intcrior deberan hacerse de acuerdo con pruebas realizadas bajo condiciones que simulen las instalacio nes reales ...." Este concepto es reforLado en el metodo mismo de prueba. Otro ejemplo, el Parrafo 2-2.1 de NFPA 255 esta blece, "La muestra debe ser realmente representativa del mate rial para el cual se dcsean los resultados de la prueba." El espesor de la muestrd tambien puede afectar la propaga cion de las llamas. Las partes mas delgadas del mismo material con frecueneia propagan las llamas mas rapidamente que las partes nulS gruesas. Por ejemplo, los datos muestran que el in dice de propagacion de las llamas pennanece constante en acri lico (polimetilo-metacrilato) de un espesor superior a 9,5 mm. (% de pulgadas aproximadamente. La disminuci6n en el es pesor aurnenta el indice de propagaci6n de las llamas en el acri lico. Estos hallazgos sugieren que los productos que se van a usar en diferentes espesores deben probarse en diferentes espe sores. Igualmente, los productos que se ofrecen en diferentes densidades deben probarse en un rango de densidades. Otros detalles del montaje tambien pueden ser importantes. Como se dijo anterionnente, los productos termicamente delga dos, como paneles de madera con espesor de 6,4 rom el4 del pulg) 0 men OS, que se prueban aplicados directamente a una tabla de cementa inorganico reforzado puede comportarse de manera diferente si estuvieran instalados sobre bandas de so porte embutidas con espacios de aire. La instalaci6n de paneles con espacio de aire probablemente producira una mayor ten dencia a la propagacion de las llamas de superficie. Igualmente, cuando un producto debe ser aplicado en mUltiples capas, este deberia probarse en el maximo espesor determinado para uso. Por ejemplo, un revestimiento de vinilo para pared probado por si solo puede comportarse satisfactoriamente. Por otra parte, capas multiples del mismo producto aplicadas a un revesti miento de pared pueden propagar las llamas; en afios recientes, las capas multiples de revestimiento de vinilo para paredes apli cadas a cartones de yeso han contribuido a la propagacion de las llamas en varios incendios con perdida de vidas. La prueba de tUne1 no puede evaluar adecuadamente cier tos tipos de materiales. Algunos materiales, tales como los pb'is ticos espumados, pueden obtener indices bajos de propagacion de llamas y a pesar de eso propagar las llamas facilmente en in cendios reales. En afios recientes, un programa de investigacion que involucraba revestimiento textiles para paredes demostro que NFPA 255 no siempre puede evaluar correctamente los re vestimientos textiles de paredes?9 La pelicula de vinilo con re fuerzo de espuma es otro ejemplo de un producto que puede obtener un indice bajo de propagacion de las llamas, segun NFPA255, y aun puede propagar facilmente las llamas en un in cendio real.
is
Clasificacion
A B
C
Propagacion de la Llama
0-25 26-75 76-200
Humo Desarrollado
0-450 0-450 0-450
Se debe desconfiar de los resultados del tUnel para mate
CAPiTULO 3
EXTREMa DE LA ZONA DE FUEGO
~
A
/
Acabados interiores
Tubo de ventilaci6n gradual ~ de chapa melalica aislada de rectangular a redondo
Camara de prueba de 7,62 m (25 pies) de longilud Conexi6n del indicador de lira B
Celda lotoelectriC7 4,88 m (16 pies)
mfii~--lc _..--- Conexi6n del man6metro, : indicador de tiro
u "
fJ
C
I
I
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EXTREMa DEL RESPIRADERO
Puerto de entrada de aire para suminislro de aire, 76,2 ± 1,6 mm (3 pulg ± 0,062 pulg) .. . Clerre adjustable de entrada de alre
It
•
6,1Q m (21 Pies)'1.\ Hacia el sistema Quemador de gas pa 1 _ __>t--mlnlmO desde el de tiro inducido ra fuego de ignicion Termopar a 3mm extremo del
respiradero
0,30 m (1 pie) (1/8 pulg) de la superficie 54 pulg.:t 5 I ·_3,96m(13piesOpulg.)--+ Acceso ara
-12,2 m (40 pies) maximo-- Fuente de luz (1372 ± 127 mm) mediciones de velocidad 17,625 pulg.±0,375pulg. ---'1(448 mm ± 9,5 mm) Compuerta Diamelro interne de 406 mm (16 pulg.) A
B
~ I...•
[ ..·..•..\1 , :. . ' ....
.
'"~
11.1" .. 0,5 '"" ~ (304,8 mm ± 12,7 mm)
...---r
automat~.camente MI' . . .mrnera . I de controla a enaI de composlclon temperatura alta minima de 50,8 mm (2 pulg.)
SECCI6NA-A
SECCI6NC-C
FIGURA 10.3.1 Aparato para el ensayo del tUnel de Steiner utilizado para la clasificaci6n de riesgos de incendio de los materiales de construcci6n
Panel superior removible de compuesto de melal y mineral
Tablera de libra-minerall cemento 6,4 mm (0,25 pulg)
Correaje de fibra de vidrio de 3 mm (0,125 pulg)
_
Ventanade observaci6n de doble vidrio, 2,75 ± 0,25 por 11,0 + 2,0 -1,0 pulg. (70 ± 6 por 280 + 50 - 25 mm)
.+-.,-;-;--- Ladrillo refractario de
228 x 114,3 x 63,5 mm (9,0 x 4,5 x 2,5 pulg) Temp. Max. 1427°C (2600°F)
FIGURA 10.3.2 Vista de la secci6n transversal del dispositivo de prueba de tUnel Steiner
10-44
SECCI6N 10
•
Confinamiento de los incendios
riales tennophlsticos livianos (productos con inercia tennica baja) y de aquellos que gotean hasta el piso del tUnel durante la prueba. Cuando existen interrogantes sobre su desempefio, los productos deben ser evaluados en base a una escala real, usando una fuente de ignicion que simule el tipo de incendio que pro bablemente sea enfrentado en fonna real. Los productos deben estar montados de una manera que sea representativa de las con diciones de uso real. Aplicacion de los Resultados del Ensayo de Tune!. La NFPA 101 clasifica los materiales de acabados interiores usando indices de propagacion de llamas y desarrollo de humo. Se reconoce que existe gran variabilidad en la infonnacion del rune I, y no es pro bable obtener valores precisos en pruebas de repeticion. Ademas, las pequefias diferencias en los indices (de lOa 20 puntos, por ejemplo) probablemente no se notaran en tenninos de comporta miento real del incendio. En consecuencia, los indices de propa gacion de las llamas generalmente se redondean hasta al nfunero entero proximo divisible por 5. Las clasificaciones de propaga cion de las llamas tambi6n tienen una amplia gama de valores. Las clasificaciones de acabado interior de paredes y techos estan sustentadas principalmente en los indices de propagacion de la llama con un solo valor limite de desarrollo de humo de 450, comun a todas las clasificaciones. Los indices de propagacion de la llama proporcionan infor macion sobre la tasa de propagacion de la llama a traves de la su perficie del material. La transferencia de calor seria el riesgo principal asociado con la propagacion de la llama y solamente afectaria a las personas que estuvieran en la proximidad del fuego. Por consiguiente, se especifican diferentes clases de ma teriales de acabado interior dentro de un edificio, dependiendo de su ubicadon. Por ejemplo, los cerramientos de salida en los cua les los recorridos son severamente restringidos tienen indices de propagacion de la llama filis conservadores, ya que las personas en estos lugares estarian limitadas a sus rutas de desplazamiento y, por 10 tanto, no podrian evitar el calor de las llamas. Se usa un indice de humo desarrollado de 450 para las cla sificaciones de todos los acabados interiores. Los indices de de sarrollo de humo evaluan el comportamiento del producto en funcion del obscurecimiento de las rutas de salida y perdida de visibilidad por humo. El humo interfiere con la vision debido al hollin acumulado dentro de detenninado volumen. La concen tradon de hollfn depende del tiempo y de la tasa de produccion de humo. Debe esperarse que un producto que tenga un indice bajo de desarrollo de humo mantenga la visibilidad en las rutas de salida por un periodo mas largo que un material con indice alto de humo. EI mismo desarrollo de humo se usa para las tres clasificaciones (ej., Clases A, B Y C). Ellim'u:e recomendado de 450 reconoce que el humo afecta la visibilidad tanto en la ve cindad imnediata del incendio como en las areas remotas. Los grandes edificios pueden llenarse rapidamente de humo como consecuencia de un incendio. Se ha establecido un limite mas alto aplicable a los acabados interiores, sin importar donde esten instalados los materiales. EI limite de humo desarrollado de 450 se establecio en las investigaciones realizadas por Undef\.vriters Laboratories, Inc. (UL).3o En csta investigacion, los productos fueron quemados en el "ensayo de runel", NFPA255, yel humo fue descargado en
una sala de 141,5 m 3 (5000 pies 3). La sala estaba equipado con avisos de salida iluminados. Se registro el tiempo requerido para oscurecer los avisos de salida y se comparo con fndice de desarrollo de humo de los diferentes materiales probados. EI in tonne de UL estab1ece que "los materiales con tasas de desarro llo de humo superiores a 325 mostraron visibilidad 'buena' a 'marginal' en unos pocos casos; otros materiales produjeron condiciones de 'marginal' a obscurecimiento en el periodo de 6 minutos." Ellimite de 450 se ha usado durante muchos anos y se cree que establece un limite "razonable" para los indices de humo desarrollado. El limite de humo de 450 tiene en cuenta tanto el tiempo necesario para producir el humo como el efecto del humo sobre la distancia de visibilidad. No existe relacion directa entre los indices de propagacion de las llamas y de humo desarrollado. En el infonne de UL antes mencionado, por ejemplo, un material tenia un indice de propa gacion de la llama de 490 y un factor de desarrollo de humo de mientras que otro tenia un indice de propagacion de las lla mas de 44 y un factor de desarrollo de humo de 1387. EI indice de humo desarrollado de Ia nonna NFPA 255 se detennina solamente teniendo como base el obscurecimiento de la luz. Se debe reconocef que el humo puede actuar como irritante, afectando aun mas la visibilidad y ademas, puede tener un efecto debilitantc en las personas que tratan de escapar. La irritabilidad y otro efectos fisiol6gicos no son evaluados por Ie limite de humo desarrollado de 450. Se especifican diferentes clases de materiales de acabado interior, dependiendo de la situaci6n dentro de un edificio y de la ocupacion involucrada. Las restricciones de los acabados in teriores son menos estrictas para el area de ofidnas generales que en el caso de un cerramiento de escaleras de salida 0 corre dor de acceso a la salida. 19ualmente, las ocupaciones con per sonas menos capaces tienen requisitos para acabados interiores mas estrictos que las ocupaciones usadas pOf ocupantes con mo vilidad y alertas. Por ejemplo, las restricciones de acabados in teriores para las instalacioIles de cui dado de la salud son bastante estrictas, debido a la incapacidad de los pacientes de hospitales de tomar accion para su propia preservacion. Los limites del acabado interior de paredes y techos se es tablecen en la edicion 2000 de NFPA 101 y estan resumidos en la Tabla 10.3.1. La tabla tambien incluye los requisitos para aca bados de pisos interiores. Como se indica en el pie de pagina de la Tabla 10.3.1, la extinci6n automatica de incendios, como Ia de los rociadores automaticos, aliviara en gran medida el riesgo asociado con los materiales de acabados interiores. En conse cuencia, Ia NFPA 101 pennite que los materiales de acabado in terior sean reducidos una clasificaci6n cuando existan sistemas de rociadores automaticos. Por ejemplo, si el codigo nonnal mente requiere un ~cabado interior Clase A y hay rociadores au tomaticos instalados, entonces nonnalmente sera permitid6 un acabado interior Clase B.
Prueba de Panel Radiante Se han hecho intentos para desarrollar una prueba a esca1a menor que pueda usarse en Iugar del ensayo del "tUne I" de 7,6 m (25 pies). Las ventajas de tal metodo'8on obvias: menos es pacio requerido para el equipo, muestras mas pequefias, y cos
CAPiTULO 3
tos mas bajos. EI Forest Products Laboratory desarrollo una versi6n a es cala reducida deltUnel de 7,6 m (25 pies). EltUnel a escala re ducida era de 2,4 m (8 pies) de largo y utilizaba las observaciones sobre propagaci6n de la llama para determinar los indices de propagacion de las llamas. El ensayo del hillel de 2,4 m (8 pies) fue adoptado por la ASTM para investigacion y desarrollo en 1968. El metodo fue retirado por La ASTM en 1993. La Oficina Nacional de Normas (NBS), ahora NIST, desa rrollo un dispositivo de panel radiante que usa una muestra de prueba mucho mas pequei'la, de 152 por 457 nun (6 por 18 pul gadas), y mide el riesgo en terminos de propagacion de la llama y tasa de liberacion de calor despues de la ignicion. El metodo de prueba fue adoptado como una norma provisional por la ASTM en 1960 y como una norma real para efectos de investi gacion y desarrollo en 19673l . En la prueba del panel radiante,ASTM E162,31 Metodo Normalizado de Ensayo para lnjlamabilidad de la Superjicie de Materiales Usando una Fuente de Energia de Calor Ra diante, la muestra se coloca en un angulo vertical de 30 grados frente a un panel vertical refractario y poroso, alimentado a gas. La muestra se inclina hacia un panel radiante en la parte supe rior y una pequeiia llama piloto en ese lugar enciende los gases inflamables liberados desde la superficie de la muestra. EI aire es arrastrado sobre la superficie de la muestra a una velocidad controlada por un ventilador ubicado enla campana, bajo la cual se encuentra el equipo. Se registra la velocidad de desplaza miento de la llama desde la parte superior de la muestra hacia el fondo, 10 mismo que las temperaturas que se desarrollan en el conducto. La cantidad de humo generada puede medirse pe sando los depositos sobre un filtro situado en la chimenea. La prueba se continua por 15 minutos 0 hasta que las llamas de la superficie lIeguen hasta el borde inferior de la muestra. Este aparato de panel radiante esta disponible comercialmente y se usa en muchos laboratorios de investigacion, comerciales e in dustriales. Los resultados de las pruebas se expresan en una es cala similar a la de NFPA 255. En el panel radiante, el flujo de aire esta contra 0 a traves de la direccion de desplazamiento de la llama. Esto proporciona una defmicion clara de la combus tion "interfacial". Con el homo de 7,6 m (25 pies), el desplaza miento de las llamas y el flujo de aire coinciden y, con algunos materiales, el frente de llama puede estar varios pies delante de la combustion "interfacial" (Figura 10.3.3). La ASTM E162 no esta indicada para uso reglamentario y no se debe confiar en ella como substituto de la evaluacion de productos de acuerdo con NFPA 255.
Ensayo de Esquina En busca de una evaluacion mas realista del riesgo de los aca bados interiores, algunos laboratorios realizaron ensayos de ha bitacionlesquina 0 rincon hace unos 40 aiios. Estas generalmente consistian en una construccion de esquinas de 2,44 m (8 pies) de altura con muros de alero de 0, I a 1,22 m (2 a 4 pies), y un techo simulado del mismo material. Una jaula de madera colocada en la esquina a nivel del piso se usaba para la ignicion. EI grado de propagacion de la llama y el indice y cantidad de hurno desa
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Acabados interiores
10-45
rrollado eran las principales observaciones. El interes en la velocidad de propagacion de la llama a tra yeS de la superficie de 10 que era considerado como plasticos ce lulares de baja propagacion de llamas fortaleci6 el uso del ensayo de esquina en los incendios actuales, La Factory Mutual Rese arch (FMR) UL., ha realizado ensayos de esquina a gran escala. Se usaron esquinas de hasta 7,6 m (25 pies) de altura con muros de alero hastade l5,4 m (50 pies) de largo para determinar las ca racteristicas de combustion de los plasticos celulares y la efecti vidad de las medidas de proteccion aplicadas, tales como proteccion conrociadores automatic os 0 barreras termicas 32• Los resultados han confirm ado la premisa de que un riesgo de incen dio no puede ser juzgado totalmente tomando como base un tinico metodo de prueba de fuego 33 (Figura 10.3.4). Los codigos de construccion y NFPA 101, especifican el uso de los ensayos de habitaci6nJesquina para determinar el comportamiento de inflamabilidad de ciertos acabados interio res. Por ejemplo, NFPA 101 requiere el uso de NFPA265, Me todos Normalizados de Pruebas de Incendio para Evaluar la Contribucion de los Revestimientos Textiles de Paredes al De sarrollo del Incendio, para la evaluacion del desempeiio de los revestimientos textiles para paredes. En los afios 80, investiga dores de la Universidad de California, Berkeley Fire Research Laboratory, demostraron que los revestimientos de paredes con c1asificaciones tan bajas como 15 segim NFPA255 (ASTM E84) tuvieron un pobre desempei'lo, produciendo combustion subita generalizada (flashover) en algunas ensayos de habitacionles quina34 . Se establecio que las ensayos de habitacionlesquina (por ejemplo NFPA 265) proporcionan una indicacion mejor del riesgo que presentan determinados revestimientos de paredes que las c1asificaciones de propagacion de la llama de NFPA255. El metodo de prneba de NFPA 265 consiste en una habita cion de 2,44 m de ancho por 3,66 m largo x 2,44 m de alto (8 x 12 x 8 pies) con una sola abertura de puerta (Figura 10.3.5). Los productos son montados sobre dos paredes unidas en angulo recto para formar una esquina. Se coloca un quemador de difu sion cerca de la esquina de la habitacion para proveer la exposi cion al fuego requerida. EI humo de la habitacion se recoge desde un sistema de escape de campana y conducto donde se usan instrnmentos para determinar la tasa de Iiberaci6n de calor (por agotamiento de oxigeno) y densidad 6ptica del hurno. Tam bien se miden el flujo de calor y temperatura dentro de la habi tacion. En NFPA 265, el quemador suministra una exposicion al fuego de 5 minutos 40 kW seguida de una exposicion de 10 minutos 150 kW. La potencia y ubicacion del quemador pueden ajustarse durante la investigaci6n para el desarrollo del pro ducto. Se han usado potencias de quemador hasta de 300 Kw para evaluar el comportamiento de los materiales de acabado in terior en los procedimientos de habitacionlesquina. La prohibicion de plasticos de espuma en la norma NFPA 101 reconoce que los indices de propagacion de la llama de NFPA255 pueden no reflejar correctamente el comportamiento de inflamabilidad de estos materiales. Si se van a usar plasticos de espurna 0 celulares expuestos dentro de un edificio, la apli caci6n deberfa justificarse basada en pruebas representativas de las condiciones de uso real. Se han usado ensayos de habita cionlesquina, tales como los de NFPA 265, para evaluar los re vestimientos de pared de pilistico espumado. NFPA 265 utiliza
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SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
TABLA 10.3.1 Requisitos (Clases) para acabados interiores del c6digo de seguridad humana
Salidas
Acceso a las salidas
Otros espacios
A A
AoB AoB
AoB A, B,oC
A A A
AoB AoB AoB
A A 10 II AoB AoB AoB AoB AoB
AoB A
AoB A, B,oC AoB C Con separaciones bajasb A, B,oC AoB
Reuniones publicas -Nuevas >300 ::::;300
Reuniones pQblicas -Existente8 >300 ::::;300
Educativa-Nuevas Educativa - Existentea Guarderias-Nueva Guarderias - Existente Hogares de dia -Nueva Hogares de dia para grupos -Existente Hogares de dia familiares - Existente Sanitarias-nueva (Rociadores automaticos obligatorios) Sanitarias - Existente Penitenciarias y correccionales -Nueva
'0
AoB
II AoB A,oB A, B,oC A, B,oC AoB C parte inferior de la pared del pasillo b AoB
Aa
N
,
,
AoB A, B,oC A, B,oC A, B,oC AoB C en habitaciones individuales pequefias b AoB A, B,oC
A 0 Ba A, B, 0 C loll Residenciales, hoteles y dormitorios -Nueva A Ao B A, B, oC , 0 II loll Residenciales, hoteles y dormitorios -Existente A0 B A0 B A, B, 0 C '0 UC 10 lib Residenciales, edificios de apartamentos-Nueva A Ao B A, B, 0 C lo'~ lo'~ Residenciales, edificios de apartamentos - Existente AoB AoB A,B,oC 'olf lolf Residenciales, asilos y centros de acogida Ver c6digo de seguridad humana®, Capitulos 32 y 33. Residencial, 1 y 2 familias, Casas de A, B, 0 C A, B, 0 C A, B, 0 C huespedes 0 pensiones Mercantiles- Nuevaa AoB AoB AoB Mercantiles-Existente Clase A 0 Ba AoB AoB Techos-Ao B existente en paredesA,B,oC Mercantiles-Existente Clase Ca A,B,oC A, B,oC A, B,oC De oficinas-Nueva AoB AoB A,B,oC 10 II II De oficinas-Existente AoB A,B,oC AoB Industrial AoB A, B,oC A, B,oC AoB Almacenes A, B,oC A, B,oC Penitenciarias y correccionales -Existente
A 0 Ba ,0
II
'0
8Acabados interiores de paredes y techos en corredores, salidas y cualquier espacio no separado de los corredores y salidas por un tabique capaz de retardar el paso de humo deben cumplir con esta clasificaci6n de acabado interior. bVer NFPA 101. cS e pueden seguir usando los recubrimientos de pisos instalados anteriormente, sujetos a la aprobacl6n de la autoridad competente. Notas: Acabados interiores de paredes y techos Glase A - propagaci6n de llama 0-25, humo generado 0-450 Acabados interiores de paredes y techos Glase B - propagaci6n de llama 26-75, humo generado 0-450 Acabados interiores de paredes y techos Glase G - propagaci6n de llama 76-200, humo generado 0-450 Acabado interior de piso Glase I -minimo 0,45 w/cm 2 por seg (0,43 BTU por pie2) Acabado interior de piso Glase 11- minima 0,22w/cm2 par seg (0,19 BTU par pie 2). Rociadores automaticos: cuando haya un sistema corriente de rociadores automaticos instalado, puede usarse acabados interiores con un indice de propagaci6n de llama no superior a Glase G en cualquier lugar donde normalmente se especifica Glase B y con clasificaci6n Glase B en cualquier lugar donde normalmente se especifica Glase A. Del mismo modo, se pueden utilizar acabados interiores de piso Glase II en cualquier lugar donde normalmente se especifica Glase I y no se requiere clasificaci6n de flujo radiante critico cuando normalmente se especifican acabados Glase II. Se pueden permitir partes expuestas de los elementos estructurales que cumplan con los requisitos para construcciones de madera pesada.
CAPITULO 3
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Acabados interiores
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~f--9"--1~ 2'h
I
_~_
2"
T -:~:.J_::::_ T ' " de UbIcaClon termopares apilados (8)
I
___ -, ___ _
J _ _ _ _ __ _
Placa de montaje de chapa de acero
Tope para eentrar el soporte de la muestra sobre el panel
Superfieie radiante de 12 por 18 pulg del panel radiante de 13 por 19 pulg
- - Aspirador Orificio roscado de y, plug. en la tuberra para gas del regulador
Angulo de aeero que sostiene el bastidor de 2 por 2 por ide pulg
Soplador eentrifugo que suministra 100 pies'/min ~~~i1 a 2,8 plug de agua
""- Valvula de compuerta de 2 pulg,
Filtro para proteceion del panel radiante
Nivel del suelo
FIGURA 10.3.3 Prueba de panel radiante (para unidades SI = 1 pulg
un quemador de difusion a gas como fuente de fuego. Al co mienzo de la prueba, un quemador con potencia de 40 kW 5i mula una exposici6n al fuego del tamano de un "cesto de basura,,29. Esta exposicion es para determinar silas llamas se propagaran mas alia de un pequeno incendio para encender otros objetos cercanos. A los 5 minutos, la potencia del quemador es incrementada a 150 kW para determinar si el revestimiento de la pared liberara suficiente energia para provocar un envolvi miento total del fuego en la habitacion 0 combustion subita ge neralizada (flashover). A una exposici6n de 150 kW, las llamas del quemador apenas llegaran al techo de la camara de prueba de 2,44 m (8 pies) de alto, sin contribuci6n alguna del producto sometido a las pruebas. La exposici6n al fuego "tipica" especi ficada en NFPA 265 se considera apropiada para los revesti mientos de paredes. Sin embargo, los revestimientos de techos pueden no ser 4ebidamente evaluados por este procedimiento ya que el emplazamiento del quemador y la potencia de 150 kW (asumiendo que no este involucrada una muestra de prueba de
=25,4 mm 1 pitf/min =0,0283 m3 min)
la pared) producen una llama que escasamente Uega hasta el techo. Para instalaciones de techos, deberia considerarse al uso del emplazamiento y potencia del quemador detallado en NFPA 286 0 la prueba de habitacionlesquina de ISO 9705 35 . NFPA 286 usa una exposici6n inicial de 5 minutos, 40 kW, seguida de una exposici6n de 10 minutos, 160 kW. La exposici6n de 150 kW (sin ninguna c,ontribuci6n de los productos sometidos a prueba) causara que las llamas del quemador choqucn contra el techo y se devuelvan para exponer la superticie inferior del techo de 457 a 610 mm (18 a 24 pulgadas). La exposici6n directa de la llama al techo se considera ne.cesaria para evaluar correctamente el acabado combustible del techo. NFPA 101 establece los limites de propagacion de las llamas y humo de los productos probados de acuerdo con la NFPA 265 Y NFPA 286. NFPA 5000™, Codigo sabre Construccion y Seguridad de Edijicios, ha desarrollado una version actualizada del procedi miento de ensayo de habitaci6n1esquina36 para la reglamenta cion de puertas de garaJe aisladas con phistico de espuma para
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SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
Techo forrado con el material que debe ser probado
FIGURA 10.3.4 Ensayo de esquina establecimientos comerciales. EI procedimiento de ensayo evo lucion6 de un proyecto de investigaci6n patrocinado por la Na tional Association ofGarage Door Manufacturers 37 • Este nuevo metodo de ensayo de habitaci6n!esquina y los limites regla mentarios son unicos ya que la tasa de liberaci6n de calor y los limites de liberaci6n de humo han sido desarrollados de modo que esten vinculados con el riesgo. La tasa de liberaci6n de calor y Hmites de liberaci6n de humo eliminan la necesidad de dicm menes subjetivos sobre el comportamiento del producto reque ridos en otras ediciones de los ensayos de habitaci6n!esquina. La metodologia empleada por el nuevo procedimiento de habi taci6n!esquina podria adaptarse a otras aplicaciones de acabados interiores. Procedimientos a escala real, como las ensayos de ha bitacion!esquina, permiten evaluar los productos porque estos se instalan usando una fuente de ignici6n representativa de las que se van a encontrar durante el uso real. En consecuencia, se asurne que los resultados de los ensayos de habitaci6n!esquina son mas indicativos del comportamiento del producto durante incendios reales que las pruebas corrientes, como NFPA 255. La NFPA 101 excluye materiales probados de acuerdo con NFPA 265 0 NFPA 286 de su clasificaci6n de acuerdo con NFPA 255. Es decir, NFPA 101 permite que los productos que mues tren un comportamiento aceptable para NFPA 265 0 NFPA 286 se usen como acabados interiores en aquellos lugares donde se requieran materiales Clase A, B 0 C. Ademas, los datos de los ensayos de habitaci6n!esquina pueden ser adecuados para usar como entrada en los modelos de incendio para disefio basado en criterios de desempefio.
Prueba de Camara de Densidad de Humo Hay un "banco de pruebas" para medir la produccion de humo, la camara de densidad de hurno, disponible para la investiga ci6n, desarrollo y control de calidad de producci6n. Descrito en NFPA258, Mlitodos Recomendada para Determinar la Produc cion de Humo de Materiales Solidos, este mide el total de hurno
generado en una camara por una muestra de prueba hasta de 25,4 mm (1 pulg) de espesor. A pesar de la intencion especifica de la NFPA 258 de limitar el procedimiento de prueba al uso como he rramienta de investigacion y desarrollo, algunas jurisdicciones especifican su uso con fines de reglamentaci6n. Se sabe que esta prueba de camara de densidad de humo tiene muchos defectos. El metodo consiste en una camara esta tica, cerrada, mientras que la transferencia de humo en los in cendios reales es dinamica. La camara es cerrada, y atm6sferas deficientes en oxigeno pueden afectar artificialmente el com portamiento de combustion de los productos que esmn siendo probados. Los dep6sitos de hollin sobre las superficies de las paredes y a la vista pueden afectar las medidas. En resumen, existen nurnerosas preguntas sobre la relevancia de la informa cion de NFPA 258 para predecir el comportamiento de los pro ductos en incendios reales.
ENSAYOS DE INCENDIO DE ACABADOS INTERIORES DE PISOS Las pruebas de incendio para acabados interiores se desarrolla ron principalmente con acabados de paredes y techos en mente, mucho antes de que las alfombras se popularizaran como aca bados interiores de pisos. La atenci6n de las autoridades se di rigi6 hacia el posible riesgo de los revestimientos suaves para pisos en 1960 y 1961 como resultado de una serie de pequefios incendios en el area de Washington, DC 38 • Un incendio muy publicitado en una vivienda en la Costa Oeste, en 1967, seguido por el incendio del Harmer House Nursing Home en Ohio en 1970, atrajo la atencion hacia los revestimientos de alfombras para pis os, aunque las alfombras eran un factor contribuyente, mas que causante, de estos incidentes. 39,4o En 1965, el Servicio de Salubridad Publica del Departa mento de Salubridad, Educaci6n y Bienestar Social de Estados Unidos public6 unas instrucciones estableciendo limites de pro pagacion de las llamas en los revestimientos de los pisos de hos pitales sostenidos con fondos federales, citando eI metodo de ensayo del tunel de 7,6 m (25 pies). En este ensayo debia mon tarse un recubrimiento de pisos al reves y en el techo del aparato. Como ni el montaje ni la ubicacion simulaban correctamente una instalacion real, no es sorprendente que el ensayo del tUne! finalmente fuera considerado inadecuado para recubrimientos de pisos. Se encontr6 que el ensayo del runel de 25 pies era ina decuado para alfombras hechas de fibras sinteticas del tipo que se funden, derriten 0 deslaminan al ser expuestas a temperaturas elevadas. Una deficiencia adicional es que las alfombras con re fuerzos separados no pudieron ser probados eficazmente en el time!. Se reconocio claramente la necesidad de una prueba dise fiada especificamente para acabados interiores de pisos.
Ensayo de la Plldora de Metanamina EI NlST (anteriormente NBS) desarrollo el ensayo de la pildora de metanamina como medio preventivo del uso de alfombras para revestimientos de pisos altamente inflamables. El ensayo de la pHdora file adoptado en 1970 como DOC FF-I-70 (Registro
CAPiTULO 3
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Acabados interiores
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2,44m±0,1m~
I~pies±3,9pulg.)
I
• =Termopares· a 102 mm (4 pulg.) par debajo del techo. Ademas, un termopar adicional sobre el quemador y a 102 mm (4 pu\g) par debajo del techo
0 ,91m (3 pies) 1..-I
•
1
t Camara impelente de distribucion
(pleno)
Abertura circular de 305 mm (12 pulg)
w = Calorlmetro sobre el piso· 51
mm
(2 pulg) por encima del piso
;"23'66m(12PieS)~ ;"23,5m (11,5 Pi e S ) : I
::" 1,5 m (5 pies)_ al sistema de extraccion
;"2 3,35 m (11 pies)-.J
152mm (6 pulg).
o
16 pulg. (406 mm) ducto circular
Oesfogue
Medidor de humo Sonda de muestras de gas Termopares y sonda bidireccional Campana
Campana cuadrada~2,44 x 2,44 m (8 x 8 pies) -···-~f
c ___
c/
Tope de abertura de puerta
Cuarto de quema de 2,44 x 3,66 m (8 x 12 pies)
Quemador
FIGURA 10.3.5 Ensayo de habitaci6nlesquina de NFPA 265
Federal 1970a) para alfombras y DOC FF-2-70 para tapetes. 41 ,42 En esta pmeba, se acondicionan ocho secciones cuadradas de alfombra de 229 mm (9 pulg) para extraerles el exceso de hu medad, se ponen a temperatura ambiente en un desecador y se pmeban. Cada muestra, a su turno, es colocada sobre el fondo de
\
un cuba cerrado de 0,30 m (1 pie), abierto en la parte superior. La muestra se asegura con una placa cuadrada de metal de 229 mm (9 pulg) con un corte cIrcular de 203 mm (8 pulg) Se coloca una tableta de metanamina en el centro del circulo y se Ie prende fuego. La pildora produce llama como la de una vela durante
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SECCION 10
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Confinamientode /05 incendios
aproximadamente 100 segundos. La muestra falla si la llama avanza hasta 25,4 mm (I pulg) del anillo de metal en la placa de sujecion. Por 10 menos siete de las ocho muestras deben pasar la prueba para cumplir con los panunetros estable cidos. Todas las alfombras fabricadas para la venta en los Esta dos Unidos estan obligadas a pasar esta prueba desde abril de 1971 (Figura 10.3.6). Aunque el ensayo de la pildora es una prueba a escala pe quefia, los resultados tienen grandes implicaciones en t&minos de desempefio de los revestimientos de pisos. Se ha demostrado que la prueba de la pHdora proporciona proteccion adecuada contra la "primera ignici6n" para alfombras de habitaciones. 43 ,44 Los experimentos realizados en el NIST45 ,46 revelaron que las alfombras y revestimientos de pisos no propagaban facilmente las llamas en las habitaciones hasta que el incendio a1canzara 0 sobrepasara la combusti6n subita generalizada (flashover). Por 10 tato, se gana muy poca seguridad adicional reglamentando los revestimientos de pisos por fuera de la prueba de pildora. Estos descubrimientos se usaron, en parte, para establecer las restric ciones generales de NFPA 10] para revestimientos de pisos.
Ensayo de la Camara para Revestimientos de Pisos En 1969, UL comenzo a trabajar en una nueva prueba para re vestimientos de pisos con las muestras de prueba montadas en la misma posicion del pisoY EI programa fue patrocinado por el Servicio de Salud Publica (Public Service Health) de estados Unidos y produjo 10 que se conoce como el ensayo UL 992, en sayo de la camara para revestimiento de pisos. En esencia, UL 992 es una version de 2,44 m (8 pies) del homo de mnel de 7,6 m (25 pies) con la muestra montada sobre el piso del mnel y con modificaciones apropiadas en la entrada de calor, disefio del quemador, corriente de alre y otras condiciones de prueba. Esta prueba nunca tuvo gran aceptacion y ya no se usa.
Ensayo de Flujo Crftico Calor Radiante Es improbable que los revestimientos de pisos con una pobre re sistencia a la propagaci6n de las llamas se inflamen en las eta pas iniciales del incendio en una habitacion. La regulaci6n de los revestimientos de pisos se efecma generalmente cuando esta especificado por el codigo 0 cuando se presenta una necesidad debido a un producto poco comun. Esta demostrado que los re vestimientos de pisos solamente propagan las llamas bajo la in fluencia de un incendio de exposici6n suficiente. Los revestimientos de pisos de corredores, por ejemplo, pueden pro pagar las llamas cuando estan sometidos al calor radiante de los gases calientes que salen por la puerta de una habitaci6n total mente envuelta por el fuego. El incendio emite llamas y gases calientes sobre el nivel superior del corredor, 10 cual produce transferencia de energia de calor radiante al piso. El grado de energia que irradia sobre el piso es factor importante para deter minar si va a ocurrir una produce ion progresiva de llamas. NFPA 253 mide la energfa minima requerida que choque contra los revestimientos de los pisos para sustentar la propagaci6n de las llamas. El valor minimo necesario para sustentar la propa gaci6n de las llamas es determinado flujo radiante critico. Entre
Placa metalica con un orificio ..l_ ..... . . 1_. _1_ ___ -I~~.
.t. __
FIGURA 10.3.6 Ensayo de /a pi/dora de metanamina
mas alto sea el flujo radiante critico, mejor sera el desempefio. Resumiendo, la prueba de panel de flujo radiante para revesti mientos de pisos, NFPA 253, se usa para evaluar el desempefio de un revestimiento de pisos en el incendio de un corredor 0 sa lida de un edificio. Los revestimientos de pisos en espacios abiertos de edificios y en habitaciones dentro de edificios gene ralmente no necesitan mas regiamentaciones, siempre y cuando el revestimiento sea por 10 menos tan resistente a la propagacion de las llamas como el material que cumpla el ensayo de la pil dora estandar FF -1-70 de combustion. EI flujo radiante critico minimo de un producto que pase el ensayo de la pildora se ha de terminado como 0,4 kW/m2 •45 La NFPA 10] especifica el uso de NFPA 253, prueba de panel radiante para revestimientos de pisos de salidas y corre dores de ciertas ocupaciones. 48 ,49 EI ensayo de panel radiante para pisos consiste en una camara cerrada que tiene un panel ra diante inclinado en un angulo de 30 grados de una mues1ra de ensayo de 1000 mm (39 pulg) de Iongitud. La muestra de ensayo es expuesta a calor radiante que va desde aproximadamente 10 kW 1m2 hasta I kW/m2• La propagacion de la llama sobre la su perficie de la muestra de revestimiento del piso se inicia con lla mas de un quemador de gas (Figura 10.3.7). La NFPA 253 determina la energia minima que se requiere para que un reves timiento de piso propague las llamas. EI ensayo de panel radiante para pisos simula condiciones que han sido observadas y definidas en experimentos a escala real en corredores. Los metodos de prueba tanto de la NFPA como de ATM indican que eI metodo tiene por objeto evaluar los revestimientos de pisos instalados en corredores de edificios con muy poco 0 ningUn acabado combustible en paredes 0 techos. Deberia esperarse que los corredores con acabados combusti bles en las paredes 0 techos produzcan un riesgo de incendio po tencialmente mayor. Los resultados de experimentos sugieren que los revestimientos de pisos contribuyen mucho menos a la propagaci6n del fuego que los acabados de paredes 0 techos du rante el desarrollo inicial de los incendios 5o • NFPA ]0] c1asifica los acabados interiores de pisos de
CAPiTULO 3
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Acabados interiores
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"r--I---e--1 0,2 em 5,1 em
t
Revestimiento de la camara
2,5 em /
71 em
de la muestra
Material: eart6n grueso inorgimieo
Muestra
10,5
±
1 em
Sistema transporte de la muestra
Manguito de protecei6n I
Nota: pulg.
=em x 0,3937.
FIGURA 10.3.7 Esquema del ensayo de panel radiante para pisos (vista lateral)
acuerdo con el flujo radiante critico. Especificamente, los aca bados de pisos estan agrupados en dos clases. CIase I: Un flujo radiante critico minimo de 0,43 Btu por pie
cuadrado por segundo (0,45 W/cm2)
Clase II: UN flujo radiante critico minimo de 0,19 Btu por pie
cuadrado por segundo (0,22 W/cm2)
Ver la Tabla 10.3.l para la asignacion de las dos clases de acabados de pisos a las diferentes ocupaciones identificadas en NFPAlOl. El ensayo de NFPA 253 de panel radiante para pisos re quiere que las muestras de ensayo sean representativas del pro ducto que va a ser instalado. Cuando se va a tender una alfombra suelta sobre concreto, por ejempl0, se debe ensayar sobre una plancha de cemento inorganico reforzado de alta den sidad que simule el concreto. Cuando una alfombra, con acol chado integral 0 sin 61, va a ser pegada sobre concreto, se debe usar un adhesivo siguiendo las instrucciones del fabricante segUn el tipo y cantidad de la aplicacion. El uso de refuerzo (acolchado) separado nonnalmente re duce el flujo radiante critico de una muestra de ensayo y, por 10 tanto, aumenta la tendencia a propagacion de las llamas. Las in vestigaciones del Nl8T 51 han demostrado que el refuerzo re
duce el flujo radiante critico de la muestra de prueba, debido al efecto aislante del refuerzo. La prueba de NFPA 253 de panel radiante para pisos pennite al fabricante de alfombras hacer la prueba sobre el refuerzo "corriente" 0 el refuerzo real propuesto para uso. Las investigaciones de la NI8T demostraron que el uso de un aco1chado corriente (yute cubierto de caucho y pelo de animales 0 aco1chado de fibra con un espesor minimo de 9,5 rum (% de pulgada) y 1,86 kg/m2 (50 oz/pie2) puede producir valores de flujo radiante critico inferiores a los que producirian otros refueu..o5 usados 51 ,52. 8i el fabricante prueba una alfombra sobre el "refuer.lo nonnal", NFPA 253 pennite que se apliquen los resultados de esta prueba a cualquier combinacion de al fombralrefuerzo. Altemativamente, 5i el fabricante prefiere la prueba usando el refucrzo real propuesto, los resultados serian validos solamente para la combinacion real ensayada. Los revestimientos de pisos generalmente no estan regla mentados de acuerdo con la produccion de hurno. No se consi dera necesaria la reglamentacion de rcvestimientos de pisos teniendo como base la produccion de hurno. Los revestimientos de pisos nonnalmente no propagan las llamas hasta despues de que el incendio ha crecido a gran tamafio. La mayoria de incen dios seran tan grades y la produccion de humo tan inmensa cuando los revestimientos de piso se afecten que los beneficios minimos obtenidos por la imposicion de lfmites de hurno sobre
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Confinamiento de los incendios
los revestimientos de pisos no justificarfan tal reglamentacion. No obstante, algunas jurisdicciones establecen criterios de acuerdo con la generacion de humo. En esos casos, se ha usado el metodo de prueba de NFPA 258. Concebida como un metodo de investigacion y desarrollo, esta prueba ofrece un procedi miento para medir el humo total producido en una camara ce rrada. Se sabe que el metodo tiene numerosos defectos. Algunas deficiencias del metodo han sido identificadas anteriormente.
ENSAYOS A ESCALA REAL Muchas pruebas de incendio a escala real se han llevado a cabo utilizando edificios existentes destinados a ser demolidos 0 que estaban disponibles por otras razones. Si estan cuidadosamente programadas, estas pruebas pueden incrementar significativa mente el conocimiento sobre crecimiento y propagacion del fuego en edificios. Uno de los primeros ensayos a escala real se realizo en Gran Bretafta en 1949, bajo los auspicios de la Fire Research Station 53. Se utilizaron dos viviendas de dos plantas, una con aislamiento de carton de fibra de celulosa y la otra con cart6n de yeso sobre tablero de fibra. Se realizo un ensayo en cada casa, tanto con mobiliario real como simulado, con las puertas de los dormitorios abiertas. La otra prueba se hizo con las puertas ce rradas. Con ambos tipos de revestimiento interior, las tempera turas en la sala de estar, donde se inici6 el incendio, se hicieron intolerables en pocos minutos. Como sucede con muchas prue bas e incendios reales, tambien se demostro claramente la im portancia de mantener las puertas cerradas para minimizar el riesgo para la vida humana en los dormitorios. En 1958, la Division ofBuilding Research ofthe National Research Council ofCanada (NRCC) realizo una serie de prue bas a escala real, conocida como los "Los Incendios de San Lo renzo", seis vivie.ndas y dos edificios mas grandes 54• De nuevo, el objetivo era estudiar la propagacion del incendio y su efecto sobre la seguridad de la vida de los ocupantes del dormitorio del segundo piso con puertas abiertas y cerradas. Todas las vivien das "se llenaron de humo a los 6 minutos de la ignicion de los armazones de madera, sin importar el tipo de acabados interio res. Las temperaturas y productos gaseosos de la combustion se desarrollaron mucho mas rapido en las viviendas con acaba dos combustibles y en aquellas pruebas en las cuales las puer tas de los dormitorios estaban abiertas. Muchos edificios grandes programados para demolicion fueron quemaron parcialmente bajo los auspicios del Illinois Institute of Technology (ITT) Research Institute. En aquellas pruebas y en ensayos extensos de habitacionlcorredor, se obtuvo mucha informacion relativa a Ia propagacion del fuego, el feno menD de la combustion subita generalizad (flashover) y los fac tores que afectan la seguridad human a en los incendios. La Oficina Estatal del Comisario de Bomberos de Califor nia patrocino una serie de pruebas en edificios sin uso en "Camp Parks" a comienzos de los aftos 70. El objetivo era establecer criterios aplicables a las vias de salida, particularmente corre dores. El informe final incluye una discus ion de la reaccion en interaccion de los acabados de paredes, techos y piSOS55 • Ante riormente, en 1959 y 1960, el Cuerpo de Bomberos de la Ciu
dad de Los Angeles establecio un antecedente de incendios de corredores a escala real. Los informes finales de las pruebas de Los Angeles se publicaron en dos volumenes por la NFPA 56,57. Las pruebas de incendio de habitaciones amobladas y co rredores realizadas en los Laboratorios de Productos Forestales del Departamento de Agricultura de E.U.A. comparaban la im portancia relativa de los muebles de alcoba con los acabados de la habitacion. 22 La conclusion de que los niveles letales de los productos de la combustion producidos por los muebles incen diados antes de que los acabados de las paredes quedaran seria mente afectados fue reforzada por trabajos posteriores en el Southwest Research Institute.23 Estos y otros estudios reconocen que una vez que un incendio esta bien establecido, hay una alta probabilidad de que todos los combustibles en Ia habitacion se in volucren. Tambien se reconocio que la deteccion, contencion y extincion tempranas de la habitacion 0 lugar de origen del fuego es importante, no solamente para la evacuacion pronta del area del incendio, sino tambien para la seguridad de las personas en otras partes del edificio y para la proteccion de edificio mismo. De 1979 a 1980 la Administraci6n de Incendios de los Es tados Unidos (US. Fire Administration) patrocino una serie de 75 pruebas para evaluarel desempefio de los rociadores en resi dencias unifamiliares y en viviendas moviles. Estas pruebas de mostraron que la formaci6n rapida de calor y gases toxicos era posible con mobiliario de riesgo normal, especialmente cuando el fuego se iniciaba en una esquina de la habitacion 0 cerca de las cortinas. Hubo una diferencia significativa en los niveles de los productos de la combustion y el tiempos para alcanzar dichos niveles entre los incendios de acabados interiores no combusti bles y los de acabados lllteriores combustibles. 58 Las pruebas de incendio en habitaciones se usaban gene ralmente en los anos 80 con fines de investigaci6n para evaluar los acabados interiores, revestimientos de paredes, y muebles en las habitaciones. Para ayudar a racionalizar la proliferaci6n de procedimientos de ensayo, se desarrollo la ASTM E 603, Guia Normalizada para Experimentos de Incendio en Habitaciones (Standard Guide for Room Fire Experiments 59). Esta guia pro porciona informacion sobre como implementar pruebas de in cendio en habitaciones y que parametros de la combustion se miden. Los instrumentos de prueba pueden incluir, pero no estan limitados a: oxigeno, dioxido de carbono, monoxido de carbono y otras medidas de gases; tasa de liberacion de calor; flujo termico; propagacion de las llamas; temperatura; velocidad del aire; perdida de masa; y densidades opticas del humo.
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas 1. Isner, M. S., "3 Die, 8 Injured in Athletic Club Fire," Fire Jour nal, Nov.lDec. 1992. 2. Cote, R., and Timoney, T., "Boarding House Fire Causes Fifteen Deaths," Fire Journal. Jan. 1985. 3. "Investigation Report on the Las Vegas Hilton Hotel Fire," Fire Journal, Jan. 1982. 4. Bukowski, R. W., "Analysis of the Happy Land Social Club Fire with Hazard I," Fire and Arson Investigator, Vol. 42, No.3, 1992.
CAPiTULO 3
5. Hall, 1. R., Report prepared for the House Subcommittee on Sci ence, Research, and Technology on H.R. 94, the Hotel and Motel Firesafety Act of 1989, March 2, 1989, National Fire Pro tection Association, Quincy, MA. 6. Klem, T., "Investigation Report on the DuPont Plaza Hotel Fire," NFPA, Quincy, MA, 1987. 7. Isner, M. S., "Five Die in High-Rise Office Building Fire," Fire Journal, Vol. 84, No.4, 1990. 8. Wolf, A., "Fraternity Fire Kills Five," NFPA Journal, Septem
ber/October, 1996.
9. Isner, M. S., "Stadium Fires Demonstrate Unique Protection
Problems," NFPA Journal. July/August, 1994.
10. Isner, M. S., "10 Die in Detroit Board and Care Facility," NFPA Journal. January/February, 1993. Ii. Isner, M. S., "Fire Investigation Report, Fraternity House Fire Berkeley California," National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1991. 12. Madrzykowski, D., and Vettori, R., "A Sprinkler Fire Suppression Algorithm for the GSA Engineering Fire Assessment System," NI STIR 48, 33, Building and Research Laboratory, NIST, May 1992. 13. Belles, D. "Designing Fire Safe Interiors," NFPA Journal, July/Aug. 1992. 14. Demers, D. D., "Familiar Problems Caused Ten Deaths in Hotel Fire," Fire Journal, Vol. 74, No.1, 1980. 15. "Disclosure Requirements and Prohibitions Concerning the Flammability of Plastics," Federal Trade Commission, Washing ton, DC, August 1974. 16. "Fire Safety Guidelines for Use of Rigid Urethane Foam Insula tion in Building Construction," Urethane Safety Group Bulletin, The Society of Plastics Industry, Inc., Nueva York, NY, May 1974. 17. Rohr, K. D., The US Home Product Report (Forms and Types of Material First Ignited in Fires), NFPA Fire Analysis and Re search Division, Quincy, MA, 2001. 18. Christian, W. 1., "The Effect of Structural Characteristics on Dwelling Fire Fatalities," Fire Journal, Vol. 68, No.1, 1974, pp.22-28. 19. Waterman, T. E., "Room Flashover-Model Studies," Fire Tech nology, Vol. 8, No.4, 1972, pp. 316--325. 20. "NBS Corridor Fire Tests: Energy and Radiation Models," NBS Technical Note 794, National Bureau of Standards, Washington, DC, Oct. 1973. 21. Waterman, T. E., and Christian, W:T:, "FHune Spread in Corri dors: Effect of Location and Area of Wall Finish," Fire Journal, July 1971. 22. Bruce, H. D., "Experimental Dwelling Room Fires," Report No. 1941, Apr. 1959, U.S. Department ofAgriculture, Forest Products Laboratory, Madison, WI. 23. Pryor, A. M., "Full-Scale Fire Tests of Interior Wall Finish As semblies," Fire Journal, Vol. 63, No.2, 1969, pp. 14--20. 24. Waksman, D., and Ferguson, J. B., "Fire Tests of Building Inte rior Covering Systems," Fire Technology, Vol. 10, No.3, 1974. 25. ASTM E1354, Standard Test Methodfor Heat and Visible Smoke Release Rates for Materials and Products Using an Oxygen Consumption Calorimeter, ASTM, W. Conshohocken, PA, 1999. 26. ASTM E 1321, Standard Test Methodfor Determining Material Ignition and Flame Spread Properties, ASTM, W. Con shohocken, PA, 1997. 27. Wilson, J. A., "Surface Flammability of Materials: A Survey of Test Methods and Comparison of Results," ASTM STP No. 301, ASTM, W. Conshohocken, PA, 1961. 28. Drysdale, D., Introduction to Fire Dynamics. Nueva York, John Wiley and Sons, 1985, pp. 234--235. 29. Belles, D. W., Fisher, F. L., and Williamson, R. B., "How Well Does ASTM E84 Predict Fire Performance of Textile Wallcover ings? " Fire Journal, Vol. 82, No.1, 1988.
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Acabados interiores
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30. Underwriters Laboratories Inc., "Study of Smoke Ratings Devel oped in Standard Fire Tests in Relation to Visual Observations," Bulletin ofResearch, No. 56, April 1965. 31. ASTM E 162, Standard Test Method for Suiface Flammability of Materials Using a Radiant Heat Energy Source, ASTM, W. Con shohocken, PA, 1998. 32. Christian, W. 1., and Waterman, J. E., "Fire Behavior ofInterior Finish Materials," Fire Technology, Vol. 6, No.3, 1970, pp.165-178. 33. Maroni, W. F., "Large-Scale Fire Tests of Rigid Cellular Plastic Wall and RoofInsulations," Fire Journal, Vol. 67, No.6, 1973, pp.24--30. 34. Fisher, F. L., MacCracken, W., and Williamson, R. B., "Room Fire Experiments of Textile Wall Coverings, A Final Report of All Materials Tested Between March 1985 and January 1986," ES-7853, 1986, Service to Industry Report No. 86-2, Fire Re search Laboratory. 35. Fire Tests-Full-scale Room Test for Surface Products, ISO 9705, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland. 36. ANSlIDASMA 10"', Room Fire Test Standard for Garage Doors Using Foam Plastic Insulation, Door and Access Systems Manu facturersAssociation, Cleveland, OH, 1997. "Regulating Foam Plastic Insulated Garage 37. Belles, D. Doors," Building Standards, ICBO, Jan.-Feb., 1995. 38. Yuill, C. H., "Floor Coverings: What Is the Hazard," Fire Jour nal. Vol. 61, No.1, 1967, pp. 11-19. 39. "Fire in Acrylic Carpeting," Fire Journal, Vol. 62, No.2, 1968, pp.13-14. 40. Sears, A. B., Jr., "Nllrsing Home Fire, Marietta, Ohio," Fire Journal, Vol. 64, No.2, 1970, pp. 5-9. 41. "Carpets and Rugs-Notice of Standard," Federal Register, Vol. 35, No. 74, 1970. 42. "Small Carpets and Rugs--Notice of Standard," Federal Regis ter, Vol. 35, No. 251,1970. 43. Benjamin, I. A., and Adams, C. H., "The Flooring Radiant Panel Test and Proposed Criteria," Fire Journal, Vol. 70, No.2, 1976. 44. Benjamin, I. A., and Davis, S., "Flammability Testing for Car pet," NBSIR 78-1436, Apr. 1978, Center for Fire Research, Na tional Bureau of Standards. 45. Tu, King-Mon, and Davis, S., "Flame Spread of Carpet Systems Involved in Room Fires," NBSIR 76-1013, June 1976, Center for Fire Research, r-;ationalc Bureau of Standards. 46. Davis, S., Unpublished Series of Experiments, Fire Standards Research-Furnishings 4927677, Program: Fire Control Furnishings, Center for Fire Research, NBS, Jan. ] 1, 1977. 47. "Standard Method of Test for Flame Propagation Classification of Flooring and Floor Covering Material," Subject 992, Under writers Laboratories Inc., Northbrook, IL, Feb. 1971. 48. Hartzel, L. G., "Development of a Radiant Pane] Test for Floor ing Materials," Journal ofFire and Flammability. Consumer Product Flammability Supplement, Vol. 1, Dec. 1974, pp. 305-353. 49. Adams, C. H., and Davis, S., "Development of the Flooring Ra diant Panel Test as a Standard Test Method," NBSIR 79-1954, Center for Fire Research, National Bureau of Standards, Mar. 1980. 50. McGuire, 1. H., "The Spread of Fire in Corridors," Fire Technol ogy, Vol. 4, No.2, 1968, pp. 103-J08. 51. Alderson, S., and Breden, L., "Evaluation ofthe Fire Perfor mance of Carpet Underlayments," NBSIR 76-1018, Center for Fire Research, NBS, September 1976. 52. Benjamin, I. A., and Adams, C. H., "Proposed Criteria for Use of the Critical Radiant Flux Test Method," NBSIR 75-950, Center for Fire Research, NBS, Dec. 1975.
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53. "British Fire Tests of Fiberboard," NFPA Quarterl}~ Vol. 45, ~0.3, 1952, pp. 218-224. 54. Shorter, G. W., et aI., "The St. Lawrence Bums," NFPA Quar terly, Vol. 53, ~o. 4, 1960, pp. 300-316. 55. "Project Corridor: Fire and Life Safety Research," Western Fire Journal, ~orth Highlands, CA, 1974. 56. "Operation School Burning: Official Report on a Series of School Fire Tests Conducted April 16 to June 30, 1959, by the Los Angeles Fire Department," ~ational Fire Protection Associa tion, Quincy, MA, 1959. 57. "Operation School Burning, No.2: Official Report on a Series of Fire Tests in an Open Stairway, Multi-Story School Conducted June30, 1960 to July 30, 1960, and February 6, 1961 by the Los Angeles Fire Department," 1961, ~ational Fire Protection Asso ciation; Quincy, MA. 58. Cote, A. E., and Moore, D., "Field Test and Evaluation of Resi dential Sprinkler Systems," National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1981. 59. ASTM E603, Standard Guide for Room Fire Experiments, ASTM, W. Conshohocken, PA, 1998.
Referencias "~ueva
Fire Research Building," Dimensions, Vol. 58, ~o. 6, 1974, pp. 123-124.
Shorter, G. w., et aI., "SLRP Analysis of Recommended Protection for Foamed-Plastic Wall-Ceiling Building Insulations," Fire Journal, Vol. 68, ~(). 5, 1974, pp. 51-55.
C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes c6digos, normas y practicas recomendadas de la ~FPA proporcionara informaci6n adicional sobre acabados interi ores en este capitulo. (Ver la ultima versi6n del Cat1ilogo de La NFPA para disponibilidad de las ediciones corrientes de los siguientes docu mentos.) ~FPA lOl®, Life Safety Code® ~FPA
253, Standard Method of Testfor Critical Radiant Flux of Floor Covering Systems Using a Radiant Heat Energy Source ~FPA255, Standard Method ofTest ofSuiface Burning Characteris tics ofBuilding Materials ~FPA 258, Recommended Practice for Determining Smoke Genera tion ofSolid Materials NFPA 265, Standard Methods ofFire Tests for Evaluating Room Fire Growth Contribution ofTextile Wall Coverings NFPA 286, Standard Methods ofFire Tests for Evaluating Contribu tion of Wall and Ceiling Interior Finish to Room Fire Growth ~FPA 70 I, Standard Methods ofFire Tests for Flame Propagation of Textiles and Films NFPA 5000™, BUilding Construction and Safety Code™
Revisado por
Peter J. Gore Willse
a seleccion de materiales de construccion y el disefio de los detalles de construccion siempre han jugado un papel im portante en la proteccion de los edificios contra incendios. La capacidad de la annazon estructural de evitar e1 desplome y la capacidad de las barreras para evitar la ignicion y propagacion consiguiente de las llamas a los espacios contiguos son dos con sideraciones importantes en los incendios de edificios. Actualmente hay en uso 0 se estan desarrollando tres me todos de disefio de resistencia al fuego y barreras de armazones estructurales. Estos son:
L
1. Pruebas normalizadas de resistencia al fuego combinadas con los requisitos de los c6digos de construcci6n 2. Caleulos analiticos para determinar la resistencia a una prueba normalizada de incendio como substituto de las pruebas de laboratorio 3. Metodos analfticos de disefio de protecci6n estructural con tra incendio basados en caracteristicas de exposicion real a incendios El metodo tradicional de tratar los aspectos estructurales de protecci6n contra incendios es a traves de las estipulaciones de los c6digos de construcci6n. Los c6digos requieren que se se leccionen las annazones estructurales y conjuntos de barreras basandose en su capacidad de pasar una prueba de lab oratorio de resistencia al fuego. La c1asificacion de edificios, en relacion con los requisitos de resistencia al fuego, es un metodo que tiene la ventaja prin cipal de ser faci! de incorporar en el proccso de disefiode inte riores y de administrase desde el punto de vista de cumplimiento de los c6digos. Tiene una desventaja importante y es que no puede predecir cxactamente el desempefio de campo de una ar maz6n estructural 0 barrera. En otras palabras, el solo cumpli mien to de los cOdigos no es suficiente para asegurar el exito del desempefio de una barrera 0 armazon estructural en un incendio real. No se han hecho estudios que correlacionen lasestipula ciones de los c6digos de construcci6n y resultados de pruebas de incendio con el desempefio de campo. Aunque se pueden criticar las pruebas resistencia al fuego por sus defectos, este es el (mico metodo aceptado universal mente en los c6digos actuates de construcci6n. La primera parte de este capitulo describe los procedimientos de prueba de resis-
Peter 1. Gore WilIse, P.E., es consultor de investigaci6h en GE Global
Asset Protection Services de Harriotti, Connecticut. Es elemento de var ios comites ttknicos de la NFPA y presidente de los Comites de Con strucci6n de Edificios y Equipos que Consumen Combustibles Liquidos.
tencia al fuego comunes en la construccion de edificios actual. Al final de este capitulo se discuten metodos de caleulo de tasas de resistencia al fuego y el comportamiento de materiales a tem pcraturas elcvadas. El t;apitulo termina con una discusion breve de algunos de los metodos mas avanzados de disefio para la in tegridad estructural en In incendio.
PRUEBAS DE RESISTENCIA AL FUEGO La resistencia al fuego c.e vigas, viguetas y columnas que forman la armazon estructural de las paredes, particiones, conjuntos de piso y cielo raso y con juntos de techo y cielo raso que sirven como barreras contra el movimiento de las llamas ha sido la base historica para c1asificar los edificios y determinar las capac ida des de las annazones .) barreras. Esta parte del capitulo trata sobre la historia y proc~dimientos de las pruebas de incendio y discute la interpretacior de pruebas de incendio de laboratorio.
Historia de las Pruebas de Resistencia al Fuego Un estudio de metodos ,Ie prueba de construcciones de edificios se refiere a pruebas de los metales y mamposteria realizadas en Alemania en 1884-1886. 1 Se conoce que las primeras pruebas de gran escala en EUA se hicieron sobre arcos de mamposteria en Denver, Colorado, en 1890. Despues hubo pruebas en la ciu dad de Nueva York en 1896. El Profesor Ira H. Woolson de la Universidad de Columbia y Rudolph P. Miller, ingeniero jefe del Departamento de Cons trucciones de la Ciudad de Nueva York, hicieron los primeros esfuerzos para establecer un procedimiento de prueba acepta ble. Las pruebas prelim tnares del departamento, "necesarias por el desarrollo rapido deeos rascacielos", condujeron al desarro llo de un homo de pruetJas (que utilizaba durmientes del ferro carril como combustible). Esto proporcion6 un medio de establecer indices horarlOS para construcciones de pisos. Despues de la con t1agracion de Baltimore, Maryland, en 1905, la American Society for Testing lvfaterials (ASTM) esta bleci6 un co mite para Ilormalizar el metodo de prueba con el Profesor Woolson com(1 presidente y el Sr. Miller como secre tario. Se propuso un metodo de prueba para construcciones de pisos en 1906 y la ASTM 10 adopto en 1907. Se propuso un procedimiento de prueba de construcciones de paredes y parti ciones en 1908, el cual se adoptO en 1909. 2 Estas normas fuemn presentadas al Comite de la NFPA sobre Construccion Re&istente al Fuego para su consideraci6n
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en 1914. En 1916, se organiz6 un comite conjunto formado por representantes de once sociedades de ingenieria, inc1uyendo la NFPA, para revisar y actualizar la norma. Se hizo esto y el me todo normalizado de prueba revisado controlado por una curva tiempo-temperatura estandar fue adoptado consiguientemente por la NFPA, ASTM y el American Engineering Committee [ac tualmente American National Standards Institute (ANSI)]. La norma fue adoptada por la NFPA como norma tentativa en 1917 y ascendida a la condici6n de norma oficial en 1918. Las cur vas tiempo-temperatura siguen el mismo patr6n general con pe quefias diferencias.
f~
--------- -/i Tramo simple
Procedimiento de Pruebas de Incendio Secci6nA-A
Los procedimientos de pruebas de incendio requieren que las columnas, pis os particiones, paredes y otros elementos estruc turales se carguen de manera calculada para que desarrollen, 10 mas exactamente posible, los esfuerzos te6ricos de trabajo pro yectados. Se proveen procedimientos de prueba separados para construcciones portantes de carga y no portantes y para cons trucciones con vigas y viguetas empotradas y sin empotrar. Los anexos de la NFPA 251, Standard Methods ofTests of Fire Endurance ofBuilding Construction and Materials, ("Me todos Normalizados de Prueba de Resistencia al Fuego de Cons trucciones de Edificios y Materiales") contienen especificaciones detalladas de los procedimientos de prueba, una guia para deter minar el empotramiento necesario, si es el caso, y un formato re comendado de reporte. La norma especifica en detalle la preparaci6n y acondicionamiento de los especimenes de prueba. Los criterios de aceptaci6n son espedficos para la cons trucci6n 0 elemento probado y bajo determinadas condiciones de prueba (con carga 0 sin carga, empotrado 0 no empotrado). Los criterios pueden inc1uir: 1. FaHa en soportar la carga 2. Aumento de temperatura en la superficie no expuesta de 121°C (250°F) por encima del ambiente 3. Paso de calor 0 llamas suficientes para encender borra de algod6n 4. Temperatura excesiva (seg(ln 10 especificado) de los ele mentos de acero 5. Derrumbe bajo chorros de manguera (paredes y particiones) Las condiciones empotramiento de los extremos durante la prueba de incendio influyen significativamente en los resultados de la prueba y, en consecuencia, en las c1asificaciones. EI anexo E de la NFPA 251 define la condicion de empotrado como "que impide la expansion en los soportes del elemento portante de carga durante la prueba". Esto general mente proporciona un grado desconocido de empotramiento rotacional en los extremos del elemento ademas de pretensar algunas partes del conjunto. EI estado sin empotramiento significa que el elemento portante de carga esta libre para expandirse 0 rotar en sus soportes. Una justificaci6n para incorporar dos condiciones di ferentes de empotramiento de extremos es simular construccio nes simples (determinadas estaticamente) y continuas (estiti camente indeterminadas). La Figura 10.4.1 ilustra la construc cion simple y la continua. Generalmente, la construcci6n con-
Tramo continuo
FIGURA 10.4.1 Influencia de la continuidad estructural en los mecanismos de desplome
tinua es inherentemente mas fuerte que la construcci6n simple. Es posible calcu1ar el aumento en capacidad para portar carga de determinados elementos estn.lcturales. Sin embargo, la cantidad de aumento de resistencia en una estructura indeterminada puede ser muy variable, dep~ndiendo del tipo de materiales de construcci6n usados, la 10calizaci6n de los elementos estructu rales dentro de la estructura. el grado de indeterminaci6n, las condiciones de carga y los detalles de construcci6n. Los resultados de pruebas basadas en las dos condiciones de soporte (empotrada ..sin empotramiento) se introdujeron en 1970. Se desconoce el grado de empotramiento de los elemen tos estructurales probados y aceptados antes de 1970.
Tasas de Resistencia al Fuego La resistencia al fuego (tamb ien conocida como fire endurance) es el tiempo que un elemento 0 conjunto aguanw la prueba de incendio sin fallar. Aunque el tiempo real se registra aproxi mando hasta el minuto pr6ximo, las tasas de resistencia al fuego de todos los tipos de element:)s, conjuntos estructurales, puertas y ventanas son de 15, 30 Y45 minutos, 1, 1\12, 2, 3 Y4 horas. Por tanto, una clasificaci6n de 1 "lora indica que el conjunto resisti6 la prueba normalizada durante 1 hora 0 mas. Una c1asificaci6n de 2 homs indica que el conjllnto resisti6 la prueba normalizada por mas de 2 horas sin fllllar en ninguno de los criterios de faHa listados en el protocolo de prueba. Las principales agendas en EVA que prueban la resisten cia al fuego de conjuntos de materiales de construcci6n de edi
CAPiTULO 4
ficios son Undenllriters Laboratories Inc. (UL), Omega Point, Southwest Research Institute e lntertek Testing. Hay otras agen cias que tienen homos 0 equipos para pruebas de incendio de conjuntos especiales. Estas son Forest Products LaboratOlY en Madison, Wisconsin; University of California en Berkeley; Armstrong Cork Co., en Lancaster, Pennsylvania; y National Gypsum Co., en Buffalo, New York Algunos de estos homos de prueba pueden no estar de acuerdo con las especificaciones des critas en la NFPA 25l. Por 10 tanto, esos homos se pueden usar con fines de investigacion pero no para clasificar conjuntos. Los resultados de las pruebas de incendio realizadas por Un derwriters Laboratories Inc., Omega Point, Southwest Research Institute e Intertek Testing estan publicados en sus directorios. UL publica el "Directorio de Resistencia al Fuego" (Fire Resis tance Directory). Omega Point, Southwest Research Institute e Intertek Testing, tienen sus propios Directorios de Productos Lis tad08. FM Global tiene acceso a un homo para realizar las prue bas y publica los resultados en su Approval Guide (Guia de Aprobaciones). Estas gufas y directorios tienen ilustraciones de conjuntos de edificios que han cumplido con las normas para va rias c1asificaciones horarias de resistencia al fuego. Los resultados de la pruebas de incendio de agencias guber namentales han sido publicados en varios reportes y documentos tecnicos. Aquellos publicados por el National Institute ofStan danis and Technology se pueden consultar en muchas bibliotecas depositarias, y las listas de aquellos disponibles para la venta se pueden obtener solicitandolas al NIST. Los boletines e informes del British Ministry o..fTechnology (Ministerio Britimico de Tec nologia) sobre el tema se pueden comprar en el H.M. Stationery Office 0 British 11iformation Services, New York, New York. En Europa hay varios homos publicos y privados disponi bles. Algunas de las instalaciones que tienen homos son: el Cen tre Technique lndustriel de la Construction, Metz, Francia: Netherland~ Organization for Applied Scientific Research, Ja Delft, Holanda; Danish Institute ofFire and Security Technology, Hvidovre, Dinamarca; Federal Institute for Materials Research and Testing, Berlin, Alemania; University ofGent, Gent, Belgica; Warrington Fire Research Center, Warrington, Inglaterra; Timber Research and Development, Buckinghamshire, Inglaterra; Swedish National Testing and Research Institute, Boras, Suecia: VTT Technical Research Centre ofFinland, Espoo, Finlandia; y Foundation for Scientific and Industrial Research at the Nonve gian Institute o..fTechnology, Trondheim, Noruega. En Canada, hay instalaciones en Undenvriters Laboratories ofCanada en Toronto y Building Research Division of the Na tional Research Council of Canada en Ottawa. En todo el mundo, muchos laboratorios de pruebas de incendios bien equi pados estan haciendo contribuciones importantes a la literatura y el desarrollo de normas intemacionales de pruebas de incendio. Varios codigos de la construccion, que especifican la resis tencia al fuego en terminos de resultados de pruebas de incen dio, pueden incluir tabulaciones de planillas de construccion aceptadas que cumplen las estipulaciones de los cOdigos para clasificaciones especificas de resistencia al fuego. Estas tablas generalmente se basan en informacion de pruebas de incendio, pero algunas incluyen clasificaciones determinadas en base a juicios 0 calculadas sobre datos limitados de pruebas. Hay muchas hojas de datos utiles y tablas de resumenes pu
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Integridad de las estructuras durante incendios
10-57
blicadas por asociaciones de fabric antes de materiales de cons trucci6n que no estan relacionadas aqui. Estas fuentes no se citan porque son tan numerosas y porque la infolmacion publicada es sobre los productos de un fabricante especifico 0 consisten en c1a sificaciones tabuladas de un solo tipo de material de construcci6n. Como se indicaba anteriormente, el niimero de instalacio nes de prueba en uso actualmente y la variedad de papeles, re portes, compilaciones tecnicas, etc., sobre resultados de pruebas disponibles harlan casl imposible tabular sistematicamente en un solo documento los datos sobre los diferentes conjuntos so metidos a pruebas. Se sugiere a los usuarios de este manual con sultar las listas y reportes de clasificaciones de resistencia al fuego mencionados ameriormente para detalle8 sobre especifi caciones de disefio de ,~onjuntos que han sido probados y a los cuales se han asignado c1asificaciones de resistencia al fuego. A titulo informativo y para ilustrar el alcance de las activi dades de prueba, mas adelante en este capitulo se incluyen re copilaciones tabuladas de resultados de pruebas 0 conjuntos representativos. Estos 5e han incluido en este manual para ayu dar al entendimiento dE' los requisitos basicos para especimenes de prueba y como se registran los resultados de las pruebas. Ademas, la informacion contenida en las tablas puede ser uti! para identificar, dentro de limites razonables, las capacidades de resistencia al fuego de L:onjuntos que se encuentran en el campo y para los cuales no hay disponible 0 ya no existe informacion precisa sobre su resistencia al fuego. Las tab las no se presentan como referencia de consulta para el disefio sino para familiari zar a los usuarios del nanual con el tipo de informacion sobre pruebas que hay disponible.
Variaciones en Resultados de Pruebas La prueba de incendio estandar intenta proveer una medida re lativa del desempefio del incendio de conjuntos comparables bajo condiciones de exposicion al fuego especificadas. No con sidera la conveniencia de su uso despues del incendio. A veces se observan indirectam;:;nte muchos efectos de las pruebas de in cendio. Por ejemplo, e 1 gradiente de temperatura en una pared o losa de piso produce deflexiones y deformaciones intemas. Las deformaciones pueden causar desprendimientos localizados u otras roturas, y las Gtistorsiones pueden ser suficientemente graves para agrietar le,sas de pisos y paredes, produciendo a veces el desplome. A una mayor area expuesta, mas graves son los resultados de la expansion desigual. No se considera el de terioro general del esp,~cimen de prueba, excepto cuando esta involucrado en la falla iel especimen. Se debe entender daramente que la clasificacion de resis tencia al fuego es el tiempo que el elemento 0 conjunto resistio una prueba de incendio estandar de laboratorio. No es necesaria mente el tiempo que el conjunto se desempefiara sin fallar en un incendio real. Por ejemplo, un conjunto de 2 horas de resistencia puede resistir la faHa en una prueba normalizada de incendio por mas de 2 horas, En condiciones reales de campo, ese mismo con junto puede fallar en ur tiempo mucho menor 0 mayor. Uno de los conceptos erroneos en la proteccion contra incendios es la cre encia de que la clasificacion de un conjunto indica el tiempo que el conjunto sobrevivini en un incendio real. Mas bien, es el tiempo que el conjunto sobrevivio, sin fallar, la prueba normali
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SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
zada de incendio. Las diferencias entre la prueba normalizada y las condiciones de campo pueden ser considerables. El hecho de que el tiempo de duraci6n de la prueba y e1 de sempefio de campo pueden ser muy diferentes no quiere decir que las clasificaciones de resistencia al fuego no tengan valor 0 utilidad. Durante afios este procedimiento ha producido mejo ramiento en la resistencia al fuego de los edificios que cumplen con los codigos. Sin embargo, sc dcben comprender las limita ciones del procedimiento de manera que no se confie irreflexi varnente en la construcci6n. Aunque la norma de prueba especifica la preparacion y acondicionamiento de los especimenes, se pueden presentar mu chos casos de diferencias entre un especimen de prueba y el ele mento estructural real de un edificio. El especimen de prueba puede ser superior tanto en materiales como fabricaci6n a los del edificio; el especimen de prueba generalmente es mas pe quefio que la construcci6n que representa. Las restricciones a la expansion temlica pueden ser de magnitudes diferentes. En consecuencia, se debe ser discreto al interpretar los resultados de las pruebas de incendio. Las diferencias en resultados de pruebas de incendio de es pecimenes de prueba de construcciones de edificios aparente mente igua\es surgen por muchos factores, como diferencias no determinadas en cali dad de los materiales, fabricaci6n. conte nido de humedad y procedimientos de prueba. El metodo de prueba normativo requiere que los materiales en el especimen y la fabricaci6n sean representativos de aquellos en los edificios reales. Pueden ocurrir diferencias considerables en la practica. El metodo de prueba pcrmite que la intensidad de exposi cion al fuego se desvie hasta 10 por ciento (anteriormente era 15 por ciento) de aquella prescrita como norma y requiere ajuste en los resultados reportados para corregir estas desviaciones sola mente en pruebas de Y:, hora 0 mas de duracion. Los efectos de las diferentes variables que se encuentran en los procedimientos de pruebas de incendio se encuentran en reportes tecnicos rela cionados en la bibliografia al final de este capitulo. El caracter y proporciones de agregados y aglomerantes tie nen una influencia importante sobre los resultados de las prue bas de resistencia al fuego. Por ejemplo, el revoque de yeso con agregados Iivianos, mezclado con 0,057 a 0,085 m3 (2 a 3 pies3) por eada 45 Kg. (100 Ibs.) de yeso, proporciona resistencia al lOa 70 por ciento mayor que un espesor igual de revoque de yeso con arena. EI uso de este agregado en ciertas construc eiones se debe adoptar solo despues de consultar los listados de clasificaciones basados en pruebas en las que se haya usado estos agregados. EI revoque con agregado de vermiculita, si esta muy hU medo al aplicarlo, puede agrietarse por encogimiento. Estas grietas, si se forman, ocurren generalmente en poco tiempo. Al gunos agregados expandidos de periita tienden a absorber la llU medad ambiental y producir expansi6n destructiva en pocos afios. Puede haber variaciones considerables en este efecto, ya que la perlita es un cristal volcanico natural 0 roea de diferentes procedencias y varia en su composicion. EI acabado de cal de dolomita contiene oxido de magnesio. El llamado acabado con hidrataci6n "normal" puede no estar su ficientemente hidratado, y algunas veces la hidrataci6n gradual posterior produce una expansi6n destructora. Los revoques que
contienen esta cal estan sujetos a la destruccion rapida en caso en incendio. Este problema se eyita con cal hidratada a alta tempe ratura y presion y conocida como cal "especial" 0 "de autoclave". El llamado revoque de yeso estabilizado que contiene un pequefio porcentaje de cal hidratada normal puede igualmente deteriorarse con el tiempo y, en pruebas, puede no proporcionar la resistencia al fuego que se espera de estas construcciones. Los efectos mencionado~ no impiden el uso de estos mate riales cuando la larga vida ll(' es factor importante 0 cuando se toman precauciones. Estos son solarnente ilustraciones de la va riabilidad que puede ocurrir en los resultados de las pruebas como consecuencia de las diferencias de materiales. Aunque las pruebas nOIDJalizadas de incendio se hacen con especimenes bastante grandes representativos de las construc ciones de edificios 0 conjumos, estas no producen necesaria mente efectos de expansion por calor similares a los de incendios de edificios con areas de paredes 0 pisos mayores. Podria ser ne cesario estipular el espesor de la construcci6n 0 soporte lateral, ademas de la resistencia al fuego, para protegerse de los efectos adversos de la expansi6n por ;;alor 0 gradientes termicos. Ademas de las variaciones en el material indicadas, las di ferencias de construcci6n pueden ser aIm mas '''I::,U111''"lU Por ejemplo, una prueba no proporciona informacion completa sobre el desempefio de los conjuntos construidos con compo nentes 0 longitudes diferentef. a aquellas que se probaron. Ade mas, se debe tener gran cuidado al aprobar 0 clausulas en las especificaciones de c(>llstruccion. A veces se aprueban sustituciones de materiales plra componentes que no han sido catalog ados con el conjunto. La prueba normalizada no incluye informaci6n sobre el efecto sobre la resistencia al fuego de las aberturas conveneio nales en el conjunto, como receptaculos electricos, canales de tuberias, etc. Las construcci(1nes de coneetores de piso para tu berias 0 servicios eIectricos generalmente no estan debidamente parcheadas. Con frecuencia;e incorporan rejas de transferen cia, ventanas y otras penetraciones en las barreras sin eonside rar su imp acto sobre la resistencia al fuego. Los factores anotados arriba, ademas de las muchas des viaciones de los pIanos y especificaciones durante la construc cion y despwbs, afectan considerablemente las c1asificaciones de resistencia al fuego de elementos y conjuntos. Con frecueneia el c6digo requiere una resistencia al especifieada, y el ar qui tecto puede creer que la e;:.ta proporeionando, pero esa resis tencia puede haberse reducido por no prestar atenci6n a las penetraciones y detalles importantes de construcci6n.
SISTEMAS DE ARMAZON ESTRUCTURAL El nivel de resistencia al fueg CJ de los miembros del annaz6n es tructural , semejante a vigas, ';oportes y eolumnas, deben ser lle vadas a cabo en severas condiciones. Generalmente, los miembros son protegidos por encajonamientos de un material suficientemente inerte para prevenir la exeesiva penetraci6n ter malo proveyendo una memhana protectora que retrasa la pe netraci6n termal al miembro. El comportarniento general del concreto reforzado, acero estructural, y barreras ensamhladas son descritos in los siguien
CAPiTULO 4
tes pan'lgrafos. Niveles de resistencia del fuego son mostrados en el material de tablas mas adelante en este capitulo.
Sistemas de Concreto Reforzado
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Integridad de las estructuras durante incendios
Temperatura (OC) ci> 260 538 816 1093-: ~ 6r---~--~--------~------------------~ 152 .!?;
gE
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5 ---
127 ,§ '5
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4 -----~---
102
~
3
~
La construccion en concreto reforzado fue elaborada para consi derar el colapso estructural. Ya que el concreto posee una baja conductividad termal y una baja capacidad term ai, esto provee un efectivo cubrimiento por el reforzamiento del acero. Por ejemplo, Figura 10.4.2 muestra la temperatura gradiente en un 6 in. (152 mm) losa antes de 2 horas exposicion al fuego 3 • Aunque induda blemente Ia mistura del concreto intluye grandemente los valo res el rasgo principal, la caracteristica importante es el hecho de que la temperatura varia considerablemente a traves del espe sor, siempre antes del considerable tiempo de exposicion. Esta caracteristica provee una idea en cuanto a una razon que los sistemas de concreto reforzado usualmente ejecutado compa rativamente bien durante la exposicion al fuego. Considerado, por ejemplo, un continuo, monolitico concreto reforzado proyec tado 0 Iosa, como se muestra en Ia figura 10.4.3. Considerando Ia temperatura gradiente de Ia Figura 10.4.2, esta tomara un tiempo antes de Ia tension del acero alIa forma de desempeno este afec tada. Incluso despues este alcanza su valor de rendimiento, el accro negativo fuera de los soportes no han sido seriamente afec tados por causa del efecto aislante del concreto y la mistura. La construccion continua de este tipo ha tenido inherentes capaeidades mas gran des que la construccion estatica determi nada (simple). La redistribucion de tensi6n considerable puede tomar lugar antes de que ocurra el colapso. Esto ocurre antes de de la rotacion excesiva se desarroJle a todas las locaciones necesarias, causando colapso estructural del miembro. Si bien el miembro esta debi litado por el fuego, la estabilidad estructural en contra del co lapso permanecera por un considerable periodo de tiempo. EI nivel de tension en un miembro de concreto reforzado expuesto a elevadas temperaturas de un fuego con significante influencia en su duraci6n. Una sene de pruebas fueron conduci das en 15 pulg. X 15 pulg. (381 X 381 mm) columnas con cuatro numero-nueve barras de refuerzo. Cada columna fue cargada en diferente porcentaje de carga de diseno. Tabla 10.4.1 ilustra los efectos de nivel de tension en la resistencia al fuego de las co lumnas de concreto reforzado. Esto puede verse en la magnitud de tensi6n durante las causas de un fuego significantes en re ducciones de capacidades. Esto es atribuido primeramente a la reduccion en las propiedades meeanicas del aeero y concreto a elevadas temperaturas.
TABLA 10.4.1 fnfluencia del esfuerzo sobre fa resistencia al fuego de columnas de concreto
Carga aplicada de nominal)
Resistencia al fuego
150 100 75 50
68 124 198 248
30
358
10-59
~
§
~
~ :gj0;
76
~
:gj ~ -.--------~--c------------- ~
2
1
is
8. ~
~ ~
51 25
TIc
~O
~
~ :gj0; TI c
0
500
1000
1500
2000
~
is
Temperatura (OF)
FIGURA 10.4.2 Gradlente termico en una fosa de 6 pufg. despues de 1 hora de exposicion al fuego [para unidades 81: 1 pufg. = 25,4 mm.; °C 5jg tF -32).]
"'. r ,
r-
Refuerzo negativo
.
-
.
';'--.~'---.--.-.'~--'
.•.. .
.
Refuerzo positivo - Viga continua
-.:.~ Columna
Columna~
:
FIGURA 10.4.3 Viga r losa monolftica de concreto reforzado
Construcci6n en Acero La popularidad de COl1struccion de edificios con estructura de acero es debida a su fcrtaleza, [aci! fabricacion, y segura uni formidad de calidad. \cero estructural expuesto, siempre y En orden a la resisten cuando sea vulnerable d dana del cia del fuego, puede sec protegido de las altas temperaturas en contradas en incendios. Proteccion para vigas de acero, vigas y columnas, semejante a encajonamientos de concreto, arcilla, tilo 0 bloques de yeso, han sido generalmente reemplazados por enyesado 0 aplicaciones vaporizadas cualquiera de ellos hasta una base de emplasto ru goso, semejante a un lis ron de metal expandido, 0 a la superficie del miembro que debe ~er protegido. Las aplicaciones deben ser expandidos convencioulles de 0 cementos de yeso combinado con los agregados neceslnos, 0 una de rnuchas combinaciones de de fibras minerales cor ataduras. Actualmente las cubiertas de yeso son una popular te';nica para proteger los elementos estruc turales de acero. Se de Cle tener mucho cui dado cuando se use alglin sistema de protecci6n. EI sistema debe ser mantenido y no removido para la instalacion de colgaduras y soportes.
Sistemas de Barrera Las paredes exteriores, particiones interiores, pisos y conjuntos de piso y cielo raso son ;omponentes que definen la distribucion
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SECCIDN 10 •
Continamiento de los Incendios
arquitectonica de los recintos en un edificio, En el uso funcio nal nonnal de un edificio, estos componentes se usan para pro porcionar reserva, seguridad, proteccion contra los elementos y control del ruido, Tambien proveen proteccion contra incendio al retardar 0 evitar que el calor 0 partlculas de la combustion se trasladen desde una habitaci6n a otra contigua, La eficacia de una barrera para evitar el movimiento de la ignici6n desde un recinto totalmente involucrado a una habita ci6n contigua depende de varios factores, Uno es la gravedad del incendio, La gravedad del incendio es afectada por los com bustibles en el recinto y las propiedades tennicas de la cons trucci6n de paredes y techo, La gravedad del incendio es la aplicaci6n de calor a la superficie de la barrera. Los materiales de construcci6n de la barrera, igual que otros factores como las cargas aplicadas, detalles de las conexiones y dimensiones pro porcionan resistencia ala penetracion del calor, El efecto de las aberturas y penetraciones en la barrera es mucho mas impor tante, La causa mas comun del movimiento del incendio de una habitaci6n a otra contigua son las aberturas y barreras no prote gidas, Con frecuencia las nonnas de los codigos y construccio nes costosas fracasan debido a la falta de atencion a los detalles de protecci6n de las aberturas, Los cOdigos de construccion identifican los requisitos de resistencia al fuego de las barreras por medio de clasificacion de las construcciones. Ademas, los lugares especiales como alre dedor de los conductos verticales, necesitan tener resistencias especificas, Las clasificaciones de resistencia al fuego se detenninan sometiendo el conjunto de barrera a una prueba de incendio nor malizada, como se describe en la NFPA 25 L El tiempo que el conjunto resiste el incendio de lab oratorio sin fallar describe la resistencia al fuego, La resistencia (endurance) al fuego es el tiempo de resistencia redondeado a las duraciones nonnaliza das, Tanto las barreras combustibles como las incombustibles pueden obtener clasificaciones de resistencia al fuego en la prueba nonnalizada de incendio. Las advertencias expresadas al principio de este capitulo en relacion con la interpretacion de los tiempos de resistencia al fuego tambien se aplican aqui. Es decir, los tiempos reflejan los tiempos de lab oratorio y no son necesariamente los valores es perados en un incendio real. Por ejemplo, no se debe esperar que un conjunto de barrera de 2 horas resista el incendio real de 2 horas en un edificio, La falla podria ocurrir antes 0 despues, dependiendo de los detalles de construccion,
var listones de revoque 0 metal expandido 0 planchas de yeso a los cielos rasos de viguetas de madera es frecuentemente decisivo en las construcciones de yeso, Los elavos mas largos y delgados, especialmente aquellos recubiertos con cemento, conducen menos calor para carbonizar Ia madera alrededor de ellos que los tipos comunes de clavos de alambre, Igualmente, se debe man tener la integridad de los cielos rasos suspendidos para reducir la probabilidad de fana prematura de algunos conjuntos, Detalles como la atenci6n a Ia expansion de la armazOn de soporte son esenciales para evitar la fana prematura de los cielos rasos, Los tomillos autorroscantes, hechos especialmente sujetar tableros de yeso, ofrecen una capacidad de retenci6n mucho mayor y menor dafio a los materiales del nueleo que los c1avos, Estos tomillos se pueden usar para fijar tableros de paredes ya sea a perfiles de madera 0 laminados en frio, sin necesidad de perforar previamente, Tambien se debe tener en cuenta el caracter de la base de yeso en relaci6n con el desprendimiento de mezelas de revoque de la base al aplicar calor suficiente para carbonizar las superfi cies combustibles, Se requiere separacion para la expansion longitudinal de los elementos metalicos embutidos para evitar dafios por pandeo, Tambien se debe considerar la tendencia de ciertas bases de revoque y mezclas de yeso a expandirse 0 con traerse con los cambios en la humedad atmosferica porque el agrietamiento resultante podria afectar la resistencia al fuego de estructuras que contengan estos revoques, Los cielo rasos suspendidos con aberturas para difusores de aire y tragaluces deben disefiarse de manera que estas aberturas no sean puntos vulnerables a~ fuego. La construccion continua sobre recesos para accesorio~ de alumbrado y compuertas auto cerradoras debidamente disenados para conduct os de aire pro porciona protecci6n,
Conjuntos de Piso y Cielo Raso
La resistencia al fuego de paredes y particiones retardara 0 evi tara que el calor y particulas de combustion se desplacen hori zontalmente de una habitacion a otra contigua, Estos conjuntos tambien se prueban de acuerdo con la NFPA 251. Las adver tencias expresadas anterionnente en esta seccion sobre la rela cion entre la duracion de la prueba y el desempefio real tambien se aplican a estas construcciones, Las paredes y particiones son especialmente vulnerables a los efectos de los mecanismos de comunicaci6n borizontaL La resistencia al fuego puede des truirse casi completamente por la proteccion inadecuada de aberturas de puertas, ventanas, rejas, conductos y otras abertu ras en estas barreras, Las c1asificaciones de resistencia al fuego se obtienen para
La resistencia al fuego de conjuntos de piso y cielo raso es im portante para la prevencion del movimiento vertical de las lla mas de un piso a otro, Las duraciones de resistencia al fuego de la prueba de fuego nonnalizada se detenninan en conjuntos sin penetraciones, La resistencia al fuego esperada se puede redu cir considerablemente 0 destruir completamente en la construc ci6n del edificio cuando los orificios y conectores de piso no se protegen adecuadamente 0 cuando los detalles no se ajustan al conjunto probado, La atencion a los detalles es importante, El metoda de fijar cielos rasos es un factor importante para detenninar la resistencia al fuego de los pisos. Por ejemplo, ela
Conjuntos de Techos y Cielo Rasos Los conjuntos de techo y cieio rasos se prueban y c1asifican de manera similar a los conjuntos de piso y cielo raso, Los resul tados generalmente son comparables, Sin embargo, se debe anotar que los conjuntos de techos con frecuencia tienen ya de tenninado espesor de aislamiento cuando se prueban, Si se de sean espesores adicionales de aislamiento, puede reducirse la clasificaci6n de resistencia aJ fuego,
Paredes y Particiones
CAPiTULO 4
construcciones sin penetraciones. Cuando se hacen aberturas para puertas, ventanas, rejillas de transferencia, conductos para tuberias, etc., se reduce 0 destruye la resistencia al fuego. 8i la resistencia a1 fuego de una barrera es importante para el disefio de proteccion contra incendios del edificio, se debe prestar aten cion a los detalles de disefio de todas las aberturas. Muchas pruebas de incendio se suspenden arbitrariamente antes de que se haya obtenido un criterio de punto final. En al gunos casos, hay indicaciones de que, si se hubiese continuado la prueba, la construccion hubiera calificado para una clasifica cion de resistencia al fuego mas alta que la asignada.
Clasificaciones lIustrativas de Resisten cia al Fuego para Construcciones de Armazones Estructurales y Barreras Las pruebas de resistencia al fuego han producido una gran can tidad de informacion experimental. Para ilustrar el efecto de los materiales y construcciones sobre la clasificacion de resistencia al fuego de conjuntos y elementos estructurales, se incluyen va rios graficos y tablas. Estos graficos y tablas se pueden usar como guias sobre 10 necesario para obtener clasificaciones de re sistencia al fuego y como base de criterios de interpretacion de la resistencia al fuego de construcciones en evaluaciones de campo.
•
Integridad de las estructuras durante incendios
cables requieren un revestimiento protector mas grueso que el requerido en el concreto reforzado convencional. La resistencia al fuego de las columnas de concreto reforzado se muestra en la Tabla 10.4.4.
Elementos Estructurales de Acero Generalmente se provee proteccion contra incendios para el acero estructural encerrando los elementos en concreto, liston y yeso, tableros de yesG 0 fibras recubiertas por aspersion. Otro
TABLA 10.4.2 Vigas y viguetas de concreto reforzado de tamatfo mediano
Grado de concreto 8
Elementos de Concreto Reforzado Los detalles de construccion y la clase de agregados afectan la resistencia al fuego de las estructuras de concreto. Las clasiticaciones de resistencia al fuego para vigas de concreto reforzado se dan ella Tabla 10.4.2 Ypara vigas, vigue tas, viguetas laminadas y losas pretensadas en la 1004.3. Como los cables de acero forjado estirados en frio de alta resistencia usados en el concreto pretensado se afectan mas adversamente por las altas temperaturas que el acero de refuerzo normal, estos
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Recubrimiento protector del refuerzo (pulg.)
Clasificaci6n de resistencia al fuego b (hr)
% 1 1% 1% % 1 1% 2
1 2 3 4 %_1C
2
1-2c 2-3 c 2-4 c
"Para concreto liviano con densidad secado al homo de 110 pcf 0 menos. el recubrimiento mostrado para Concreto Grado 1 se puede reducir 25%. bS e puede aumentar si algunas barras estan mejor protegidas al estar lejos de las esquinas 0 en Jna capa superior 0 si la viga es grande. Debe mermarse si la viga es pequena. "Variable dependiendo de las caracteristicas de desprendimientos localizados del agregado. EI uso de malla para mantener el recubrimiento en su lugar dara clasificaclones tan altas como las del Concreto Grado 1. Para unidades SI: 1 pulgada= 25,4 mm.
TABLA 10.4.3 Largueros, vigas, viguetas laminadas y losas de concreto pretensado (concreto Grado I) Clasede de unidad Largueros, vigas y viguetas
Sin importar
Empotradas axialmente Losas, s6lidas 0 cubiertas con super ficie inferior plana
Sin empotrae Sujeci6n biaxial
Area de la secci6n transversal
Cubierta de la clasficaci6n de incendio mostrada 1 hora
2 horas
3 horas
4 horas
40 a 150 150 a 300 Mas de 300
2 1,5 1,5
2,5 2,5 2,25
3,5 C 3c
4c
40 a 150 150 a 300 Mas de 300
1,5 1 1
2 1,5 1,5
2 1,5
2
1 0,75
1,5 1,25
2 1,5
2,5 2
"La cubierta para un cable de acero individual se mide hasta la superficie expuesta pr6xima. Para varios cables en el mismo elemento con diferentes cubiertas de concreto, la cubierta minima se puede reducir un poco, Las cubiertas mostradas se pueden reducir 25 por ciento para concreto liviano con una densidad secada al homo de 110 pcf 0 menos. Para concreto Grado 2. pod ria tener que aumentarse la cubierta. b AI calcular el area de secci6n transversal de las viguetas, se debe sumar al area de la cana el area de la cabeza 0 ala, pero la anchura total de la cabeza usada no debe ser mas de tres veces el ancho de la cana. cProveer contra el desprendimientos localizados por mado de una luz, de 2 pulgadas, malla en U. cubierta aproximadamente 1 pulgada, Nota: La informaci6n en esta tabla se basa en 67 pruebas normativas de incendio de ASTM. Para unidades SI: 1 pulg.= 25,4 mm,; 1 pulg. 2 = 645 mm2 .
10-62
SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
TABLA 10.4.4 Resistencia al fuego de columnas de concreto reforzad0 8
Columna
Concreto Agregados
Secci6n
No,
pulg.
70
16 x 16
en Area 1000 (pulg. 2) Ib
Refuerzo Mezcla
Vertical
Lateral Cubierta de Resistencia - - - - - - Concreto al fuego
Cemento fino grueso
No,
Piedra caliza Arena de Fox River de Chicago
1 :2:4
4
Arena de Long Island
1 :2:4
4
9
4,00
Fino
Grueso
Calibre de Diam, barra (pulg~ pulg.
---~~-~~~-----------~~--------~~~~--
256
101
9
4,00
Distancia pulg. 12
Espesor 21,4 21,4
horas min. 40
8 (13+
-)
7
22
71
16 x 16
256
72
17 dia
227
107,5 Arena de Piedra caliza Fox River de Chicago
1 :2:4
6
9
6,00
1,4
12
8 (12+
04 -)
73
17 dia
227
107,5 Arena de Long Island
1 :2:4
6
9
6,00
1,4
12
7
57
74
17 dia
227
129
1 :2:4
6
6
2,64
21,4
8 (13+
06 -)
75
17 dia
227
129
1 :2:4
6
6
2,64
1%
21,4
8
02
25
16 x 16
256
92
1 :2:4
4
8
3,16
12
1%
44
51
16 x 16
16x16
256
256
101
92
92
Basalto de N,York
Basalto de N,York
Arena de· P'Iedra caI'Iza Fox RIver d Ch' e IcagO Arena de Basalto de Long N,York Island Arena de Grava de Pittsburg Pittsburg Arena de Grava de cuar Long zo puro Island Arena de Pittsburg
Escoria de Alto
12
4 (6
1 :2:4
4
8
3,16
12
1%
(6 1 :2:4
4
8
3,16
12
1%
30)
4
-)
4 (8
-)
Horno
56
7
16 x 16 18 dia
256 254
2
18 dia
254
48
18 dia
254
85
18 dia
254
Arena de
Basalto de Pittsburg N,Jersey Arena de 9975 Grava de , Pittsburg Pittsburg Arena de 141 Grava de Pittsburg Pittsburg
Arena de
141 Escoria de Alto Pittsburg 92
141
12
18 dia
254
81
33
12 dia
113
51
Horno Arena de A d . rena e Elgin, IL, EI' gin, IL , Arena de Grava de Pittsburg Pittsburg
Arenade
Grava de Pittsburg Pittsburg
1 :2:4
4
8
3,16
%
12
1%
4 (7
1 :2:4
8
6
3,52
1,4
12
1%
5 (6
1 :2:4
8
6
2
1 :2:4
8
6
2
8
6
3,52
2
1%
4
1%
Ninguno
1 :2:4
4
-)
4 (12+
1 :2:4
-)
4
(10+ 1 :2:4
-)
-)
4
5
1,24
1%
Avg, 3
of 2
"Golumnas Nos, 70 a 75 probadas en UL, La prueba No, 70 del grupo se suspendi6 a las 8 h, 40 min.; otras, cuando fallaron 0 a las 8 h" Y todas cargadas a la falla al final de la exposici6n al fuego (NBS Tech, Paper 184). Todas las otras columnas probadas en el Laboratorio NBS de Pittsburg, Pennsylvania. La prueba de resistencia (endurance) al fuego de la columna NO.7 se suspendi6 a las 5 horas, todas las otras de la serie pararon a las 4 horas. Las cifras entre parentesis son estimados de resistencia al fuego si las prueba hubiesen seguido desplles de la falla (NBS Tech ,Paper 272, Para unidades Si: 1 pulgada= 25,4 mm; 1 pulg. 2 = 645 mm 2 ; 1 Ib = 0,45 kg.
metoda comun de pro veer resistencia al fuego es instal an do una barrera de membrana para retardar 0 evitar que el calor eleve la temperatura del acero a temperaturas critic as. La
Tabla 10.4.5 da los espesor:s minimos de cajas de cementa P6rtland para vi gas de acero, mientras que las Tablas 10.4.6 y 10.4.7 ilustran la influencia Eobre la resistencia al fuego de co
CAPITULO 4
•
lumnas para diferentes metodos en encajonamiento. Las Figu ras 10.4.4 Y 10.4.5 ilustran diferentes metodos de encajona miento para column as de acero. La figura 10.4.6 ofrece la forma de ca1cular los requisitos de encajonamiento necesarios para column as de acero.
Integridad de las estructuras durante incendios
laminada de acero estructural, y la Tabla 10.4.10 presenta infor maci6n sobre la resiste:1cia al fuego de pisos de concreto con ar mados en acero. L,;s Tablas 10.4.11 y 10.4.12 muestran c1asificaciones de resi&tencia al fuego de pisos de madera.
if
Conjuntos de Piso y Cie,lo Raso La resistencia al fuego de conjuntos de piso y cielo raso de con creto reforzado, acero estructural y madera se puede obtener de varias formas, POI ejemplo, la Figura 10.4.7 muestra la in fluencia del espesor del piso y tipo de agregado sobre la resis tencia al fuego de losas de concreto reforzado, mientras que la Tabla 10.4.8 muestra la resistencia al fuego de varios tipos de construcciones de piso de concreto. La Tabla 10.4.9 muestra los resultados de pruebas de construcciones piso y techo de vigueta
.-
10-63
_ .f;
\" '
{Helleno Relleno\
-/
"l
,
Dimension I J de la columna 'I' Columna 1 \ : del acero j -'_\~, I l
-
'-'c-~:",:::;:Z;:;;; -'.
"/. K T
I
/
_t_
T
T
Columna del acero Cubierta protectora
FIGURA 10.4.4 Proteccion t[pica de columna de acero de concreto, mampostena, 0 fibras ap/icadas por aspersion
-' -
Reborde de esquina en acero expandido
t
'-~~ Reborde de esquina en acero expandido
/ U
Liston de yeso en dos capas
~ Alambre
Yeso
Liston metalico
T~=f~$~~~~~Wr.= Reborde de esquina en acero expandido -
Liston de yeso
T; -=T=f7~B~~~B~~1~,:~',--
Reborde de esquina en acero expandido Liston de yeso
I::ii+'--'-- Alambre
Yeso Yeso
AGURA 10.4.5 Protecci6n t[pica de columna de acero de conjuntos de list6n yyeso (para unidades SI: 1 pulg. =25,4mm; 11b = 0,454 Kg.)
TABLA 10.4.5 Protecci6n de concreto para vigas de acero (Todas las partes reentrantes rellenas)
Espesor de la proteceion de concrete (pulg.) Clasifieaei6n de resisteneia al fuego hr 4 3 2 1
Grado 1 Dimension del Elemento (aneho de la bridal 2a3%
4a5%
Ba7%
min
30
4 3112 2112 2 1112
31,4 2112 2 1112 1
2112 2
1112 1 1
8 pulg. y mas 2 1112 1
Grado 2 Dimension del Elemento 2a3%
4a5%
4% 4 3 2112 1%
3% 3 2112 1% 11,4
Ba7%
3 2112 1% 11,4 1
8 pulg. 2112 2 11,4 1
Nota: EI concreto de proteccion con un espesor de Yt del ancho de la brida 0 menos debe tener refuerzo de malla de acero espaciado no mas de cuatro veces el espesor del concreto que cubre la brida. Para unidades SI: 1 pulg. = 25,4 mm.
TABLA 10.4.6 Resistencia al fuego de columnas de acero con cubiertas protectoras de malla y revoque Cubierta protectora Columna de metal
de cubierta Area del metal
Tipo de Medida Seccion
Yeso Diseiio
Notas
Liston de metal
40
45
Liston de metal embutido
1&1
Liston de metal
80
30
Liston de metal embutido
1%
3,1
Tela de alambre
125
3
Mill mezcla
1%
SIs
Liston de metal
125
4
Canal de % pulg. detras del list6n
Liviano B
1%:2 1%:3
1%
3/s
Liston de metal
125
4
Liston auto embutido
Yeso
Livian0 8
13,1
3,1
Liston de metal embutido
102
3
Liston auto embutido
A
Yeso
Livian0 8
%
Liston de metal
78
2
Liston auto embutido
14,5
B
Yeso
Liviano8
1%:2 1Y2:3 1%:2 1%:3 %:3Y2 %:4
%
Alambre calibre 18 Y tela
145
4
Veso
49
14,5
C
Veso
Livian0 8
1%:2 1%:3
1%
Alambre calibre 18 ytela
140
10
49
14,5
B
Yeso
Livian0 8
1%:2%
1%
Y2
Alambre calibre 18 ytela
110
H
10
49
14,5
D
Veso
LivianoB
1 :2%
Y2
%
Amarres de alam bre calibre 18
H
10
49
14,5
D
Veso
Livian0 8
1 :2%
SIs
3,1
H
10
49
14,5
D
Veso
Livian08
1%:2 1%:3
H
10
49
14,5
D
Yeso
Livian0 8
1%:2 1%:3
0
7
51
15,5
Arena
1 :YlO:2V2
H
6
44
13
Cemento Portland ygreda
Arena
1:1/10:2%
7h
H
6
31
9
Dos grosores de 10 anterior
Arena
1:1 11 0:2Y2
%+%
H
10
49
14,5
A
Mezcla cemento-yeso
Livian0 8
Mill mezcla
H
10
49
14,5
A
Yeso
Livianoli
H
10
49
14,5
A
Yeso
H
10
49
14,5
A
H
10
49
14,5
H
10
49
H
10
H
"""
cren
Aglomerante de la eubierta
Espesor Volumen de mezcla Tb
Clasificaeion Area de resisten total de eiaal fuego materiales hr min
0l:Io
Cemento Portland y greda
BEl agregado liviano puede ser perlita 0 vermieulita. bOimensiones segun Figura 10.3.4 Para unidades SI: 1 pulg. ;;; 25,4 mm: 1 pulg2 645 mm2 ; 1 pie
=0,305 m; 1 Ib ;;; 0,454 kg.
2 1/s
25
4 a 15 4a4O
Liston de metal
40
Liston de metal
53
20
Liston de yeso perforado
Amarres de alam bre calibre 18
60
30
Liston de yeso perforado
3,1
Amarres de alam bre calibre 18
80
2
15
Liston de yeso perforado
1Y2
%
104
2
30
Liston de yeso perforado
114
%
Amarres de alam bre calibre 18 Liston de puntual de 7/s pulgadas
70
2
45
List6n de metal s0 bre columna fundida
3
TABLA 10.4.7 Resistencia al fuego de columnas de acero encerradas con concreto, mamposteria 0 fibras apJicadas por aspersion
Columna de acero Tipo de Medida Seccion pulg.
.. 0 J, c.n
Cubierta
Pesopor pie lineal (Ib) Diseno
Tipo de cubierta
Espesor del acero exterior TI pulg.
Porci6n reentrante rellena
Espesor delyeso pulg.
Area de Clasificacion seccion de de resistencial material al fuego solido 2 (pulg ) Adherente de cubierta hr min
Notas
H
8
34
Ninguna
0
No
0
8
H
6
20
E
Mezcla de concreto de grava de cilice,1 :2%:3%
2
Si
0
100
Espiral de alambre cali 3 bre 8, espaciado a 8 pulg
30 Prueba NBSt
Placa y angulo
6
34
E
Mezcla de concreto de basal-to 0 escoria volcanica,1 :68
2
Si
0
130
Espirat de alambre calibre 6 3
45 Prueba UL
H
8
34
E
Concreto de piedra caliza, mezcla 1:6B
2
Si
0
144
Espiral de alambre calibre 6 6
30 Prueba UL
H
8
34
E
Concreto de piedra caliza, mezela 1:6B
4
Si
0
256
Espiral de alambre calibre 6 7
30 Prueba UL
H
8
34
E
Mezcla de basalto, granito, escoria volcanica, 1:68
4
Si
0
256
Espiral de alambre calibre 6 7
Prueba UL
Placa y angulo
6
34
E
Concreto de yeso b
2
Si
%
114
lejido de malla de 4 pulg. 6
Placa y angulo
6
34
E
Bloque de yeso
2
No
%
107
Abrazaderas en 0 de 1 por 1/8 de pulg.
4
Revoque de yeso de prueba NBS
Placa y angulo
6
34
E
Bloque de escoria volcanica
3%
Si
%
240
Adherente de bloque
7
Revoque de yeso de prueba NBS
H H H
8
34
E
Ladrillo comun
4%
Si
0
270
Adherente de ladrillo
7
8
34
E
Bloque hueco de arcilla
2
No
0
96
Amarres de alambre
8
34
E
Bloque hueco de arcilla
4
No
0
158
Amarres de alambre
1
H H H
10
49
Fibra mineral rociada par aspersionc
2%
Si
164
Sin adhesivo especial
5
10
49
Fibra mineral rociada par aspersionc
3%
Si
238
Adhesivo especial
5
8
28
Fibra mineral rociada par aspersion"
2
Si
44
Adhesivo especial
5
Rbra de asbestos rociada por aspersi6nc
2
Si
38
Sin adhesivo especial
3
Si
90
Sin
adhesiv~
especial
2
I
0
8
28
8
35
E
Rbra da asbestos rociada por aspersi6nc 1%
Si
98
Sin
adhesiv~
especial
4
Hi
Si
120
Sin
adhesiv~
especial
4
Rbra de asbestos rociada por aspersi6nc
1%
Si
28
Sin
adhesiv~
especial
2
Ninguna (tubos de acero sin cubierta rellenos con concreto)d
0
Si
8
35
E
Fibre de asbestos rociada por aspersi6nc
8
35
E
Fibra de asbestos rociada por aspersi6nc
28
F
24
0
46
30 Revoque de yeso de prueba NBS
Prueba UL 30 Prueba UL
F F F F
8 7.6
10 Columna desnuda
30 Prueba UL
Prueba UL 35 Prueba UL
aMezela de concreto (1 parte de cemento a 6 partes de agregado total incluyendo arena y agregado grueso. bConcreto de yeso f7 partes de estuco de yeso a parte de virutas de madera, por peso. cFibras minerales, con el agente adherente requerido, rociada sabre todas las superficies de la caiia de la columna hasta el espesor indicado. (Grosor diferente debido a las caracteristicas de la fibra y el adherente.) dConerete-filied columns require vent holes a prevent explosion in the event of fire. 80imensiones segun Figura 10.3.5. Para unidades 81: 1pulg =25,4 mm; 1 pulg2 =645 mm2; 1 pie =0,305; 1 Ib =0,454 kg.
10-66
Confinamiento de los Incendios
SECCIOI'J 10 •
Cubierta protectora para acero (mm) 51 76 102 127 152 140 Valores ap~oximados de c: ;::r:;:t=R;ffiR+FRi Agregado calcareo 8,8 i~'", Basalto 5,6 l:t:" Grava sHice 5,5 :"1 i 120 Piedra arenisca y grava 5,0' _~ Escoria 4,6j:f"' Resistencia al fuego '"I de T en minutos
TABLA 10.4.8 Construcciones de piso de concreto
25
Clasificacion de Resistencia al Materiales
hr
1
Concreto reforzado (Libre 0 parc/almente empotrado, 1550-2500 psi)
~, ,.: : .: ... v, ..
: ,.: :v': : .: : "
: ':
~' . . . . . " , ,', . . . . " ... ' , .. , v ~.~ ",:",-.~'~. ~~.~.~. ~v.~·.
.
ipulg. proteccion minima para el refuerzo de acero
80
T
I
~
~f
~
45
3 pulg. de espesor
C
4 pulg. de espesor 6 pulg. de espesor, 1-pulg. de proteccion min, para acero
60
min
15
2
Concreto reforzado sobre viguetas prefabricadas
4 5 Cubierta protectora para acero (pulg.)
Viguetas de 8 pulg, de arcilla cocida 0 agregado de escoria expandida.
6
Concreto reforzado, 1 :3Y2:4, 3 pulg. de espesor, sin techo 45 1 .Concreto reforzado, 1:3Y2:4, 3 pulg. de espesor, cielo ra so de tablero de yeso de 'h pulg. de espesor, clavado a la madera, listones unidos con alambre a las viguetas
FIGURA 10.4.6 Requisitos de encajonamiento de colum nas de acero y otros elementos de acero independientes (para unidades SI: 1 pulg. 25,4 mm)
=
Combinaci6n de pisos de baldosa y concreto 7
6
d;5 :;
Eo ~
~
4
V
,,-' " "/
0.
'"
W 3
:.----
/1
152
!
127
~
101
I
0.75
i
E
5
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0.
76
V 1
2 0.5
.....
,,-'
,,'
.'
178
'"
W
I
2 3 Resistencia al fuego (horas)
4
5
FIGURA 10.4.7 Clasificaciones de resistencia al fuego de pisos de concreto reforzado de varios espesores. La linea punteada representa pisos de concreto de agregados comunes y la linea s61ida representa concretos IManos
"l::t~~p";g~}m
x 12 pulg. (fire clay)
reforzado
Concreto de 2 pulg. 0 1% pulg. de espesor, y baldosin de arcHla refractaria de 6 pulg. 0 4 pulg. de espesor, sin aea bado de cielo raso Concreto de % pulg. de espesor y baldosa de 4 pulg. de espesor con aeabado de cielo raso de revoque de yeso, mezda 1:3, %de pulg. de espesor Concreto de 2 pulg. de espesor, y baldosin de arcilla re2 fractaria de 6 pulg. de espesor con acabado de cielo ra so de revoque de yeso, mezcla 1:30, % pulg. de espesor. Concreto de 2'h pulg. de espesor, agregado de cal de 4 3 pulg. de espesor, baldosa de escoria de concreto expandida
30
Losa acanalada de concreto reforzado
....
Paredes y Particiones
»
!5pulo!
Las paredes y particiones se construyen generalmente dc mam posteria, madera 0 montanies de metal cubiertos con materiales resistentes al fuego. La Tabla 10.4.13 muestra la resistencia al fuego de paredes de ladrillo 0 bloques de arc ilIa portantes de carga. La Figura 10.4.8 muestra un gnifico que permite calcular la resistencia al fuego de paredes de ladrillo de areilla refracta ria. Las Tablas 10.4.14 y 10.4.15 muestran c1asificaciones de re sistencia al fuego paredes de montantes de madera, mientras que
+
:-11"'1~-~--~
Losa de concreto acanalada, agregado de cal, t == 1'h pulg. S == 20 pulg. Losa de concreto acanalada, agregado de cal, t= 2'h pulg. S 20 pulg. Igual con malla metalica y cielo raso de revoque de yeso y arena, mezcla 1:2, 1:3 Losa de concreto acanalada, agregado de cal, t = 3 pulg. S = 30 pulg.
20 45
=
Para unidades SI: 1 pulg
2
25,4 mm; 1 psi = 6,89 kPa.
30
CAPiTULO 4
•
Integridad de las estructuras durante incendios
10-67
TABLA 10.4.9 Construcciones de pisos 0 techos de viguetas de acero
Viguetas --.---~.---
Tipo
Altura pulg.
10
sa
8
10
sa
8
10 sa
8
S
8
S
10
S
10
losa de piso Piso T&G de madera sobre listo nes de madera de 2 x 2 pulg. Piso T&G de madera sobre listo nes de madera de 2 x 2 pulg. Concreto reforzado,premol deado 0 tablones de revoque de yeso Concreto reforzado 0 baldosa de revoque premoldeada Concreto reforzado 0 baldosa 0 tablones de revoque Concreto reforzado Concreto reforzado
Espesor pulg.
%
1%
Malia metalica de 3.4 lb. Revoque de yeso y arena
%
2
Malia metalica de 3.4 lb. Revoque de yeso-arena 0 cementa P6rtland arena Malia metalica de 3.4 lb. Revoque de yeso y arena, mezcla 1:2; 1:3 Malia metalica de 3.4 lb. Revoque yeso netoh, 0 de yeso-vermiculita 1:2; 1:3 Malia metalica de 3.4 lb. Revoque de yeso-arena Malia metalica de 3.4 lb. Revoque de yeso-perlita 0 yeso- vermiculita, 1112:2; 1112:3 Malia metalica de 3.4 lb. Revoque de yeso-perlita 0 yeso- vermiculita, 1112:2; 1Y2:3 Malia metalica de 3 Ib Revoque de yeso-perlita 0 yeso- vermiculita, 1%:2; 1%:3 List6n de yeso b Revoque de yeso-perlita 0 yeso- vermiculita, 1112:2% Yeso y Revoque de yeso-perlita 0 alambre d yeso-vermiculita, 11f2:2V2 Yeso" Revoque de yeso y vermiculita. 1%:2; 1Y2:3 Yeso y alambres d Fibra mineral aplicada por aspersion Secci6n especial Zf Baldosas acusticas especiales (ver lista Ul)
%
214 2
2112 2112
10
Concreto reforzado agregado de grava 1:2:4
2
S
10
Concreto reforzado agregado de grava 1:2:4
2
S
10
2
S
10
S
10
S
12
Concreto reforzado agregado de grava 1:2:4 Concreto reforzado, gava 1:2:3.4 Concreto reforzado, grava 1:2.5:3.5 Concreto reforzado, agregado de grava
S
12
Concreto reforzado, agregado de grava, 1:3:3213
2
S
10
Concreto reforzado, agregada de grava 1;2:4
2
S
10
S
Espesor pulg.
Malia meta.lica de 3.4 lb. Revoque de yeso y arena
2112
8
Clase de cielo raso
25h2
Concreto reforzado agregado de perlita o vermiculita Concreto reforzado agregado de grava 1:2:4
S
Embutido
2112
2% 2 2
Resistenci al fuego ~-------~
(hr)
(min)
45b 1b
%
2
1%
2
30
"Is
2 3
30
%
%
3
4
%
112
2
4 %
3
%
2
Canales para clavos Tablero tipo Xg d de 16 pulg. O.c. 2% x% pulg. Canales o.c. de 14 Tablero tipo Xg aplicado pulg. Calibre 26 con tornillo de 6 x 1 pulg
%
30
%
30
Canales para clavos Tablero de yeso aplicado con de 16 pulg. O.c., clavos de puas de 1 i4 pulg. de calibre 25 largo y 3/, pulg. de diametro
%
~--
·Viga en I 0 viguetas de acero de alma abierta.
bConstrucci6n combustible.
crodos listones de yeso de 3/8 pulg. tipo perforado.
dUst6n de yeso y alambres calibre #20 pegados a canales para clavos. Alambres pegados diagonalmente para reforzar y sostener los listones y el revoque.
"Tela de alambre hexagonal de 1 pulg. para reforzar el revoque y sostener listones y revoque.
targueros especiales de acero galvanizado calibre 25, 12 pulg. o.c.
lITablero de yeso tipo X es un tablero de yeso con alma especial que provee mucha mas resistencia al fuego que el tablero de yeso comun del
mismo espesor. hRevoque de fibra de madera sin lijar. Para unidades 81: 1 pulg. =25,4 mm.; 1 Ib =0,454 kg.
10-68
SECCI6N 10 •
Confinamiento de los Incendios
TABLA 10.4.10 Pisos de concreto sobre piso de acero y formas (yeso 0 cubierta protectora contra incendios rociadas por aspersion)
TipoA
Tipo de
Espesor del piso
Espesor Embutido
A C A
5% 5%
Ninguna Ninguna Ninguna
B B
4% 4%
Ninguna Ver nota8
C A
4 5%
Ninguna Ninguna
B B A
5% 4%
Ninguna Ninguna Ver nota d
A A
TipoC
TipoB
5Y2
8
Ver notad Ver notae
8 6%
Material de cubierta
nrr.tAr'tnr'~
Rociado Fibras minerales aplicadas al piso Rociado Lo mismo Rociado Vermiculita 0 plastico acustico de Perlita Rociado Lo mismo Revoque de yeso y vermiculita 0 Palustreado 0 rociado perlita Fibra mineral aplicada par aspersi6n a pisas Rociado Plastico acustico vermiculado, unidades Rociado de piso celulares Ningunab NingunaC Revoque de yeso y vermiculita 0 perlita, Palustreado 100 Ib de yeso para 2 piess para cubier-ta estriada y 3 piess para revoque de segunda capa, enlucido blanco lA6 pulg. Palustreado Lo mismo Recortes de Baldosas acusticas, bordes T&G con hoja de metal cortes de sierra
Resis tencia al fuego hr
%a2
1%
1'lf6a3'lf6
min
5 5 4
4
3ha 15h
4
%
3
%a2
2 2 1
4
5 4
4
·Union de metal expandido soldada 0 unida al fondo de las unidades de piso de acero corrugado. bLosa de piso, concreto de piedra caliza, 5 % pulg. de espesor. cLosa de piso, concreto de piedra caliza, 4 % pulg. de espesor. dMalla de metal expandido calibre 24, 3,4 Ib, 3/a de pulg. suspendida 2 Ya a 7 'h pulg. Por debajo del piso . •Sistema especial de embutido al que se han presellado baldosines aellstieos 10 % pulg. por debajo del piso. Para unidades SI: 1 pulg. 35,4 mm.; 1 lb. ~ 0,454 kg.; 1 pieS 0,0283 m 3 .
=
la Figura 10.4.9 muestra la resistencia al fuego de paredes de montantes forradas con materiales de construccion comunes y se puede usar nipida y convenientemente para hacer calculos. La Tabla 10.4.16 y la Figura 10.4.10 son descripciones muy titHes de la resistencia al fuego de materiales de particiones s6lidas, no portante de carga.
CALCULO DE LA RESISTENCIA
AL FUEGO (FIRE ENDURANCE)
El enfoque tradicional de la protecci6n contra incendios de es tructuras es especificar en el c6digo de construcci6n las clasifi caciones de resistencia al fuego (fire endurance) para las clases de construcciones identificadas. Los elementos y conjuntos es tructurales se someten a una prueba nonnalizada de incendio (NFPA 251) para establecer las c1asificaciones individuales de
resistencia al fuego (fire-endurance). Durante las cuatro ultimas decadas, se han realizado mu chas investigaciones sobre el comportamiento de las estructuras en incendios. La primera se hizo en modelos computarizados de comportamiento de incendios de compartimientos, transferen cia de calor y desempefio de estructuras a temperaturas elevadas. Estos modelos utilizan los estudios basicos de las propiedades mecanicas y tennicas de materiales a temperaturas elevadas, 10 mismo que la validaci6n experimental de los modelos computa rizados. Estos estudios produjeron predicciones mas realistas del comportamiento de las estructuras en incendios que 10 que era posible con los procedimientos de pruebas de incendio de los c6digos y nonnas tradicionales del pas ado. El Ultimo adelanto ocurri6 en 1997 cuando la American So ciety ofCivil Engineers (ASCE) y la Society ofFire Protection Engineers (SFPE) desarrollaron conjuntamente una nonna que se puede usar para calcular la resistencia al fuego de elementos estructurales. La ASCE/SFPE 29, Standard Calculation Met
CAPiTULO 4
•
Integridad de las estructuras durante incendios
10-69
TABLA 10.4.11 Pisos de vigueta laminada con cielo raso de yeso (Combustibles) Piso terminado
pino T&G 0 Cedro de 1 x3 0 1 x 4
Papel de construcci6n Subsuelo - pino T&G tendido diagonal mente
Base de
Yeso Clavos
Diam.
Resis Espesor tencia al de cielo fuego Espesor raso Mezcla pulg. pulg. hr min
Espesor en pulg. 0 peso por yarda2
Lon gitud pulg.
Liston de madera Liston de madera
% %
3d 3d
15 15
11k 11k
1%
1%
Cal Yeso
Arena Arena
Yeso, perforado Yeso, perforado Yeso, perforado Yeso, perforado Yeso, perforado
%
1%
13
5A:6
3Y2
Yeso
Arena
1 :2
1h
7As
30
3As
1%
13
Jh
3%
Yeso
Arena
1:2
1h
7h
45
3Asa
1%
12
%
3%
Yeso
Arena
1:2
%
~
e
13 12%
5A:6
~Y2}
Yeso
1%:2%
Y2
7h
3%
Yeso
Vermiculado perlita Vermiculado perlita
11h:2%
%
~
11 % 11 11
~}
Yeso
Arena
r:2} 1:3
%
%
3h 5A:6
6
Yeso
Arena
r:2} 1:3
%
%
Yeso Arena Cemento
r:2} 1:3
%
%
r:2} 1:3
%
%
%
%
ripo
Liston de metal
%b
3h 3,4lb
d ad 4d
deca Sepa cion pulg. pulg.
becera Calibre
5;1"6
1;4
Liston de metal
3,4lb
{6d 11i 1%
Liston de metal
3,01b
ad
11%
1;4
6(:
Liston de metal
3,4lb
1Y2
11%
7A:6
5
Liston de metal
3,4lb
11
V,6
ripo
Agregado
1:4% f:2} 1:3
30
5,{; 7As
35
40
45
15
porUandd
1%
5%
Arena Yeso
Vermiculado r%:2} 111.1:3 perlita
30
aList6n de metal desajustado de 3pulg. De ancho con dos clavos calibre 12 de cabeza erizada de H4pulg de calibreY2 en cada viga laminada reforzadas en yeso unidas par Iist6n. bEmplaste reforzado con malla de alambre hexagonal de 1 pulg. (1 Ib/59 yd) clavada a vigas con 8d 2%-pulg. Clavos cubiertos en cementa espaciados 8pulg. En el centro de cada una. CSoporte adicional de Iist6n de metal par nudos de alambre de calibre 18, espaciado 27 x 32 pulg. Y clavado 2 pulg. Sobre los lados de las vigas. d3-lb de fibra de asbesto y 15·lb de cal hidratada par bolsa de cemento adicionada. Para unidades SI: 1 pulg. = 25.4 mm; 1 Ib =: 0.454 kg.
hods for Structural Fire Protection, proporciona los metodos para calcular las c1asificaciones de resistencia equivalente al fuegos a los resultados obtenidos por el metodo normalizado de pruebas de incendio (NFPA25l). Los metodos de ca1culo en la ASCE/SFPE 29 se usan como alternativa a los resultados de
pruebas de laboratorio. Estos metodos de ca1culo son aplicables solamente al acero estrtictural, concreto sencillo 0 reforzado, madera y troncos, mamposteria de concreto y mamposteria de arciIla. Tambien identtfica las limitaciones de aplicabilidad. Los metodos de ca1culo ofrecen ventaja en economia y
10-70
SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
TABLA 10.4.12 Pisos de vigueta de madera con cielo raso madera laminada combustible) Piso terminado
Pino T & G 0 Cedro de 1 x 3 0 1 x 4
Papel de construcci6n Subfloor 1 x 6 T & G pine laid diagonally 2 x 10 sellado contra el fuegol_16 pulg. o.c.-!
Madera laminada
Madera laminada
Clavos
Espesor
Longitud Materiales centrales
hr
Tamano Calibre
de
112+112
Tipo "X"a yeso especial ignifugo Tipo "X"a yeso especial ignifugo Tipo "x"a yeso especial ignifugo Yeso
de
%+112
Yeso
de
112+%
Yeso
de
%+3h
Yeso
% %
Yeso Yeso
%
Placas de fibra mineral de 12 x 12 pulg. montadas en perfiles ;::speciales
Yeso
%
Yeso
112
Yeso
3h
Dos capas yeso Dos capas yeso Dos capas yeso Dos capas yeso C Yeso Gypsumd inguno e Plancha
indice de resistencia al
Alambre 6d 13 encementado Alambre 5d 13112 encementado 4d 14 Alambre encementado 5d (1) 14 {Alambre 6d (2) 1014 de caja 1112 pulg. 13 {Encementado 13 6d en yeso 11h pulg. 13 {EnCementado en yeso 13 6d De caja eY2d (1) 4yid (2) 41f:d 15 Decaja 4V2d 15 Decaja
min
1%
6
1%
6
45
1%
6
30
1% 2112 11h 1% 1Yz 1% 1% 1Y2 1% 1V2
1b 1:}
~} ~}
:} 6 6
40 35 35 25 25 14
aTablero de Yeso Tipo "X" se designa al que tiene centro de f6rmula especial que proporciona mayor re"istencia al fuego que el ordinario del mismo espesor. bMalia hexagonal de Alambre 1 pulgada de calibre, clavada entre tableros con clavos 8d, espaciados 2 J cms. cPrueba NBS sobre un piso de 4% por 9 pies unidos a Tablero de yeso anormales pero sin tapajuntas y uni6n acabada. dprueba NBS de profundidad del cielo raso cubierto con 14 Lbs de papel de asbesto aplicado con past,,- de papel de colgadura y pintura de caseina. ePrueba NBS en dos especies de pisos de vigueta cada 4% por 9 pies, resistencia al fuego 15 min y 12 min. Nota: para otras construcciones similares vea la lista UL de materiales de construcci6n. Para Unidades SI: 1pulg. 25.4 mm; 1 Ib= 0,454 Kg.
mejor prediccion sobre el sistema tradicional de prueba. Los metodos de calculo se pueden agrupar en dos categorias: (1) cal culo de la resisteneia al fuego (endurance) que se hubiera po dido obtener en la prueba normativa de ineendio y (2) ealculo del desempefio estruetural 0 termico en el compartimiento de in eendio de un edificio real. Se debe ser cuidadoso cuando se usa la ultima categoria. Si se calcula una pared para cierta duracion usando una carga de kW (Btu/hora) liviana y Ia ocupaei6n cam bia (aumento de carga combustible), se debe volver a calcular la resistencia al fuego de la pared con la nueva ocupaci6n. Las normas de los c6digos de construcci6n especifican Ia resistencia al fuego segUn la prueba normativa de incendio. En eonsecuencia, ha sido mis productivo desarrollar metodos para
.calcular la resistencla a1 fuego que se hubiese obtenido en la prueba normativa de incendic. Mas adelante se mostraran ecua ciones y graficos para este ti'10 de evaluaci6n. Al final de este capitulo se da una descripci611 breve de los procedimientos para calcular el desempeilo en inc~ndios reales de edificios.
Resistencia al Fuego Equivalente del Acero Estructural Se han venido realizando pru-ebas de incendio por muchos que produjeron una gran cantidad de informacion yexperiencia. Los procedimientos descrito~ aqui reflejan el tipo de metodos que permitiran calcular la resistencia equivalente al fuego. Debe
CAPiTULO 4
•
Integridad de las estructuras durante incendios
10-71
TABLA 10.4.13 Muros de carga de fabrica de ladrillos y bloques de arcilla Unidades huecas
Espesor del muro
Contenido s6lido del muro
Material ladrillo de arcillo o pizarra Bloques huecos portantes (sin piezas para tabiques)
12
10 a 8
4b 12 12c 10 a 8 8
6b
90 a 100 72 90 a 100 90 a 100 45 48 36 48 40 40
Numero de celdas en el espesor del muro
Espesorde las Paredes de Cada Pieza
{CaVidad 2pulg.
3 4
0.7 5Al
indice de resistencia al
Elementos combusElementos incom tibles a 4 pulg. en bustibles armados el interior del muro en el interio del muro
Si'1 mortero
Mortero en ambos lados
8 2
9 2%
10 5
12 7
2
2%
2% 21;2
3% 4 11,4
5 1 3 5
7 1% 6 7% 4
13,.4
2%
%.
1%
2 %.
3% 3 1%
{ cavidad 2 + 2pulg. 304
2 2
(1)
donde R = resistencia (endurance) al fuego (minutos) I'v! = masa del elemento (lb/pies) D = perimetro ealentado (pulg.) 1= espesor de la proteeci6n (pulg.) C1,C2 constantes derivados empiricamentepara las unida des de aislamiento
Mortero Sin en ambos mortero lados
%
·Cavidad de pared con nudos metalicos a traves de ella.
bpared con Apoyo sin Carga restringido en todos los bordes.
cDos unidades, 8 por 12 x12 pulgadas. 6 baldosas y 3 "A-por 12 x12-pulgadas. 3 baldosas, en el Para Unidades 81 : 1 pulg.25,4 mm.
anotarse que muchos de estos metodos de calculo se obtienen de datos de pruebas. En consecuencia, se debe tener cui dado al apliear estos metodos a materiales que no han sido usados en las pruebas en que basaron los proeedimientos de caleulo. Por ejemplo, los datos para el acero estluetural se basaron en prue bas de acero estructural A 7 0 A36. Los aceros con elevada re sistencia a la traeei6n se han hecho muy populares. Las propiedades mecanicas de los aceros con elevada resistencia a la tracci6n tanto a temperaturas normales como elevadas son dife rentes de las del acero A 7 y A36. Por tanto, para calcular 1a re sisteneia al fuego, cuando se usa la expresi6n acero estructural en esta seeci6n se refiere a los aeeros A 7 y A36. La resistencia al fuego de las vigas estrueturales y colum nas de acero se puede mejorar aislando los elementos. La ecua ci6n 1 calcula la resisteneia al fuego de vigas y columnas de acero protegidas con aislamiento liviano. 5•6 Los elementos pue den protegerse encofrando el declive 0 con una protecci6n de eontomo. La ecuaci6n es:
en horas
,~spesor
della pared.
En unidades SI: (lm)
donde R resistencia (endurance) al fuego (min.) M = mas a del elemento (kg/m) D perimetro calemado (mm.) I =espesor de la protecci6n (mm.) C1 C2 = constantes enpfricos, los mismos us ados para las uni dades acostumbradas en EUA Para materiales de aislamiento, como fibras minerales, verrni culados y periita, con densidades, r, en el rango de 32 a 80 son: Kg.lm3 (20 a 50 Ib.lpie los factores C 1 y C 1 = 1200/r, y
30
Para materiales de aislamiento del mismo range de densi dades pero que contiencn pastas de cemento 0 yeso, los factores y son: C1
=
1200/r, y
72
Las columnas pesadas, sin protecci6n pueden presentar re sistencia considerable al fuego. Las ecuaciones 2,3, 2m, y 3m se pucden usar para pre( lecir la resistencia de columnas de acero sin protecci6n. 5
10-72
SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
TABLA 10.4.14 Paredes de madera de tabiques y divisiones (combustibles) soportada y no soportadas: 2 x 4 pulg. Tabiques espaciados sobre 16 pulgadas indice de resistencia al fuego
Tabique hueco hr min
Material
in dice de resistencia al
Tabique relleno con lana minerals hr
min
Material
hr min
hr min
Construccion de enyesado y liston
Construccion sin mortero
Materials aplicados a ambos lados de los soportes: Tableros envainados de machimbre % pulg. de grosor Tablero en yeso, % pulg. de grosor Tablero en yeso, % pulg. de grosor (Sin carga de soporte con relieno de lana mineral) Tablero en yeso, % pulg. de grosor, con dos capas en cada cara Tablero en yeso, Y2 pulg. de grosor, con dos capas en cada cara Tablero en yeso, Y2 pulg. de grosor, Tipo X con una capa en cada cara Tablero en yeso, 5fs pulg. de grosor, lipo X con una capa en cada cara Tablero de yeso, % pulg. , tipo X, con fibra madera retardante, Y2 pulg. de grosor Abeto de madera terciada, 1A. pulg. de grosor Abeto de madera terciada, 318 pulg. de grosor Abeto de madera terciada, Y2 pulg. de grosor Abeto de madera terciada, 5/8 pulg. de grosor Tablero de Cemento/Asbesto 3/10 pulg. de grosor Tablero de Cemento/Asbesto 3/10 pulg. de grosor, sobre tablero de yeso % pulg. de grosor Tablero de Cemento/Asbesto 3i16 pulg. de grosor, sobre tablero de yeso Y2 pulg. de grosor
Tabique relleno Tabique con lana hueco minerals
~
20
35
25 40
30 45
10 15 20 25 10
25
Pared de soporte exterior
40
Materials aplicados a ambos lados de los soportes; Emplaste yeso-arena,1 :2, 1 :3, Y2 pulg. de grosor en liston de madera Emplaste de Cal-arena 1 :5, 1:7.5, % pulg. de grosor en liston de madera Emplaste yeso-arena,1 :2, 1 :2, V2 pulg. de grosor en % pulg. de liston perforado de yeso Emplaste yeso-arena,1 :2, 1 :2, 3,4 pulg. de grosor en metal Liston de yeso, % pulg de grosor, Tipo X, y VB pulg de grosor, Emplaste de yeso en cada cara Tablero de yeso, Y2 pulg de grosor, Tipo X, y 1/16 pulg de grosor, Emplaste de yeso en cada cara Emplaste cemento Portlanc-Cal-arena, 1 : 1/30 : 3y emplaste de tibra de asbestos, Ys pulg. en % p1ulg. de liston perforado de yeso Emplaste de yeso-vermiculita 0 perlita, 100-lb yeso a 2% atado agregado, % pulg.de grosor sobre % p1ulg liston perforado de yeso. Emplaste de yeso-perlita,1 : 2, 3,4 pulg de grosor en liston de metal
Exterior: Tejas de Cemento··Asbesto, 5/32 pulg de grosor sobre capa cobertura de asbesto sobre soporte de madera % pul'g sobre tabiques de madera, demro, caras de cemento-asbesto VB pulg. de grosor, fibra de tablero, 7/10 pulg. de grosor entablado de yeso Y2 pulg.de grosor dentro 1:2 emplaste de yeso arena, Y2 pulg sobre % pulg en liston perforado de yeso
30 30
45
30
30
30
"EI reyeno de lana mineral exige cierto grado de anclaje de modo, que se mantenga en su posici6n despues de que se haya quemado el revestimiento de una cara del tabique. Para Unidades 81: 1 pulg. = 25,4 mm; 1 Ib = 0,454 kg; 1 pie =0,02833 m3 .
CAPiTULO 4
TABLA 10.4.15 Varios acabados sobre armaz6n de madera, un lado (Combustible) con Exposicf6n en lado acabado (Vea Tabla 10.4.12 por indice de 2Iados.) indice de resistencia al Material Panel de Madera, V2 pulg. de grosor Panel de Madera, a prueba de fuego V2 pulg. de grosor Panel de Madera, Y2 pulg. de grosor con V2 pulg. 1:2, 1:2 emplaste de yeso-arena Tablero de yeso % pulg.de grosor Tablero de yeso 1;2 pulg.de grosor Tablero de yeso % pulg.de grosor Tablera de yeso laminado, dos % pulg. Tablero de yeso laminado, un % pulg. Mas un 1;2 pulg. de grosor Tablero de yeso laminado, dos Y2 pulg. de grasor Tablero de yeso laminado, dos 5h pulg. de grosor Elistonado de yeso y, sencillos 0 indentados,% pulg. de grasor, con 1;2 pulg. 1 :2, 1:2 emplaste de yeso-arena Elistonado de yeso, perforado % pulg. de grasor, con V2 pulg. 1 :2, 1:2 emplaste de yeso-arena. Emplaste de yeso-arena, 1 :2, 1 :3, 1;2 pulg. de grosor sobre liston de madera Emplaste de cal-arena, 1:5, 1 :7, V2 pulg. de grosor sobre liston de madera Emplaste de yeso-arena, 1 :2, 1 :2, % pulg. de grosor sabre liston de metal (sin respaldo de papel) Emplaste de yeso limpio,1 :2, 1 :2, % pulg. de grosor sobre listen de metal (sin respaldo de papel)b Emplaste de yeso limpio,1 pulg. de grosor sobre liston de metal (sin respaldo de papel)b Emplaste de cal-arena, 1 :5, 1:7.5, % pulg. de grosor sobre liston de metal (sin respaldo de papel) Emplaste de cemento Portland, % pulg. de grosor sobre liston de metal (sin respaldo de papel) Emplaste de yeso-arena, 1 :2, 1 :3, % pulg. de grosor sobre Iiston de metal respaldado en papel aDe National Burau of Standards BMS-92. bGran cantidad de emplasto de fibra de madera. Para Unidades SI: 1 pulg.= 25,4 mm.
5 10 15 10 15 20
28 37 47 60 20
30
15 15 15
30
35
10
10
20
•
10-73
Integrfdad de las estructuras durante incendfos
TABLA 10.4.16 Divis/ones S6lidas: Sin soporte
Materiales Entablado de tablones (machimbre) en 2 capas, cada % pulg. de grosor (1 pulg. Nominal) y con uniones escalonadas Igual con capa de 30-lb de cobertura de asbesto entre los taolones Entablado, pine (macr.imbre), 2 pulg. De grosor (nominal), humedad vertical. Tablero, %-pulg. Yeso , altura completa frente a centro del tablero dos grosores 1;2-pulg. altura completa, uniones verticales escalonadas a formar particiones de grosor de 1%-pulg. Uniones externas acabado adherido Tablero %-pulg. Yeso, TIpo X' , altura completa, cementada y clavada 0 atornillada a varillas hechas de dos grosores de V2-pulg., Tablero de yeso 31;2 0 61;2 pulg. De ancho y 1 por % pulg. Topes guia y fondo de madera, uniones externas pegadas Tablero 1;2-pulg. Yeso, :::Iavada y cementada a 1 pulg. de grosor centro del tablero laminado en fabrica de dos V2-pulg. De grosor por 24 pulg centro de tableros con borde escalonado, uniones externas escalon ad as empalmado adherido can uniones acabadas Yeso cal, 3 pulg. De grosor centrado Yeso cal, 4 pulg. De grosor centrado Yeso cal, 3 pulg. Solido Sin centro Yeso cal, 3 pulg. centrado V2-pulg. de 1 :3 emplaste de yeso-arena en cada lado Yeso cal, 4 pulg. centrado 1;2-pulg. de 1:3 emplaste de yeso-arena en cada lado Emplaste de yeso -vermiculita 0 perlita, 11;2:2, 11;2:3 por vol., %-pulg. Grosor en cada lado de 11;2-pulg. Liston de yeso altura completa, corredores atado al piso y techo, sin tabiques Emplaste yeso-arena, 1 :2, 1:3 por wt, % pulg. De grosor sobre cada lado de 1;2-pulg. Liston de yeso vertical altura completa, atado al piso y techo corredores sin tabiques. Tabiques de baldosa, arcilla quemada, 4 pulg. De grosor 1 celda pulg. De grosor Bloque quemado, 4 pulg. De grosor, solido. Bloque quemado, 6 pulg. De grosor, 1 celda pulg. De grosor Relleno de cal concreto de arcilla, 4 pulg. De grosor, 65 % solido Relleno de cal concreto de arcilla, 8 pulg. De grosor, 55 % solido
resistenci a al fuego hr min 158
25 8 1211
2
2 2 3 3 4 30
10b 1b
1
15b 45 c
2
30...
aCombustible. bCuando el emplastadc ambos lados con Y2-pulg. 1:3 emplaste de yeso-arena, el tabiqu€' de arcilla descrito tuvo 45 min de res/stencla al fuego y el bloque quemado y 4 pulg de concreto, ensambles de arc/lla descritos tienen resistencia al fuego de 2 hr. cTablero de yeso Tipo )< deslgna tablero de yeso con un centro especial formulado que provee gran res/stencla al fuego que los tableros de yeso regulares del mlsmo grosor. Para Unidades SI: 1 pUig.= 25,4 mm; 1Ib.= 0,454 kg.
10-74
SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
Espesor (mm)
51
102
600 560 520 480 440 400 380 360 340 320 300 280 260 240 220 200
254
20S
152
305 10 9 8 7 6 5 4
3
180
E
.s
160
0;
140
rn
.2 iii .!!! 120 <.> c 2rJ)
.2 iii
0
'0; Q)
0:::
'C'
5 0
2
til
'5 c:
*
100 90
'0; Q)
0:::
80 70 60 50 40
..L
30
2
20~
________
~
______
~
____
~
____
~
____
~
____
~
______
4
2
~
6
__
~
__
~~
__
~~
8
__
~~~~~~~
10
..L 3
12
Espesor (pulg.)
FIGURA 10.4.8 Resistencia al fuego de paredes de ladrillo coddo: A, sin revoque; B, revoque en ambos lados
M)O.7 (
M
R
10,3 [ j
para[j< 10
(2)
R=
8,3C~f8
M para 'V > 10
(3)
donde R resistencia (endurance) al fuego (min.) M = masa del elemento (lb/pie» D = perimetro calentado (pulg.)
Resistencia Equivalente al Fuego del Concreto Reforzado
En unidades Si:
M)O.7
R
= 75,1 (J)
R
60,5 [ j
(
M)O.7
M
donde R = resistencia (endura'lce) al fuego (min.) M = mas a del elemento (kg/m) D perimetro calentado (mm)
para[j< 171
(2m)
M para[j> 171
(3m)
Las propiedades termicas y tnecanicas varian en todos los ma teriales con la temperatura dd material. Como la transmisi6n de calor a traves del concreto e s bastante lenta, la variabilidad de las propiedades a 10 largo dd elemento no es uniforme. Como resultado, el comportamiento del concreto reforzado en un in cendio es muy complejo. Sin embargo, se han desarrollado ecuaciones para predecir la I esistencia de columnas de concreto
CAPjTULO 4
•
Integridad de las estructuras durante incendios
10-75
Thickness (mm)
200 180 160
19
25
r-···~·····
c···,,·_··
E Q) F
.. ~ r--.'"
/.
I
..._.. j._......+ ......
100
90 !.... 80 r··"··· .~
60 50 ..............
i i
I I
40
:
/
/
/
i
/
~ 120
1");/1 : ~!ii
110 100 90
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80
'
'2
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;
/
L.
Vfi'
:
g
i
i
70
0
0
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•
~
20
60
i
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V
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~7
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.........
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70 1·····..······_·
30
~
i
!
0
0-
i
I
120
I
."-'~=~j-:-= .L ..L
....
.....
140
c-
51
38
1.l. Grasor (pulg.) Suma de loas dos caras
2
2
FIGURA 10.4.9 Resistencia al fuego de particiones de marco de madera 0 metal forradas con tab/eros de yeso 0 revoques de yeso sobre malla metalica: A, tablera de yeso tipo X 0 fibra de madera con revoque de yeso; B, revoque de yeso y arena 1:1; Cf revoque de yeso y arena 1:2; D, revoque de yeso y arena 1:3
al fuego. La resistencia depende del peso y el agregado del con creto, la dimension minima de la columna, el area de refuerzo vertical en la colunma, y la longitud efectiva de la coJunma. La longitud efectiva de la colunma es igual a la longitud de la columna multiplicada por un factor. El factor puede estar entre 0,65 a 2,1, dependiendo de como este asegurada la colunma en el tope y la parte inferior. Si no se conoce el metodo exacto de aseguramiento, se puede usar un factor de L Cuando la columna esta Construida de agregados siliceos de peso normal y las columnas 1 y 3 se usan en la Tabla 10.4.17, usese la ecuacion 4. Cuando la columna esta construida de agre gado de carbono de peso nonnal y las columnas 1 y 3 se usan en la Tabla 10.4.7, usese la ecuaci6n 5. Cuando la columna esta construida de agregado de silices 0 carbon ados de peso nonnal y las columna 2 se usa en la Tabla 10.4.7, usese la ecuaci6n 6. Cuando la columna esta construida de agregado Iiviano y se usa cualquier columna en la Tabla 10.4.7, usese la ecuacion 7.
50
40
Grosor (pulg.) 4
0,75
R= R
donde R = resistencia al fuego (horas) t = dimension minim1 de la columna
f= factor que consid,:re el sobredisefio CIa Tabla lOA7 pro
vee valores para f) En unidades SI
R
'=
(4m)
(4) (5)
~-1
(6)
t 3f - 1
(7)
4f
3
FIGURA 10.4.10 Resislencia al fuego de particiones s6lidas de mall metalica y yeso: A, revoque en fibra de madera: B, yeso y arena 1:~; C, yeso yarena 1:1; D, yeso y arena 1:1~; E, yeso y arena 1:2; F yeso y arer1a 1:2 y 1:3,; G, cemento P6rtland 1:2 y 1:3 + 0,2 de cal a cementa
p_ t . -- 81,3f
R=...!.--I 3,2f
4
R '" R Ii =
t
0,75 t
101,6/
(Sm)
(6m)
(7m)
10-76 SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
TABLA 10.4.17 Valores par f
f Longitud efectiva, kL 12 < kL < 24 pies 0,9
Factor fuera de diserio
Longitud efectiva, kL p s; 0,03 Todos los (kLmax = 12 t s; 12 otros casos
Columna
0,8
1,00 1,25 1,50
Q
:;; 0,7
1,0 0,9 0,8
Para Unidades SI: 1 pulg,= 25,4 mm; 1
2
3
1,2 1,1 1,0
1,0 0,9 0,8
0,305 m.
0,6
0,5 -
0.4
°
1............_--'-_-1-_-'--_'--......._--'-_-1-_-'-----'
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
donde R resistencia (endurance) (horas) t = dimensi6n minima de la columna (mm) factor que considere e i sobredisefio (la Tabla 10.4.17 pro vee valores para}) La ecuaci6n 8 da la resistencia al fuego calculada para los as de concreto de peso normal,7,8
1,0
IIID
(8)
FIGURA 10.4.11 Altura crftica de corte transversal de vigas de madera sOlida expuestas al fuego par tres lados
1,0
donde R = resistencia al fuego (horas) p = densidad del concr-eto (lb/pie3) L = espesor de la los a (pies) En unidades SI: (8m)
0,9
0,8
donde R = resistencia al fuego (min.) p = densidad del concreto (kglm 3) L = espesor de la losa (m)
0,7
Resistencia Equivalente al Fuego de la Madera
0,6
0,5
0.4
°
L----l_--L._....l...._-'--_'------1_ _ _...J...._..l...---1
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
IIID
FIGURA 10.4.12 Altura critica de vigas de madera s6/ida de corte transversal rectangular expuesto a fuego par cuatro lados
Cuando es necesario probar elementos de madera, estos se que man. Mientras continua la quema, se forma una capa de carb6n sobre las superficies expuestas. Esta capa de carb6n reduce la resistencia utilizable de los ~lementos de madera. La duraci6n de tiempo que transcurre antes de que el elemento alcance su carga critica de falla es la resistencia al fuego. La resistencia al fuego de las vigas de madera se calcula determinando la carga de ntptura de la secci6n transversal sin carbonizar. EI tiempo para alcanzar una profundidad critic a se puede calcularpor las siguiel1tes ecuaciones. Para columnas ex puestas en todos sus lados, llsese la ecuaci6n 9. Para column as expuestas por tres lados, uscse la ecuaci6n 10. tc = (D d)/P tc
= (D
d)/2~
(9) (10)
CAPITULO 4
500°F 400°F 600°F 695'F 300°F 210°F 800'F
60 b,50 ::;
.e 40
Integridad de las estructuras durante incendios
10-77
provocadas por el fuegu. El grado de importancia de este com portamiento adverso depende principalmente de la funci6n de los elementos y del grado de proteccion pro vista. Las propie dades mecanicas de resistencia y rigidez disminuyen a medida que sube la temperatura. Con el aumento de las temperaturas tambien se desarrollan olms comportamientos adversos, como la expansi6n excesiva y la plastodeforrnacion progresiva acele rada,. En general, sin embargo, los parametros de disefio que son importantes a temperaturas normales son los mismos para metros que se deben tener en cuenta a temperaturas elevadas.
80 70
•
900'F
,Q
995°F 1100 of 1200'F
Acero Estructural
°
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,110,12 e pulg.lpulg.
FIGURA 10.4.13 Curvas de tensi6n-deformaci6n para el acero ASTM A36
0,8
018°,6
2 °0
(en 0,2%)
0,2
o~--~----~----~----~----~----~70
200
400
600
800
1000
1200
Temperatura (OF)
FIGURA 10.4.14 Relaci6n de factor producci6n y limite de elasticidad con la temperatura (Acero A36)
donde tc = tiempo de resistencia (endurance) al fuego (min) D profundidad original de la viga (pulg. [mm]) d = profundidad residual critica de la viga (pulg. [mm]) ~ = tasa de carbonizacion para la madera en pulgadas (mm). (Una tasa promedio de carbonizacion para la madera es 1/40 de pulgada [0,6 mm] por min.)
La profundidad residual critic a, d, se puede obtener de las Figuras 10.4.11 y 10.4.12.9
MA"rERIALES ESTRUCTURALES A TEMPERATURAS ELEVADAS Todos los materiales estructurales usados en la construccion de edificios se afectan adversamente por las temperaturas elevadas
Propiedad del Acero f;structural. El acero es el sosten fun damental del disefio modemo de edificios. Ya sea si fllnciona como refuerzo de concreto 0 la armazon del esqueleto de los edificios, constituye el material principal portante de carga ella construcci6n de edificic,s modema. Desde el punto de vista del disefiador, el acero pos~e muchas cualidades, como alta resis tencia y buena ductilidad, que 10 constitllye en material estruc tural ideal. Sin embargo, el accro, como todos los otros materiales, se afecta ad"ersamente por el fuego. El acero es incomhustible y no aporta combustible al in cendio. En el pasado, estas propiedades algunas veces daba una sensaci6n falsa de segllridad en relacion con su durabilidad en un incendio porque ecliosan el hecho de que el acero pierde re sistencia cuando se somete a las temperaturas que se alcanzan facilmente en un incendio. La gravedad relativa del problema depende dc varios factores, como la funcion del elemento de acero, su grado de tension, las condiciones de soporte, su area de superficie y espesor, y la temperatura dentro del acero mismo. Esta temperatura puede ser bastante diferente de la temperatura ambiente en el compartimiento. Desde el punto de vista estructural, el limite de elasticidad del acero es el parametro principal en el establecimiento de la capacidad de portar cargas. El diagrama de esfuerzo de tension del acero A36 a varias temperaturas se muestra en la Figura 10.4.13,10 Puede verse que tanto ellimite de elasticidad como el factor de elasticidad clisminuyen con el aumento de tempera turas. La Figura 10.4.14 mllestra las relaciones de factor de elas ticidad y limite el!istico del acero A36 a diferentes temperaturas. ll Como puede verse, ambos val ores disminuyen con el aumento de temperatura. Esta reduccion en resistencia, combinada con la reducci6n en el factor de elasticiddd, hace que los elementos de compre sion sean mas sensibles a las altas temperaturas que los elemen tos a tension 0 aquellosl flexion. La Figura 10.4.15 muestra la influencia de la temperatura sobre la tension crftica de los ele mentos de compresi6n eel acero A36,u Se debe saber que la temperatura considerada como lfmite de tension es la temperatura dentro del acero y no la temperatura ambiente. Como el a(:ero tiene alta conductividad termica, puede transferir rapidamente el calor lejos de una fuente de calor localizada. Esta propicdad, junto con su capacidad terrnica, hace que el acero actUe como un sumidero terrnico. Cuando el acero tiene la oportunidad de transferir calor a areas mas frias, puede tardar un tiempo relativamente mayor para que el ele mento alcance su valor critico. Ademas, un incendio extenso
10-78
SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
40 Factor de seguridad = 1,0
.520 '1ij
de las vigas. Esto causa una ..:ondici6n muy peJigrosa tanto para el edificio en sf como para los bomberos. Para ilustrar la magnitud del movimiento, considerar un viga de aeero de I m (50 pies) de longitud que se calienta uniformemente por toda su I,)ngitud de 22,2°C a 522°C (72°F a 972"F). EI valor promedio de alfa es 0,0000073, y aumento en longitud, delta, se convierten aproximadamente en,
c:
~ 15
1200°F
o
a.L At
(7,3
l(
10-6) (50 x 12) (900)
10
Por 10 tanto, 0
5
o
20
40
60
80
100
120
140
160
180 200
Relaci6n de esbeltez (~L)
FIGURA 10.4.15 Resistencia critica como funcion de /a relaci6n de esbeltez para varias temperaturas (Acero A36)
que distribuye el calor simultaneamente por un area mayor re duce este tiempo considerablemente. Relacionado con esta actividad termica esta el efecto de la masa y area de superficie de los elementos de acero estructural. Las secciones pesadas y gruesas tienen mucha mayor resisten cia a los efectos de los incendios de edificios que las mas livia nas. Las secciones livianas no protegidas, como las que se encuentran en armaduras y viguetas de alma abierta, pueden de rrumbarse despues de una exposicion de 5 0 10 minutos. Otra propiedad del acero que afecta su desempeiio a tem peraturas elevadas es su coeficiente de expansion. El coeficiente lineal de expansion del acero a temperaturas hasta de 600°C (11 OO°F) se da como: u = (),ODD 006 1 + O,DOO 000022 At
donde a = el coeficiente de expansion /'...t= cambios de temperatura en grados Fahrenheit En unidades SI: a
6,1 X 10- 6
3,96
10-'9At
a = el coeficiente de expansion At = cambios de temperatura en grados centigrados Este alto coeficiente afecta la estructura de dos maneras. Si los extremos del elemento estructural estan empotrados axial mente, la expansion tentativa debida al calor induce los esfuer zos termicos en el elemento. Estos esfuerzos se combinan con los de la carga normal, causando el derrumbe mas rapido. Si el elemento estructural no est a empotrado axialmente, los esfuer zos incrementados descritos no suceden: en lugar de esto, se pre senta movimiento. Este movimiento hace que los extremos de las columnas de acero se desplacen lateralmente, produciendo una eolumna eargada excentricamente. En otros casos, las pa redes pueden moverse hasta el punto del colapso por expansion
3,9 pulg.
En la NFPA 251 se puc'den usar pruebas altemativas para evaluar la protecci6n de vigas de acero y columnas. Estas prue bas altemativas evaluan la pmtecci6n termica de los materiales de aislamiento midiendo la temperatura en el acero durante la ex posici6n tiempo-temperatura estandar. En estas pruebas alterna tivas, la faHa ocurre cuando 11 temperatura promedio a1canza los 538°C (lOOO°F). Frecuenterrente se observa esta temperatura, 0 una temperatura de 593°C (llOOCF) como la temperatura critica para el acero estructuraL Alillque cifras como estas son utiles conceptualmente, no se debe n tomar literalmente. Si la temperatura critic~ del acero estructural tiene por ob jeto describir la temperatura del acero a la cual es inminente el desplome, estas temperaturas en el rango de 538°C (lOOOCF) 0 593°C (IIOO"F) se pueden v~r como una aproximacion razona ble. Las temperaturas reale;; a las cuales es inminente el des plome pueden ser diferentes a estos val ores, dependiendo de las condiciones de carga y sopnrte, dimensiones y geometria del elemento estructural. En lugar de enfocarse e;;clusivamente en la temperatura, es mas adecuado enfocarse en Ll capacidad de portar la carga de un elemento a diferentes tempenturas. POI ejemplo, uno puede pre guntarse, (,cuaI es la capacidad de soportar carga del elemento es tructural cuando la temperatura alcanza xOF? Entonces puede hacerse la pregunta correspo 1diente, (,cuaI es la probabilidad de que la temperatura del acero a1cance este valor en el incendio de una habitaci6n? Los metodof; de caIculo modemos permiten que se hagan ambas preguntas con un grado razonable de confianza, aunque todavia no como una evaluaci6n rutinaria tan sencilla. Proteccion contra Incendios del Acero Estructural. Como el acero estructural sin protecci6n pierde su resistencia a altas tem peraturas, se debe proteger de la exposici6n al calor producida por los incendios de edificics. Esta proteccion, con frecuencia mencionada como "a prueba de incendio", aisla el acero del ealor. Los metodos mas conunes de aislamiento del acero son el encajonamiento del elemento, aplicaci6n de un tratamiento de superficie, 0 instalacion de un cielo raso suspendido como parte de un conjunto de piso y cieJo raso capaz de provecr resistcncia al fuego. Se han introducido metodos adicionales como un blin daje de membrana de hoja de acero alrededor de los elementos y columnas de caja lIenas cc n liquido. Durante aiios, el encajonamiento de elementos estructura les ha sido un metodo muy comun y satisfactorio para aislar el acero y aumentar su resistencia al fuego. En pisos de loza de concreto reforzado sostenidos por estructurales de acero, el encajonamiento se pued,~ colocar monoliticamente con el
CAPiTULO 4
FIGURA 10.4.16 Encajonamiento de una viga de acero por fundicion monolftica de concreto alrededor de la viga
Vigas
FIGURA 10.4.17 Ignifugacion por aspersion
Acero de refuerzo
r
Piso de concreto
FIGURA 10.4.18 Vigas de acero embutidas con cubiertas protectoras incombustibles
piso. La figura 10.4.16 ilustra una antigua tecnica de encajona miento. Una gran desventaja de este procedimiento es el costo, relacionado conel encofrado y concreto adicional y el incre mento de peso de los elementos de soporte debido a la carga muerta adicional. Para reducir el costo del encajonamiento, se han desarrollado los sistemas que utilizan liston y yeso 0 tablero de yeso, 0 fibras minerales rociadas, como se nwestra en las Fi guras 1O.4.17 J2y 10.4.18. Debido al costa de mana obra yel aumento de peso del en cajonamiento, los tratamientos de superficie aplicados directa mente al elemento se han hecho muy populares. Los revestimientos de fibra mineral aplicada por aspersion se usan mucho para proteger el acero estructural. Aunque la proteccion es excelente si se aplica correctamente, puede decaparse facil
•
Integridad de las estructuras durante incendios
10-79
mente del elemento durante la construccion 0 renovaciones. En consecuencia, el uso de revestimientos de tibra mineral aplicada por aspersion no es confiable a largo plazo. Los materiales aglutinadores tambien se pueden usar como revestimientos por aspersion. Sin embargo, durante un incen dio, estos pueden resqu-=brajarse (espalar). Tambien se han pre sentado problemas de adhesion con este tipo de revestimientos por aspersion. Por 10 tanto, se deb en evaluar la aplicacion ade cuada, cobertura completa, y mantenimiento a largo plazo cuando se consideren las aplicaciones por aspersion. La aplica cion de material por aspersion se debe vigilar cuidadosamente. Los elementos estructuras deben estar limpios y libres de resi duos. EI material que se va a aplicar tiene instrucdoncs especi ficas que se deben seguir. Las condiciones de mucha humedad o demasiado frio pueden hacer que el material falle mucho antes de 10 normal. Se han utilizado pinturas y revestimientos intumescentes para aumentar la resistencia al fuego del acero estructural. Estos revestimientos se hinchan al calentarse, formando asi un aisla miento alrededor del acero. Se usan principalmente para acero no expuesto sometido a altas temperaturas, ya que la exposicion prolongada a las llamas puede destruir la capa de carbon. Los delos rasos sUipendidos hechos de list6n y yeso, revo ques de yeso, 0 placasiCusticas apoyadas sobre un sistema de cuadricula como parte del conjunto de piso y cielo raso son un metodo popular de prOleccion contra el fuego. El sistema de cuadricula puede asegurarse a soportes colgantes de alambre 0 se pueden asegurar din.:ctamente al cord6n inferior de las vi guetas 0 a la platina 0 lyrida inferior de las vigas. A veces las losas del cicio raso se aieguran mecanicamente 0 se colocan en lengiietas postizas para LCvitar que las presiones que se presentan en incendios de edificios las levanten de su lugar. La eficacia general de este tipo de proteccion con barreras, Hamada a menudo proreccion de membrana, es cuestionable. Esto se debe a experien;:ias donde la falta de control durante la constmccion resu1to erl procedimientos incorrectos de instala ci6n, como no prestar atencion al control de expansion en el sis tema de suspension. Ademas, el mantenimiento de los ductos y dispositivos en la cama(a de ventilacion (pleno) puede hacerse con personal que no conoce la importancia de la integridad del cielo raso para el sistema de proteccion contra incendios. Las 10 setas que se quitan no s,~ reemplazan de manera que puedan ga rantizar su integridad durante un incendio en el edificio. En consecuencia, el acero no protegido en el area del pleno esta ex puesto al fuego y los gas.:lS calientes, 10 que reduce su resistencia. Los elementos estmcturales de acero tambien se pueden proteger con membramls de planchas de acero laminado. Las planchas de acero sostiICnen materiales de aislamiento de bajo costo en su lugar, prope,rcionando as! una mayor resistencia al fuego. Ademas, se han usado planchas de aCero pulido en prue bas para proteger las vigas de antepecho. La plancha refleja el calor radiante y protege el antepecho portante.
Concreto Reforzado EI concreto se usa frecu(:ntemente como cubiena protectora para olros materiales, asi COIT.O material estructural principal portante de carga. En consecuencia, los edificios de concreto reforzado
10-80
SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
dan la sensaci6n de ser seguros contra incendio. Sin embargo, el concreto como material tam bien se afecta adversamente por el calor de un incendio. Aunque el desplome de estructuras de concreto reforzado es comparativamente raro, se presenta per dida de resistencia, desprendimientos localizados y otros efec tos dafiinos. Cuando la temperatura de un elemento de concreto refor zado se eleva, el elemento pierde resistencia. La cantidad de re ducci6n de resistencia depende de varios factores. Los mas importantes desde el punto de vista estructural son el tipo de agregado, contenido de humedad, tipo de carga y grado de estres durante la exposici6n al fuego. Uno de los factores mas importantes para determinar el cambio en resistencia y las caracteristicas termicas del concreto es el tipo de agregado. Los tipos de agregados pueden variar mucho de una region a otra. En consecuencia, los val ores nu mericos de las propiedades de resistencia esmn relacionados con el porcentaje de la resistencia original, y no con un valor espe cifico de resistencia. Sin embargo, el comportamiento cualita tivo generalmente es exacto. EI concreto liviano se desempefia mejor a temperaturas ele vadas que el concreto de peso normal. No solamente conserva mas su resistencia durante el progreso del calor sino que tiene un coeficiente menor de conductividad termica. EI concreto con agregados de vermiculita 0 perlita es especialmente bueno para proteger el acero estructural de un ambiente recalentado. Las figuras 10.4.19 y 1004.20 muestran el efecto de los agre gados sobre la resistencia al fuego de losas de concreto reforzado. 3 Los agregados livianos como la escoria y la pizarra expandidas, tienen muchfsima mas resistencia al fuego que los concretos de peso normal hechos de agregados carb6nicos 0 silfceos. EI contenido de humedad del concreto tiene influencia significativa sobre su comportamiento termico. Una gran can tidad de energfa del calor de un incendio se gasta en vaporizar la humedad absorbida y capilar del concreto. En el caso de ele mentos horizontales, el vapor de agua es conducido hacia arriba y mantiene una temperatura en la parte superior del ele mento de 100c C (212°F) hasta que el agua se expulsa. Esto au menta la resistencia al fuego, ya que mantiene la temperatura en el lado no expuesto por debajo de 10 que se define como temperatura de falla. Los vados causados por la evaporaci6n del agua contribuyen al encogimiento y disminuci6n de la re sistencia del concreto. Las propiedades mecanicas del concreto se reducen signi ficativamente a temperaturas elevadas. La Figura 1004.21 mues tra el efecto de la resistencia de compresi6n y modulo de elasticidad al aumentar la temperatura. 3 Hay discusion sobre si el concreto recupera completamente su resistencia despues de estar expuesto a altas temperaturas.
Concreto Pretensado Los factores principales en el comportamiento del concreto pre tens ado son similares a los que afectan al concreto reforzado. Ademas de las influencias del contenido de humedad y el agre gado, el concreto de mayor resistencia y la funci6n y tipo de acero usado para el pretensado son consideraciones importantes. EI concreto usado para concreto pretensado es de resisten
o
2
4
3
5
300 Resistencia al Fuego (min)
FIGURA 10.4.19 Efecto de varios tipos de agregados sobre la resistencia (endurance) al Fuego de losas de 121 mm (4 % pulg.)
E E. 1~i
ci; 7 r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - . 1 7 8 ], 6 i5
152
~
0
84
102
m
76
:: 3
o
~
8 ~
~
~ c.
Li3 2
20
40
60
ao
100
150 200
300
51 Li3
Resistencia al fueqo (min.)
FIGURA 10.4.20 Relac/on de espesor de la losa y tipo de agregado con la resistencia (endurance) al fuego
Temperatura del concreto (Oe):
100
204
427
649
400
800
1200
1ii c
:g>~ o 'i5l 80 UO ~.t::
I.L~
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'u .2 60 C :::l Ql"
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20
0
Temperatura del concreto ("F)
FIGURA 10.4.21 Efecto de la temperatura sobre el regimen de elastic/dad y resistencia de compresion. Las curvas se tomaron de dos especimenes diferentes
cia mayor que el que se usa en la construcci6n ordinaria con con creto reforzado. La resistenc ia general al fuego de este concreto es algo mejor que el concre~o de menor resistencia. La trans misi6n de calor es mas 0 menos igual en los dos sistemas. Sin embargo, hay una tendencia un poco mayor de desprendimien tos localizados en el concreto pretensado, poniendo al descu bierto y exponiendo asf el acero pretensado. EI gran problema del concreto pretensado sujeto a tempe
CAPiTULO 4
raturas elevadas es el acero pretensado. El hecho de que el acero se ponga baja una tension inicial alta, junto con el hecho de que los alambres de refuerzo son de alto contenido de carbo no, esti rados en frio en lugar de acero de bajo contenido de carbono y laminado en caliente, es la raiz dcl problema. En el diseno del concreto pretensado se tienen en cuenta las perdidas normales debido a la deformacion y corrimiento. A temperaturas elevadas estas perdidas se aceleran. EI corrimiento en el acero aumenta, y el modulo de elasticidad de los alambres pretensores se reduce aproximadamente 20 por ciento cuando la temperatura alcanza los 316°C (600°F). Estas perdidas reducen la capacidad de so porte del elemento. Otro problema des concreto pretensado es la expansion ter mica. Debido al pretensado en los procedimientos de disefio, las fuerzas de compresion cerca la parte superior de la viga son me nores que las del disefio de concreto reforzado. La expansion rermica del concreto en la parte inferior de la viga puede indu cir un movimiento hacia arriba, produciendo una falla inicial en direccion opuesta a la que se espera normalmente en los des plomes. EI tipo de acero usado para el pretensado es mas sensible a temperaturas elevadas que el acero usado en las construcciones de concreto reforzado. No solamente se reduce su resistencia a temperaturas algo menores que las del acero laminado en ca liente, sino tambien que esa resistencia no se recupera despues del enfriamiento. Los alambres del pretensado se debilitan per manentemente cuando a1canzan una temperatura de aproxima damente 427°C (800°F)
Madera Dependiendo de su forma, la madera puede proporcionar 0 no integridad razonable en un incendio. Los factores importantes que influyen en la resistencia (endurance) son las dimensiones fisicas yel eontenido de humedad de los elementos. Se pueden usar tratamientos retardadores de fuego para demorar la igni cion y retardar la combustion. Esto da tiempo para los proeedi mientos de extincion. Sin embargo, toda la madera se quemani. La quema de la madera produce carbon en la superficie a una velocidad aproximada de 1/40 de pulgada por minuto (0,6 mm/min.). Este carbon proporciona un revestimiento protector que afsla la madera no quemada y la a1s1a de las llamas, retar dando as1 la pirolisis. En consecuencia, los elementos gruesos proveen mucha mas integridad estructural durante el periodo de exposicion al fuego que los delgados. La construccion de maderos pesados ha demostrado ser una forma de construccion excelente. Esta mantiene su integridad durante el incendio por un periodo relativamente largo, permi tiendo la extincion. Cuando el incendio se extingue relativa mente nipido, buena parte de la resistencia original de los elementos se conserva haciendo posible la reconstruccion. Las armazones, areos y vigas laminadas adheridas se han hecho muy populares. Estos elementos tambien proveen resis ten cia de reserva durante un ineendio, y si la capa no es pro funda, el carbon se puede retirar con chorro de arena para restaurar su aspecto estetico. La construccion de armazon de madera utiliza elementos
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Integridad de las estructuras durante incendios
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estructurales considerablemente mas pequefios que la construe cion anti combustible, que no es de materiales incombustibles (mill construction). El area expuesta es mayor, en relacion con la masa, y la resistencia al fuego considerable mente menor. Cuando este tipo de construcci6n se expone al fuego, ofrece una integridad estructural relativamente pequefia. Por 10 tanto, las superficies protectoras como el panel de yeso 0 revoque, son im portantes para proveer resistencia al fuego.
COMPORTAMIENTO DE
OTROS MATERIALES DE
CONSTRUCCION EN INCENDIOS
Generalmente se usan muchos materiales diferentes al acero, concreto y madera en la construccion de edificios modemos. Frecuentemente estos representan un gran volumen y/o super ficie de la estructura. Las particiones no portantes de carga, materiales de aislamiento, scrvicios y acabados son todos par tes importantes de un edificio. Algunas materiales no estructu rales, termicamente inertes, se usan como ignffugos. Otros pueden aportar una clL.'ltidad considerable de combustible en caso de incendio.
Vidrio El vidrio se utiliza generalmente de tres maneras en la cons trucci6n de edificios. La mas obvia es como cristal de puertas y ventanas. En esta fonna el vidrio Hene poca resistencia al fuego. Se rompe rapidamente debido a la diferencia de temperatura entre las superficies. Los eristales dobles no ofrecen mayorven taja. EI vidrio con refuerzo de malIa eS mejor, ya que provee in tegridad mayor en un incendio cuando esta instalado correctamente. Sin embargo, no se debe confiar en que las vi drieras quedaran intactas en un incendio. El segundo uso comun del vidrio en construcciones es el aislamiento de fibra de vidrio. La fibra de vidrio no se quema y es un aislamiento excelente. La fibra de vidrio generalmente esta cubierta con un agbmerante resinoso, que es combustible y puede propagar las llamas, aunque esto es relativamente lento. EI tercer uso se encentra en las construcciones como re fuerzo para productos d;;: construccion de plastico reforzado con fibra de vidrio. Los productos son cristales de ventanas, table ros y unidades prefabricadas para bafios. Tienen ventajas obvias de economia y estetica. La fibra de vidrio actua como refuerzo para una resina termoen,jurecible, generalmente un poliester. La resina, combustible aurque tenga retardadores del fuego incor porados en su composkion, frecuentemente representa 50 por ciento 0 mas del material. Aunque la fibra de vidrio es incom bustible, los productos son combustibles.
Yeso Los productos de yeso ;omo el mortero y paneles de yeso son excelentes materiales pura proteccion contra ineendios. EI yeso tiene una gran proporci,'m de agua mezc1ada quimicamente. La
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Confinamiento de los Incendios
evaporacion de esta agua requiere una cantidad enorme de ener gia termica, 10 que hace del yeso un material retardante del fuego excelente y de bajo costo.
TENDENCIAS ACTUALES EN LA
PROTECCION ESTRUCTURAL
CONTRA INCENDIOS
Concreto Liviano El concreto liviano, hecho de agregados incombustibles, resiste las temperaturas altas extremadamente bien sin degradarse. La vermiculita y la perlita son los tipos mas comunes de concreto liviano utilizado para este fin. La vermiculita es un agregado inerte hecho de mica intemperizada. La mica se tritura y se cal cina, 10 que la hace expandir para formar agregados en forma de granulos. La perlita es una piedra vo1canica que se tritura y pro cesa termicamente. El tratamiento termico hace que el volumen de la piedra se expanda. Durante el proceso, las particulas de piedra absorben vapor de agua, y la perlita toma la forma de par ticulas vidriosas, de estructura celular.
Asbesto El asbesto es una fibra mineral utilizada historicamente en dife rentes formas para la construccion. Se usaba como aglutinante y se rociaba sobre elementos estructurales para formar un exce lente agente ignifugo. El asbesto se mezc1aba con cementa Portland para hacer productos de asbesto-cemento. Aunque estos productos son in combustibles, generalmente se rompen durante el aumento de temperatura en un incendio, reduciendo asi su eficacia. El as besto tambien se mezc1aba con materiales diferentes al cementa Portland para fonnar productos como placas de aislamiento de asbesto y tableros de asbesto. Estos productos se comportaban bastante bien en incendios, proporcionando una buena resisten cia y proteccion contra el fuego. Sin embargo, debido al riesgo para la salud durante su aplicacion, construccion, ocupacion y demolicion, los productos de asbesto estan prohibidos actual mente. Sin embargo, todavia se encuentra en edificios antiguos en remodelacion.
Mamposterfa Los productos de mamposteria de ladrillo, baldosa y concreto se comportan bien al someterlos a las altas temperaturas de los in cendios. Los bloques de concreto hueco pueden romperse por el calor, pero generalmente retienen su integridad. El ladrillo puede soportar altas temperaturas sin sufrir dafios graves.
Plasticos Hay una gran variedad de productos de plastico que se usan en la industria de la construccion. Estos ofrecen numerosas venta jas esteticas, fisicas y economicas en sus aplicaciones. Su prin cipal desventaja es que todos los plastic os son combustibles. Aunque hay ciertos procesos que aumentan las temperaturas de ignicion 0 inhiben la propagacion de las llamas, no hay ningun aditivo que los haga incombustibles.
Intemacionalmente, hay un i.1teres creciente en el desarrollo de metodos mas racionales de disefio de proteccion estructural con tra incendios. Estos metodos tratan de establecer una base teo rica para el disefio de elementos y conjuntos estructurales que puedan predecir su comportamiento real con mas exactitud que los metodos actuales. Esta seccion describe brevemente algunas de estas tendencias modemas.
Procedimientos Usuales de Diseiio Estructural para Incendio La prueba estandar de resistencia al fuego, combinada con los requisitos del codigo de construccion que especifican las tasas de resistencia al fuego para armazones estructurales y conjuntos de barrera, es la base usual eel disefio de estructuras contra in cendio en todo el mundo hoy. Los codigos de construccion re conocen c1asificaciones basadas en los requisitos de materiales y resistencia al fuego para barreras y elementos de armazones estructurales. El codigo relaciona estas c1asificaciones de cons truccion en grupos segun su uso, la altura y area del edificio y ajustes en las caracteristicas de proteccion contra incendio. Estos requisitos de resistencia al fuego de los codigos son crite rios objetivos de los grupos que hacen los codigos. Los numeros y conjunlos se prueban en laboratorios de acuerdo con una prueba de illcendio estandar. Esta prueba es el equivalente de la NFPA 251 Jara la jurisdiccion del codigo. Ul disefio aceptable es aquel donde los resultados de las pruebas exceden los requisitos del codigo. Aunque este procedimitnto es comun en la industria mun dial actualmente, su validez deja muchas dudas. La prueba de incendio en si esta siendo crilicada severamente. Ademas de las cuestiones mencionadas anteriormente en este capitulo, puede haber variaciones considerab les en el mismo conjunto cuando se somete a prueba en diferent~s laboratorios. La relacion entre los resultados de las pruebas y el desempefio en el campo no se conoce. Los requisitos del codigo tienen una sustentacion tec nica muy debil. Sin embargo, el procedimiento es relativamente facil de administrar desde e punto de vista de la reglamenta cion, y puede haber muchos otros requisitos de los codigos re lacionados con la c1ase dt' construccion ca1culada por las c1asificaciones de resistencia al fuego.
Metodos Anallticos de Diseiio Se han realizado estudios de dos aspectos del disefio de protec cion contra incendio en estru,;turas, diferentes pero relacionados entre siY Ambos intentan sLlstituir los procedimientos analiti cos racionales para predecir el comportamiento estructural en incendios. Un procedimiento consl ste en desarrollar metodos analiti cos por los cuales se pueda ca1cular la resistencia al fuego de un elemento 0 conjunto. La American Society of Civil Engineers
CAPiTULO 4
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lntegridad de las estructuras durante incendios
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La base de esta guia de diseiio es la Design Guide for Fire (ASCE) y la Society ofFire Protection Engineers (SFPE) desa rrollaron conjuntamente la ASCE/SFPE 29, Standard Calcula Safety ofBare Exterior Stnlctural Steel ("Guia para el Disefio de tion Methods jor Structural Fire Protection (Metodos Estandar Acero Estructural Exterior Descubierto).J6 La primera parte de de Calculo para Proteccion contra Incendio de Estructuras). La la guiaAISI presenta la :eoria y validacion del metodo, mientras ASCE/SFPE 29 se puede usar para calcular la resistencia al la segunda parte reseiia ,a tecnologia de los prograrnas de inves fuego de elementos estructurales. El metodo de caleulo com tigacion correspondientes realizados durante los ultimos 20 afios. puta la resistencia al fuego que se esperaria de la prueba estan La Portland Cement Assoeiation ha publieado un procedi miento para deterrninar analfticamente la resistencia al fuego de dar de inccndio. Este metodo utiliza caracteristicas estructurales estructuras de concreto pretensado. Este metodo se describe en del elemento, propiedades terrnicas de los materiales, caracte la publicacion PCI Des. gn jor Fire Resistance ofPrecast Pres rfsticas de transferencia de calor del conjunto, propiedades me cimicas de los materiales estructurales y el compartimiento y tressed Concrete (Disen,o PCI de Resistencia al Fuego de Con cargas de servicio del proyecto. Este metodo perrnite tomar en creto Pretensado y Prevaciado). 17 EI metodo calcula la cuenta las importantes consideraciones del empotramiento (fi resistencia al fuego obteniendo temperaturas en diferentes loca jacion) estructural mas facilmente que en la prueba de incendio lizaciones para los diferentes tiempos de pruebas norrnalizadas estandar. Este procedimiento es identico al procedimiento usual de incendio, usando tablas y diagramas basados en resultados de de disefio, excepto que las c1asificaciones de resistencia al fuego pruebas. Esta infonnacion se usa entonces para caleular el valor calculadas se sustituyen con clasificaciones experimentales. de resistencia al fuego. Otro metodo al que se ha dedicado considerable investiga cion es un disefio analftico basado en las caracterlsticas de ex BIBLIOGRAFIA posicion real al fuego. Hay basicamente dos metodos en este Referencias Citadas enfoque. El primero relaciona las caracteristicas tiempo-tem peratura de incendios reales con el comportamiento de las es I. W., "Standard F ire Tests," Proceedings of the 13th Annual tructuras a temperaturas elevadas. El segundo metodo relaciona :deeting of the Buildmg Officials' Conference of America, ~lll"""V, IL, 1927, pp. 74-88. las propiedades de desarrollo de un incendio real con un curva H., "Early Hi;,tory of Fire Endurance Testing in the norrnativa tiempo-temperatura equivalente. Este metodo rela United States," ASTM Special Technical Publication 301. Ameri ciona un tiempo teoricamente equivalente con los resultados de can Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 1961, pruebas de incendio experimentales. pp.I-9.
3. Benjamin, I. A., "Fire Resistance of Reinforced Concreto,"
postum on Fire Resis,:ance of Concreto, American Concreto
stitute, Detroit, MI, I i61, pp. 29 and 31.
4. "Fire Tests ofColumils Protected with Yeso," NBS Research El Instituto Sueco de Construcciones de Acero publica un ma Paper No. 563, National Bureau of Standards, Washington, DC, nual de disefio titulado Fire Engineering Design ofSteel Struc 1961. tures ("Disefio de Proteccion contra Incendios de Estructuras de 5. Lie, T. T., and Stanzaic, W. W., "Fire Resistance of Protected
Steel Columns," Eng neering Journal, Vol. 10, No.3, 1973.
Acero,,).14 El disenador de un edificio tiene la opcion de dise 6. Designing Fire Prote7tion for Steel Columns, American Iron and fiar el sistema estructural de acuerdo con el codigo tradicional 0 Steel Institute, Washi ngton, DC. segUn los procedimientos descritos en el manuaL 7. Hannathy, T. Z., "TIlennai Perfonnance of Concreto Masonry
El manual describe un disefio racional de proteccion contra Walls and Fire," Spec tal Technical Publication 464, American
incendios para estructuras de acero basado en los requisitos de Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 1970.
8. Allen, L. W., and Halmathy, T. Z., "Fire Endurance of Selected desempefio. El manual consta de dos partes. La primera parte U lits," Joul71al ofthe ACI, Vol. 69, 1972. Concreto es una descripcion relativarnente detallada de los impactos de la 9. Schaffer, E. W., of Structural Timber Fire Endurance,"
energia del fuego y el eomponamiento de la estructura a tempe Wood and Fiber, Vol. 9, No.2, 1977.
raturas e1evadas. Esta parte proporciona la base para los proce 10. Hannathy, T. Z., and Stanzak, T. T., "Elevated-Temperature Ten dimientos de disello. sile and Creep Properties of Some Structural and Prestressing Steels," ASTMSpeciul Technical Publication 464, American So La segunda parte presenta el procedimiento detallado de di ciety for and \1aterials, Philadelphia, PA, 1969, sefio. Se presentan graficos y curvas de disefio que sirven de pp. 186-208. base numerica. Los ejemplos resueltos forman la tercera parte, 11. DeFalco, F. D., "An Investigation of Modem Structural Steels at y un metodo alternativo de disefio basado en el concepto de du Fire Temperatures," Ph.D. Thesis, University of Connecticut, racion equivalente del incendio se da en la cuarta parte. Storrs, CT, 1974. 12. Przetak, L., Standard Detailsfor Fire-Resistive Building Con El American Iron and Steel Institute, AISI (Instituto Ame stroction, McGraw-B ill, New York, 1974. ricano de Hierro y Acero) publica la Fire-Safe Stnlctural Steel, 13. Pettersson, 0., "Structmal Fire Protection," Fire and A1aterials. A Design Guide (Acero Estructural 19nffugo, Guia de Di Vol. 4, No.1, 1980. sefio '), 15 para elementos estructurales. Los elementos exterio 14. Pettersson, 0., and Magnusson, S. E., et aI., "Fire Engineering res, naturalmente, no se pueden probar en un ensayo de Disefio of Steel Struc [Ures," Publication 50, Swedish Institute of Steel Constmction, S:ockholm, Sweden, 1976. laboratorio estandar. La gufa proporciona un procedimiento de IS. Firesafe Stroctural Sleel, A Disefio Guide. American Iron and diseiio par el cual se pueden proyectar los elementos interiores Steel Institute, New York, 1979, 1983. para condiciones de incendio. La guia de disefio presenta pro 16. Safety ofBare Exterior Struccedimientos paso a paso para obtener el disefio. London, UK, 1977.
Procedimiento de Diseno
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Confinamiento de los Incendios
17. Gustaferro, A. H., and Martin, L. D., PCl Diseiio for Fire Resis tance ofPrecast Prestressed Concreto, Prestressed Concreto In stitute, Chicago, IL, 1977.
Otras referencias Stanzak, W. W., and Lie, T. T., "Fire Resistance of Unprotected Steel Columns," Journal ofthe Structural Division, Vol. 99, No. ST5, 1973.
C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes c6digos, normas y practicas recomendadas de la NFPA proporcionara informaci6n adicional sobre la construcci6n de edificios discutida en este capitulo. (Ver la Ultima versi6n del Catal ogo de la NFPA para disponibilidad de las ediciones actuales de los siguientes documentos.) NFPA 251, Standard Methods ofTests ofFire Endurance ofBuilding Construction and Materials NFPA 252, Standard Methods ofFire Tests ofDoor Assemblies NFPA 257, Standard on Fire Test for Window and Glass Block AssembliesSultan, M. A., and Kodur, V. R., "Effects of Subfloor and Insulation Tipo and Espesor on the Fire Resistance of Small Scale Floor Assemblies," Fire and Material, Vol. 24, No.3, 2000, pp. 131-141. Sultan, M. A., and Kodur, V. R., "Light-Weight Frame Wall As semblies: Parameters for Consideration in Fire Resistance Performance-Based Diseiio," Fire Technology, Vol. 36, No.2, 2000, pp. 75-88. Sultan, M. A., Seguin, Y. P., and Leroux, P., "Results of Fire Resis tance Tests on Full-Scale Floor Assemblies," National Research Council of Canada, Ottawa, Ontario, Internal Report 764, May 1998. Sundstrom, B., "European Classification of Building Products," Pro ceedings of 8th International INTERFLAM Conference, INTER FLAM '99, June 29-July 1, 1999, Edinburgh, UK, Interscience Communications Ltd., London, UK, 1999, pp. 769-780. Takeda, H., "Model a Predict Fire Resistance of Wood-Stud Walls: The Effect of Shrinkage ofYeso Board," Proceedings of 6th In ternational Conference and Exhibition, Fire and Materials, Feb ruary 22-23, 1999, San Antonio, TX, Interscience Communications Ltd., London, UK, 1999, pp. 247-256. Takeda, H., and Mehaffey, J. R., "WALL2D: A Model for Predicting Heat Transfer Through Wood-Stud Walls Exposed a Fire," Fire and Materials, Vol. 22, No.4, 1998, pp. 133-140. Talamona, D. R., Franssen, J. M., and Recho, N., "Buckling of Eccen trically Loaded Steel Columns Submitted a Fire," Proceedings of the International Conference on Fire Research and Engineering, Sept. 10-15, 1995, Orlando, FL, SFPE, Boston, 1995, pp.533-538. Talamona, D., et aI., "Factors Influencing the Behavior of Steel Columns Exposed a Fire," Journal ofFire Protection Engineer ing, Vol. 8, Nov. 1, 1996, pp. 31-43.
Thurston, S. l, "Modelling Fire Behavior of Metal Pipe Penetrations through Concreto Walls," Building Research Association of New Zealand, Judgeford Study Report No. 65, 1996. Tomann, J., "Lattianpaallysteiden palotestaus. [Fire Testing of Floor ings.]," Palontorjuntatekn ikka, Vol. 1, 1992, pp. 22-25. Tomasson, B., "High Performance Concreto Exposed a Fire Material Properties and Diseiio Guide Lines," Proceedings of 8th Interna tional INTERFLAM Conf~rence, INTERFLAM '99, June 29-July 1, 1999, Edinburgh, UK, Interscience Communications Ltd., London, UK, 1999, pp. 915-926. Trew, P., "Panels Made Easy," Fire Prevention, No. 310, June 1998, pp.34-35. Uesugi, H., "Carga Bearing and Deformation Capacity of Fire Resis tance Steel Tubular Columns at Elevated Temperature," Pro ceedings of the Fourth International Symposium on Fire Safety Science, IntI. Assoc. for Fire Safety Science, Boston, MA, 1994, pp. 1149-1158. Uesugi, H., et aI., "Computer Modeling of Fire Engineering Diseiio for High Rise Steel Structure," '93 Asian Fire Seminar, Octo ber 7-9,1993, Tokyo, Japan, 1993, pp. 21-32. Wade, C. A., "Performance of Concreto Floors Exposed a Real Fires," Journal ofFire Protection Engineering, Vol. 6, No.3, 1994, pp. 113-124. Wade, C. A., "Report on a Finite Element Program for Modelling the Structural Response of Steel Beams Exposed a Fire. Study Re port," Building Research Association of New Zealand, Judge ford, Public Good Science Fund, New Zealand, Building Research Levy, New Zealand, BRANZ Study Report 55, Feb. 1994. Wade, C., "Fire Performance of External Wall Claddings Under a Per formance-Based Building Code," Fire and Materials, Vol. 19, No.3, 1995, pp. 127-132. Wade, C., "Method for Fire EnE'ineering Diseiio of Structural Con creto Beams and Floor Systems. Technical Recommendation," Building Research Association of New Zealand, Judgeford, BRANZ Technical Recomm. 8, Feb. 1991. White, R., and Cramer, S., "Improving the Fire Endurance of Wood Truss Systems," Proceedings of the Pacific Timber Engineering Conference (PTEC) on Timber Shaping the Future, Fortitude Valley MAC, Queenland, ,\ustralia: Timber Research Develop ment and Advisory Counc 1, Vol. 1, July 11-15, 1994, Gold Coast, Australia, 1994, pp. 582-589. White, R. H., "Analytical Methods for Determining Fire Resistance of Timber Members," The SFPE Handbook ofFire Protection En gineering, 2nd ed., DiNen:lO, P. J., ed., National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1995. White, R. H., "Fire Resistance of Wood-Frame Wall Sections," Forest Service, Madison, WI, Sept. 1990. Wickstrom, U., and Hermodsson, T., "Comments on Paper by Ray, Kirby and Preston 'Calculation of the Heating Rate of an Unpro tected Steel Member in a Standard Fire Resistance Test.' Short Communication," Fire Sa/etyJournal, Vol. 29, No.4, 1997, pp.337-343.
Revisado por James A. Milke
John H. Klote
l humo es inherente a todos los incendios y contiene pro ductos peligrosos de la combustion que afectan la segu ridad de la vida, la proteccion de las propiedades y operaciones de los bomberos en edificios. En algunos incen dios, el volumen de humo visible es tan grande que puede llenar todo el edificio y obscurecer la visibilidad desde la calle hasta el extremo de dificultar la identificacion del edificio incendiado. A veces, el volumen de humo visible que se produce puede ser mucho menor, pero no necesariamente disminuye el peligro para la vida debido a la presencia en el aire de productos de la com bustion invisibles. Este capitulo ofrece informacion sobre las tecnicas que se usan para evaluar las caracteristicas fisicas del humo y determi nar su movimiento tanto en edificios bajos como altos. La in formacion sobre propiedades del humo y las fuerzas que provocan su movimiento se usa como base para el disefio de sis temas de control del humo. Tambien cubre los metodos que pueden usarse para limitar el riesgo del humo en edificios. Para mayor informacion sobre el control de los riesgos del humo, ver los Capitulos 6 "Practicas de Ventilacion" y 9 "Siste mas de Aire Acondicionado y VentilaciOn". Tambien el Seecion 2 Capitulo 4 "Calculos Simplificados del crecimiento del Fuego". Este capitulo proporciona antecedentes generales sobre el tema, inc1uyendo la discusion de relaciones, y ecuaciones Miles escogidas para comprender el movimiento y manejo del humo en edificios. Obviamente, la informacion no es suficiente para un analisis detail ado de disefio, pero hay informacion sobre di sefio disponible en varias fuentes. El libro de Klote y Milke, 1 Design ofSmoke-ldanagement Systems, consolida y presenta de manera sistematica datos y ealeulos necesarios para el disefio de sistemas para el manejo de movimiento del humo. En esa pu blicacion se da informacion especifica de disefio sobre cajas de escaleras, elevadores presurizados, control de humo por zonas y manejo del humo en grandes espacios, incluyendo atrios y cen tros comerciales. Klote y Milke escribieron capitulos en la Ter cera Edicion del Handbook a/Fire Protection Engineering, 2 de la SFFE, que resumen mucha informacion general dellibro de "Practica Recomendada para estos dos autores. La NFPA Sistemas de Control de Humo" publicada por primera vez en
E
James A. Milke, Ph.D., P.E., es profesor asociado en el Departamento de Ingenieria de Protecci6n Contra Incendios de la Universidad de Maryland. Es miembro de SFPE y presidente del Comite de Sistemas de Movimiento de Humo de la NFPA. John H. Klote, D.Se., P.E., es consultor especializado en manejo de humo y fue Jefe Fisica de Incendios de Edificios en el KIST. EI Dr. Klote es miembro del Comite de Manejo de Humo presidente del Comite de Control de Incendios y Hurno del £>~'HiU>..D.
1988, ofrece recomendaciones adicionales para sistemas de pre surizacion de cajas de escaleras y de control de humo por zonas, incluyendo grados reccmendados de presurizacion para estos sistemas en edificios con rociadores y sin rociadores. La NFPA 92B, "Guia para Sistemas de manejo del humo en Centros Co merciales, Atrios y Gra'1des Areas", publicada en 1991, es una gufa tecnica para el disefio de sistemas de manejo del humo en centros comerciales, atrios y otras espaeios de gran volumen.
DESCRIPCION DEL HUMO Mientras el incendio esta ardiendo, genera calor y tambien pro ductos de la combustion como efecto de las reacciones quimicas asociadas eon el proceso de combustion. Estos productos de la combustion incluyen:
I . Gases, como el dio '{ido de carbono, monoxido de carbona, vapor de agua, y posiblemente muchos otras dependiendo del combustible. 2. Solidos, como "hoJlin", y liquidos. Gran parte del calor generado por el incendio permanece en la masa de productos de la combustion generados por el fuego. Esta masa se expande, es mas liviana que el aire que la rodea, y se eleva en forma de cc1umna. La columna en ascenso es tur bulenta y, por esto, arra.;tra grandes cantidades de aire de la at
hIS slguientes diferencias en manejo del movimiento del hurno en edificios: la vent ilaci6n natural a los sistemas de ex:trac~ • Se cion mecanicos. • Se sugiere una ecuaei6n altemativa para el arrastre de la columna del incendio, que incluye el petim,etrodel mcendio en lugar de la tasa de liberacion de calor. Esto asume una tasa determinada de liberaci6n de calor por unidad de area. • Las c6nsideraciones<:le presurizacionde cajas deescaleras para puertas abiertas se basan en Ia;pr~)Visi6n dedeterminada velocidad de aire rruis bien queenla diferen~ia de presion, • Se acepta un incendio de ?~MW: ~omo el tamaiio de disen!) de incendio paraextracci6~ de fl;UfIlO enatrios y galerias .. comerciales cubiertas.
vanim.
Ademas,las fuerzas puertas de un pais a otro, entre paisescQu may": ores requcrimic:tltos c('!l3~ Itoras N). Adicionalmente, en areas de clima: temp la-do, e.l de la columna se reduce al mirumo.
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mosfera circundante hacia los gases que se e1evan como se muestra en la Figura 10.5.1. Este arrastre: 1 . Aumenta la masa y el volumen total de la columna. 2. Enfria la columna al mezc1ar es aire arrastrado con los gases calientes ascendentes. Normalmente, la columna as cendente es ffiiis caliente en el centro y mas fria hacia los bordes donde arrastra el aire mas fresco. 3. Diluye la concentracion de productos del fuego en la co lumna. El humo se define en la NFPA 92A y 92B como i ,2 "Las par ticulas solidas y liquidas y gases en suspension en e1 aire que se for man cuando un material sufre pirolisis 0 combustion, junto con la cantidad de aire arrastrado 0 mezc1ado de otra forma en la masa."
PRODUCCION DE HUMO El volumen de productos de la combustion contenidos en una columna ascendente es relativamente pequeno comparado con el volumen de aire en la mezc1a total. En consecuencia, el volu men de humo producido por un incendio se aproxima al volu men de aire extraido 0 arrastrado dentro de la columna ascendente. La Figura 10.5.1 ilustra e1 proceso. En casos en que la altura de la columna, medida desde el tope del incendio hasta el nivel de la capa de humo, tiene mas del doble de altura que el cuerpo solido de la llama, se pueden obtener ca1culos de la tasa de produccion de humo bastante aproximados usando formulas empiricas. 3 ,4 En general, se deben usar las ecuaciones dadas en este ca pitulo cuando el incendio es pequeno en relacion con la altura del espacio involucrado. Altemativamente, cuando este no es el caso, son mas apropiados metodos como los de los capitu 10sSeccion 10 Capitulo 6 "Practicas de Ventilacion", y Sec cion 2 Capitulo 4"Ca1culos Simplificados Sobre el Crecimiento del Fuego". La siguiente ecuacion se bas a en estudios realizados en e1 Factory Mutual Research (FMR) y es la ecuacion usada para pro duccion de humo en la NFPA 92B. La tasa de produccion de humo (ejes decir., la tasa de arrastre de masa) se puede ca1cular comos (1)
donde
m=
flujo de mas a en la columna a la atura (/kg/s)
Qc = tasa de liberacion de calor por conveccion del incendio (kW) Z = altura por encima del tope del combustible (m) k = factor de pared (Figura 10.5.2) La ecuacion 1 es igual a la ecuacion correspondiente en la NFPA 92B para el valor k = 1. La ecuacion 1 inc1uye una serie de supuestos, de los cuales los mas importantes son: 1 . La punta de la llama esti a una distancia considerable debajo del fondo de la capa de humo. La formula es menos exacta en espacios con cielo raso bajo en relacion a la altura del in cendio en cuestion, aunque aun podria usarse para proveer ca1culos aproxirnativos de la tasa de produccion de humo. 2. Ellecho del incendio propiamente dicho cubre un area cuya longitud y anchura son razonablemente aproximadas. La formula original se baSe'. en el supuesto de un incendio cir cular. El grado de error en la formula aumenta a medida que aumenta la relacion de longitud a anchura. 3. El cielo raso es suficientemente alto para que no sea nece saria una correccion del "origen virtual" del incendio (vease Klote y Milke i para la descripcion de origen virtual). Esto es pertinente cuando el incendio es pequeno en com paracion con la altura del espacio involucrado, como es el caso de pequenos incenclios en recintos 0 en aplicaciones de diseno para atrios y otros espacios de gran volumen.
Altura de las Llamas Se puede obtener un ca1culo razonable de la altura de las llamas visibles 6 de la ecuacion: 7
....:f
=0
t
Vapores inflamables en combusti6n Combustible s61ido descomponiendose y produciendo vapores inflamables
FIGURA 10.5.1 Producci6n de humo de un incendio
l66(Qlk)0,4
(2)
donde Zf=
altura promedio de la llama (m)
~
~
~ Paquete combustib.•. .•.I.e. . . . ~ Paquete combustible i~l
~c;
Paquete combustible sin paredes cercanas,
Paquete combustible cerca a una esguina exterior
k=1
k=f
~~~ Llamas flotantes en el humo
I
~~ p"""
comb,"':
Paquete ccmbustible Paquete combustible cerca a una pared
k=+
Paquete combustible cerca a una esquina interior
k=l4
FIGURA 10.5.2 Factores de pared para localizaciones de paquetes combustibles
CAPiTULO 5
Q liberaci6n de calor del incendio (kW) k = factor de pared (vease Figura 10.5.2) La ecuaci6n 2 es igual a la ecuaci6n correspondiente en 1. La porci6n de convecci6n de la tasa de liberaci6n de calor, Qc, se puede expresar como
NFPA 92B para el valor k
(3)
donde ~ es la fracci6n convectiva de la liberaci6n de calor. La fracci6n convectiva depende de la conducci6n del calor a trayes del combustible y el transportc calorifico radiativo de las lla mas, pero generalmente se usa un valor de 0,7 para~. Los re sultados de la Ecuaci6n 3 para una fracci6n de convecci6n de 0,7 se muestran gnificamente en la Figura 10.5.4.
•
Movimiento del humo en edificios
10-87
con la temperatura central de la columna. La tcmperatura cen tral de la columna es mayor que la temperatura promedio de la columna. Cuando la tempe~atura promedio es aproximadamente igual a la temperatura arnbiente, la presion 0 empuje hacia arriba de la columna es relatlVamente debil. Como la ecuaci6n de arrastre de masa (Ecuacion 1) es para una columna de empuje fuerte hacia arriba, las correlaciones pueden producir respuestas con errores considerabl,es en casos donde la columna tiene una presion baja dirigida hacia arriba, Este topico necesita mas es tudio, pero en ausencia de mejor informacion, se recomienda no usar las ecuaciones de columna cuando el aumento promedio de temperatura es pequeno [menos de 2°C (4°F)]. El aumento de temperatura promedio de una columna para un paquete com bustible sin paredes ceft~anas se muestra en la figura 10,5.4.
Temperatura Promedio de la Columna
Flujo Volumetrico de la Columna
Se han presentado ecuaciones de ingenieria detalladas para co lumnas de fuego. 5 ,6 Se necesita la temperatura promedio de una columna de fuego para expresar la tasa de produccion de hurno como tasa volumetrica en lugar del tasa masica (como en la sec ci6n anterior).
La tasa de t1ujo yolumetrico de una columna es
donde lil tasa de tlujo yol LIilletrico de la columna a la altura z (pies 3 min')
flujo de masa en la columna a la altura z (Ibis) Tp = temperatura promedio de los gases de la columna a la al tura _ {'F)
l' =
donde Tp = temperatura promedio de la columna (0C)
In = tlujo de mas a en la columna a 1a altura z (kgls) Qc Cp
To
=
En unidades SI, esta ecuacion es
tasa de liberaci6n de calor de conveccion del incendio kWKw,) calor especffico de los gases de la columna, 1,00 kj/kgOC temperatura ambiente CC)
La temperatura promedio dc la columna disminuye con el aumento de altura por encima del combustible. Esto se puede obtener recordando que el flujo de masa en la columna aumenta con la altura z. No se debe confundir la temperatura promedio de columna
Aumento prCImedio de temperatu ra AT (OF)
150
102
I
N~
Q)
a:J
20 15
.!l!
10
Donde 0e
10 5 80 iii' Q)
0,70
N~
60
Paquete de combustible cerca de: Esquina interior, k = 'A Pared, k V. ~~-..~ Esquina exterior, k % Sin paredes, k = 1 -
40
Q)
~
:a '(ii ·s
-0
iii
Q)
20
5
C(j
E
0
102
103
104
105
0
(Ii -0
Tasa de Iiberaci6n total de calor, 0 (kW)
FIGURA 10.5.3 Altura de la llama versus tasa de Iiberaci6n de calor del incendio
400 0,70 300
:::J .Q
E 0
<.l
200
. J
(Ii -0
.8 Q)
..0 0
0
OJ
100 ~
~
~
N
ai
// //2000(1900) // //1000 f95O) 500 470)
50
:e, :0 "-ffi
I; 1/ 5000 (4700)
0..
.8
OJ
Q)
-0 a:J
iii' Q)
1,10 000 (9500)
Q)
.!l!
5
Tasa tOlal de liberaci6n de calor, 0: ,25000 kW (24000 Btu!s)
<.l
..0
.':3
E
,m
100
80
100
0
(Ii
1
y 0c
donde k ,,;.
.~
:::J
2
60
0.0711('Qc' z'+0,Q018 Q c
mCa
:0 .Q
40
DT= ,Qc
ai
:e,
Zf= 0.166 (Qclk)OA
E
,m
10
25
:a '(ii 's
103
4
20
m
I N
Tasa total de Iiberaci6n de calor, 0 (BTU!s)
0
o~~~~o o 10
20
30
40
50
60
Aumento pro'Tledio de temperatura, AT (0C)
FIGURA 10.5.4 Aume1to promedio de temperatura de columna
.a
10-88
SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
donde
v'" tasa de flujo volumetrico de la columna a la altura z (m3Is)
v = flujo de masa en la columna a la altura z (kg/s)
Tp = temperatura promedio de los gases de la colunma a la al tura z (0C)
RIESGOS DEL HUl\t10 El humo puede tener efectos perjudiciales sobre las personas, la propiedad (incluyendo la estructura del edificio y sus conteni dos), y la continuidad del negocio. EI efecto de la exposicion al humo d<""Pende de la magnitud de las propiedades de humo (con centracion de diferentes gases, reduccion en la visibilidad, tem peratura y flujo radiante) y la duracion de la exposicion. Las personas expuestas al humo pueden sufrir dano por la exposicion a gases toxicos, temperatura elevada 0 energia ra diante. Los efectos toxicos de los gases en el humo se describen en Purser!and Klote and Milke. I Para exposiciones de corta du radon (en el orden de 1 a 2 minutos), una concentracion de mo noxido de carbono de 0,1 a 0,8 por ciento puede incapacitar a las personas mientras caminan 0 realizan una actividad del mismo grado de esfuerzo. La exposicion a energia radiante de una capa de humo a una temperatura de por 10 menos 160°C (320°F) por un periodo corto (5 a 10 segundos) puede ser suficiente para producir dolor (esta temperatura de una capa de humo proporciona un flujo de calor radiante de aproximadamente 2 kW/m2 [20 Btu/s·pie2], considerando que que el humo sea un cuerpo negro). Alterna tivamente, las personas por 10 general toleran la inmersion en una capa de humo hasta de 100°C (212°F) durante aproxima damente 10 minutos. La reduccion de visibilidad debida al humo puede hacer que las personas que estin siendo evacuadas se desorienten 0 reduz can su velocidad de marcha, aumentando as! la cantidad de tiempo requerida para la evacuacion. Klote and Milke l describen la rela cion entre visibilidad y velocidad de desplazamiento basados en trabajos de Jin. 8 Ademis, la reduccion de visibilidad puede au mentar el riesgo de los ocupantes del edificio a tropezar con obs trucciones 0 caer por encima de las barandas de los baIcones. 9 Los contenidos de los edificios pueden afectarse por la ex posicion a gases corrosivos, material particulado y la tempera tura elevada del humo. Los componentes clectronicos pueden sufrir dano por temperaturas y concentraciones de gas mucho menores que las necesarias para lesionar a las personas. Los equipos electronicos y medios de almacenamiento de datos son especialmente sensibles a temperaturas elevadas, sufriendo dafios a temperaturas tan bajas como 40°C (104°F) para disque tes y 80°C (176°F) para equipos de computadores. El humo puede contener varios componentes corrosivos, ya sea en forma de gases 0 absorbidos por las particulas s61idas. Lo equipos electronicos se pueden danar al exponerse a humo que contenga solamente 0,01 por ciento de HCI 00,1 por ciento de HF, espe cialmente si no se inician las acciones de restauraci6n inmedia tamente despues del incidente. Ya se conoce la contaminacion de alimentos y productos farmaceuticos, cuando se exponen al humo virtualmente de cualquier concentraci6n.
La continuidad de las operaciones de negocios puede estar amenazada despues del incendio, mientras el edificio 0 parte de este esta cerrado para repara.~ion. Esto produce perdidas de in gresos para el propietario del edificio, desempleo temporal para los trabajadores del edificio y perdida de los servicios del nego cio a la comunidad, entre otros efectos.
PRINCIPIOS DEL
MOVIMIENTO DEL HUMO
El humo se traslada desde un area de alta presion hacia una de baja presion. Las diferencias de presion de un espacio a otro pueden se causadas por el empuje hacia arriba del fuego, efecto de chimenea, el viento y fuerz..a de los sistemas de calefaccion, ventilacion y aire acondicionado (HVAC) del edificio. Cuado se presentan varios efectos, el movimiento del humo depende de la combinacion de los efectos, uno de los cuales puede ser dominante.
Humo Caliente Versus Humo Frio La temperatura del humo caliente hace que el humo naturaI mente flote hacia arriba. De esta manera, el movimiento del humo caliente se dirige haci.1 el cielo raso mientras que el aire limpio (0 menos contaminad'J) es atraido a traves de la parte in ferior del espacio. El humcl caliente puede trasportarse a los cuartos 0 corredores adyacen:es, dependiendo del grade de ener gia producida por el incendio y el tamafio de las aberturas co municantes, tales como las ruertas abiertas. La ventilacion de humo y calor de industrias J bodcgas son metodos eficaces de manejo del humo porque el humo es especialmente flotante. Mientras el humo se tral1sporta desde el area de origen, se va enfriando por el arrastre de aire; la transferencia termica del cuerpo del humo a las paredes y cielos rasos a su rededor; y las perdidas de energia radiante hacia las inmediaciones. Cuando el humo de un incendio fluye a traves de una relativamente pequena, el arrastre de aire fresco sobre el lado no expuesto tiende a enfriar el humo raridamente. Cuando el escape es a traves de aberturas mas gral1des, puede haber menos arrastre proporcional a la masa de movimiento de humo en esas uniones y, por 10 tanto, el enfriamien';o es mas lento. Cuando la mezcla y otras fonnas de transferencia de calor han disminuido significativamente la temperatura del humo, el efecto de la fuerza de empuje hacia arriba es moderado. En estos casos, el efecto chimenea, el viento y los sistemas meca nicos de HVAC 0 de movimiento de aire se convierten en las fuerzas principales de cont:ol que afectan el movimiento el humo. En consecuencia, el movimiento de humo fresco es esen cialmente igual al movimien to de cualquier otro contaminante. Cuando el humo se tras"ada de un area del edificio a otra a traves de un pasaje oculto, como un conducto, chimenea, 0 caja de escaleras, hay muy poco I) ningun enfriamiento por arrastre. En estos casos, el enfriamien:o se limita a la perdida de calor por conduccion del humo en movimiento por el material del con ducto. Con frecuencia, esta perdida es poca, y el humo caliente se puede transportar a distancias considerables en estos pasajes ocultos con s610 un pequeno enfriamiento.
CAPiTULO 5
EI humo se puede comportar en los edificios altos de manera muy diferente que en los bajos. En edificios bajos, las influen cias del fuego, como el calor, el movimiento de conveccion, y las presiones del incendio, son generalmente los factores princi pales quc causan el movimiento del hmuo. Las pnicticas de ex traccion de humo y ventilacion reflejan este comportamiento. En edificios altos, estos mismos factores se complican por el efecto chimenea, que es el movimiento vertical natural del aire a traves del edificio causado por las diferencias de temperaturas y densidades entre el aire interior y el exterior. Este efecto chi menea se puede convertir en un factor importante del movi miento del humo y de las caracterfsticas de disefio de construccion que se usen para combatir ese movimiento. Los factores predominantes que causan el movimiento del humo en edificios altos son: el efecto de chimenea, la influencia de las fuerzas del viento exterior, y el movimiento de aire for zado dentro del edificio. Las dos partes siguientes de este capi tulo describen el movimiento teorico natural del aire, que es afectado por el efecto chimenea y las fuerzas del viento exterior. EI movimiento forzado del aire causado por el equipo de movi miento de aire del edificio se presenta en otros capitulos de este Manual, pero se debe tener en cuenta que el movimiento de aire puede ser afectado considerablemente por los sistemas mecani cos de edificio. Muchas soluciones de diseno al problema de sostenibilidad usan la operacion de emergencia de los sistemas mecanicos.
Circulacion a Traves de Aberturas Cuando existe una diferencia de presion a traves de una grieta, brecha, separacion u otra abertura, se produce una corriente desde ellado de presion mas alta hacia e1lado de presion mas baja. Generalmente se usa la ecuacion de orificio para describir este flujo:
Movimiento del humo en edificios
10-89
area de flujo (llamada tambien area de escape 0 filtra cion) (pies2) LIp diferencia de presion a 10 largo del trayecto (pulgadas de agua) En unidades SI la ecuacion es A
Movimiento del Humo en Edificios Altos
•
=
v = O.839A.JM' donde
v
tasa de flujo vnlumetrico por el trayecto (m3/s) area de flujo (Lamada tambien area de flltracion cape) (m2) LIp = diferencia de presion a 10 largo del trayecto (Pa)
A
0
es
Efecto de Chimenea En condiciones normalt::s, el efecto chimenea puede representar la mayor parte del mo, imiento natural de aire en los edificios. Durante un incendio, e' efecto chimenea es con frecuencia res ponsable de la amplia distribucion de humo y gases toxicos en edificios altos. EI efecto chimenea "normal", presente cuando la tempera tura interior es mayor qle la temperatura del aire exterior, se ca racteriza por una corriente fuerte desde el primer piso hasta el techo de un edificio alto. La magnitud de este efecto chimenea es funcion de la altura del edificio, si las paredes exteriores son hermeticas, la filtracion de aire entre los pisos el edificio, y la di ferencia de temperatura entre el interior y el exterior del edificio. Para ilustrar el principio del efecto chimenea, considere mos el esquema de una..:aja con una sola abertura cerca al fondo y otra cerca al tope, como se muestra en la Figura 10.5.5. La co rriente natural teorica entre las dos aberturas es causada por la diferencia de peso de la columna de aire dentro de la caja y el de una columna de aire correspondiente de las mismas dirnensiones fuera de la caja. La magnitud de la corriente natural teorica se puede ca1cular usando Ia siguiente formula:
V CA~2~P
AP
2.96HB"p
(~) - ~)
donde V tasa de flujo volumetrico por el trayecto (m3/s) C coeficiente de flujo adimensional A area de flujo (Hamada tambien area de filtracion cape)(m2) Llp= diferencia de presion a 10 largo del trayecto (Pa) p = densidad del gas en el trayecto (kg/m 3)
0
~.~
es
h2 H
Dentro del contexto de flujos a traves de brechas 0 separaciones alrededor de puertas y a traves de grietas en las construcciones, el coeficiente C general mente es de 0,6 a 0,7. Para una densi dad estandar de aire de p 1,20 kg/m3 (0,075 Ib/pie3) y para C = 0,65, la ecuacion de flujo anterior se puede expresar como
V = 2610Afip donde
v= tasa de flujo volumetrico a 10 largo del trayecto
3 (pies /min)
~ I
} DP
(a)
(b)
FIGURA 10.5.5 Movimientos de aire causados por (a) presion y (b) Localizaclon de plano de presion neutra en una estructura sin barreras horizontales y con las dos aberturas que se muestran
10-90
SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
donde
LIp = diferencia teorica de presion (pulg. de agua) H = Distancia vertical entre la entrada y la salida (pies) B 0 = presion barometrica (pulg. de mercurio) To = temperatura del aire exterior (F) p = densidad del aire a OaF y 1 atmosfera de presion (lb/pie 3) Asumiendo los valores de Bo = 29,9 pulg. y p = 0,0862 Ib/pie 3 , esta expresion se reduce a
hubiese una abertura a este nivel, el aire no se moveria hacia adentro ni hacia fuera. La localizacion del plano de presion neu tra en una estructura sin barreras horizontales y con las dos aber turas que se muestran en la Figura 10.5.5 se puede determinar por la siguiente relacion:
Donde hI Y h2= distancias desde d plano de presion neutra a la aber
El movimiento vertical del aire en un edificio es causado por esta corriente natural, 0 efecto chimenea. La magnitud del efecto chimenea depende de la diferencia entre las temperaturas intema y extema y de la distancia vertical entre aberturas. Si la temperatura interior y la exterior son iguales (T; = To), no hay movimiento natural de aire. Cuando To es menor que Ti. el aire se mueve verticalmente hacia arriba, con la abertura inferior ac tuando como entrada y la abertura superior como salida. Cuando To es mayor que Ti ocurre un efecto de chimenea in verso En este caso, la abertura superior es la entrada y la aber tura inferior se convierte en salida. La Parte (b) de la Figura 10.5.5 ilustra las presiones que causan estos movimientos. En esta figura, asumiendo que To = Ti , la presion exterior sera mayor que la presion interior en la abertura inferior. Por 10 tanto, el aire exterior es forzado hacia el interior del edificio en esa abertura. Como la presion exterior en la abertura superior es menor que la presion intema, hay una diferencia de presion negativa en ese lugar, 10 que empuja el aire interior hacia el exterior. Basandose en principios elementales de ingenieria, se asume que la distribucion de presion entre estos dos lugares es lineal. Si hubiese una abertura en la pared exterior en una region de presion positiva, el aire fluiria hacia el interior del edificio. Una abertura en una region de presion negativa haria que el aire fluyera hacia el exterior del edificio. El plano de presion neutra indica donde son iguales las presiones interiores y exteriores. Si
turas inferiores y superiores respectivamente Al y A2 = areas de seccion transversal de las aberturas infe riores y superiores respectivamente T; y To = temperaturas aesolutas del aire dentro y fuera del edificio respectivamente La magnitud de las presiones creadas por el efecto chime nea esta descrita en la ecuacion
TABLA 10.5.1 Areas de perdida tipicas de paredes y pisos de edificios comerciales"
Elemento de construcci6n
Hermetismo
Relaci6n de area b
----~--~~~------------
Paredes exteriores del edi ficio (incluye fisuras de construcci6n, fisuras al rededor de ventanas y puertas)
Hermetica Promedio Holgado Muy holgado
0,50 0,17 0,35 0,12
Paredes de cajas de esca leras (incluye fisuras de construcci6n pero no fi suras alrededor de ven tanas 0 puertas)
Hermetico Promedio Holgado
0,14 X 10-4 0,11 X 10-3 0,35 X 10-3
Paredes de pozos de ele vadores (incluye fisuras de construcci6n pero no fisuras alrededor de puertas)
Hermetico Promedio Holgado
Pisos (incluye fisuras de construcci6n y espacios alrededor de penetraciones)
Hermetico C Promedio Holgado C
X
X X X
10-4 10-3 10-3 10-2
Altura(m)
co
30.5 61 91 122 1.2 r-----------,,..-------;-"'7""------, 300
::::l
g'1.0
~ Ol
:;
-; o
:~
:§
AP= 7.63 H(IITo-IITi), donde AP = eleeto ehimenea - H = altura (pies) '-----'-'j-----"----"-'-:/"--.--
250
To = temperatura externa ("R) .8 ' T; = temperatura interior ('R~,7'-0,,-,,--,,-:;----[-:/'-,---,-.....+ equivalen,te a 72'F
oX
.6
co D...
6
200
~
'E
·-.. ·-+,-,,·---·-~~-+·---·~150:~
,,<:J<:J
""0
c '\{ .4 r-'--"--""-'+/ ~---,-,--~~-··-··,·----..~··- ..·~-------1100 :~
~
c '0 '00
0..
~ D...
100
200
300
400
Altura (pies)
FIGURA 10.5.S Efecto chimenea debido a la altura y diferencia de temperatura roC (OF-32) x %j
=
0,18 0,84 0,18
X X X
10-3 10-3 10-2
AlA, 0,66 0,52 0,17
X X
X
10-5 10-4 10-3
aRelaciones de area de flujo para C = 0,65 a 0,3 pulg. HP (75 Pal, b A es un area de f1ujo, Awes area de pared, y At es area de piso,
Va/ores de re/aciones de area 'Jasados en medidas mediciones de presurizaci6n en editicios por iamura and Wi/son,11 Tamura and Shaw, 12-14 y Shaw, Reardon and Cheung. 15 cValores extrapolados de hermetismo promedio de pisos basad os en rango de hermetismo de los otros elementos de construcci6n.
CAPiTULO 5
donde ilp
El examen de la Figura 10.S.6 ilustra las diferencias im portantes entre edificios altos y bajos en relacion con el movi miento de aire por efecto chimenea. Por ejemplo, asumamos que un incendio desarrolla una presion de 0,06 pulg. de agua (IS Pa) en un compartimiento, la temperatura exterior es 10°C (SO°F) menor que la temperatura interior, y el incendio ocurre en el mismo nivel de la abertura inferior. La curva T; 10°C (SO°F) indica que si la salida superior estuviese aproximada mente 12 m (40 pies) por encima del fuego, la presion de chi menea de la entrada equilibraria la presion producida por el fuego. Un edificio de mas de 12 m (40 pies) de altura produci ria una presion de chimenea mayor, y, teoricamente, el aire ex terior se introduciria en el edificio.
Presi6n de la columna Presi6n del suelo Presi6n exterior
Diferencia de presi6n entre el piso y el aire exterior.
FIGURA 10.5.7 Garacteristicas de diferencia de presion de un edificio en el cualla aceion de chimenea causa movimiento de aire
--- -
10-91
La succion teorica descrita en la Figura 1O.S.S y la diferencia neta de presion presentes en un edificio real es modificada por la presencia de pisos y divisiones. Estas barreras impiden el mo vimiento libre del aire, aunque puede ocurrir una corriente con siderable a traves de las aberturas en los conjuntos. La magnitud y localizacion de las areas de perdida en un edificio varian naturalmente con la funcion y tipo de construc cion el edificio. El National Research Institute of Canada (NRCC) realizo estudi0s de hermetismo de las principales divi siones en cuatro edificios que variaban de 9 a 44 pisos de altura. Las medidas se usaron para modelos computarizados de movi miento de aire para un edificio simulado de 20 pisos con una di mension de plano de piso de 36 por 36 m (120 por 120 pies) y un altura de piso a piso de 3,6 m (12 pies).l0 Los datos de NRCC se dan en la Tabla 1O.S J en forma de relacion dcl area de fuga con el area de superficie del componente el edificio. Estas areas de perclida son suficientes para permitir un mo vimiento sustancial de "cire por el edificio. La mayor parte el aire fluira en los pozos vert icales, como cajas de escaleras y ascen sores. Algunos fluiran verticalmente de un piso a otro a traves de las aberturas menores en el conjunto de piso-cielo raso. Este movimiento de piso a PJ so es causado siempre por diferencias de presion entre los pisos. La Parte (a) de la Figura 10.5.7 ilustra las caracteristicas de diferencia de presion d~ un edificio en el cual el efecto chime nea causa movimiento de aire. Los declives de las lfneas de pre sion representan las diJerencias entre dos regiones a la misma altura. El flujo de aire ie una region a otra esrn ilustrado en las direcciones de flujo de aire representadas por las flechas en la Parte (b) de laFigura ItS.7.
Efectos del Viento (b)
(a)
Movimiento del humo en edificios
Influencia de Pisos y Divisiones
diferencia de presion (pulg. de agua) To temperatura del aire exterior eF) Ti temperatura del aire interior (OF)
Diferencia de presi6n entre el piso y la columna
•
Viento
~~I~~~I~ .. 4,,~,~O~lr~~I'.\r-'~;C~I~~I.,~,~,~O~1r~~,.~.
Elevaci6n
FIGURA 10.5.8 Distribuci6n de presion del aire par los cuatro costados y techo de un edificio
El viento es otro factor importante que influye en el movi miento del humo. De 'lUevo, los edificios altos y los bajos se comportan de manera diferente al respecto. La Figura 1O.S.8 ilustra la distribucion de la presion de aire por los cuatro costa dos v el techo del edificio. La vista de plano de las presiones mue~tra que la pared ie barlovento esta sometida a presion hacia adentro mientras la pared de sotavento y las dos paredes laterales tienen una pr;sion hacia fuera, 0 succion. El techo plano tiene presion hac ia arriba, con la cantidad maxima en el borde de barlovento. Estas presiones scm causadas por el movimiento de una masa de aire por encima y alrededor de la estructura. Un edifi cio bajo y ancho causaa el mayor volumen de aire en movi miento sobre el techo, ~on un menor volumen correspondiente de movimiento de airellrededor de los lados. Un edificio, alto y estrecho, por otra pate, hara que el mayor volumen de aire siga la mta de menor resistencia alrededor del edificio, con menos movimiento sobre la parte superior. Las velocidades de estos movimientos son la causa principal de la cantidad y direc cion de las presiones sl,bre el edificio. Las velocidades y direcciones del viento varian sobre todas las caras (fachadas) del edificio. Los efectos mas importantes son:
10-92
SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
1. Velocidad del viento: A mayor velocidad del viento, mayo res los efectos de las dos influencias siguientes. 2. Efecto del suelo: A menos que este influenciadoido por dis tribuciones inusuales de las estructuras 0 el terreno, la mc cion y turbulencia que ocurren cuando el aire se mueve sobre el suelo producen la velocidad menor a nivel del suelo y aumentan a medida que la altura se incrementa. 3. Estructuras: Los edificios y otros elementos artifieiales 0 naturales, como los arboles, pueden producir efectos loca lizados que aumentan, reducen 0 alteran la direceion de la fuerza del viento.
EI efecto de las presiones y succiones del viento modi fica el movimiento natural del aire dentro de un edificio. Por ejem pIo, la presion negativa sobre el techo de un edificio alto puede tener un efecto de aspiracion sobre un pozo vertical abierto a nivel del techo. Esto puede hacer que la corriente que se ob serva sea mayor que la corriente teorica que se muestra en la Fi gura 10.5.9. Las presiones horizontales y succiones pueden hacer que
Plano de
,-3-1-"';'-"ift--- presion neutra
//
Pozo vertical de escalera, elevador 0 de servicio Viento insignificante
-Viento
-Viento
/
Pozo vertical de escalera, elevador 0 de servicio Viento considerable
FIGURA 10.5.9 Influencia de la aceion del viento sabre el movimiento de aire en un edificio. N6tese como el plano de presion neutral cambia de lugar par todo el edificio en presencia de viento significativo.
se muevan los pIanos neutros en las paredes exteriores. La pre sion positiva del viento tiende a elevar el plano de presion neu tra, mientras que la presion negativa 10 hace bajar. La 10.5.9 ilustra la influencia de la accion del viento sobre el mo vimiento del aire en un edificio.
MANEJO DEL HliMO El termino manejo del humo, como se usa en esta seccion, abarca todos los metodos que se pucden usar solos 0 en combinacion para modifiear el movimiento del humo para beneficio de los ocupantes 0 bomberos 0 para reducir el dano a las instalaciones. La compartimentacion, diluci )n, corriente de aire, presurizacion y flotabilidad del humo mism) se pueden usar solas 0 en combi naeion para manejar el riesgo del humo en los incendios.
Compartimentacion Las barreras como paredes, dvisiones, pisos y puertas con sufi ciente resistencia al fuego para permanecer efectivas durante la cxposicion a un incendio tie aen una larga historia de proveer proteccion contra la propagacion del incendio. Estas mismas barrcras proporcionan un grado de proteccion contra el humo a espacios lejos del incendio. Muchos codigos, como el NFPA 101 ,Oi) "Codigo de Seguridad .Ie Humana"® y NFPA 105, "Prac tica Recomendada para la IImtalacion de Conjuntos de Puertas de Control de Humo", proveel criterios especificos para la cons truccion de barreras contra humo, incluyendo las puertas y com puertas contra humo en estas batTeras. La cantidad de fuga de humo a traves de estas barrer is depende del tamafio y forma de las vias de en la barrera y de la diferencia de presion a 10 largo de la via de fuga. No existe un metodo ar alitico fonnal para determinar la tasa de fuga de humo a traves de las barreras y los grados de pe Jigro resultantes en las areas a proteger. Se puede hacer un cal culo de primer orden aproxirrado de la fuga usando la ecuacion de flujo a traves de una abertura. Las areas de perdida tipicas en las barreras estan relacionadas en la Tabla 10.5.1. Se pueden obtener calculos de areas de ;:scape para espacios alrededor de las puertas teniendo en cuenta las dimensiones de las rutas alre dedor de las puertas. Cuandc hay varias pasos de perdida 0 es cape se puede determinar el area efectiva de filtracion siguiendo los metodos de Klote and Mi,fke. l En lugar de usar la ecuacion algebraica simple, los model,)s de transporte de fuego y humo pueden aplicarse a la filtracion de humo a traves de barreras (aunque estos todavia requieren la informacion sobre el tamafio de las pasos de perdida). La evaluaci6n total del impacto de estas filtraciones requiere co aocer la toxicidad del humo 0 un valor nominal supuesto de la concentracion aceptable de humo en los espacios protegidos. Se necesitan esfuerzos adicionales para mej orar el conocirniento de las capacidades y confiabilidad de las barreras pasivas para mlximizar la utilidad de este metodo antiguo y fundamental de manejo del humo.
Dilucion La dilucion del humo se cono'~e tambien como purga, remocion,
CAPiTULO 5
exhaustaci6n 0 extracci6n de humo. Se puede usar la diluci6n para mantener una concentraci6n de humo aceptable en un com partimiento sujeto a infiltraci6n de humo de un espacio adya cente. Esto puede ser eficaz si la tasa de filtraci6n de hurno es pequefia comparada con el volumen total del espacio protegido o con la tasa de aire de aire de purga que se suministra y se ex trae del espacio. La diluci6n tambien puede ser beneficiosa para los bomberos en la remoci6n del humo una vez que el incendio ha sido extinguido. Algunas veces, cuando se abren las puertas, el humo fluye hacia las areas que deben estar protegidas. Ideal mente, las puertas se abririan solamente por cortos periodos du rante la evacuaci6n. EI humo que ha penetrado en espacios lejanos de incendio se puede purgar suministrando aire exterior para diluir el humo. Algunas expectativas pueden no ser realistas en relaci6n con 10 que puede lograr la diluci6n en el espacio del incendio. No evidencia te6rica 0 experimental de que el uso de sistemas HVAC de un edificio para la diluci6n de humo produzca una mejora significativa en las condiciones de sostenibilidad del es pacio. Aunque los sistemas HVAC promueven un grado consi derable de mezcIa de aire dentro de los espacios que sirven, los incendios en edificios producen grandes cantidades de humo. Por 10 tanto, la diluci6n del hurno por un sistema HVAC en el cs pacio del incendio generalmente no produce ninguna mejoria practica en la condiciones de sostcnibilidad de espacio no se deben usar los sistemas de purga de hurno para mejorar las con diciones de riesgo en el espacio del incendio 0 en espacios co nectados a estos por aberturas grandes. EI siguiente es un analisis simple de la diluci6n de humo en espacios donde no hay incendio. En el momenta cero (t = 0), un compartimiento esta contaminado con una concentraci6n mi nima de humo, y no penetra 0 se genera humo adicional dentro del compartimiento. Ademas, asurne que el contaminante esta distribuido uniformemente por el espacio. La concentraci6n de contaminante en e1 espacio se puede expresar como
donde
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Movimiento del humo en edifie/os
10-93
aquellos relacionados con el limite de tolerancia. De acuerdo con su observaci6n, un area puede considerarse "razonable mente segura" respecto al oscurecimiento por humo si su at m6sfera no esta contaminada por la atm6sfera reinante en el area incendiada inmediata hasta un grado mayor a I por ciento. Como puede estar involucrado un amilisis de toxicidad y la di luci6n reduce las concentraciones de componentes t6xicos del humo 10 mismo que mejora la visibilidad, se puede hacer !ill ana lis is de primer orden basado en el oscurecimiento por humo.
EJEMPLOS: Purga del hurno dcspues de la extinci6n del in cendio. 1. Despues de quc los bomberos hayan extinguido el incendio, el hurno se debe eliminar rapidamente para que se pueda hacer la inspecci6n y determinar si el incendio se extingui6 totalmente. Si el ;;istema HVAC para el hurno tiene capa cidad para una tasa de diluci6n de seis cambios de aire por hora, cuanto se tardara reducir la concentraci6n de hurno a I por ciento del v2llor inicial? La tasa de diluci6n, G, es 0,1 cambios por minuto, y CjC es 100. t = 1110 loge (100) = 46 minutos para purgar el humo a I % del valor inicial. 2. Teniendo en cuema la intenci6n del departamento de bom beros de inspeccionar el area rapidamente, este largo tiempo de purga [Ceria excesivo. Si los bomberos quieren que el espacio se lJurgue en 10 minutos ,r,Que tasa de dilu ci6n se necesita? EI tiempo de diluci6n, t, es 10 minutos, y CjC es 100.a = IiI 0 loge (100) 46 cambios por minuto (28 cambios por hora). En realidad, es imposible asegurar que la concentraci6n de contaminante sea unifc,rme en todo el compartimiento. Debido a la flotabilidad, es posible que las mayores concentraciones tiendan a estar cerca al cielo raso. Por 10 tanto. la entrada de !ill ductotubo de escape simada cerca del cielo raso y una salida de suministro situada cerca del pi so probablemente diluiran el humo mas rapidamente que 10 indicado en las ecuaciones ante riores. Se debe tener cuidado al situar los puntos de alimenta cion y extracci6n para evitar que el aire de alimentaci6n sople hacia el orlficio de ext'acci6n y ponga en corto circuito la ope raci6n de diluci6n.
Co
concentraci6n inicial de contaminante concentraci6n de contaminante en el momcnto t a = tasa de diluci6n en numero de cambios de aire por mi nuto tiempo despues de que el hurno cesa de entrar en el es pacio 0 tiempo despues del cual se ha detenido la pro ducci6n de hurno (minutos) e = constante, aproximadamente 2,178 C
Las concentraciones Co y C se debcn cxprcsar en las mis mas unidades, y pueden ser cualquier unidad adecuada para el contaminante individual en consideraci6n. McGuire, Tamura, and Wilson l6 evaluaron los niveles maximos de oscurecimiento en varios pruebas de incendio y diferentes criterios propuestos para niveles tolerables de oscurecimiento por humo. Basados en esta evaluacion, determinaron que los niveles maximos de 08 curecimiento por humo son mayores en un factor de 100 que
Presli rizaci6n Los sistemas que usan )resurizaci6n producida por ventiladores mecanicos se conocen como sistemas de control de humo en la NFPA 92A. La presurzaci6n produce flujos de aire de alta ve locidad en los pequefios espacios alrededor de las puertas cerra de construcci6n. Los sistemas de das y en las presurizacion mas corrunmente usados son las escaleras presu rizadas y control de kmo zonificado. Rara vez se usa el con trol de humo en elevadores, aunque el interes en el control de hurno en elevadores pLede aurnentar con el interes en el uso de elevadores como parte de los medios de escape para toda la po blaci6n del edificio 0 parte de ella. Se puede aplicar en programa sin patente, CONTAM j 7 para evaluar las diferencias de presi6n provistas por un sisterr a de control de hurno. Muchas escaleras presurizadas se proveen con el fin de
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SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
mantener un ambiente sostenible dentro de la ruta de escape en caso de incendio del edificio. Por 10 tanto, la caja de la escalera presurizada esta disefiada para limitar la cantidad de migracion de humo hacia la caja y no con el objeto de mantenerla tamente libre de humo. Las tres preocupaciones principales de disefio de cajas de escaleras presurizadas son: 1. Diferencias de presion variables que ocurren sobre la altura de la caja de escalera 2. Grandes fluctuaci ones causadas por puertas que se abren y cierran 3. Localizacion de entradas de surninistro de aire y ventiladores Intuitivamente, pareciera que las diferencias de presion entre la caja de escalera y el edificio serian aproximadamente las mismas por toda la altura de la caja. Desafortunadamente, este no es el caso. En un edificio sin filtraciones verticales a traves de los pisos 0 pozos que no sean las de la caja de escaleras, el perfil de presion es lineal. Naturalmente, los edificios reales tie nen otros pozos (elevadores, conductos de tuberias, etc.) y tam bien tienen conjuntos de pisos que no son hermeticos. Sin embargo, este caso es uti! porque representa el mayor desafio en la formulacion de un disefio porque su diferencia de presion mi nima es menor que la de los edificios con configuraciones de filtraciones mas realistas y su diferencia de presion maxima es mayor que la de otras configuraciones de filtracion. Existe una solucion en forma de ecuacion algebraica para determinar las diferencias de presion en una caja de escaleras sin tener en cuenta el movirniento vertical de aire en el edificio. De 10 con trario, se requieren analisis computarizados para inc1uir los efec tos de disposiciones de filtracion en edificios mas complicadas. Cuando se abre una puerta en una caja de escalera presuri zada, la diferencia de presion a traves de las demas puertas ce rradas puede disminuir dramaticamente. Las dos c1ases de conceptos de disefio que se han usado para tratar este problema son el desahogo de sobre-presion y el control de realimentacion. Un sistema de desahogo de sobre-presion que ha llamado la atenci6n por ser sencillo y de bajo costa es el "Sistema Cana diense". Las caracteristicas esenciales de este sistema son que el airi! se suministra por medio de uno 0 varios ventiladores a tasas de flujo de aire relativamente constantes, y la puerta exterior del primer piso de la caja de la escalera se abre automaticamente cuando se activa el sistema. Este sistema elirnina la fuente de las fluctnaciones de presion mas graves: la apertura y cierre de la puerta exterior. Hay inquietudes sobre la localizacion de entradas de sumi nistro de aire cerca de las puertas exteriores del primer piso de la caja de escaleras. Si la entrada de suministro esta situada cerca de esta puerta, es posible que gran parte del aire de suministro fluya directamente a traves de la puerta exterior cuando esta se abre, comprometiendo el sistema de presurizaci6n de la caja de la escalera. Se cree que situando las entradas solamente a un piso de distancia de las puertas exteriores se elimina este riesgo. A finales de los arros 1960, surgio el concepto de "empare dado (simdwich) de presion" 0 "control de humo por zonas". Este consistia en extraer el aire del piso del incendio y presurizar los pisos circundantes para limitar al pi so del incendio el movi miento del humo creando diferencias de entre los nive
les de los pisos. De acuerdo al concepto de control del humo por zonas, un edificio puede dividirse en varias zonas de hurno, se parada cada una de las otras por divisiones y pisos. Una zona de control de hurno puede ser de un piso, mas de un piso, 0 parte de un piso. En caso de incendio se pueden usar las diferencias de presion y flujos de aire producidos por los ventiladores mecani cos para restringir la propagacion del hurno a la zona de origen del incendio, 0 a la zona de humo. Uno de los factores que afec tan el desempefio exitoso de un sistema de control de humo por zonas es la identificaci6n exacta de la zona de origen. Por 10 tanto, los dispositivos de accionamiento de alarrna de incendio usados para poner en accion el sistema de control de hurno por zonas deben escogerse cuidadosamente. Una falla en la identifi cacion correcta. de la zona de incendio puede provocar la presu rizaci6n positiva de la zona del incendio, 10 que puede fomentar la propagacion del humo a las otras zonas. Cuando se usa el contrOl de humo por zonas, se la integracion cuidadosa de zonas humo, batteras y dispositivos de activacion. Las barreras fisicas (paredes y pisos) deben coinci dir con la definicion espacial de la zona de control de humo. Cuando se usan equipos HVAC para suministrar extraccion de las zonas del HVAC deben coincidir con las zonas de hurno. Si se usan dispositivos de activacion de alarmas 0 alarma de flujo de agua para rociadore~ para activar el sistema de control de humo por zonas, las zona" de estos sistemas deben coincidir con las zonas de control de humo. Debe advertirse que el disefio del sistema de control de humo por zonas no hene por objeto mejorar las condiciones en la zona del incendio. La cOllcentracion de humo en esta zona puede hacerla insostenible. En consecuencia, con sistemas de control de humo por zonas, los ocupantes del edificio deben eva cuar la zona donde ocurre el i ncendio 10 mas pronto posible des pues de que se ha detectado el incendio.
Corriente de Aire La corriente de aire se ha usado extensamente para manejar el humo de incendios en tlineles de trenes subterraneos, ferrocarri les y carreteras. Se necesitan grandes tasas de flujo de aire para controlar la circulacion de h'Jmo y estas tasas de flujo pueden aportar oxigeno adicional al itlcendio. Debido a la necesidad de controles complejos y grandes flujos de aire, la circulacion de aire no se usa mucho en los edificios. El problema de control consiste en que hay flujos muy pequeftos cuando se cierra una puerta, y despues esos flulos aumentan significativamente cuando esa puerta se abre. Thomas 18 determino que el flujo de aire en un corredor donde hay un incendio puede evitar casi totalmente que el humo fluya en direccion opuesta al incendio. Como se ilustra en la fi gura lO.5.S, el humo forma Lna superficie que se inclina en di recci6n de la corriente de aire entrante. Se cree que la difusi6n molecular produce la transferencia de cantidades muy pequefias de hurno, produciendo solarrente un olor a hurno, pero ningun riesgo contra la corriente. Ha'{ una velocidad minima por debajo de la cual el hurno fluye con~ra la corriente, y Thomas 18 desa rro1l6 la siguiente relacion enpirica para esta velocidad critica. Esta re1acion, calculada a un", densidad del aire de 0,OSllb/pie3 y temperatura de 27°C (SI OF), es
CAPITULO 5
E
Vk = 5,68 ( W
)113
donde Vk
velocidad critica del aire para evitar la contracorriente de humo (pies/min.) E tasa de liberacion de dentro del corredor (Btu/hora) W = anchura del corredor (pies) =
Esta relacion se puede usar cuando el incendio esta locali zado en el corredor 0 cuando el hurno entra al corredor por una puerta abierta, una rejilla de transferencia de aire u otra abertura. Las velocidades criticas calculadas son aproximadas, porque se uso solamente un valor k aproximado. Sin embargo, las yeloci dades criticas de esta reladon son indicativas de la clase de ye locidades de aire requeridas para evitar la contracorriente de humo de incendios de diferentes magnitudes.
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Movimiento del humo en edificios
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donde estos sistemas se emplean incluyen atrios, arcadas, gale nas comerciales cubiertas, escenarios deportivos y salas de ex hibici6n. Generalmente, estos sistemas de flotabilidad se usan para espacios con alturas desde el suelo al techo de por 10 menos 10 metros (33 pies). Se pueden usar los siguientes metodos para manejar e1 hurno en gr'dIldes espacios.
Llenado de Humo. E5.te metodo eonsiste en dejar que el humo Ilene el espacio de gra n volumen mientras los ocupantes eva euan el atrio. Este metoda se apliea solamente a espaeios donde el tiempo de llenado de hurno es sufieiente para perrnitir la toma de decisiones y la e\~lcuaci6n. EI tiempo de evacuaci6n se puede calcular por medio del analisis de movimiento de perso nas. 19':O El tiempo de llenado de humo se puede ealcular por medio de modelos de incendio computarizados 0 con las eeua ciones de tiempo de llenado de la NFPA 92B.
EJEMPLOS: Oilculos aproximados de flujo de aire para un vano de puerta. 2. Thomas 18 indicaba que su relacion de velocidad cntica se puede usar para obtener un c{l1culo aproxirnado para vanos de puertas. Una habitacion totalmente incendiada podria tener una tasa de liberacion de energia del orden de 8 x 106 Btu/hora. i:,Que caIculo de velocidad critica se obtiene de la ecuacion de Thomas para una puerta de 0,9 m (3 pies) de anchura?
Vk =
5,68(8 X 106/3)113 = 800pies/min
Si la puerta tiene un area de 1,9 (20 pies2), esto daria un 3 3 flujo de 0,76 m /s (1600 pies /min). 2. Podria ser apropiado considerar un incendio mas pequeno, como el de una cesta de papeles, para muchas situaciones. i:,Que tasa de flujo indica la relacion de Thomas que se ne cesita para evitar la contracorriente para la puerta en el Ejemplo I? Un incendio en una cesta de papeles tiene una tasa de liberaci6n de energia cercana a 0,5 x 106 Btu/hora /146 kW).
l'k =
FIGURA 10.5.10 Extracci6n de humo del atrio para mantener una altura Ihore de humo Extracci6n del arn~. V (Hi' ples3 /min)
o
Para un area de puerta de 1,9 de 2,8 m 3/s (6000 pies 3/min).
(20 pies
),
darla un flujo
Flotabilidad en Grandes Espacios La flotabilidad de los gases calientes de la combustion se em plea en sistemas de manejo de humo accionados por ventilado res 0 no propulsados en espacios de gran volumen. Los espacios
6
8
10
12
zt + 0,0018 Q:
600
v=_m:.:..·~.:....::.~ 500
150
"iil' .~
I
400 S N
N
~ ~ <{
50
~
~
100
~
En cualquier disefio de manejo de hurno con corriente de aire, debe tenerse en cuenta el efecto de suministrar la cantidad de aire fresco de acuerdo a las necesidades del incendio. Ademas, la corriente de aire debe extraerse en algUn punto corriente abajo.
4
200
5,68(0,5 X lO6/3)1/3 = 300pies/min (1,5 mls) 2
2
~~
300
kW (24 000 Blu/s) (9500) (4700) (1900)
0 1000
2COO
~
::l
d, Hbe,."60 d, o.loe, Q
_______ 25 000 =----10 000 ~ 5000 2000
0
:lE
3000
4000
5000
200 ~ 100 0 6000
Extracci6n el atrio, V (m3/s)
FIGURA 10.5.11 Extracci6n del atrio necesaria para man tener una altura libre para varias tasas de liberaci6n de calor
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SECCIOI\J 10 •
Confinamiento de los Incendios
Altura Libre Inestable con Extraccion de la Capa Superior. Este metodo consiste en proporcionar suficiente tasa de extrac cion de humo desde la parte superior del atrio para retardar el descenso de la capa de humo y permitir que los ocupantes tengan tiempo suficiente para la toma de decisiones yevacuacion. Este metodo requiere un am'ilisis de movimiento de personas y anali sis del proceso de llenado de humo con un modelo de incendio. Altura Libre Estable con Extraccion de la Capa Superior. Este metodo consiste en extraer el humo de la parte superior del atrio para obtener una altura de claridad estable para un incen dio estable (Figura 10.5.10). EI amilisis de disefio de este sis tema se basa en el hecho de que el flujo de masa del humo que entra en la capa superior de humo es igual al de la extraccion. Para un paquete combustible lejos de las paredes, las tasas de flujo de aire de extraccion se muestran en la Figura 10.5.1 L Los mode1os computarizados de incendio son e1 ASET,21 ASET-B,22 el Modelo BRI,23 FIREFORM,24 CCFM,25 Y CFAST. 26 La Universidad de de Maryland ha modificado el CCFM, especificamente para el disefio de manejo de hlunO en atrios. 27 Ioglar-Billoch y Mowrer 8 desarrollaron un modelo, el FIRE-MD, para evaluar el impacto de la ventilacion mecanica 0 natural sobre la posicion 0 las propiedades de la capa de humo. Bukowski,29 Friedman,30 Iones,31 Mitler y Rockett?2 y Quin tiere,33 ofrecen descripciones de modelos de zona. Klote 34 ofrece un resumen del manejo de humo en atrios y el programa sin patente Atrium Smoke Management Engineering Tools (ASMET). Adicionalmente, tambien se estan aplicando modelos CFD como el FDS para evaluacion del proceso de Ilenado de humo en atrios, estadios y galerias comerciales cubiertas. 35
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas I. Klote, 1. H., and Milke, J. M., Systems, American Society Conditioning Engineers, Atlanta, GA, 2. Klote, J. H.. "Smoke Control," The SFPE Handbook ofFire Pro tection Engineering. 2nd ed., DiNenno, P. J. (Ed.), National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1995. 3. Thomas, P. H., et al., "Investigations into the Flow of Hot Gases in Roof Venting," Fire Research Technical Paper No.7, Joint Fire Research Organization, London, UK, 1963. 4. Butcher, E. G., and Parnell,A. C., Smoke Control in Fire Safety Design, E. and F. N. Spon, London, UK, 1979. 5. Heskestad, G., "Engineering Relations for Fire Plumes," SFPE Technology Report 82-8, Society of Fire Protection Engineers, Boston, 1982. 6. Heskestad, G., "Fire Plumes," The SFPE Handbook ofFire Pro tection Engineering, 2nd ed., DiNenno, P. J. National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1995. 7. Purser, D. A., "Toxicity Assessment of Combustion Products," SFPE Handbook ofFire Protection Engineering, 2nd ed., Di Nenno, P. J. (Ed.), National Fire Protection Association, Quincy, 11A.,1995. 8. Jin, '1'., "Irritating Effects of Fire Smoke on Visibility," Fire Sci ence and Technology, Vol. 5, No.1, 1985, pp. 79-90. 9. Morehart, 1., "Sprinklers in the NIH Atrium: How Did They React During the Fire Last May?," Fire Journal, Vol. 83, No. I, 1989,pp.56-57.
10. Tamura, G. T., "Computer Analysis of Smoke Y..1ovement in Tall Buildings," Annual Meeting, American Society of Heating, Re frigerating, and Air Conditi,)ning June 1969. It. Tamura, G. T., and Wilson, <\. G., "Pressure Differences for a Nine-Story Building as a Result of Chimney Effect and Ventila tion System Operation," A5HRAE Transactions, Vol. 72, No.1, 1966,pp.180-189. 12. Tamura, G. T., and Shaw, C. Y, "Studies on Exterior Wall Tight ness and Air Filtration ofTdl Buildings," ASHRAE Transac tions, Vol. 82, No. I, 1976, op. 122-134. 13. Tamura, G. T., and Shaw, C. Y, "Air Leakage Data for the De sign of Elevator and Stair Shaft Pressurization Systems," ASHRAE Transactions," Vd. 82, No.2, 1976, pp. 179-190. 14. Tamura, G. T., and Shaw, C. Y., "Experimental Studies of Me chanical Venting for Smoke Control in Tall Of1ice Buildings," ASHRAE Transactions, Vol 86, No. I, 1978, pp. 54-71. 15. Shaw, C. Y, Reardon, J. T., and Cheung, M. S., "Changes in Air Leakage Levels of Six Canadian Office Buildings," ASHRAE Journal, American Society 0fHeating, and Air Conditioning Engineers, ALanta, GA, Vol. 35, No.2, 1993, pp.3436. 16. Y..1cGuire, J. H., Tamura, G. T., and Wilson, A. G., "Factors in Controlling Smoke in High Buildings," Symposium on Fire Haz ards in Buildings, ASHRAf: Semiannual Meeting in San Fran cisco, CA, 1970, pp. 8-13. 17. Dols, W. S., Walton, G. N., ,md Denton, K. R., "CONTAMW 1.0 User Manual: Multizone Ai :flow and Contaminant Transport Analysis Software," NISTIR 6476, 2000, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD. 18. Thomas, P. H., "Movement of Smoke in Horizontul Corridors Against an Airflow," Institute ofFire Engineers Quarterly, Vol. 30, No. 77,1970, pp. 45-53. 19. Nelson, H. E., and MacLen1an, H. A., "Emergency Movement," The SFPE Handbook ofFir~ Protection Engineering, 3rd ed., DiNenno, P. J. (Ed.), Natioral Fire Protection Association, Quincy, MA, 2002. 20. Pauls, J., "Movement of Peuple," SFPE Handbook ofFire Pro tection Engineering, 3rd ed , DiNenno, P. J. (Ed.), National Fire Protection Association, Qui acy, M A, 2002. 21. Cooper, L. Y, "ASET: A Cc'mputer Program for Calculating Available Safe Time," Fire Safety Journa/, Vol. 9,1985, pp.29-45. 22. Walton, W. D., "ASET-B; II Room Fire Program for Personal Computers," NBSIR 85-3144-1, National Bureau of Standards, Washington, DC, 1985. 23. Tanaka, T., "A Model ofivhlltiroom Fire Spread," NBSIR 83 2718,1983, National Bureau of Standards, Washington, DC. 24. Nelson, H. E., "FIREFORM: A Computerized Collection of Convenient Fire Safety Conputations," NBSIR 88-3308, Na tional Bureau of Standards, Washington, DC, 1986. 25. Cooper, L. Y, and Forney, (1. P., "Fire in a Room with a Hole: A Prototype Application of che Consolidated Compartment Fire Model (CCFM) Compllter Code," Presented at the 1987 Combined Meetings of EaSI ern Section of Combustion Institute and NBS Annual Conference on Fire Research, Gaithersburg, MD, 1987, 1-4. 26. Peacock, Forney, G. '., Reneke, P., Portier, R., and Jones, W. w., "CFAST: The Consdidated Model of Fire Growth and Smoke Transport," NIST Ttchnical Note 1299, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, 1993. 27. Milke, J. A., and Y..1ower, F. W., "Computer-Aided Design for Smoke Management in Atria and Covered Malls," ASHRAE Transactions, Vol. 100, Pari 2, 1994. 28. Jogiar-Billoch, F., "A Methodology for Fire Risk and Hazard As sessment," PhD Thesis, Umversity of Maryland, College Park, 2000. 29. Bukowski, R. w., "Fire Molels, the Future Is Now!" NFPA Journal, No. 85, Vol. 2, 19<; I, pp. 60-69.
CAPiTULO 5
30. Friedman, R., "An International Survey of Computer Models for Fire and Smoke," Journal ofFire Protection Engineering. Vol. 4, No.3, 1992, pp. 81-92. 31. Jones, W. w., "A Review of Compartment Fire Models," NBSIR 83-2684, National Bureau of Standards, Washington, DC, 1983. 32. Mitler, H. £., and Rockett, 1. A., "How Accurate Is Mathematical Fire Modeling'?" NBSIR 86-3459, National Bureau of Standards, Washington, DC, 1986. 33. Quinticre, J. G., "Fundamentals of Enclosure Fire 'Zone' Mod els," Journal ofFire Protection Engineering, Vol. 1, No.3, 1989, pp.99-119. 34. Klote, J. H., "Method ofPredicting Smoke Movement in Atria with Application to Smoke Management," NISTlR 5516, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, 1994. 35. McGratten K. B., Baum, H. R., Rehm, R. G., Hamins, A., and Forney, G. P., "Fire Dynamics Simulator, Technical Reference Guide, NISTIR 6467, National Institute of Standards and Tech nology, Gaithersburg, MD, 2000.
Referencias Cooper, L. Y., "The Development of Hazardous Conditions in Enclo sures with Growing Fires," NBSIR 82-2622, National Bureau of Standards, Washington, DC, 1982. Tamura, G. T., and Shaw, C. Y., "Studies on Exterior Wall Air Tight ness and Air Infiltration of Tall Buildings," Transactions ofthe American Society ofHeating, RejNgerating, and Air Condition ing Engineers, Vol. 82, Part 1, 1976, pp. 122-134. Tamura, G. T., and Shaw, C. Y., "Air Leakage Data for the Design of Elevator and Stair Shaft Pressurization Systems," Transactions
•
Movlmiento del humo en edificios
10-97
ofThe American Society ofHeating, Refrigerating, and Air Con ditioning Engineers Vol. 83, Part II, 1976, pp. 179-190. Tamura, G. T., and Shaw, C. Y., "Experimental Studies of Meehanical Venting for Smoke Control in Tall Office Buildings," Transac tions ofthe American Society ofHeating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Vol. 86, Part I, 1978, pp. 54-71. Tamura, G. T., and Wilson, A. G., "Pressure Differences for a Nine Story Building as a Result of Chimney Effect and Ventilation System Operations;' Transactions ofthe American Society of Heating, Refrigera{,ng, and Air Conditioning Engineers, Vol. 72, Part I, 1966, pp. 180-189. Tamura, G. T., and Wilso[}, A. G., "Pressure Differences Caused by Chimney Effect in Three-Story-High Buildings," Transactions of the American Sociery ofHeating, Reji-igerating, and Air Condi tioning Engineers, Vol. 73, Part IT, 1967.
Codigos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguien tes c6digos, normas y practicas recomendadas de Ia NFPA proporcionari informacion adicional sobre movimiento de humo en edificios discut:do en este capitulo. (Vease la ultima version del Catalogo de la NFPA para la disponibilidad de ediciones corrientes de 10 siguientes documentos.) NFPA 92A, Recommend. d Practice for Smoke Control Systems NFPA 92B, Guide for Smoke Management Systems in Malls, Atria, and Large Areas NFPA 10/1), Life Safety Code® NFPA 204, Guide for Sm,)ke and Heat Venting NFPA 258, Recommended Practice for Determining Smoke Genera tion ofSolid Maleri,lls
Gunnar Heskestad
cuando el incendio se propago horizontal mente bajo un techo de metal sin ventilacion, (on 137,600 m2 (34 acres) de area sin di visiones. Los ingenieros de proteceion contra incendios estuvie ron de acuerdo en que este incendio pudo haberse reducido considerablemente si hubiese existido ventilaci6n de venteo efectiva en el techo. E l incendio de la General Motors condujo a un nuevo enfoque de.l tema por e1 Comite sobre Construccion de Edifieios de la i\'FPA, que prepar6la NFPA204M, adoptada por la ::;FPA en mayo de 1961. En 1968, la guia sobre ventila cion se ampM para incluir una nueva seccion sobre inspeccion y mantenimiento. El acto de reconflimacion fallo en 1975, ya que habian sur gido reseryas sobre el uso de la NFPA 204 M en re1acion con edificios con rociadores autom
a. importancia de las propiedades de flotacion del calor y el hurno se conoce desde hace tiempo, como se demues tra en una norma de la NFPA adoptada en 1903 que re queria venteo de humo encima de los escenarios y en los cielos rasos de los auditorios de los teatros. Sin embargo, hasta la lle gada de una ilurninacion artificial efectiva, los edificios gene ralmente eran suficientemente pequenos, de manera que las ventanas proporcionaban venteo adecuada para el humo, en lugar de ventilar el incendio a traves del techo. Este capitulo cubre principalmente las practicas de ventila cion que se aplicarian a edificios sin rociadores, seglin las reco mendaciones de la NFPA 204, Guia para Ventilacion de Hurno y Calor (previamente 204 M). Un apendice al capitulo (donde se in cluyen varios metodos diferentes) trata sobre el estado actual de la tecnologia en relacion con el tema de rociadores y ventilaeion.
L
ANTECEDENTES HISTORICOS Las grandes areas de pisos sin divisiones presentan problemas muy dificiles para el combate de incendios, ya que los bombe ros deben ingresar a esas areas para combatir incendios en zonas centrales del edificio. Si los bomberos no pueden entrar debido a la acumulacion de calor y hurno, los esfuerzos de comb ate de incendio se reducirian a la aplicacion inutil de chorros de man guera a las areas del perimetro mientras que el incendio con sume el interior (Figura 10.6.1). El venteo a traves de aberturas en el techo puede mitigar la acurnulacion de calor y humo, per mitiendo a los bomberos llegar hasta el origen 0 foco del incen dio. Ademas, el venteo proporciona a los ocupantes la oportunidad de desplazarse hasta un area segura y, adicional mente, puede reducir el dana por humo y gases calientes a los edificios y sus contenidos. EI incendio de la General Motors de Livonia, Michigan, en 1953, dio gran impetu al tema del venteo del hurno y calor,
Gunnar Heskestad, Ph.D., es cientffico consultor de investigaci6n en
FM Global Research, Norwood, Massachusetts.
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Gases calientes
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Origen del incendio Alcance del chorro de manguera de 15 a 23 m (50 a 75 pies)
Alcance del chorro de manguera de 15 a 23 m (50 a 75 pies)
FIGURA 10.6.1 Comportamiento de gases calientes en un edificio de techo plano
10-99
10-100 SECCION 10 • Confinamiento de los Incendios
ninguna. Ademas, se agregaron palabras en el sentido de que el interes por combinar rociadores y venteo se refiere a "ocupa ciones que presentan un gran desafio para los sistemas de rocia dores". Como en las ediciones anteriores, "se anima al disefiador para que use las herramientas y datos disponibles mencionados en el documento para resolver problemas peculiares de un tipo de control de riesgo determinado." La edici6n de 1998, titulada ahora NFPA204, presenta una revisi6n importante. Las tablas de las ediciones anteriores que relacionaban areas de venteo han sido suprimidas, y en su lugar, ecuaciones de ingenieria y modelos de computadores prop or cionan al disefiador las herramientas para desarrollar disefios de venteo basados en objetivos de desempefio. Las ecuaciones de ingenieria se actualizaron basadas en nuevas investigaciones y no asumen que la base del incendio y eillamado origen virtual coinciden con el nivel del piso, una suposici6n simplista que se usaba en las ediciones anteriores (NFPA 204M). Se presenta in formaci6n adicional sobre la tasa liberaci6n de calor, junto con un nuevo capitulo sobre tecnicas para calcular tasas de libera ci6n de calor de conjuntos combustibles no probados. Como antes, hay un solo capitulo dedicado a edificios con rociadores (Capitulo 8). El nuevo capitulo cambi6 muy poco en compara ci6n con el Capitulo 6 de la edici6n anterior, con la excepci6n de que reconoce los paneles de cortina, generalmente parte del sistema de ventilaci6n, como potencialmente perjudiciales para el resultado de los incendios con rociadores. Ademas, se men ciona una nueva serie de pruebas de incendio a gran escala que el disefiador puede consultar. Las cuestiones tecnicas que siguen sin resolverse en la apli caci6n de ventilaci6n a edificios con rociadores se relacionan con los efectos de: (1) la descarga de los rociadores sobre efec tividad de la ventilaci6n; (2) el aire fresco que se introduce al edificio sobre el proceso de combusti6n y la demanda de agua del sistema de rociadores; y (3) los paneles de cortina en la ope raci6n de los rociadores. La descarga de los rociadores enfriara los gases del incendio, tal vez hasta el punto de que se reduzca la descarga del venteo, reduciendo asi la efectividad del venteo. Ademas, la lluvia de los rociadores arrastrara humo del am .biente y aire, transportando el humo hacia el nivel del suelo y posiblemente aspirando gas de la salida de venteo cuando las boquillas estan situadas cerca de los agujeros de venteo, redu ciendo adicionalmente la efectividad de la ventilaci6n. Amenos que el edificio sea muy grande, el aire fresco que fluye al inte rior del edificio y reemplaza el humo que escapa a traves de los venteo aumentara la concentraci6n de oxigeno en el espacio del incendio. Las concentraciones aumentadas de oxigeno pueden causar un incendio mas vigoroso de 10 que seria normalmente, con el posible resultado de un mayor numero de rociadores ac tivados, en muchos casos sobrecargando el suministro de agua. Los paneles de cortina podrian evitar 0 retrasar la operaci6n de los rociadores que estan disefiados para descargar agua sobre el incendio, 0 interferir con la descarga de estos rociadores. Con tra estos posibles efectos adversos esta la probabilidad de alguna mejoria en visibilidad para el combate del incendio que ocurre en muchos casos, y la posibilidad de que algunas veces puede re ducirse el numero de rociadores en operaci6n debido al efecto de enfriamiento de las corrientes de venteo. Todavia no se ha lle gado a conclusiones aceptadas universalmente de las experien
cias
investigaci6n de los incendios. Muchos problemas en la combinaci6n de rociadores y ven teo no se presentarian si todos los venteo en el area del incendio se operan en conjunto en el momento en que se activa un nlimero predeterminado de rociadores. Experimentos limitados a mode los a escala 1 demostraron que el abrir todos los venteos en un edificio de prueba en el mom~nto de la operaci6n del primer ro ciador podria reducir el nurrero total de rociadores activados, comparado con el incendio similar sin venteo, y evitar la perdida total de visibilidad por el humo que ocurri6 en el incendio simi lar con venteo. Un metodo de prevenci6n para asegurar que no se comprometa la efectividad de los rociadores seria exigir la activaci6n de mas de un rociador antes de abrir los venteos, ide almente todos los rociadores que puedan descargar agua al in cendio. Altemativamente, antes de la operaci6n conjunta de los venteo al activar el primer rociador, podria bloquearse la aper tura de cualquier venteo situ ado a corta distancia del incendio inicial (a determinarse) por la sefial de un sensor cercano al in cendio, Se necesitarian estudios experimentales para confirmar la factibilidad y establecer in formaci6n de disefio. Las caracteristicas esenciales de disefio especificadas en la NFPA 204 incluyen venteo de techo activados por calor 0 humo, paneles de cortina para confinar el calor y evitar la propagaci6n lateral del fuego, y aberturas para ingreso de aire fresco en los niveles inferiores Figura (10.6.2). Se consideran dos clases ge nerales de incendios: (1) incerrdios de crecimiento limitado, que no se espera crezcan mas alla de un tamafio maximo predecible, y (2) incendios de crecimiemo continuo, que se espera crezcan indefinidamente hasta la intervenci6n del departamento de bom beros. La guia sobre disefio ae venteo se basa en ecuaciones de ingenieria (calculos manuales) 0 el uso de del modelo computa rizado LAVENT (0 equivalerrte). La extracci6n mecanica por aberturas en el cielo raso se trata como una opci6n para la ven tilaci6n natural en los ventec's de techo. Las estipulaciones de la NFPA 204 se pueden aplicar a edificios de una sola planta 0 al piso superior de edificios de varios pisos. Tambien se pueden aliviar con extracci6n mecan.lca los pisos inferiores de edificios de varias plantas. 0
VENTILACION DE EDIFICIOS INDUSTRIALES Aunque cualquier abertura en un techo reduce un poco el calor y el humo, los disefiadores de construcci6n e ingenieros de pro tecci6n contra incendios no pueden fiarse en la inclusi6n casual de claraboyas, ventanas 0 mJnitores como medidas adecuadas
Paneles de cortina
Barrera contra fuego pared corta fuego
0
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~
Origen cel paneles de cortina incendio profundos contra riesgos pequenos
Riesgo especial grande
FIGURA 10.6.2 Comportar7iento de productos de la combustion bajo techo ventilados y encortinados
CAPiTULO 6
de ventiladon. Ahora existen nonnas [fMApprovals. Underw riters Laboratories, Inc. (VL), etc.] que contienen criterios de disefio y procedimientos de prueba para ventilaciones unitarias y tambien exigen pruebas de incendio simulado 10 mismo que el amilisis tecnico.
Unidades de Ventilaci6n Las unidades de ventilacion son relativamente pequefios, gene ralmente de 1,49 a 9,29 m 2 (16 a 100 pies2) de area. Los unida des de ventilacion automatic os son de dos tipos, basados en Ia forma de operacion (eslabones fusibies 0 plastico desprendible) (Figura 10.6.3). EI tipo de eslabones fusibles consiste en una caja de metal con tapas que dependen de un eslabon fusible de temperatura nominal para disparar el mecanismo de la tapa, pero son posibles modos alternativos de operacion, por ejempl0, por detectores de calor 0 de humo. El tipo de plastico desprendible depende de una cubierta tennoplastica trans parente 0 translu cida, termosensible, que se defonna y cae fuera del techo. Los venteos disefiados para operacion manual estan construidos con tapas de metal para resistir las temperaturas elevadas de los in cendios y se pueden abrir desde el piso con cables y alambres. Estas unidades tambien se pueden modificar para convertirlas a operacion automatica. Los esclusorios 0 venteos pueden ser de una sola unidad, en la cual toda Ia unidad se abre totalmente con un solo sensor, 0 multiples unidades en filas, grupos, conjuntos u otras disposi dones que satisfagan los requerimientos de ventilacion del riesgo especifico. Los ventiladores mecanicos de techo activados por el in cendio son alternativas posibles para los venteD de techo basa dos en ventilacion natural, especialmente en las plantas inferiores de edificios de varios pisos. Estos ventiladores deben poder funcionar bajo situaciones de incendio donde se esperan altas temperaturas.
Paneles de Cortina
•
Practicas de venti/a cion
10-101
La altura de los paneles de cortina se escogeria de acuerdo con la altura calculada de la capa de hurno. Sin embargo, la altura no debe ser menos que el20 por dento de la altura del cielo raso, para evitar el derrame de humo bajo la cortina, cuando su altura y la altura de cielo raso estan situados al centro del venteo mas bajo de techo. Rara vez serJa aconsejable hacer que la cortina se ex tienda mas abajo de 3m (10 pies) del piso. Alrededor de riesgos es peciaies, la cortina deberia extenderse hacia abajo preferiblemente hasta este limite (Figura 10.6.4). Equipado con un venteo ade cuado, un tablero de cor,:ina incombustible que descienda desde el cielo raso alrededor de riesgos especiales evitara que el humo y el calor se expandan riipidamente por todas las instalaciones. La distancia entre los paneles de cortina no debe ser mayor de ocho veces la altura del cielo raso, para asegurar la eficacia de los venteos mas retirados del incendio dentro del comparti miento cubierto por la cortina. Seria aconsejable areas de corti nas mas pequefias cuando las ocupaciones son especialmente \lllnerables a sufrir daiios. Sin embargo, es importante que la distancia entre paneles de cortina no sea menor de dos veces la altura del cielo raso, a 1nenos que los paneles de cortina se pro longuen hacia abajo a una altura de por 10 menos 40 por ciento de la altura del cielo raso. Se necesita el aumento en altura de la cortina en estos pequenos espacios de cortina para evitar el de rrame considerable de gases del incendio bajo la cortiua debido a la proximidad del incl~ndio.
Dimensiones y Espaciamiento de Esclusorios (Vents) Cuando el area de un esclusorio (vents) determinado se hace su ficientemente grande, e:; posible que el centro del aire fresco de bajo de la capa de hurnn sea incluido en la descarga del venteo, 10 que reduce su efecLvidad. Para evitar la inclusion de aire fresco, el area de una unidad de alivio 0 grupo de venteos no debe exceder 2J2, dondc des la profundidad calculada de la capa de humo 0 panel de cor:ina. En caso de una fila de unidades de ventilaci6n 0 un venteo de monitoreo, la anchura de la fila 0 del monitor no debe ser mayor que d.
En edifidos de grandes areas, a menos que las areas ventiladas esten subdivididas por medio de paredes 0 divisiones, los pane les de cortina son importantes para la activacion pronta y posi !iva de los venteo porque acumulan el calor en el area encortinada. Estos tambien limitan la propagacion del calor y el hurno bajo el cielo raso durante la duraci6n ca1culada del sis tema de venteo. Los paneles de cortina se pueden hacer de mu chos materiales incombustibles que resistan el paso del humo.
FIGURA 10.6.3 Edificio con esclusorios (vents) de techo
FIGURA 10.6.4 Panel;)s de cortina profundos (altos) alrededor de un riesgo especial (un Departamento de termotratamiento)
10-102
SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
Es preferible un gran numero de pequefi08 venteD a cortas distancias a unos pocos venteos grandes a espacios a intervalos grandes. E8to garantiza la operacion temprana de los primeros venteos en el incendio, reduciendo 1a probabilidad de salidas ini ciales de hurno mas alia del area encortinada encima del inc en dio. En ningun caso la distancia entre venteo en una matriz rectangular debe ser mayor de 2H, donde H es la altura del cielo raso medida desde el piso hasta el cielo raso para techos pIanos, y del piso hasta el centro del venteo para techos inclinados. Al ternativamente, en un plano 0 matriz de vent eo no rectangular, la distancia entre cualquier punto del piso y el venteo mas cer cano no debe ser mayor de 2.8H (la diagonal de un cuadrado cuyo lade es 2N). EI area total de venteD de cada compartimiento encortinado debajo el cielo raso depende de la gravedad del incendio su puesto y se discute mas adelante en este capitulo.
Ingreso de Aire Fresco Se deben proveer aberturas en 0 cerca del nivel del piso para permitir la introduccion de aire fresco de cambio. Esto es cn tico en los edificios actuales estrechamente construidos yaisla dos. El area total de estas aberturas normalmente debe ser por 10 menos del tamano del area de venteo instalada en cada com partimiento encortinado; de 10 contrario, las entradas ahogaran efectivamente el flujo del venteo. Si las puertas y ventanas de bajo de la capa de humo calculada no pueden completar el area total de entrada requerida, se necesitaran provisiones especiales para toma de aire. Es esencial que se provea un medio confiable para admitir el aire de entrada en aproximadamente un minuto despues de que se abre el primer venteo. Si no se provee una toma instantanea de aire, todo el edificio se puede llenar nipidamente de hurno, el cual solo se despejara lentamente en los ruveJes inferiores (en la capa despejada calcuJada) en respuesta al flujo total de ventila cion despues de que se hayan activado las tomas de aire.
o altura calculada de la capa de hurno. Adicionalmente, a menos que la ocupaci6n 0 el riesgo sea tal que el incendio supuesto crezca 0 se nivele a un tamano maximo predecible, el area de venteD instalada (0 capacidad de extracci6n) tambien dependera del tiempo minima de visibilidad clara ca1culado, medida desde el momenta en que se activer los primeros venteos. La grave dad del incendio se expresa de manera diferente segUn la clase de incendio, q~e para fines de calculo de areas de venteD se clasifican como incendio de crecimiento limitado 0 incendio de crecirniento cont:nuo. Incendios de Crecimiento Limitado. Hay incendios que no se espera que crezcan mas aHa de un tamafio maximo predecible en terminos de tasa de liberacion de calor, expresada en Btuls por segundo 0 vatio. Los incendios de riesgo especial pueden asig narse a esta c1ase, asi como iocendios en ocupaciones con con centraciones de combustibles separadas por corredores de anchura suficiente. La an chura minima del corredor para evitar la propagacion lateral (por radiacion), Wmin ,2 se puede calcular por medio de una ecuacion de t1ujo radiante de un incendio y un valor (conservadoramente bajo) de flujo de ignici6n de la ma yoria de materiales (1,8 Btu/pie2/s 020,4 Kw.(m 2): (Btu/s]112
(I)
Por ejemplo, si el tamafio maximo estimado del incendio es 30 000 Btuls (31,6 MW), la anchura del pasillo debe ser por 10 menos 7,3 m (24 pies). La :abla 10.6.1 contiene ejemplos de datos de liberaci6n de calor, expresados en Btu/s por pie cua drado de area del piso. Para obtener la liberaci6n de calor en BTUs por segundo, se multiplica un numero de la tabla por el area de piso debajo del combustible.
Caracterizacion dellncendio* ~
Cada compartimiento encortinado en el area de cielo raso de los edificios que no requieren paneles de cortina debe estar equi pado con un area total de venteo instalada (0 capacidad de ex tracci6n en el caso de ventilaci6n mecanica) suficiente para ventilar incendios de la gravedad dispuesta. Ademas de la gra vedad supuesta del incendio, el area de venteo instalada (0 ca pacidad de venteo) depende de la altura de los paneles de cortina
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*La teoria y apJicacion de venteos cubierta eu este capitulo estan pre sentadas en unidades usadas en E.U.A. Estas unidades reflejan el sis tema usado en el estudio original y son consistentes con los materiales contenidos en el NFPA 204. Para quienes estan mas familiari7..ados con las unidades sr, las cantidades como altura de paneles de cortina (en metros) y tasa de liberacion de calor (en kW) se deben convertir a las unidades convencionales apropiadas (pies y BTUs, respectivamente), usando los factores de conversion dados al final de esta nota y en var ios puntos del texto. Despues de la conversion, los datos de disefio se deben insertar en formulas a base de unidades para calcular areas de alivio y tasas de flujo de masa. 1 pie = 0,305 m; 1 BTU/s 1.054 kW
1000 Periodo de incubaci6n
-I
o~----------------~~--~---------Tiempode crecimiento Tiempc
r-
nempo de ignici6n efectivo
FIGURA 10.6.5 lIustraci6n conceptual de crecimiento continuo del incendio
CAPiTULO 6
TABLA 10.6.1 Tasas de liberacion de calor de algunos incendios de crecimiento limitadd Btu/s/pies 2
1. Plataformas de madera, pilas de 1Y2 pies de altura (humedad 6-12%) 2. Plataformas de madera, pilas de 5 pies de altura (humedad 6-12%) 3. Plataformas de madera, pilas de 10 pies de altura (humedad 6-12%) 4. Plataformas de madera, pilas de 55 pies de altura (humedad 6-12%) 5. Boisas de correo, lIenas, almacenadas a 5 pies de altura 6. Cajas de carton, compartimentadas, pi las de 15 pies de altura 7. Bandejas de cartas de PE, Ilenas, pilas de 5 pies de altura sobre el carro 8. Tambores de basura de PE en cartones, apilados a 15 pies de altura 9. Shower stalls de FRP en cartones, pilas de 15 pies de altura 10. Botellas de PE empacadas en item 6 11. Botellas de PE en cartones, pilas de 15 pies de altura 12. Tablero aislante de PU, espuma rfgida, pilas de 15 pies de altura 13. Frascos de PS empacados en item 6 14. Cubetas de PS anidadas en cartones, pilas de 14 pies de altura 15. Partes de juguetes de PS en cartones, pilas de 15 pies de altura 16. Tablero aislante de PS, espuma rigida, apilados a 14 pies de altura 17. 80tellas de PVC empacadas en item 6 18. Cubetas de PP empacadas en item 6 19. Pelicula de PP y PE en rollos, pilas de 14 pies de altura 20. Alcohol metilico 21. Gasolina 22. Kerosen 23 Aceite diesel
120 340 600 900 35 200 750 260 110 550 170 170 1300 450 180 280 300 380 540 65 200 200 170
Para unidades SI: 1 pie=0,31 m; 1 pie 2= 0,093 m 2 ; 1 Btu=1,054 kW. aTasa de liberacion de calor por unidad de area de piso de combustibles total mente complicados, asumiendo 100 por ciento de eficiencia de combustion. Nota: PE = polietileno; PS poliestireno; PVC cloruro de polivinilo; PP polipropileno; PU poliuretano; FRP = poliester reforzado con fibra de vidrio.
=
=
=
=
Incendios de Crecimiento Continuo. Estos son incendios que se puede esperar crezcan indefinidamente hasta la intervencion de los bomberos (Figura 10.6.5). Empezando despues de un perio do de incubacion, la tasa deliberaci6n de calor de estos in cendios crece continuamente, proporcional al cuadrado del tiempo, mencionado algunas veces como "crecimiento de t al
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Practicas de ventilacion
10-103
TABLA 10.6.2 Tiempos de crecimiento de algunos incen dios de crecimiento continuoa Tiempo de creciemiento 1. Plataformas de rradera, pilas de 1Y2 pies de altura (6-12% humedad) 2. Plataformas de madera, pilas de 5 pies de altura (6-12% humedad) 3. Plataformas de madera, pilas de 10 pies de altura (6-12% humedad) 4. Plataformas de madera, pilas de 16 pies de altura (6-12% humedad) 5. Boisas de correo, lien as, almacenadas a 5 pies de altura 6. Cartones, compartimentados, pilas de 15 pies de altu ra 7. Papel, rollos verticales, pilas de 20 pies de altura 8. Algodon (ver tambiEln Pe, Pe/Cot Acrilico/Nylon/Pe;, vestidos en percheros de 12 pies de altura 9. "Combustibles co l1unes" almacenamiento en estante-rias de 15 a 30
pies de altura
10. Productos de papel, empacados densamente en cartones, almacenamiento en en estanteria, 20 oies de altura 11. Bandejas de PE de cartas, lIenas, pilas de 5 pies de altura sobre carros 12. Barriles de basura de PE en cartones, en pilas de 15 pies 13. Cabinas de duchas de FRP en cartones, pilas de 15 pies de altura 14. Botellas de PE empacadas en item 6 15. Bote lias de PE en cartones, pilas de 15 pies de altu ra 16. Plataformas de PE, en pilas de 3 pies de altura 17. Plataformas de Pe, apilas a 6-8 pies de altura 18. Colch6n de PU, sencillO, horizontal 19. Tablero de aislamlento de PU, espuma rigida, apilado a 15 pies de altura 20. Frascos de PS empacadazos en item 6 21. Cubetas de PS empacadas en cartones, en pilas de 14 pies de altura 22. Partes de juguetes de PS en cartones, en pilas de 15 pies de altura 23. Partes de juguetes de PS en cartones, pilas de 14 pies de altura 24. Tablero de aislam ento, espuma rigida, pilas de 14 pies de altura 25. Cubetas de PP enpacadas en item 6 26. Pelicula de PP y PE en rollos, en pilas de 14 pies de altu 'a 27. Alcohol destilado en barriles en pilas de 20 pies de alta
160-320 95-190 80-120 75-120 190 60 17-27 22-43
40-270
470
190 55 85 85 75 150 32-56 120
8 55 110 120 7
9 10 40 25-40
Para unidades SI: 1 piE' 0,305 m. 8Tiempos de crecimiento de incendios en diferentes combustibles, asumiendo 100 por ciente de eficiencia de combustion. Nota: PE = polietileno; PS = poliestireno; PVC =cloruro de polivinilo; PP = polipropileno; PU = poliuretano; FRP poliester reforzado con fibra de viorio.
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SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
cuadrado del incendio." El tiempo de crecimiento de un incen dio determinado se define como el intcrvalo entre el momento de ignicion efectiva y el momenta cuando el incendio alcanza una tasa intermedia de liberacion de energia de 1000 Btu/s (1054 kW). Pudo haberse escogido cualquier tasa mencionada deliberacion de calor con el correspondiente cambio en el tiempo de crecimiento. La tasa de 1000 Btu/s (1054 kW) se es cogi6 por convcnicncia. Matematicamente, el crecimiento del incendio al cuadrado de t se puede expresar como
(2) Donde t (s) es el tiempo desde el momenta de ignicion efec tiva y tg (s) es el tiempo de crecimiento. La tabla 10.6.2 contiene ejemplos de tiempos de crecimiento para incendios de creci miento continuo.
BIBLIOGRAFIA Referencias Mencionadas 1. Heskestad, G., "Model Study ofAutomatic Smoke and Heat Vent Performance in Sprinklered Fires," Technical Report FMRC 21933,1974, Factory Mutual Research Corporation, Nor wood, MA. 2. Alpert, R. L., and Ward, E. J., "Evaluation of Un sprinkle red Fire Hazards," Fire Safety Journal. VoL 7, 1984, pp. 127-143.
APENDICE VENTEO AUTOMATICO DE CALOR Y HUMO EN EDIFICIOS CON ROCIADORES Este apendice complementa las pnicticas de ventilacion dc cstc capitulo escrito por el Dr. Heskestad. Presenta un resumen dc varios puntos de vista sobre el tema controversial y aun no re suelto de la ventilaci6n en edificios con rociadores. Se hace se guimiento a la historia de las pruebas de investigacion. Los contribuyentes originales (Edici6n l6 va , 1986) incluyen a Eruest E. Miller, Thomas E. Waterman y Edgard 1 Ward: EI autor ha ampliado la seCClOn "Nueva Investigacion sobre RociadoreslVenteos", que escribio para la edicion 18va del Ma nual de Proteccion contra Incendios con material de nuevas in vestigaciones adicionales (FPRF Program).
Diferencias de Criterias Durante mas de cuatro decadas se ha debatido el venteD auto matico de edificios con rociadores. Los proponentes del venteo automatico en edificios con ro
*Ernest E. Miller era ingeniero ejecutivo de Industrial Risk Insur ance (IR!) cuando aporte sus opiniones. Thomas E. Watennan fue em pleado del IIT Research Institute y realize la serle de pruebas de la IITR! en 1980-1981. Edgard J. Ward trabajaba con Factory Mutual Research
ciadores afirman que el venteD ayuda en el combate manual de incendios al retrasar la perdida de visibilidad, reducir el riesgo de fallas estructurales al ventilar los gases con temperaturas pe ligrosamente altas, ventean e equivalente de un incendio sin ro ciadores si los rociadores instalados han sido frustrados por fallas humanas 0 danos mecanicos, y reemplazan la ventilacion manual de los techos por el rersonal de bomberos. Los oponentes creen que, en algunos casos, el venteo po dria ser perjudicial porque arrastra aire fresco de reemplazo, manteniendo los niveles de oxigeno mas altos de 10 que serian de otra manera, provocando una combustion mas vigorosa con aumento de consumo de combustible, y creando el riesgo de per dida de control de los rociaclores. Ellos tambien creen que la dcscarga dc los rociadores enfriarii los gases del incendio, tal vcz hasta el extrema de redJcir la descarga del venteo, redu ciendo en consecuencia su eTectividad. Ademas, las lluvias de los rociadores arrastraran humo ambiental y aire, transportando humo a1 nivel de pi so y posiblemente aspirando gas de la salida del venteo cuando los rociadores estan situados cerca de los venteos y reduciendo aun mas la efectividad del venteo. Adi cionalmente, los oponentes ,en en las pruebas de poca 0 ninguna evidencia de beneficio para el control de incen dios con el uso de venteos en un edificio con rociadores, y creen que el alto costa de instalacion no justifica su uso.
Investigaci6n Sabre Raciadares y Venteas Las pruebas de investigacion sobre el tema incluyen pruebas de gran escala, estudio de moddos FMR, otras pruebas FMR de gran escala, y pruebas de im estigacion IITRJ de gran escala. Pruebas de Gran Escala. E119561aFactory Mutual Research Corporation (FMRC), llamada ahora FM Global Research (FMR), realiz6 una serie de pruebas en gran escala de las que saco en conclusion que los t:fectos del venteD de edificios con rociadores son diferentes de los de edificios sin rociadores. EI proyecto de investigacion 1 se llevo a cabo en una edificacion de prueba de 36,6 x 18,3 m (12) x 60 pies) equipado con cortinas formadoras de reservorio y areas de venteD hasta de (32 pies2) dentro de un area encortinada de 212 (2280 pies 2). Esto es una proporcion de vmteo de aproximadamentel:70, es decir 0,093 m 2 (1 pie2 ) de area de venteD por cada 6,5 m 2 (70 pies 2) de area de piso. Se u"o un fuego por aspersion de gaso !ina de 18,91itro por minuto (5 gaL) como exposicion, y la pro teccion consistio en rociadc·res automaticos de 71 °C (160°F) instalados sobre un espacio de 3 x 3 m (10 x 10 pies). Las pruebas en la serie;e realizaron usando varlas combi naciones de venteos, cortinamti-corriente y rociadores. Seis de estas fueron pruebas con rocladores (Tabla 10.6.3) La comparacion de tern peraturas promedio indica que los venteos contribuyeron signifcativamente a la reduccion de tem peraturas en las pruebas sin rociadores de la serie, sin embargo, estos fueron de escaso valor en las pruebas con rociadores. La reduccion mayor en operaci<)n de los rociadores se atribuyo al aumento de descarga de los rociadores. Estudio de Modelo FMRC. A principios de los afios 1970s, se realizo un estudio por la FM rzc. 2 El objetivo era investigar ex
CAPiTULO 6
TABLA 10.6.3 Resultados de la Prueba FMR Prueba Cortina No. m (pies) 1 2 3 4 5 6
Ninguna Ninguna 5 (1,5) 5 (1,5) 5 (1,5) 5 (1,5)
Venteo m2 (pies2 )
Oescarga de rociadoes gpm (l/min)
No. de rociadores activados
Ninguno 32 (3,0) 32 (3,0) 16(1,5) Ninguno Ninguno
15 (57) 15 (57) 15 (57) 15 (57) 15 (57) 25 (95)
48 44 24 24 28 15
perimentalmente el desempefio de los venteos automaticos de calor y humo en incendios con rociadores en edificios de un pi so, especialmente en terminos de demanda de agua de los ro ciadores, pero tambien en terminos de condiciones de visibilidad y consumo de combustible. EI estudio se llevo a cabo en ella boratorio de FMRC en Norwood, Massachusett, e involucro un modclo a escala 1: 12,5 de las instalaciones de pruebas de in cendio de FMR en West Gloucester, Rhode Island. Se emplea ron venteos automaticos con fusibles individuales sobre un espacio de 15,2 m (50 pies), a menudo en combinacion con una cortina anti-corriente que cubria un area encortinada de 929 m2 (10.000 pies2). De interes primordial fueron las instalaciones de venteos de acuerdo a las recomendaciones de los grupos de estableci miento de normas que entonces eran 10 ultimo en tecnologia. Para un incendio de material celulosico que abrio aproximada mente cincuenta rociadores a 100°C (212°F) con una densidad de II Llmin.!m2 (0,27 gpm por pie2), los venteos distribuidos solos (sin cortinas formadoras de reservorio) no tuvieron nin gUn efecto sobre la demanda de agua, pero retrasaron la perdida de visibilidad de 13,1 a 15,7 minutos y aumentaron el consumo de combustible en 31 por ciento. Los venteos y cortinas forma doras de reservorio produjeron un aumento de 35 por ciento en demanda de agua comparado con el incendio sin venteos, re traso la perdida de visib iii dad de 13,1 a 20,2 minutos, y aument6 el consumo de combustible en 66 por ciento. Se observaron efectos favorables del ventco en una serie de grandes incendios de heptano que abrieron un promedio de 112 rociadores a II Llmin.lm 2 (0,27 gpm pOI pie2). Los venteos solos redujeron la demanda de agua en 8 por ciento y mejoraron notoriamente las condiciones de visibilidad; los venteos y corti nas formadoras de reservorio redujeron la demanda de agua 18 por ciento, pero no mejoraron la visibilidad de igual manera que los sin cortina anti-corriente. Los resultados de las pruebas se basaron en puntos de igni cion equidistantes de los cuatro venteos mas cercas en la matriz de venteos. Los experimentos con ignicion directamente debajo de un venteD demostraron que se podia esperar alguna reduc cion en demanda de agua en los incendios que abrieron cin cuenta rociadores 0 menos. Se concluyo, sin embargo, que en incendios iniciados en forma aleatoria, menos de 13 por ciento de los incendios se beneficiaron respecto a la demanda de agua de la cercanfa a un venteo. Los criticos responden que los experimentos con modelos a esc ala de 0,08, aunque disenados y ejecutados cuidadosa mente, inclufan numerosas incertidumbres. De especial cuidado
•
Practicas de ventilaci6n
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fue el modelado de un kcho de combustible a escala plena (con figuracion de almacenamiento en estanteria), usando un carton de tres paredes de I mm ('l2 pulg.). Unos 10 anos despues, el desarrollo de model os de incendio de recintos progreso en todos los aspectos, con excepcion del combustible de quema; tanto los modelos analiticos como experimentales tratan solamente las configuraciones de combustibles mas sencillas. Pero el estudio de modelo asumia que tanto la propagacion de llamas como la tasa de combustion del echo de combustible estaban modeladas en condiciones de agoramiento de oxigeno y bajo impacto de gotitas de agua. El estudio con modielo de FMRC tambien sufrio criticas de bido a la configuracion de los dispositivos de descarga de agua que se usaron. El estudio fue precursor en el uso de boquillas diminutas indeterminadas (que representaban los rociadores) distribuidas para operar en sistemas diluvio con cabezas abier tas de grupos de cinco a once boquillas controladas por senso res individuales. Los criticos argumentan que este arreglo magnifico la imprecisi, en lugar del saIto de rociadores indi viduales como serfa 10 acostumbrado en una investigacion de incendios a escala plena. Finalmente, 10 crittcos estuvieron de acuerdo en que, aun que se consumio hasta tres veces la cantidad de material com bustible en las pruebas ;:on venteos comparado con las pruebas sin venteos, la implicacion de detrimento estaba errada. Ellos alegaron que la explicacion del consumo mayor de combustible en las pruebas con venteos esta en la manera en que se acos tumbra realizar pruebas de incendio con rociadores. Los incen dios de prueba se dejan continuar mucho despues del control con rociadores para darle a los incendios la oportunidad de es capar. Durante los minlltos adicionales de estas pruebas, la re duccion de oxigeno en las pruebas sin venteos limitaba el consumo de combustible, mientras que el oxigeno era abundante en las pruebas con venteos y producia mayor consumo de com bustible. Como los incendios controlados con rociadores con tinuan ardiendo en rescoldo y quemandose, se creyo que el consumo mayor de combustible reportado era atribuible a la quema mas completa d,~ los escombros y no representaba ma yores danos por el incefldio. Si los incendios se hubiesen pro pagado para involucrar un area mLlcho mas grande, se habrfan activado rociadores adicionales. Otras Pruebas FMRC en Gran Escala. Se realizaron mas 80 pruebas de aimacenarlllentos en estanteria a gran escala entre 1968 y 1975. Solamente tres pruebas emplearon ventilacion pe rimetrica (no se debe confundir con venteo del techo directa mente sobre el incendio) y solamente una de estas (No. 72) era identica a otras dos pruebas (Nos. 65 y 66), con excepcion de la variable de ventilacion. Los resultados de estas pruebas se dan en la Tabla 10.6.4. Comparando las pruebas Nos. 65 y 66 con la prueba No. 72, los investigadores descubrieron que el venteD perjudicaba dras ticamente el desempen·) de los rociadores. Sin embargo, se
10-106 SECCION 10 • Confinamiento de los Incendios
TABLA 10.6.4 Pruebas de almacenamiento en estanterias
Prueba
Con
No.
venteD
65 66 72
No
No. de rociadores de
cielo raso activados
No
45 48
Si
92
anota que la prueba No. 72 tuvo un comportamiento de creci miento inicia) del incendio significativamente diferente en com paracion con las otras pruebas, 10 que pudo haber afectado e1 resultado. La posicion de FMRC sobre los efectos el venteo en estas pruebas es que no son concluyentes. Los proponentes del venteo alegan que, aunque la influen cia del venteo no fue concluyente debido a que las ventanas pe rimetricas estaban muy lejos, las pruebas con venteo mantuvieron la visibilidad durante 48:40 y 33:00 (minutos:se gundos), en comparacion con 10:30 y 18:00 de las pruebas sin venteo. Los opositores del venteo afirman que el efecto del venteo sobre e1 control del incendio se demostro mejor durante la prueba de incendio de FMRC a gran escala con llantas de cau cho en 1970. Esta prueba se hizo para evaluar la proteccion con rociadores para llantas de automoviles almacenadas en estante ria portatiles de acero. El almacenamiento estaba en una sola pila de 11 por 15 por 5,4 m (35 por 50 por 18 pies) de altura. La proteccion consistia en rociadores de mm (Yo pulgada) a 14PC (286°F), espaciados a 4,6 m2 (50 pies 2), cada uno con una descarga controlada de 24,4 (Llmin.)/m2) (0,6 gal/min.(pie2). No hubo ventilacion al comienzo de la prueba. El incendio se inicio en la base de una estanteria. EI primer rociador se activo 2 minutos y 15 segundos despues de la igni cion. A los 8 minutos y 20 segundos, 43 rociadores se habian ac tivado y controlaron el incendio. Solamente un rociador adiciona1 se activo a los 28 minutos. E1 incendio permanecio contro1ado hasta los 60 minutos de la prucba, cuando todas las puertas y ventanas se abrieron para ventilar el edificio y los ro ciadores se dejaron en funcionamiento. El incendio entonces empezo a propagarse y crecer en intensidad. A los 117 minutos, cuando era evidente que los rociadores estaban fallando en e1 eontrol del incendio, todas las puertas y ventanas se cerraron. Un total de 95 rociadores funcionaron, y se des cargo agua por mas de 5 horas. Solamente el 95 vO rociador funciono despues de que se cerraron puertas y ventanas, y eso fue a los 118 minutos, I minuto despues de cierre. Los criticos revaluaron la prueba de incendio con ventila cion3 de las llantas de caucho y alegaron que la perdida de con trol inicial de los rociadores no se debio a la ventilacion de la ventana remota, como se habia infonnado. Las gradientes de temperatura del cielo raso revelaron que durante la demora de una hora antes de intentar la extincion con manguera del inccn dio controlado por rociadores, el incendio se habia amadrigado hasta el otro extremo de la pila donde los rociadores no estaban funcionando y habia erupcionado con gran intensidad. Las llan tas estrechamente apiladas, almacenadas sobre su superficie de rodamiento, formaban tuneles horizontales que ofrecian vias
protegidas de la descarga de ,os rociadores para la propagacion del fuego. Prueba de Investigacion IITRI de Escala Total. En 1977, EI Illinois Institute o/Technology Research IIrRI recibio el encargo del Comite de Investigaci6n Ce Venteo de Incendios de la indus tria de revisar las investigaciones anteriores y la experiencia con incendios relacionados con las interacciones venteo Irociadores en estructuras de grandes areaS) un solo piso. Basado en el estudio IITRl y otras consideraciones, el comite finalmente financio como 45 experimentos de segmento je gran escala en 1980 y 1981.4 Los experimentos se realizaron en una seccion de 23 pOI 7,6 por 5,2 m (75 por 25 por 17 pies de altura) dellaboratorio de incendios de IITRl. Los incendios se situaron en una esquina para representar un cuarta parte de un incendio mayor en el centro de un recinto de 46 por 15,2 m (150 por 50 pi..::s). Para simular el area de prucba como parte de un area mayor, se abrieron parcialmente dos puer tas de garaje en la pared mas ,ejana del incendio para representar una cortina anti-corriente. El area mas alla de las cortinas tambien se encerro con columnas de aire verticales para reducir los efectos del viento extrinseco. Para permitir variacione, en el area de venteo, se insta1aron dos pares de venteos automadcos de techo en el techo del1abo ratorio. Se escogio un patron diagonal de rociadores para eli minar corredores entre los rociadores localizados entre los incendios de prueba y los venteos. Los experimentos se hicieron usado quemadores de difusi6n de propano 0 plataformas apila das como fuente de combust Ible. Para cada fuente de combus tible, se variaron el tamafio dl.! los rociadores y del suministro de agua hasta que se obtuvo un a condicion "marginal" de control de los rociadores. Despues, "e variaron las areas de venteo para evaluar los efectos del vente<) sobre el desempefio de los rocia dores (numero de rociadores en operacion y grados dc tempera tura en diferentes lugares). EI tamafio del laboratorio y la recirculacion excesiva del hurno debido a las substitucion de co lumnas verticales en lugar de recintos adicionales impidi6 tomar medidas utiles de oscurecimlento por hurno. Los incendios a base de propano produjeron resultados que dejaban ver una pequefia redt.ccion en la demanda de agua en in cendios con venteos cuando se usaran rociadores de 740 141°C (165 0 286°F) [los ventcos se operaron con una conexi6n de 74°C (165°F) 0 con un deteccor simulado de humo 0 activacion de un interruptor de flujo de agua]. Todos los experimentos de incendio con plataformas em plearon rociadores a 74°C (165~F) Y la misma disposicion de venteos anteriormente descnta. Estos experimentos demostra ron que, bajo proteccion marginal con rociadores, la configura cion de la instalacion de prueba era extremadamente sensible a las variaciones en intcnsidad del fuego de cualquier origen. Un vez se presento esta posibilidad, se realizo una serie de 10 ex perimentos repetitivos, altemando entre configuracion con ali vio y sin alivio. Estos experimentos produjeron resultados muy variados, aparcntemente independientes de la presencia de ven teo automatico. El numero ce rociadores en operacion vario de 7 a 22 por experimento, y se demostro que el patron de tiempo de operacion dc los rociadores no estaba relacionado con el tiempo en que se abrieron los rociadores. Otros factores medi dos (temperatura, 02) variaron de la misma manera. Aunque el
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SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
vio auto matico por la perdida de control de los rociadores. Por 10 tanto, es paradojico para los proponentes que el estudio de in cendios, que esta motivado solamente por una ex periencia adversa de incendio, sea la {mica base para sospechar que el alivio sea perjudicial. E110s ruegan que los estudiosos se rios del alivio obtengan y examinen cuidadosamente esta inves tigaci6n y la comparen con investigaciones relacionadas, directa o indirectamente.
Investigacion mils Reciente sobre RociadoreslAlivio Experimentos de Ghent. A finales de 1989, la Estacion de Es tudios de Incendios del Building Research Establishment (UK) y Colt International (en conjunto con Vergan der Sachversiche rer e V y la Brigada de Incendios de la Ciudad de Ghent) em prendieron un programa de pruebas en un edificio especial de prueba construido en Ghent, Belgica, el Multifuncitoneel Trai ningcentrum. 6 El objetivo principal era validar un modelo teo rico para predecir el efecto del alivio sobre operaciones de rociadores, pero la informacion directa se esta usando general mente para evaluar la eficacia del alivio en edificios con rocia dores. EI edificio de prueba de Ghent esta disenado con fines de entrenamiento y tiene un vestibulo con dimensiones de 50 m x 18 m x 10 m (164 pies x 59 pies x 33 pies de altura). Para la pruebas, se colgo del cielo raso una cortina anti-corriente de 3, I m (10 pies), creando un area de cielo raso plano encortinada de 27 m x 18 m (89 x 59 pies) bajo la cual se encendieron los in cendios de prueba. Se instalo un total de 20 venteos de techo, cada uno con un area de 1,67 m 2 (18 pies 2), centrados sobre una rejilla que media 4,85 x 4,5 m (15,9 x 14,8 pies). Tambien se instalaron rociadores en un espacio de 3,7 x 2,4 m (12 x 8 pies) en esta area con temperatura de trabajo de 69°C (155°F). EI area del cielo raso en el otro lado de la cortina anti-corriente se pro vey6 con 20 venteos de techo que siempre estaban abiertos. Se instal6 un total de 16 aberturas de entrada a nivel del piso en los lados del edificio, cada una con un area aerodinamica libre de 3, I m2 (33,7 pies2). A medida que se iban usando las fuentes de incendio, n-hexano flotaba sobre el agua cerca al nivel del sueh Una fuente tenia una descarga continua de 5,4 MW (5100 BUTs). La otra fuente suministraba una tasa de liberaci6n de calor de crecimiento exponencial (equivalente aproximada mente a un incendio de crecimiento continuo de 50 s de tiempo de crecimiento) hasta que se activ6 el primer rociador, en cuyo momenta la tasa de liberaci6n de calor se nivel6 [9,2 a 13,0 MW (8,700 x 12,300 BTUs/s)]. Debe anotarse que los venteos estaban situados muy pr6xi mos (aunque no se usaron todos los venteos en todas las prue bas) y, ademas, que el espacio del edificio en ellado de la cortina anti-corriente lejos del incendio estaba pr6digamente ventilado, cosas que pudieron haber influido en los resultados. Otras ca racteristicas inusuales eran que los venteos eran en realidad cor tas chimeneas de aproximadamente 1,5m (5 pies) de altura, y cuando se usaron los venteos, los ventcos estaban abiertos desde el comienzo de la prueba. La primera serie de pruebas involucraba la fuente continua
de incendio. Se investigaron combinaciones de 0, I Y 5 rocia dores en funcionamiento [a aproximadamente 30 psi (2 bar)] con 0,10, Y 20 venteos abiertos. Sin ningun rociador en opera ci6n, las temperaturas del gas del cielo raso disminuyeron nota blemente con el numero de "enteos abiertos, de 104°C (220°F) a 6TC (153°F) en un radio d,,;: 6 m (20 pies) del eje del incendio cuando las condiciones cambiaron de ninguno 20 rociadores abiertos. Con 5 rociadores flllcionando, el descenso en tempe ratura del gas en el mismo lugar fue de 95°C (203°F) sin ven teos hasta 54°C (130°F) con 20 venteos abiertos. Se registraron cuantiosos datos de temperatLlra, velocidad y concentraci6n ge neral de CO 2 , La segunda serie de pmebas involucraba una fuente de in cendio en crecimiento y operacion automatica de los rociadores. EI numero de venteos abiertos en una prueba era generalmente 0, 10020, pero se hicieron algunas pruebas usando patrones es peciales de 9 a 16 venteos abiertos. El suministro de agua en la primera prueba era muy d6bil. Para la prueba que aport61a in formacion para este estudio, el suministro de agua se elev6 con una bomba de incendios, produciendo una presion de aproxi madamente 6 bars (88 psi) con un rociador abierto, de;;;ayendo hasta aproximadamente 1 bar (15 psi) con 40 rociadores abier tos (aproximadamente dismi'1uci6n lineal con el numero de ro ciadores abiertos). El tiempo de operacion del primer rociador vario de un promedio de 148 s sin venteos abiertos hasta un pro medio de 160 segundos para 20 venteos abiertos. Las operacio nes de rociadores subsiguien~es dependfan de cada escenario de prueba particular, es decir, el EscenarioA, original, donde el ta mano del incendio se mantuv) constante hasta el fin de la prueba en el valor en que funcion6 e primer rociador (conduciendo ala operaci6n de todos los rocia,Jores instalados sin venteos abier tos), 0 el corregido, Escenario B, donde el tamafio del incendio se mantuvo constante por 30,egundos y despues se redujo en 20 pOI ciento. En el escenario B un grupo inicial de 6 rociadores se activo dentro de un intervalo de 60 segundos tanto para 10 como para 20 venteos abiertos, cOf'lparados con un grupo inicial de 9 rociadores sin venteos en el mismo intervalo. Con 20 venteos abiertos, oper6 solamente un rociador adicional (0 hubo activa ciones adicionales con 10 venteos abiertos). Sin venteos, las ac tivaciones de rociadcres adicionales empezaron aproximadamente 2 minutos despues de activarse el primer ro ciador, para un total final aCGmulado de 37 rociadores, casi a los 6 minutos de la ignicion. En relaci6n con la visibilidad a traves del humo, el informe ofrece la siguiente observac 'on: "En los experimentos con in cendios en crecimiento y bombeo de suministro, la presion del agua fue mas alta y el numero de rociadores activados mayor que en los experimentos con incendios constantes. Despues bubo una tendencia de los gases del incendio a descender tanto en los experimentos con venteos como sin venteos." En otto as pectos, los experimentos no mostraron evidencia de que el flujo a traves de los venteos fuera !fectado por el viento [velocidades del viento hasta de 7,8 mls (34 pies/s)], y no hubo efectos visi bles de rociadores cercanos e'l el flujo del alivio (el rociador mas cercano aproximadamente a '14 de anchura del alivio desde cual quier parte de la abertura de :llivio). El autor encuentra con fre cuencia una corresponden,;ia justa entre su teoria y los
CAPiTULO 6
resultados experimentales, pero identifica areas que necesitan estudiarse mas, que son iemas mas aHa del alcance de esta re sena. Sobre el efecto del alivio sobre la operacion de los rocia dores, el informe concluye que (1) la apertura previa de los ven teos tiene muy poco efecto sobre la operaci6n del primer rociador en incendios de crecimiento rapido; (2) el alivio redujo considerablemente el numero total de rociadores activados; y (3) no hubo evidencia de que el alivio pudiera aumentar el nu mero total de rociadores activados. EI critico considera que estas conclusiones del reporte de penden en gran parte de las circunstancias especiales de los ex perimentos, principalmente (I) el uso de una fuente de incendio que no responde en producci6n de calor a la lluvia del rociador por SI mismo, y (2) el hecho de que alm los incendios sin alivio tuvieron suministro de aire no viciado, que llegaba de la parte contigua del edifieio ampliamente ventilada. Ademas del aspecto de reacei6n de la fuente del incendio a la lluvia de los rociadores, Gustafsson 7 observ6 en los mapas de operaci6n de los rociadores del informe que, en las pruebas con alivio, los rociadores cerca de la fuente del incendio con fre cueneia se retrasaron 0 simplemente no se activaron. Gustafs son enfatiza el punto fuertemente "Se observa claramente que el efeeto de la ventilaei6n sobre la operaei6n de los rociadores fue fuerte y perjudicial en todos los easos. Se reconoce que se debe evitar que se impida 0 retrase sustancialmente la operacion de cualquier rociador cercano 0 directamente encima del incendio." Se necesita el estudio y pruebas adicionales antes de esta blecer definitivamente los beneficios y peIjuicios del aliYio au tomatico en un edificio con rociadores. Programa FPRF. La Fire Protection Research Foundation (FPRF), conocida antcriormente como National Fire Protection Research Foundation (NFPRF) organiz6 pruebas en gran escala para estudiar la interacci6n de rociadores, venteos de techo y cOltinas contra corriente, que fueron reportadas en 1998 por McGrattan y otros. s Las pruebas se realizaron en un edificio con un cielo raso colgante de prueba debajo de un cielo raso fijo equipado con extraccion hacia un sistema de supresi6n, 10 que hizo dificil interpretar la prueba para aplicaciones de campo. EI edificio de prueba de 36,6 x 36,6 m (120 x 120 pies) em ple6 un cielo raso colgante de 30,5 x 30,5 m (l00 x 100 pies) a una altura de 8,2 m (27 pies) sobre el pi so, debajo del cual se en cendieron los fuegos. EI humo era extraido encima del cielo raso colgante a un sistema de supresi6n de humo, y el aire de re emplazo entraba a traves de aberturas de ductos en cuatTo luga res del perimetro del edificio, a 3,1 m (10 pies) por encima del piso. Se instalaron venteos de techo de 1,2 x 1,2 m (4 x 8 pies), normalmente operados por conexiones fusibles, en un espacio de 15,3 x 15,3 m (50 x 50 pies) dentro de un area con cortina anti-corriente de 21,4 por 22,9 m (70 x 75 pies). Algunas prue bas se hicieron sin cortinas formadoras de reservorio. Una serie de pruebas emple6 fuegos por aspersion de hep tano con crecimiento en tal cuadrado a una tasa eonstante de li beraci6n de calor de 10 MWen 75 segundos. La extracci6n de humo y el suministro de aire para el edificio de prueba se man tuvieron constantes a 13,6 kg/s (24,000 pies 3/min). A menos que
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Practicas de ventilaci6n
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el incendio fuera encendido directamente debajo de un alivio de techo, el alivio de techo no tuvo etecto significativo sobre las operaciones de rociadores 0 en las temperaturas del gas pr6ximo al cielo raso. Las igniciones directamente debajo de un alivio automatico de teeho disminuyeron el numero de rociadores ac tivados comparado con las pruebas sin venteos. Cuando se ins talaron cortinas formacioras de reservorio de 1,8 m (6 pies) de altura (correspondient(: a 22 por ciento de la altura del cielo raso), el mimero de activaciones de rociadores fue considera blemente mayor que sin cortinas. Se hicieron cinco pruebas en corljunto de plasticos en cajas de 5,8 m (19 pies) de altura. En estas pruebas la extracci6n del humo y suministro de :lire del edificio de prueba se hicieron a una constante de 34,1 k/s (60,000 pies3 /min), que requerian un velocidad de aire de re,~mplazo de 13 pies/seg en las aberturas de duetos del perimetro del edificio de prucba. Tres de las pruc bas aetiYaron 10 a 23 weiadores, con un Hmitc potencial mayor ya que los rociadores operaban hasta la orilla del cielo raso. Las otras dos pruebas activaron 5 a 7 rociadores. Este gran intervalo se atribuy6 8 a la yariabJ lidad en el crecimiento inicial de incen dio y no a \ariables del·~studio. Una de las pruebas con ignici6n cerca de la cortina anti·corriente produjo un consumo de com bustible mucho mas grande que las otras pruebas, atribuid0 8 a la propagacion del incendio bajo la cortina anti-corriente. En una prueba en la que se abrieron manualmente cuatro venteos al mismo tiempo que se ac tivaba el primer rociador, la tasa de flujo de alivio fue un tercio de la esperada, atribuida 8 a la reducci6n de temperaturas del gas par los rociadores. En la prueba donde se abrieron manual mente cuatro ven teos de cinco prut"bas), la tasa de flujo total de los venteos se calculo en el reporte \ como solamente una cuarta parte de la tasa de flujo del sistema de eliminaci6n de humo de estas prue bas [34,1 kgls (60.000 pies 3/minj. Par tanto cualquier observa ci6n sobre el comportamiento del humo seria dificil de interpretar para aplicaciones de campo. Ademas, las diferencias en corrupci6n del y sus efectos en la combusti6n, con yenteos \-ersus casos sin venteos, seria mucho menor que en mu chas situaciones de campo. Las pruebas del FF'RF se pueden resumir como sigue: 1. En los incendios p( Ir aspersion de heptan~, el alivio no tuvo efecto significativo sabre la operaci6n de los rociadores a menos que el fuego se hubiera encendido directamente de bajo de un alivio, en cuyo caso el numero de rociadores ac tindos disminuy6. 2. Cuando se instalo una cortina anti-corriente en los incen dios por aspersion de heptano, el n6mero de rociadores ac tivos aumento. 3. En cinco pruebas ,con conjunto de plasticos en cajas, tres pruebas activaron ~~O a 23 rociadores y dos pruebas activa ron 5 a 7 rociadore " atribuible a la variabilidad en el creci miento inicial del incendio y no a ninguna variable del estudio 4. Una de las pruebas con ignici6n cerca a la cortina anti-co rriente consumi6nucho mas combustible que las otras pruebas, atribuido [ la propagaci6n del fuego bajo la cortina anti-corriente.
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5. Los efectos del alivio a traves de aberturas de techo sobre el oscurecimiento por humo no se pudieron determinar de bido al efecto dominante del sistema de eliminaci6n de humo del edificio.
BIBLIOGRAFiA DEL APENDICE Referencias Mencionadas 1. FMRC, "Heat Vents and Fire Curtains, Effect on Operation of Sprinklers and Visibility," Factory Mutual Research Corporation, Norwood, MA, 1956. 2. Heskestad, G., "Model Study of Automatic Smoke and Heat Vent Performance in Sprinklered Fires," Technical Report FMRC No. 21933 RC74-T-29, 1974, Factory Mutual Research Corporation, Norwood, MA, 1974. 3. Miller, E. E., "Reappraisal of Ventilated Rubber Tire Fire Tests," Fire Venting Mini-Study No.8, Industrial Risk Insurers, Chicago, IL, 1982.
4. Waterman, T. E., "Fire Venting of Sprinklered Buildings," Fire Journal. Vol. 78, No.2, 19H4, pp. 30-39, 86. (Also see "Letters to the Editor," Fire Journal, vol. 78, No.5, 1984, p. 6.) 5. Heskestad, G., "Review of 'Fire Venting of Sprinklered Build ings by T. E. Watemlan, et al.: Interoffice Correspondence to E. J. Ward," Factory Mutual Research Corporation, Norwood, MA, 1983. (Also see "Letters to the Editor," Fire Journal, Vol. 78, No.5, 1985, p. 6.) 6. P. L., et aI., "Experiments at the Multifunctioneel Train ingcentrum, Ghent, on the [nteraction Between Sprinklers and Smoke Venting," Fire Research Station, Building Research Es tablishment, BorehamwooJ, Hertfordshire, UK, 1992. 7. Gustafsson, N. E., "Smoke Ventilation and Sprinklers-A Sprin kler Specialist's View," Seminar at the Fire Research Station Borehamwood, Herts., 1992. ' 8. McGrattan, K. B., Hamins. A., and Stroup, D., "International Fire Sprinkler· Smoke and l-leat Vent-Draft Curtain Fire Test Pro ject, Large Scale Experiments and Model Development," Tech nical Report, National InstItute of Standards and Technology, prepared for National Fire Protection Research Foundation, Sep tember 1998.
Revisado por
Wayne D. Holmes
on frecuencia, las construcciones especiales esmn dise fiadas para usos especfficos que son diferentes a los usos cotidianos de la mayor parte de las estructuras. Son ejemplos de construcciones especiales las torres y los edificios de gran altura; las torres de enfriamiento de agua; las torres para televisi6n, microondas y transmisiones radiales; los edificios sin ventanas y los edificios subtemineos; los tuneles; los puentes de carreteras y ferroviarios; las carpas; las tribunas; las estructuras de los parques de atracciones; las estructuras de membrana; los muelles y las estructuras rodeadas de agua que se utili zan con fines diferentes al amarre de embarcaciones 0 a1 manejo de carga; las estructuras con dominios aereos; los edificios con ga lerias comerciales cubiertas; yotras estructuras especiales como avisos y garajes de estacionamiento abiertos. Como estas es tructuras representan usos 0 soluciones poco usuales a los pro blemas de disefio, estas tambien presentan problemas especiales a inusuales de disefio para la protecci6n contra incendios.
C
TORRES Y EDIFICIOS DE GRAN ALTURA Los principales problemas asociados con las torres y edificios de gran altura, consisten en la dificultad de proporcionar accesos para el combate manual de incendios, con el fin de extinguir aquellos que puedan ocurrir en la parte alta de la torre 0 del edi ficio de gran altura; los medios de egreso limitados 0 un pro longado tiempo de egreso para los ocupantes; y, en algunos casas, ,lllnerabilidad a la exposici6n al fuego.
Torres Las torres se definen en la NFPA 101(11;, C6digo de Seguridad Humana®, como estructuras independientes encerradas 0 como secciones de un edificio con niveles elevados para sostener equi pos 0, que estan ocupadas para la observaci6n, control, sefiali zaci6n u otros us os similares limitados donde: (1) se proveen niveles elevados para permitir la observaci6n adecuada 0 para tener una linea visual del personal 0 el equipamiento y (2) los niWayne D. Holmes, P.E., vicepresidente de HSB ProfeSSional Loss Control, finna consultora de ingenieria de proteccion contra incendios, tiene un grado de Master en Ciencias en ingenieria de proteccion con tra incendios del WPI y es miembro de la NFPA, SFPE, ASTM y ASME. Es director del Comite T6cnico sobre Ocupaciones Industriales, de Almacenamiento y Miscehmeas de la NFPAy del Comite Tecnico de la NFPA sobre Instalaciones Nucleares. Tambien es miembro del Comite Tecnico de la NFPA sobre Ocupaciones de Negocios y Mer cantiles, del Comite Tecnico de Ia NFPA sobre Caracteristicas de la Pro teccion contra Incendios y, del Comite Tecnico de la NFPA sobre Puertas contra Incendio.
veles dentro de la torre por debajo del nivel de observaci6n y la sala de maquinas para dicho nivel no estan ocupados. Dependiendo de los materiales de construcci6n, las torres que estan expuestas a un incendio a nivel del suelo pueden in cendiarse, fallar estructuralmente 0 ambas cosas. Con frecuen cia, las torres estin ane]mdas 0 conectadas a otras estructuras de menor altura. En dichns casos, cuando sea po sible, la salida desde la torre debe ser directamente hacia el exterior. Si esto no es factible, las salidas del edificio deben estar disefiadas de ma nera que los ocupantes de la torre tam bien puedan usarlas. La altura de la torre depende de las restricciones para altura y area de los c6digos locales para el tipo de construccion utili zado. II C6digo de Seguridad Humana, permite una escalera de salida, siempre y cuando la torre este sujeta a una ocupaci6n in ferior a 25 personas, qUI; la torre no se use para vivienda 0 como dormitorio y sea una cOllstrucci6n Tipo I, Tipo II 0 Tipo III. Esta permitido que las torres como las torres de observacion para in cendios forestales y las [orres de sefializaci6n de las vias ferreas, que estan disefiadas para una ocupaci6n de no mas de tres per sonas cuenten con escaieras de mana para escapar del incendio. En casos especiales de torres con acceso restringido por moti\os operatiyos, taks como seguridad (por ej., torres para el control del tnifico aerec ), se pueden usar ascensores como parte de los medios de egreso II uso de los ascensores como un com ponente de los medios de egreso estit limitado a las torres que esten sujetas a una ocupacion maxima de 90 personas. Otras res tricciones importantes ,e refieren al uso de ascensores como un medio secundario de egreso en las torres. Dentro de estas lim itaciones estan: • La torre y cualquier estructura anexa, que deben estar pro tegidas en toda su extension por un sistema de rociadores automaticos aprobado y supervisado. • II egreso principaJ que debe dar salida directamente hacia el exterior. • En la torre 0 en la edificacion anexa no pueden existir areas con contenidos de litO riesgo • EI proporcionar el cien par ciento de la capacidad de egreso independientemente del ascensor 0 los ascensores. • La implementaci6rt de un plan de evacuaci6n, que incluya especfficamente el uso del ascensor; yel personal debe estar entrenado en la operacion y procedimientos del ascensor. • La torre no debe s(r usada por el publico en general. Se aplican restricciones adicionales al ascensor, a la en trada, a los controles y a las operaciones del ascensor. Entre las restricciones se incluye'l • El ascensor debe tener una capacidad minima para ocho personas.
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10-112
SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
• El vestibulo del as censor debe tener una capacidad no infe rior al 50 por ciento de la carga de ocupantes del area a las que presta servicio el vestibulo. • En todos los pisos donde presta servicio el ascensor, debe haber un vestibulo para el ascensor con una tasa de resisten cia al fuego no inferior a una hora, con puertas contra incen dio autocerrantes 0 de cierre auto matico con especificaci6n de una hora de resistencia al aumento de temperatura, que se cierran en caso de una sefial de alarma de incendio. • El uso de elementos de construcci6n que restrinjan de la ex posici6n al agua a los equipos del ascensor. • Los cables electricos y de control del as censor deben tener suministro tanto de energia normal como de reserva y deben estar situados y protegidos para garantizar por 10 menos una hora de operaci6n en caso de incendio. • Los ascensores deben tener controles para el servicio de bomberos de acuerdo con ASMEIANSI A 17.1, Safety Code
for Elevators and Escalators. • Los ascensores deben tener la capacidad de detenerse de manera ordenada durante los terremotos cuando esto este permitido por ASMEIANSI A 17.1.
Edi'ficios de Gran Altura Los edificios de gran altura estin definidos en la NFPA 101 como edificios con una altura superior a 23 metros (75 pies), donde la altura del edificio se mide desde el nivel mas bajo del acceso para los vehfculos del departamento de bomberos hasta el piso mas alto que puede ser ocupado. Debido a las dificultades asociadas con la lucha manual contra incendios y la evacuaci6n del perso nal, los edificios de gran altura deb en estar protegidos en toda su extensi6n por un sistema de rociadores automaticos aprobado y supervisado que cuente con una valvula de control para los ro ciadores y con un dispositivo de flujo de agua en cada piso. En los E.U.A., los edificios comerciales nuevos 0 reforma dos, incluyendo los edificios de gran altura, deben cumplir los re quisitos del Americans with Disabilities Act (ADA). El ADA incluye dos opciones para la seguridad humana en los edificios altos nuevos: la instalaci6n de un sistema de rociadores automa ticos 0 la construcci6n de areas de refugio. Un area de refugio es: (1) un piso del edificio donde la construcci6n esta protegida totalmente por un sistema de rociadores automaticos aprobado y supervisado y que tiene por 10 menos dos habitaciones 0 espacios accesibles separados entre si por particiones resistentes al humo; o (2) un espacio situado en una ruta de desplazamiento que con duce hacia una via publica que este protegido de los efectos del fuego, ya sea por medio de una separaci6n de otros espacios en el mismo edificio 0 por su localizaci6n, 10 que permite una de mora en el recorrido de salida desde cualquier nivel. Las areas de refugio en el edificio, sirven como lugares donde las personas con discapacidades que no pueden usar los medios de salida de emergencia, puedan esperar la ayuda en forma segura. En los edificios de gran altura se deben proveer sistemas de tuberfas verticales Clase I para uso de los bomberos, de acuerdo con la NFPA 14, "Norma para la Instalacion de Tuberias Verti cales. Hidrantes Privados y Sistemas de Mangueras". Los edi ficios de gran altura tambien deb en tener un sistema de alarmas de incendio que utilice un sistema aprobado de comunicaci6n
hablada y de alarma para emergencias y un servicio de comuni caci6n telef6nica de dos vias para uso del departamento de bom beros. En los edificios de gran altura se deb en proporcionar sistemas de energia de reserva, de acuerdo con la NFPA 70, "CO digo Electrico NacionafID" y la NPFA 110, "Norma para los Sis temas de Energia de Eme~'5encia y de Reserva" que esten conectados a • El sistema de iluminacic,n de emergencia • El sistema de alarmas de incendio • Las bombas electricas de incendio, si las hay • El equipamiento e iluminaci6n de la estaci6n central de control • Por 10 menos un ascensor que preste servicio a todos los pisos • El equipo mecanico para cerramientos hermeticos al humo
TORRES DE ENFRIAMIENTO DE AGUA En terminos de su funci6n, las torres de enfriamiento de agua estan disefiadas para transferlr el calor del agua al aire. Esto se logra pasando el agua en pequefias partfculas a traves del aire, donde se extrae el calor del a;?;ua en parte por un intercambio de calor latente (el calor requerido para pasar de Hquido a gas de bido ala evaporaci6n de algl:nas de las partfculas de agua) y en parte por una transferencia del calor sensible (el calor requerido para cambiar la temperatura)
Construcci6n Las torres de enfriamiento de agua pueden ser totalmente de metal, de armaz6n metalica con bandejas de madera 0 plastico y con supresores de corriente de madera 0 plastico, totalmente de madera, 0 de construcci6n de ceramica. Algunas torres tienen una cubierta exterior incomrJUstible. Se usa madera, general mente secuoya, para la estructura de las torres de enfriamiento principalmente por su durabil idad, porque no tiene problemas de corrosi6n, y por el costa rehtivamente bajo de los materiales originales y de reposici6n. Cada vez mas se estan usando mate riales plasticos para las bandejas, los supresores de corriente, las cubiertas, las aspas del ventihdor y los anillos de refuerzo como sustitutos de la madera. Los materiales plasticos presentan un riesgo de incendio que no est.i bien definido en las pruebas con tra incendios a pequefia escaJ a. Las torres de enfriamiento de agua son de dos tipos: at mosferica y de corriente mecanica. Las torres de corriente me canica son de dos tipos generales: (1) de corriente forzada, (2) de corriente inducida (Figura 10.7.1). Estos se pueden clasificar ademas como de contraflujo ). de flujo cruzado. La Figura 10.7.2 muestra un corte transversal :Ie una tipica torre de enfriamiento de agua con corriente inducida mecanicamente y algunas de sus partes principales. El agua e" bombeada al sistema de distribu ci6n desde donde cae en case ada sobre las bandejas interiores y es recogida en un dep6sito etlla base de la torre. El ventilador introduce aire a traves de las 'ejillas y la caja de la torre. Los su presores de corriente reducetl al minimo la perdida de agua a traves de los conductos verticales de evacuaci6n de los ventila dores.
CAPiTULO 7
Corriente
MeCfmica
•
Estructuras especia/es
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Mecanica y natural
Natural
t
Humooa
n A+
•
~
Flujo Cruzado
Indueida
•
B -9
Contraflujo
Forzada
~
~
Inducida
Seca
i ...
~
O~. ~O
~ Forzada
Inducida
Humeda-Seca
8
t
I
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I
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-d/~-
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-f-/
~
Inscripci6n
r:>
CJ
Ventiladores Tubo multiple de agua Relieno humedo Relleno seeD
Inducida
Flujo Paralelo I
FIGURA 10.7.1 Tipos de torres de enfriamiento
Consideraciones sobre la Protecci6n contra Incendios
FIGURA 10.7.2 Torre t[pica de enfriamiento de agua, mecanica, de contracorriente inducida
Las torres de enfriamiento de agua presentan aspectos inusuales para la proteccion contra incendios. Como las torres de enfria miento de agua contiel1en y procesan grandes volumenes de agua, con frecuencia no se reconoce su potencial de incendio. Sin embargo, durante In operacion, partes de la torre de enfria miento pueden secarse. Ademas, cuando no estan en funciona miento, el material de relleno se seca nipidamente. La disposicion abierta del material de reUeno permite que los in cendios, una vez encel'didos, crezcan rapidamente. Las torres de enfriamiento se pueden quemar con tal rapidez que son to talmente consumidas por el fuego antes de que puedan reunirse los servicios manuales para combatir el incendio. EI acceso a las secciones interiores de una torre de enfriamiento para las opera dones de lucha contra incendios puede ser muy dificil Por 10 tanto los sistemas automaticos de supresion de incendios en las torres de enfriamiento, son de extrema irnportancia. Una torre de enfriamiento puede ser decisiva en la operacion de una instala cion. La perdida de una torre de entnamiento podria provo car el cierre total de toda una instalacion, 0 la paralizacion parcial 0 total de todas las operadones de produccion.
10-114 SECCION 10 • Confinamiento de los Incendios
Protecci6n contra Incendios de las Torres de Enfriamiento de Agua El prologo de la NFPA 214, "Norma sobre Torres de Enfria miento de Agua", contiene este enunciado: Los registros de incendios de las torres de enfriamiento de agua, demuestran que no se ha reconocido el alcance 0 la gravedad del potencial de incendio de estas estruc turas tanto cuando estan en operaci6n como cuando estan temporalmente fuera de servicio. Las torres de enfriamiento de construccion combustible, especialmente aquellas del tipo con comente inducida, presentan un riesgo potencial de incendio incluso cuando estan en plena operacion, de bido a la existencia de areas relativamente secas dentro de las torres. No es seguro asumir que los incendios de las torres de en friamiento de agua ocurren s610 0 principalmente cuando la torre no esta en funcionamiento. Los ejemplos de fuentes potenciales de ignici6n en las to rres de enfriamiento de agua, incluyen las chispas provenientes de las operaciones de corte y soldadura, ya sea en la torre 0 en estructuras adyacentes, 0 las chispas de la quema de basuras, los ineineradores, las ehimeneas y las chimeneas industriales. Otras causas ineluyen los materiales de fumar que se desechan des cuidadamente, los rayos y las exposiciones al fuego. Otro pro blema son las hojas secas llevadas por el viento y la basura que se aeumula alrededor de las torres que son de facil ignici6n. Los incendios ocasionados por el equipamiento de la torre pueden ser el resultado de fall as mecanicas en las cajas de re duecion de los engranajes y rodamientos, las aspas mal alinea das de los ventiladores, 0 la fatiga del metal, 10 que puede provoear un ealentamiento localizado. Las averias electrieas en los motores, los cortocircuitos en los cables y otras fallas elee tricas tambien pueden provocar muchos incendios en las torres de enfriamiento. La construccion de la torre de enfriamiento de agua es un factor primordial en la reducci6n de posibles riesgos de incen dio. Generalmente, las torres pequefias 0 aquellas cuyas estruc turas principales no superan los 57 m3 (2000 pies 3) de volumen, son completamente incombustibles y por 10 tanto rara vez pre sentan problemas. Sin embargo, las torres mas grandes, gene ralmente contienen cantidades apreciables de materiales combustibles. Ademas, las torres sobre techos pueden ser inac cesibles para el equipo motorizado de lucha contra incendios. Aquellas torres que se encuentran en terrenos pueden requerir cercas y control de malezas 0 protecci6n para evitar dafios por exposicion a los edificios contiguos 0 que provienen de estos. Cuando se trata de torres esencialmente combustibles, se pueden considerar una 0 varias de las siguientes medidas de pro teccion, una vez se haya determinado el grado de riesgo: • Adecuada separaci6n desde las exposiciones • Recubrimientos exteriores no combustibles • Divisi6n de las areas con particiones contra incendio entre las celdas
• Sistemas automaticos de protecci6n contra incendios, como sistemas de diluvio, sistemas de rociadores automaticos de tube ria seca 0 humeda, (> sistemas de accion previa con ca bezas cerradas. Los sistemas de tuberia humeda se deben usar solamente en climas caIidos. • Sistemas automatic os dfC pulverizacion de agua solamente para el exterior de la tor~e. • Hidrantes y tuberias vercicales • Proteccion contra rayos El elemento clave en la protecci6n contra incendios es pro porcionar una combinaci6n de un disefio prudente de ingenieria de la torre con una adecuada extincion automatica y un buen mantenimiento preventivo. Todo esto tiene por objeto asegurar que la plataforma del ventilador, el ventilador y su motor y pro pulsor, puedan sobrevivir intactos a los efectos de un incendio. Esto se recomienda pOI dos razones: I. Toda la torre sufre dafi,)s considerables cuando la plata forma del ventilador se Jesploma durante un incendio, de jando caer su pesado equipo por la estructura. 2. EI periodo de inactividad de la torre se reduce considera blemente cuando solamente se requiere reemplazar las per sianas y el material de .as bandejas interiores. Esto es de vital importancia porque el periodo de inactividad de una torre de enfriamiento de agua puede ocasionar la intemlp ci6n de procesos claves para la generacion de lllQTes:os. Las torres de enfriamiento de agua, al igual que otras es tructuras en exteriores, deber estar disefiadas y construidas para evitar el dano por vendavales. Tambien se debe tener cui dado para que las torres no esten dfCbajo 0 adyacentes a cables 0 trans formadores de alto voltaje. La prevenci6n de incendios tambien implica un programa de mantenimiento peri6dico. El mantenimiento programado de las partes mecanicas para detectar sobrecalentamiento, dcsgaste excesivo, lubricaci6n insuficlente, etc., es parte esencial de este programa. La NFPA 214 trata detalladamente la prevenci6n de incendios y los dafios ocasionados por el fuego en las torres de enfriamiento de agua. No es posible promulgar una norma que garantice la elimi naci6n de incendios en las torres de enmamiento de agua. La tecnologia en esta area esta en continuo desarrollo. Se Ie advierte al disefiador que la NFPA 214 no es un manual de disefio y no elimina la necesidad de un criterio profesional competente por parte de un ingeniero. En todos los casos, el disefiador es el res ponsable de demostrar la vahdez del metodo de proteccion con tra incendios.
TORRES TRANSMISORAS DE TELEVISION, MICROONDAS Y RADIO Los equipos electronicos en las torres de television y radio estan generalmente a tal altura que es imposible combatir el incendio desde el suelo. En estos caso;, se debe considerar un sistema de extincion automatico de dio); ido de carbono, de agente limpio 0
CAPiTULO 7
de productos qulmicos secos, con un enc1avamiento para inte lTUmpir la energia de los equipos electr6nicos. En cualquier caso, es una buena pnictica tener un medio para intelTUmpir desde el suelo la energia de la torre. Las torres de microondas, que con frecuencia estan situadas en areas remotas, a veces tienen construcciones para los equipos cerca de sus bases para relevadores, generadores de reserva y ba terlas. Estos edificios deben construirse con materiales incom bustibles, estar protegidos con sistemas automaticos de detecci6n y extinci6n y deben poder enviar una alarrna a una es taci6n central.
EDIFICIOS SIN VENTANAS Y
EDIFICIOS SUBTERRANEOS
La inaccesibilidad de las estructuras sin ventanas y subterraneas genera algunos problemas de incendios que son unicos. Princi palmente estan la dificultad de tener una ventilaeion de alivio para el humo y los gases provenientes del incendio y la dificul tad para eombatir el fuego y evaeuar los ocupantes. La inacee sibilidad de las estructuras sin ventanas y subterraneas elimina cualquier intencion de una proteccion parcial contra incendios, quc podria ser suficicnte para edificios sobre la superficie que dependen del servicio publico de bomberos. La protecci6n de los ocupantes y la propiedad en las estructuras sub terrane as pro mueve la utilizacion maxima de una buena proteccion contra in cendios. Los requisitos para los medios de egreso en los edificios subterraneos se encuentran en la NFPA 101.
Edificios sin Ventanas La ""l"FPA 101 define los edificios sin ventanas simplemente como aquelJas estructuras 0 partes de las mismas que carecen de aberturas de acceso. No es necesario calificar un edificio como uno "sin ventana" bajo las siguientes condiciones:
1. La estructura cs una construcci6n de un piso con puertas al nivel del suelo 0 con aberturas de acceso de emergencia en dos eostados del edificio, que estan separadas entre sf por una distancia no superior a 38 m (125 pies) en los muros ex teriores. 2. ALa estructura 0 una parte de la misma tiene mas de un piso de altura y (a) Tiene aberturas de acceso en el primer piso como se describe anteriormente, y (b) Cada piso por encima del primer pi so tlene aberturas de acceso de emergencia en dos eostados del edificio, que estan separadas entre si por una distancia no superior a 9,1 m (30 pies).
Edificios Subterraneos La NFPA 101 define las estructuras subterraneas como edificios o partes de las estructuras en los cuales el nivel del pi so esta por debajo del nivel de descarga de la salida. No es neeesario consi derar un edificio como "subterraneo" SI el piso tiene por 10
•
Estructuras especiales
10-115
menos dos costados con aberturas de acceso de al menos 1,9 m 2 (20 pies2) las cuales estan completamente sobre el nivel del pi so adyacente en cada 15 m (50 pies) lineales del area del muro ex terior que 10 rodea.
Aspectos de la Protecci6n contra Incendios que son Comunes a los Edificios Subterraneos y a los Edificios sin Ventanas Los edificios sin ventanas y los edificios subterraneos tienen los mismos problemas de yentilacion, de lucha contra incendios y de rescate. Las siguient~s medidas no tienen I.a intencion de ser exclusivas 0 de eliminar las consideraeiones usuales de la pro teccion contra incendios que son tipicas de los edificios. Cuando las estmcturas sin ventanas 0 subterraneas tienen una carga de ocupacion de mas de 50 personas en las partes sin ventanas 0 subterraneas de la estructura, las secciones sin ven tanas 0 subterraneas y todas las areas que se atraviesan el reco rrido hacia la descarga de 1a salida deben estar protegidas por un sistema aprobado y supt;)rvisado de rociadores automaticos. En las secciones de los edificios subterraneos que tienen una carga de oeupacion de mas de 100 personas y un nivel del piso de mas de 9,1 m (30 pies) cl cual se usa para la ocupacion humana, 0 que tienen mas de lID nivel, por debajo del nivel mas bajo de dcscarga de la salida, tambien se deben proporcionar sis temas automaticos para el control de humo que esten aproba dos. Para garantizar la proteccion contra la propagacion del humo, se requiere cnergia de reserva para el sistema dc extrac cion de humo asi como :ambien bombas de incendio e ilumina cion. Se necesita iluminacion de emergencia para una evacuacion segura, ya que la luz artificial es indispensable en los edifieios sin ventanas 0 en los subtemineos. Las cargas de ocupacion en los edificios sin ventanas 0 en los subterraneos se establecen teniendo en cuenta el tipo de ocu paci6n de la partc del edificio que no tiene ventanas 0 es subte rranea. La NFPA WI, define la carga de ocupantcs como el numero total de personas que podrian ocupar un edificio 0 una parte de un edificio cn cualquier momento dado. La carga de ocupantes se puede detenninar segtm la maxima poblacion pro bable del espacio que se csta teniendo en cuenta 0 por medio de los faetores de carga de los ocupantes que se basan en la ocupa cion, cl que sea mayor. Los factores de carga de los ocupantes de la NFPA 101, varian :-;egun la ocupacion y van desde 0,65 m2 (7 pies2) pOI persona para ocupacioncs de relIDi6n de hasta 28 m 2 (300 pies2 ) por persona para ocupaciones de almacenamiento que no estan abiertas al publico. Por ejemplo, para un area subterranea de 560 m 2 (6000 2 pies ) que alberga una ccupacion industrial de riesgo ordinario [factor de carga de ocupantes de 9,3 m 2 (100 pies2) por persona], la carga de ocupantes es de 60 personas (600011 00 60). Para esta ocupaeion subterranea, se debe proporcionar proteccion con ro ciadores automaticos de acuerdo con la NFPA 101. Para el mismo espacio de 560 m 2 (6000 pies 2 ) que alberga una ocupacion mercanti' por debajo del nivel del suelo y debajo del nivel de desearga de la salida [factor de carga de los ocu pantes igual a 2,8 m 2 (30 pies2) por persona], la carga de ocu
10-116 SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
pantes es de 200 personas (6000/30 200). En este caso, se debe proporcionar proteccion con rociadores automaticos y sistemas automaticos para el control de hurno de acuerdo con la NFPA
101. Se debe prohibir el uso de construcciones combustibles y de acabados interiores que no sean Clase A. Los plasticos de es purna nunca se deben dejar expuestos sino que deben estar pro tegidos por una barrera termica aceptable para la autoridad competente, a menos quc los resultados de las pruebas contra in cendios demuestren que la barrera termica no es necesaria. La compartimentacion con barreras cortafuego ayudara a limitar el alcance y gravedad del incendio y proporcionara areas de refugio para los ocupantes. Los equipos manuales para combatir el fuego como los sis temas de tuberias verticales y de mangueras y los extintores por tatiles de incendios pueden extinguir rapidamente los incendios cuando son manejados por personal entrenado que descubre el incendio en su etapa incipiente. El drenaje de agua desde la descarga de los rociadores 0 desde los chorros de manguera, puede ser un problema grave en las estructuras subterrlmeas y, por 10 tanto, requiere una planea cion previa. Si se requieren drenajes por razones diferentes a la proteccion contra incendios, puede ser posible utilizar un sis tema de drcnaje para todos los usos, siempre y cuando este di sefiado para manejar el flujo maximo esperado. Para las ocupaciones en cave mas subtem'tneas, consulte la NFPA 520, "Norma sobre Espacios Subterraneos".
TUNELES Tuneles para Autom6viles y Trenes Los tUneles para vehiculos automotores y ferroviarios, como trc nes y metros, prescntan problemas de incendios similares a los de los edificios subterraneos, con excepcion de que el carga mento de los vehfculos que utilizan los tuneles puede presentar cualquier cantidad de riesgos. Seglin un estudio de 1983 de la Federal Highway Administration, del Departamento de Trans porte de los EUA, el riesgo principal asociado con los tlineles de carretera involucra a los vehiculos y a los cargamcntos. I En dicho estudio no se hallo evidencia de incendios que afecten so lamente las estructuras 0 los sistemas de los runeles. El trans porte en vehiculos automotores de ciertos cargamentos, como los explosivos instantaneos, a traves de los tUneles esta prohi bido en algunas jurisdicciones. Ciertas jurisdicciones tambien prohiben que los vehiculos con gas licuado de petroleo a bordo, inc1uyendo los vehiculos recreativos (RVs), utilicen los runeles. Ademas de los riesgos de incendio relacionados con los ve hfculos y cargamentos, los runeles presentan problemas espe ciales de incendio. Con frecuencia, el acceso de los vehiculos de bomberos esta limitado a los extremos del tunel. Los puntos in termedios de acceso para combatir manualmente el incendio y para las operaciones de rescate pueden ser limitados. Igual mente, los medios de salida de emergencia 0 las areas de refu gio seguro pueden ser muy limitados. El humo y el calor generados por el incendio pueden ser sumamente dificiles de
ventilar 0 controlar. Esto se puede complicar atm mas por las corrientes creadas por los materiales en combustion y por la in clinacion del tune I y los sistemas de corrientes forzadas. Du rante los incendios graves, puede presentarse un movimiento de humo y gases calientes en dlreccion contraria a la corriente de aire (backlayering). En otros casos, la tasa de combustion puede auruentarse considerablemente con la corriente de aire. En los tlineles la disponibilidad de suministros de agua para y de conexiones para las mangueras puede ser insuficiente. La combinacion de estos factores produce proble mas especiales de incendios asociados con los tuneles. Han ocurrido varios im:endios notables en tuneles. Algu nos de los mas significativ0s estan relacionados en la Tabla 10.7.1.
Consideraciones Generales. Como la gasolina generalmente esta involucrada en los incendios de vehiculos, el manejo del de incendios por derrame de gasolina es una considera cion tipica cuando se proporciona proteccion contra incendios en los runeles. Otra consideracion primordial son los medios para generar una alarma de incendio en un runel. Esto se puede lograr con cajas de alarma de incendio 0 con estaciones telefo nicas instaladas a intervalos a 10 largo del tunel. Este sistema de alarmas tambien se puede enlazar al sistema de control de tra fico de manera que se pueda detener el trafico entrante. Se pueden usar rociadores automaticos para la proteccion contra incendios de los tUnek~s. Ademas, se debe proveer un su ministro de agua adecuado con conexiones de manguera en ambos lados del rune!. Pueden instalarse extintores portatiles de incendios suplementarios en gabinetes de pared para incendios pequefios, para ser usados por los empleados y conductores. La NFPA 130, "Normll sabre Sistemas Ferraviarios de Gufa Fija para Trans/to y l'asajeros", suministra informacion sobre la seguridad contra incendios para los metros, trenes, etc. La NFPA 130 tambien proporciona las directrices para los vehi culos y para las estaciones d\e pasajeros. En relacion con las instalaciones subterraneas (subways), la construccion debe ser al menos una construccion no combusti ble Tipo I 0 Tipo II. La cantidad de materiales combustibles debe estar restringida por la especificacion de los durmientes de los rieles del ferrocarril no cl>ffibustibles 0 retardantes del fuego, tratados a presion. Al igual que en los edificios subterraneos, la ventilacion en los runeles es importante pan disipar el hurno y los gases del in cendio. Un sistema de ventilacion mecanica existente puede ser satisfactorio para ser usado durante las emergencias si puede manejar el volumen requerido para expulsar el humo y los gases del incendio. Los puntos bajos del tlinel deben tener drenajes adecuados para manejar los ierrames de liquidos inflanlables y el agua utilizada para la exti lcion. Se debe proveer un sisrema de ventilacion de emergencia basado en un analisis de ingenieria, para las vias del tren subte mineo con mas de 303 m (1(00 pies) de longitud. El sistema de ventilacion de emergencia d\~be estar disefiado para: • Pro veer un ambiente ~ostenible a 10 largo de la via de egreso de un incidente de incendio
CAPiTULO 7
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Estructuras especiales
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TABLA 10.7.1 Incendios importantes de tUneles Fecha
Lugar
Julio 11, 1979
Tunel Nihonzaka Yaizu, Japon (1)
Abril 7, 1982
Tunel Caldecot Oakland, CA (1)
Noviembre 18, 1996 TUnel del Canal Ingles (2) (3)
Marzo 24, 1999
TUnel Mont Blanc Chamonix, Francia (4)
Noviembre 15, 2000 Tunellnclinado del Ferrocarril Alpino Kaprun, Austria (5) Mayo 28, 2001 TUnel Prapuntin Cerca de Turin, Italia (5) Augosto 6, 2001 Tunel de Gleinalm Cerca de Graz, Austria (5) Octubre 24, 2001 Tunel Gotthard Suiza (5)
Notas Cuatro grandes camiones y dos automoviles chocaron, 173 vehiculos destruidos, 7 muertos, 110 m (360 pies) de delo raso, paredes y sistemas del tunel completamente destruidos. Carro tanque de gasolina, choques multiples de autom6viles, camion, bus, 7 vehiculos destruidos, 7 muertos, 2 hospitalizados, soportes y accesorios del tOnel danados, costa de reparaci6n superiores a 3 mill ones de d6lares. Tunel de 50 km (31 miL); 2 tOneles ferroviarios y tunel de servicio; el incendio involucr6 un vag6n de carga que lIevaba camiones; el tren se detuvo a 12 mil. dentro del tunel; combate del incendio obstaculizado por el calor y hu mo; incendio extinguido despues de 14 horas; 8 pasajeros y tripulantes hos pitalizados; 8 vagones de carga, cargador y locomotora destruidos; danos graves en 200 m del revestimiento del tUnel, dano considerable a otros 200 m de revestimiento; servicio del tren de pasajeros suspendido por 15 dias. Tunel alpino de 11 km (7 miL), tunel de una sola perforaci6n entre Francia e Italia; cargamento no peligroso de camiones; 36 vehiculos destruidos, 39 muertos, 30 heridos, 820 m de tunel danados; 53 horas para extinguirlo. Incendio de un vag6n; tunel de una sola perforacion; la ventilaci6n aumentola tasa de combustion; 153 muertos Incendio de un camion; tUnel de 4 km cerca de la frontera francesa; 19 hospitalizados. Choque de dos carros que produjc incendio; tunel de 8 km (5 millas); 5 muertos, 4 heridos. Choque de dos camiones produjo incendio; tUnel de 16,3 km (10 mill as) , ruta principal entre Italia y Aleman.a y el segundo tunel mas largo del mundo; 11 muertos, mas de 40 ve'liculos destruidos, desplome de 30 metros(100 pies) del techo del tunel
Fuente de datos 1. Prevention and Control of Highway Tunnel Fires, U.S. Department of Transportation, Federa. Highway Administration, Publication No. FHWA-RD-83-032 2. Edward Comeau, Fire Investigation Report: Channel Tunnel Fire, Folkestone, England to Coauel/es France, November 18, 1996,
NFPA, Quincy, MA
3. Inquiry into the Fire on Heavy Goods Vehicle Shuttle 7539 on 18 November 1996, U.K. Depa.1ment of the Environment, Transport and Regions, London, HMSO, 1997. 4. Task Force for the Technical Investigation of the 24 March 1999 Fire in the Mont Blanc Vehicular Tunnel, Minister of the Interior
(France), Ministry of Equipment, Transportation, and Housing, 30 June 1999
5. Varias fuentes de noticias
• Proveer tasas de flujo de aire suficientes para evitar el mo vimiento de hrnno y gases calientes en direcci6n contraria de la corriente de aire del humo en la via de salida • Que pueda alcanzar el modo operativo completo en 120 se gundos Se deben proveer escaleras de salida de emergencia en los tllneles de manera que la distancia hasta una salida de emergen cia no supere los 381 m (1250 pies). En los rune1es de dos per foraciones con una separacion de por 10 menos dos horas de resistencia al fuego, se pueden usar pasadizos transversales se parados por una distancia maxima de 244 m (800 pies) en lugar de las esca1eras de salida de emergencia hacia 1a superficie. Se
deben instalar sistemas de iluminaci6n de emergencia y sistemas de tuberia vertical Clast; I 0 Clase III. Los vehfculos de bomberos equip ados para arrastrar los ve hiculos averiados de los tUneles, para combatir los incendios de autom6viles 0 para extraer a las victimas atrapadas por acciden tes de los vehiculos, dehen estacionarse a una distancia razona ble de cada extrema del runel. EI personal asignado a estos lugares debe tener un ertrenamiento especial y contar con equi pos especializados para estas situaciones. La NFPA 502, NOrJ'la para los Tttneles de Carretera, Puen tes y Otras Carreteras de Acceso Limitado, proporciona infor macion mas detaJIada.
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SECCION 10. Confinamientodeloslncendios
Consideraciones Especificas para Tuneles mas Largos. En los tuneles de carretera con longitudes entre 90 y 240 m (300 y 800 pies) se deben instalar sistemas de tuberia vertical y siste mas para controlar el tratico. Cuando la longitud del runel es su perior a 240 m (800 pies) y donde la distancia desde cualquier punto del runel sup ere los 120 m (400 pies), la NFPA 502 re qui ere disposiciones de seguridad adicionales. Se deben proveer por 10 menos dos medios para detectar, identificar y localizar los incendios. Los medios pueden incluir sistemas manuales de alarma de incendio, sistemas automlticos de deteccion de incendios 0 sistemas de circuito cerrado de te levision. Se deben instalar tuberias de alimentacion de 10 cm. (4 pulg.) con un suministro minimo de agua de 1 hora. Las cone xiones de mangueras deben estar espaciadas para que ninguna ubicacion este a mas de 45 m (150 pies) de una conexion. El sistema de ventilacion debe proporcionar un medio para controlar el humo. El control del humo se puede lograr ya sea capturando y eliminando el hurno a traves de conductos de aire o empujandolo a traves del runel hasta un portal. El metodo em pleado dependera del tipo de sistemas de ventilacion que se uti lice, del modo de operacion del trafico y del medio circundante. En todos los casos, la meta deseada es proporcionar una ruta de evacuacion para los automovilistas que estan saliendo del rune 1 y facilitar las operaciones de lucha contra incendios. Es importante que exista una estacion central de supervi sion para controlar las operaciones, identificar las condiciones de emergencia y coordinar la respuesta a emergencias.
Tuneles Peatonales Los tlineles peatonales, comunmente usados para entrar y salir de edificios, terminales, estaciones de metro, etc., tienen en cuenta ante todo la seguridad humana. Generalmente, estos ru neles se usan para satisfacer los requisitos de salida de las gran des instalaciones industriales y comerciales. Los requisitos detallados para estos tuneles se encuentran en la NFPA 10 l.
a 10 largo de puente proporcionan un medio para notificar al de partamento de bomberos 0 a los encargados del puente la exis tencia de una emergencia. Al igual que en los tuneles, este sistema puede estar conectado al sistema de control del trafico para detener el trafico y evitar que este continue hasta el puente y para alertar a los vehiculos que ya estan en el puente. Los puentes en areas sismicas criticas pueden requerir un anclaje especial para garantizar que se pueda seguir utilizando cuando hay actividad sismica grave. La falla de varios puentes de carreteras interestatales ha atraido la atencion hacia la f-eguridad de los puentes, y actual mente se estan imponiendo requisitos de disefio mas estrictos. Como la lucha contra incendios en los puentes es una ne cesidad, es una buena practica tener un suministro adecuado de agua desde las tuberias verticales, preferiblemente en los dos costados del puente 0, en los puentes largos, a intervalos a 10 largo de su longitud. La localizacion de los \ ehiculos para combatir incendios, puede ser un problema si el puente esta en un area rural. Los ve hiculos deben estacionarse tan cerca del puente como sea posi ble. Ademas de llevar equipamiento para combatir incendios, estos vehiculos deben estar dlsefiados para mover vehiculos ave riados y deben llevar el equipo necesario para las operaciones de rescate. La NFPA 502 proporciona informacion mas detallada.
Puentes Ferroviarios Los puentes ferroviarios pueden ser un problema de incendio porque muchos de ellos estall hechos de madera y pueden haber sido tratados con un preservante inflamable para madera. Ade mas, muchos puentes ferrovi arios estan situados en areas remo tas y, si se incendian, pueden arder por largo tiempo antes de ser detectados y de que los bomberos respondan.
PUENTES Puentes de Carreteras Los puentes de carreteras estan constantemente expuestos a ac cidentes que pueden ocasionarles dafios directos debido al im pacto y ocasionalmente por los incendios que pueden generarse despues del impacto. Cuando hay cargamentos inflamables in volucrados, ya sea en la carretera 0 en aguas 0 terrenos adya centes, existe el peligro de que ocurran incendios graves. Rasta el momento el riesgo de incendios graves no ha sido considerado como suficiente para justificar requisitos especiales de protec cion contra incendios para las estructuras. En las construcciones mas largas, generalmente son suficientes la construccion resis tente al fuego 0 incombustible y los medios para transmitir alar mas de emergencia. La respuesta establecida para accidentes debe incluir la capacidad para combatir incendios. Las cajas de alarma de incendio 0 los telefonos espaciados
FIGURA 10.7.3 Viaducto de madera dafiado por el fuego en un area remota de Long Island, NY (Fuente: United Press International)
CAP iTULO 7
Hay dos clases de puentes de madera y viaductos: (I) de paso superior abierto y (2) de paso superior de balasto. El potencial de incendio es mucho mas grave en el disefio de paso superior abierto. Los puentes ferroviarios de madera pueden incendiarse por fuentes como chispas de friccion y particulas calientes de metal que se producen cuando se aplican los frenos cuesta abajo en los trenes de carga con cargamentos muy pesados y por resi duos ardientes provenientes de las cajas de engrase recalentadas. En un area remota de Long Island, Nueva York, los bomberos se vieron obligados a arrastrar lineas de manguera sobre carritos de mana por miles de pies de carrilera para combatir un incendio en un viaducto de madera, porque el viaducto era muy poco profunda para los botes de incendio. Los vientos fuertes avivaron rapida mente el fuego a traves del viaducto destruyendo aproximada mente 763 m (2500 pies) de la estructura (Figura 10.7.3). Los incendios por exposicion a pastos y matorrales en llamas alrede dor de los pilotes de soporte son otro Las vigas de los puentes de madera pueden tratarse con re tardantes para el fuego, y algunos tratamientos proporcionan una resistencia aceptable contra el fuego. Sin embargo, no son un sustituto adecuado para la construccion incombustible 0 resis tente al fuego del puente. El material tratado con un retardante del fuego puede perder su cualidad con el tiempo, dependiendo del ambiente al que esta expuesto. La lucha contra incendios en los puentes ferroviarios pre senta muchos problemas, especialmente en las areas donde los puentes no son accesibles para los servicios organizados de lucha contra incendios. Un metodo para proporcionar una capa cidad minima de extincion de incendios, consiste en instalar to neles de agua en los accesos de los puentes 0 a intervalos a 10 largo de su extension para que puedan ser usados por el perso nal del tren. Algunas vias ferreas tienen polvorines cerca para abrir brechas cortafuego en los puentes, 8i es necesario. En otros casos, la planeacion previa de emergencias requiere la de molicion de algunas secciones de los puentes tipo plataforma para detener la propagacion del incendio.
LUGARES DE REUNION AL AIRE LlBRE Los lugares de reunion al aire libre incluyen parques de atrac ciones, campos de atletismo y estadios, tribunas, carpas y luga res similares dondc se rcunen las multitudes para observar un evento 0 para participar en actividades rccreativas. La gran can tidad de personas en estas instalaciones crea un potencial consi derable para la perdida de vidas humanas en un incendio y rcfuerza la necesidad de proporcionar medios de escape ade cuados y accesibles y de contar con las caracteristicas adecua das de construccion para reducir la probabilidad de propagacion del fuego. La NFPA 102, "Norma para Tribunas, Asientos Ple gables y Telesc6picos, Carpas, y Estructuras de Membrana ", proporciona medidas razonables para la construccion de estas ocupaciones. Los requisitos de los medios de egreso han sido retirados de la norma y ahora se encuentran en la NFPA 101. Las caracteristicas mas comunes que pueden producir de bilidad en la construccion y acelerar la propagacion del fuego in cluyen los cableados temporales; el mantenimiento inadecuado
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Estructuras especia/es
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y la limpieza deficiente, especialmente cuando hay exposiciones donde se usan exhibidores; el uso de muchos materiales com bustibles, como decoraciones y Hquidos inflamables; y la ialta general de practicas adecuadas de prevencion de incendios. Se necesita una buena provision de extintores portatiles de incendios al igual que un metodo confiable para comunicarse rapidamentc con el departamento de bomberos mas cercano y con otras organizaciones de emergencia para la proteccion con tra incendios en lugares de reunion al aire libre.
Carpas Las carpas se convirtieron en una gran preocupacion para las au toridades de proteccion contra incendios despues del desastroso incendio de un circo en Hartford, Connecticut (EUA), el 6 de julio de 1944, en el qu~ murieron 168 personas. Este incendio demostro claramente la necesidad de usar materiales resistentes al fuego para las carpas que se encuentran en lugares de reunion al aire libre. Actualmente se requieren materiales resistentes al fuego para todo tipo de carpas. Generalmente se requiere que los materiales decorati\ os usados en las carpas sean retardantes de las llamas. El uso d,~ dispositivos de llama abierta y de ca lentadores esm estrictamente reglamentado 0 prohibido. Las carp as son combustibles, incluso cuando estan hechas de material resistente a las llamas, yes una buena practica limi tar su cantidad y tamai\o en un lugar y mantenerlas separadas entre Sl y de otras estructuras. El area alrededor de las carpas se debe mantener libre de materiales combustibles, incluyendo la vegetacion. Los materiales combustibles usados dentro de una carpa se deben reducir al minimo, y se debe prohibir fumar en carpas ocupadas por el;niblico.
Tribunas Las tribunas son ejemp los tipicos de construcciones que se en cuentran en lugares de'eunion al aire libre 0 en interiores y de construcciones que pueden constituir un problema de seguridad. Estas construcciones dcben tener pasillos adecuados, distancia suficiente entre las film, de sillas, barandas de proteccion fuer tes y otras caracteristicas de salida que garanticen la evacuacion rapida y ordenada hacia areas de seguridad. Los requisitos apli cables a estas instalacicnes se encuentran en la NFPA 10 I. Las tribunas tambien debet ser diseiiadas para aguantar un peso muerto predeterminado y cargas vivas, 10 mismo que cargas pro yectadas del viento. Como muchas tribunas estill construidas completa 0 par cialmente de madera, se aplican los principios basicos de la pro teccion contra incendios para las areas de division y para la separacion de exposicic,nes. Las tribunas largas y combustibles, deben estar separadas p.)f particiones contra el fuego, 0 pueden construirse en seccione~. mas pequeiias con espacios adecuados entre las secciones. Frecuentemente, e espacio debajo de las tribunas se usa para guardar materiales y para puestos de venta por concesion y se convicrte en un espacio cubierto de basura. Este espacio debe estar libre de estas actividades. Los desperdicios debajo de la tribuna fueron un factor importante en el incendio de un estadio
10-120 SECCI6N 10 • Confinamiento de los Incendios
de futbol en Bradford, Inglaterra, ell I de mayo de 1985, el cual ocasiono 56 muertes. 2
Estructuras de los Parques de Atracciones Las estructuras que sostienen las atracciones generaimente estan construidas de madera y tienen una cantidad apreciable de ca bles electricos, cajas de engranajes para poleas, y maquinaria si milar que produce friccion. Con frecuencia, tienen tam bien un mantenimiento deficiente. La proteccion de la vida es la consi deraci6n primordial en la evaluacion de estas estructuras, de ma nera que es de vital importancia que haya medios de escape adecuados y accesibles durante una emergencia. La prevencion de incendios, las construcciones incombustibles, los riesgos de exposicion, el mantenimiento y la limpieza son otros factores que deben tenerse en cuenta. Hay estructuras que son diferentes a las "atracciones"fami liares mas conocidas, como los tiovivos 0 carruseles, las monta fias rusas y las ruedas giratorias (Ferris wheel). Algunas son para diversion y otras son de canicter educativo. Otras simulan, por ejemplo, una pista de trineo 0 un carro que se desplaza a traves de un edificio. Muchas otras funcionan en la semi-oscuridad, como las casas de misterio 0 los castillos encantados. Como muchas de estas estructuras no tienen ventanas (0 por 10 menos los espacios publicos no tienen ventanas), se debe exigir que tengan sistemas de rociadores automaticos con ro ciadores de respuesta rapida de ultima generacion. Las disposi ciones para el egreso no necesariamente son esttll1dar, y se necesitan algunas innovaciones para cumplir el objetivo de la NFPA 101 Y los codigos modelo de construcciOn. De primordial importancia son la iluminaci6n de emergencia, la iluminacion adecuada y los trayectos con marcaciones para los recorridos de salida. La proteccion con rociadores es probablemente el re quisito mas importante en una estructura de atracciones, ya sea una estructura permanente 0 formada por camiones 0 remol ques semipermanentes. Un incendio en una atraccion del "castillo encantado" en el parque Six Flags Great Adventure Park, que constaba de 17 re molques comerciales interconectados, Ie costa la vida a ocho personas en Jackson, New Jersey, elll de mayo de 1984. 3 Los principales factores que contribuyeron a las muertes fueron la falta de sistemas fijos de deteceion y supresion debidamente di sefiados, la ignicion del material sintetico de espuma desde e1 cual se propago el fuego a otros contenidos y acabados interio res combustibles, y la dificultad que tuvieron los ocupantes al tratar de escapar por una ruta confusa llena de humo. Algunos codigos para edificaciones de atracciones requie ren marcadones en las rutas y avisos de salida a poca altura cuando las salidas requeridas no son evidentes debido a distrac dones teatrales, estan disimuladas, 0 no son de faeil acceso.
no solamente aquellas sostenidas por aire y aquellas donde los ocupantes estan dentro de una atmosfera presUlizada. Algunas estructuras son del tipo infladas con aire, donde la presion del aire esra dentro de una serie de tubos, los cuales forman a su vez la estructura y la mantienen erguida. En este caso, los ocupantes no esran dentro de una atmosfera presurizada. Tambien se in c1uyen las estmcturas de membrana sostenidas por cables, como algunos de los estadios deportivos mas recientes, donde el techo esta sostenido por cables, y donde puede 0 no suministrarse pre sion de aire. En otros tipos de estructuras, la membrana esta ten sionada, y generalmente la proteccion contra los elementos climaticos se hace sin paredes de cerramiento. Finalmente, estan las estructuras tipo armadura en las cuales la membrana se es tira sobre el armazon para formar las paredes laterales y el techo. Por definicion, una membrana es un material delgado, fle xible, impermeable, capaz de ser sostenido por una presion de aire de 3,7 Pa (1,5 pulgadas) de columna de agua. La membrana puede ser de una fibra de metal muy delgada 0 de fibra de vidrio revestida con un flurocarbono y se considera no combustible 0 de combustibilidad limitada. Otras son de material de vidrio, nylon u otro material fibroso similar recubierto con vinito 0 si licona. Estas son consideradas como estructuras combustibles, a pesar de que son resistentes .1 las llamas cuando estan tratadas de acuerdo con la NFPA 701, "Metodos Normalizados de Ensa yos de Incendio para la Propagacion de las Llamas de Textiles y Peliculas". Una estructura sostenida por aire es un refugio en forma de globo, construida con telas fl<~xibles, recubiertas, que estan S08 tenidas y estabilizadas contra las cargas del viento por una pe quefia cantidad de presion intema, generalmente con 2,5 a 3, 7 Pa (1,0 ai,S pulgadas) de presion de agua, suministrada por ventiladores centrifugos de funcionamiento continuo (Figura 10.7.4). No existen vigas, co:umnas, viguetas u otros miembros estructurales. Las variacione~, en la estructura sostenida por aire incluyen estmcturas con tedo de pared doble inflado con aire, y paneles laterales y estructuras combinadas sostenidas por ner vaduras pero que las sostiene el aire durante los vientos fuertes. En las estructuras sostenidas por aire se utiliza una fibra sintetica con revestimiento de plastico. La fibra sintetica no ab sorbern las soluciones resistentes a las llamas, pero el revesti miento de phlstico puede contener retardantes de las llamas. Si
Cargas de elevaci6n
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Viento
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Funda estructural (pretensada con vpresi6n internal
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Presiones de I " \ i1flado " \\ [Diferencial de columna \ Ventilador de Cargas de agua de 1 pulg. (249 Pa)1 \ inflaci6n/ de arrastre ,r
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Estructuras de Membrana _
La NFPA 102 no se aplica solamente a lugares de reuni6n. EI ter mino de membrana, reemplaza a soportada por aire (air-sup ported), porque refleja mejor los diferentes tipos de estructuras,
Ancl&je para resistir __ las cargas de elevaci6n
FIGURA 10.7.4 Carga aerodinamica y de inf/acion de una estructura tipica de una sola pared, sostenida por aire
CAPiTULO 7
el ventilador que da servicio a una estructura sostenida por aire falla 0 si se hace un agujero en la tela, debido al calor prove niente de la exposicion al fuego, por ejemplo, se tarda un tiempo relativamente largo para que la estructura se desinfle. La aber tura y el cierre normal de las puertas no afecta la estructura. De hecho, existen agujeros de respiracion en el forro para los cam bios de aire.
MUELLES Y ESTRUCTURAS
RODEADAS DE AGUA
Muelles Cuando se usan muelles 0 estructuras rodeadas de agua en luga res de diversion, para restaurantes 0 para terminales de pasajeros, estos se salen de la categoria de uso normal (es decir, atracadero de embarcaciones y manejo de carga) y entran en la categoria de estructuras especiales. La seguridad humana es de gran impor tancia, ya que estas estructuras, que pueden contener un gran nu mere de personas, pueden tener instalaciones de salida limitadas debido a su ubicacion 0 a su disposicion sobre el agua. Se hacen las siguientes recomendaciones para los muelles que no estan dentro de la categoria de uso normal y que se ex tienden mas de 45,7 m (150 pies) desde la orilla. Los criterios surgen del requisito reconocido de distancia maxima de reco rrido que se encuentra en la NFPA 10 I. Estos metodos de disefio se consideran equivalentes: I . EI muelle puede estar dispuesto para tener dos vias separa das de desplazamiento hasta la orilla, como por cjcmplo dos pasarelas bien separadas 0 estructuras independientes. 2. La plataforma del muelle puede estar disefiada para que sea de construcci6n abierta, resistente al fuego, y este apoyada sobre soportes ineombustibles. 3. Si se utiliza construccion combustible para la cubierta, su perestructura y/o subestructura del muelle, estas deben estar protegidas por un sistema de rociadores automiiticos. 4. Si el muelle es completamente abierto y sin obstrueciones y tiene mas de 152,5 m (500 pies) de longitud, general mente se puede considerar seguro si el ancho minimo no es inferior a 15,2m (50 pies). Si el muelle es abierto y sin obs trucciones y con una longitud superior a 152,5 m (500 pies), se debe mantener una proporci6n de 10: 1 para la relaci6n longitud-ancho. Sin importar si los cuatro puntos anteriores se aplican indi vidualmente 0 en conjunto, a un muelle detenninado, los requi sitos minimos de la NFPA 101 se aplican conjuntamente para proporcionar los medios de salida. Estos requisitos abarcan el numero, distribucion, localizaci6n y proteccion de los medios de salida para el tipo de ocupaci6n involucrada, mas las pre guntas relacionadas con los accesorios, la construcci6n y los acabados interiores para los medios de salida. En la NFPA 307, "Norma para la Construcci6n y Protecci6n contra Incendios de los Terminales Maritimos, Muelles y Embarcaderos", se ofrece orientaci6n adicional sobre muelles.
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Estructuras especia/es
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Otras Estructuras Rodeadas de Agua Cuando un edificio 0 estructura, como un faro tlpico, 0 una pla taforma de perforaci6n de petr61eo y las instalaciones de vi vienda relacionadas, estan totalmente rodeados de agua, se deben tener en cuenta varios factores para la seguridad humana contra incendios. Se neeesita un area de terreno exterior sufi ciente, como una isla, para refugio, 0 se debe construir una pla taforma resistente al fuego para este fin. Esto debe estar acompaiiado de un sistema de comunicaciones y un medio de transporte para evacuar a los ocupantes del area de refugio. Este transporte se lirnitani a un bote 0 helic6ptero, debido a la natu raleza y localizaci6n obvias de estas estructuras especiales. Sin embargo, este sistema de refugio, comunicaci6n y rescate es efectivo 50lamente 5i hay planeaci6n y disponibilidad perma nente del tran5porte. Las demoras provocadas por una planea ci6n inadecuada 0 por condiciones meteorologieas intolerables pueden llevar a un desa stre. Por 10 tanto, estos factores de deben tener en cuenta antes de la emergencia, no despues.
Embarcaciones Amarradas Permanentemente Cuando una embarcaci In de gran tamafio esta amarrada perma nentemente y se utiliza como restaurante, hotel, museD 0 centro de convenciones, es, para todos los fines practicos, similar a cualquier edificaci6n de construccion permanente ocupada para estos mismos usos. Como las embarcaciones no fueron construidas como "edi ficios" sino bajo normas completamente diferentes, es casi im posible tratar de hacer cumplir Iiteralmente los requisitos de la NFPA 10 I 0 los c6digos modele de construccion. Los pasillos no son tan anchos com,) 10 requieren los corredores de acceso a las salidas. Las puerta& son mas pequeiias que las de los edifi cios convencionales. La contrahueila y distancia de las escale ras, que se conocen onginahnent((' como "escaleras de mano", probablemente llQ,cumplen con lq~ requisitos para escaleras de edificios. Cuando la marea sube y futja, la conexi6n a tierra cam bia en declive. De manera que g~neralmente se hacen algunas concesiones si se acepta que lwembarcaci6n tiene un uso dife rente al de un barco. La. condici6n principal para aceptar las ca racteristicas de constru~cj6n qu~ no se ajustan a las norm as, es exigir proteccion con rociadores para la embarcaci6n, Iimitar la carga de ocupantes, y rcquerir el cumplimiento estricto de los re quisitos de acabados interiores, etc. Generalmente, la planta de energia de las embarcaciones se desactiva y es sustituida por energia de tierra firme :J.espues de haber retirado la maquinaria operativa yel combustible.
ESTRUCTURAS CON DERECHO
AEREO (AIR RIGHT)
Los costos de adquisici()n de espacio urbano de primera calidad, la preparaci6n del terreao, la demolici6n de estructuras existen tes y la resoluci6n de p"oblemas complejos relacionados con el disefio de cimientos y :a construcci6n de cajones de aire com
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SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
FIGURA 10.7.5 Hotel y edificio de oficinas con derecho aereo que atraviesan una autopista y una zona de derecho de paso de una via ferrea de dos carriles
primido, sin afectar las estrncturas circundantes 0 exceder con siderablemente los limites de costos, ha llevado al desarrollo de una estrnctura que resuelve parcial 0 totalmente muchos de estos problemas: la estructura con derecho aereo (Air Right) (Figura 10.7.5). En 1992 la NFPA publico por primera vez la Norma 502, que incluia los requisitos para las estrncturas con derecho aereo. La estrnctura con derecho aereo es generalmente una instalacion constrnida sobre lineas de ferrocarril existentes, carreteras, 0 in cluso sobre otTOS edificios. Desde el punto de vista de la protec cion contra incendios, su disefio no es muy diferente al que existiria si la estrnctura estuv;ese aislada en su propio terreno, con una excepcion importante: la estrnctura con derecho aereo tiene miis posibilidades de resultar perjudicada por la exposi cion a un evento que ocurra por encima 0 dentro de la instala cion sobre la cual esta fue constrnida. Las estructuras con derecho aereo tambh~n presentan dos problemas de proteccion contra incendios. Uno se relaciona con las personas y propiedades dentro de la estrnctura con derecho aereo. EI otro tiene que ver con las personas y las propiedades que utilizan la via que pasa debajo 0 allado de la estrnctura con derecho aereo. Aunque la proteccion de la vida es la consideracion pri mordial, existen otras preocupaciones importantes. Los miem bros estrncturales que soportan el edificio con derecho aereo podrfan ser sometidos a temperaturas muy altas, especialmente en un incendio de Jiquidos inflamables 0 en una explosion. El dano a estos miembros podria tener un efecto grave sobre la edi ficacion. Ademas, las aberturas en la calzada, como respirade ros, sistemas de drenaje y pasadizos, podrian permitir el paso de liquidos 0 vapores inflamables hacia la estrnctura con derecho aereo, con el dana posterior debido al incendio 0 la explosion. Se debe considerar un sistema de alarma similar al que se usa para los nmeles. Deben proporcionarse los medios por los cuales se puedan transmitir las alarmas de emergencia al publico en generaL Se deben instalar cajas de alarmas codificadas 0 ca binas telefonicas para intemperie a intervalos no superiores a 60 m (200 pies), las cuales deben llamar la atencion por medio de luces indicadoras u otras sefiales apropiadas. Las calzadas de es
tructuras con derecho acreo que tienen grandes volumenes de trafico, deb en estar equipadas con un sistema de control del tra fico que transmita automatiGamente las alarmas a un control central en e\ momenta en que el flujo normal de trafico se inte rrnmpa. en sistema como este es mas eficaz cuando se integra a un sistema de circuito eerrado de television. Se debe instalar algUll metoda de deteccion tempralla de humo y/o incendio. Se debe proporcionar Ull sistema de control del trafico que puede estar enclavado con el,istema de alarma de incendios. El sistema debe ser capaz de operar desde una fuente de control re mota 0 desde cualquier extrema de la calzada que pasa debajo de la estrnctura con derecho aereo. El sistema de control del trafico debe estar disefiado para uso ~xclusivo del personal autorizado. Los vehiculos de bomberos asignados a las compafiias res ponsables de las calzadas de la estrnctura con derecho aereo, deben estar equipados para rnanejar de manera efectiva los incen dios e incidentes con liquidos.nflamables y materiales peligrosos. El suministro de agua para la calzada de la constrnccion con derecho aereo debe ser slmilar al que se usa en los tuneles. El suministro principal de ag'la debe ser preferiblemente un sis tema municipal de sUministr') de agua que sea poderoso y que tenga conexi ones en cada extremo de la calzada de la construe cion con derecho acreo. Las conexiones de mangueras deben estar instaladas y mar cadas de forma visible, de manera que ningu.n punto dentro de la calzada de la constrnccion con derecho aereo este a mas de 45,8 m (150 pies) de una conexion de manguera. Las ealzadas de las estrndnras con derecho acreo de mas de 60 m (200 pies) de longitud deben estar diseftadas con un sis tema de ventilacion positiva. El equipo de ventilacion debe ser resistente al calor para que pueda operar au.n dnrante un incendio. para Se debe proporcionar ur sistema completo de las calzadas de las estructnra~ con derecho aereo. Se deben ins talar sumideros con bombasmtomaticas cuando sea necesario. La autoridad competente con jurisdiccion sobre la calzada de estrncturas con derecho aereo, especialmente aquellas con mas de 60 m (200 pies) de 10'1gitud, debe adoptar las reglamen taciones contenidas en el "Transportation" Code o.fFederal Re gulations, Titulo 49, Partes 100-99, aplicables al transporte de materiales peligrosos. Todos los elementos es:ructurales que sostienen edificios sobre calzadas y/o sirven de dyvision entre los edificios y calzadas deben tener una clasificacion de resistencia al de 4 horas. Los edificios sobre calzadas deben estar disenados teniendo en cuenta que la calzada debajo de la estructura COil derecho aereo es una fuente potenci,J de calor, humo y gases toxicos. Los elementos estrncturales deben estar disefiados de manera que protejan el edificio con dominio aereo de estos pe\igros po tenciales. EI disefio del edifi,;io no debe aumentar ni crear nin gun riesgo para los usuarios ie la calzada que esta debajo.
EDIFICIOS CON GALERfAS CUBIERTAS Los edificios con galerias cubiertas con frecuencia se asocian con grandes centros comerclales. Sin embargo, se estan cons truyendo edificios con galeri,c\s cubiertas para usos mllltipies. EI uso mixto de edificios con galerias cubiertas puede inc1nir ter
CAPiTULO 7
minales aereas, actividades de entretenimiento y recreacion, operaciones de negocios, estudios de radiodifusion y transmi sion y otras ocupaciones ademas de operaciones comerciales. Los edificios con galerias cubiertas se caracterizan por tener grandes areas abiertas bajo un solo techo 0 techos multiples que pueden incluir grandes poblaciones de personas y ocupaciones multiples. Los edificios con galerfas cubiertas pueden estar sub divididos 0 no en espacios mas pequefios y con frecuencia estan cOl1struidos con varios niveles abiertos entre S1. La ~FPA 101 define un edificio con "galeria cubierta" como una edificacion que incluye la galeria comercial, la cual incluye una cantidad de arrendatarios y ocupaciones donde dos o mas arrendatarios tienen una entrada principal a la.galeria cu bierta. Una galeria cubierta se define adicionalmente por la NFPA como un area interior cubierta 0 techada que se usa como una via peatonal y que esta conectada a edificio( s) 0 partes de un edificio que cuentan con uno 0 varios arrendatarios.
Factores de Incendio en las Galerias Cubiertas Las construcciones con galerias cubiertas son por 10 general grandes edificios con un perfmetro extenso y pueden incluir multiples niveles inclinados. Esta distribucion, combinada con frecuencia con instalaciones para el estacionamiento de vehicu los alrededor del edificio con galeria cubierta, limita los puntos de acceso de los vehiculos de bomberos a los edificios con ga lerias cubiertas. Tambien pueden existir puntos de acceso limi tados a la gran area cerrada los cuales contribuyen para que haya dificultades en eI acceso para combatir el fuego. Las grandes areas abiertas pueden contribuir a la prop a gaci6n del fuego y humo. Los requisitos del codigo de cons truccion para altura y area pueden limitar el tamaiio de las areas de incendio y requerir muros contra incendio para sepa rar secciones de la galerfa, pero puede pelmitirse que las aber turas hacia el area peatonal de la galeria no tengan proteccion. Por 10 tanto, hay gran des areas expuestas a la propagacion libre del fuego y humo.
Protecci6n contra Incendios de las Galerfas Cubiertas Se deben instalar sistemas fijos de proteceion contra incendios que sean adecuados para los edificios con galerias cubiertas. Todas las areas del edifieio con galeria cubierta deben estar pro tegidas por un sistema aprobado y supervisado de roeiadores au tomaticos, con disefio, instalacion y mantenimiento de acuerdo con la NFPA 13, "Norma para la Instalaci6n de Sistemas de Ro "Nonna para la Inspecci6n, Prueba y ciadores" y la ~FPA Mantenimiento de Sistemas de Protecci6n contra lncendios a Base de Agua". Se deben proveer tuberias verticales interiores e hidrantes exteriores para uso del cuerpo de bomberos de acuerdo con la NFPA 14. Los sistemas para el manejo de humo o control de humo son importantes en los edificios con galerias cubiertas. La NFPA 101 detalla disposiciones aceptables para estos sistemas. El C6digo de Seguridad Humana tambien eon tiene requisitos especificos para los medios de salida y otras ca racteristicas asociadas con los editicios con galerias eubiertas.
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Estructuras especiaies
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OTRAS ESTRUCTURAS ESPECIALES Avisos En general, los avisos exteriores sobre edificios no son un pro blema grave de incendio por la cantidad limitada de combusti bles que contienen y por su localizacion. Sin embargo, ciertos tipos de avisos, como los que estan iluminados con tubos de neon, pueden ocasiom:lr incendios debido a los cables y trans formadores conectados a ellos. Un aviso exterior puede sufrir danos considerables por el viento y puede expone~ otras propiedades a danos 5i el viento 10 desprende. 5i un aviso que por su tamano, construccion y loca lizaci6n se eonsidera un rie5go de incendio, debe estar protegido como cualquier oira estructura; por ejemplo, se deben instalar rociadores automaticos. Un aviso combustible sujeto al exterior y que cubre un alto porcentaje de uno de l'JS costados de un edificio incombustible o resistente al fuego, puede cambiar considerablemente las con sideraciones sobre seguridad contra incendios del edificio. Este es un problema de exposiciones al fuego que generalmente no esta contemplado en el disefio del edificio. Un aviso grande tam~ bien puede ser peligros,o para los bomberos si se cae durante las operaciones de lucha contra incendios. Por estas razones, algu nos eodigos de constnlcci6n limitan el tamafio y tipo de cons truccion de los avisos combustibles que pueden instalarse sobre los edificios. Los codigos moddo de construccion tienen requisitos ex tensos y detallados que: se aplican a los avisos. Se debe consul tar el codigo correspondiente vigente en la jurisdiccion donde se van a erigir los avisos, La ~FPA 101 se ocupa prineipalmente solo de los avisos que 'ienen que ver con los medios de salida.
Garajes de Estacionamiento Abiertos Los garajes de estacior,amiento que Ie permiten a los eondueto res manejar sus propi03 vehiculos hasta el puesto de estaeiona miento, han sido mater a de preocupacion recurrente y constante en la protecci6n contra incendios por mas de un tercio de siglo. La preocupacion general ha sido por la supervivencia de la in tegridad de la estructu ra euando esta se expone a un incendio que involucra potencialmente el ianque de gasolina, las llantas y olros elementos y corltenidos combustibles de varios vehicu los estacionados cerea de un elemento estructural. Sin embargo, las investigaciones han demostrado consistentemente que el efecto de los muros ~xteriores que esUI11 permanentemente abiertos, sobre la disipacion del humo y el calor, evita una ame naza grave para la estn ctura, alin con un escenario inicial de in cendio inusualmente amenazador. Muchas pruebas r'~alizadas en los E.U.A yen otros paises han demostrado la validez de estas conclusiones. Una de estas pruebas se realizo en 1972 por el American Iron and Steel Insti tute (AISI), en un edifi~io de estacionamiento abierto de varios pisos con miembros estructurales de acero expuestos. 4 Se usaron como fuente de la prue'Ja de iguicion y de combustible, tres au tomoviles estaeionados uno al lado del otro, cada uno con un tanque de combustible que contenia 38 L (10 galones) de gaso
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SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
lina. El caITO del medio fue destruido cuarenta y ocho minutos despues de que se encendieron peri6dicos arrugados en e1 asiento trasero. El contenido de su tanque de combustible se de rram6 0 consumi6, pero el incendio no se propag6 a los carros adyacentes, y el acero estructural del tccho no sufri6 dafios gra ves. A 10 largo de la prueba la temperatura del acero perrnaneci6 muy por debajo de los niveles cnticos. Una prueba similar rea lizada por los britanicos en 1a estaci6n de pruebas contra inc en dios de Borehamwood, produjo resultados similares. 5 Estas conclusiones no se aplican necesariamente a garajes cerrados por encima del suelo 0 a garajes subteITaneos. Los requisitos de los c6digos de construcci6n reconocen este patron y perrniten que las estructuras incombustibles de es tacionamiento con un area ilimitada hasta 22,9 m (75 pies) de al tura no tengan protecci6n estructural contra incendios, siempre y cuando no se usen para ning(m otro fin y tengan paredes con aberturas amp lias y perrnanentes para la disipaci6n sin restric ciones del humo y los gases. Se deben consultar los c6digos de construcci6n correspondientes para conocer las cantidades mi nimas de aberturas en los muros exteriores y los requisitos de construcci6n. La NFPA 101 contiene los requisitos para los me dios de egreso especificos para las estructuras de estaciona miento y la NFPA 88A, "Norma para Garajes de Estacionamiento", contiene los requisitos de protecci6n contra incendios para estos garajes.
BIBLIOGRAFIA Referencias citadas 1. Hay, R. E., "Prevention and Control of Highway Tunnel Fires," U.S. Department of Transportation, Federal Highway Adminis tration, Publication No. FHWA-RD-83-032, National Informa tion Technical Service, Springfield, VA.
2. Klem, T. J., "Investigation Report: 56 Die in English Stadium
Fire," Fire Journal, Vol. 80. No.3, 1986,pp. 128147.
3. Bouchard, 1., "NFPA Investigation Report: Fire in Haunted Cas tle Kills " Fire Journol, Vol. 79, No.5, 1985, pp. 45~81. 4. Gewain, "Fire Expel"ence and Fire Tests in Automobile
Structures," Fire Journal, Vol. 67, No.4, 1973.
5. Butcher, E. G., et aL, "Fire and Car-Park Buildings," Fire Note No. 10, Ministry ofTechnology and Fire Offices' Committee/Joint Fire Resea;ch Organization, London, UK, 1968.
Referencia ASME A.17.1, "Safety Code for Elevators and Escalators"
COdigos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consultade los siguientes codisos, normas y pnicticas recomendadas de la NFPA proporcionanln infoMlacion adicional sobre las estructuras ,,~,I""l"";;~ discutidas en este capitulo. (Vease la ultima version del Catalogo de la NFPA para cono..;er la disponibilidad de las ediciones actuales de los siguientes documentos.)
NFPA 13, Standard/or the Installation o/Sprinkler Systems
NFPA 14, Standard/or the Installation o/Standpipe, Private Hydrant,
and Hose Systems NFPA 70, National Electrical Code® NGPA 88A, Standard/or Parking Structures NFPA lOl®, Life Safety Code® NFPA 102, Standard/or Grandslands, and Telescopic Seat ing, Tents, and Membrane Structures NFPA 110, Standard/or Emergency and Standby Power Systems NFPA 130, Standard/or Fixed Guideway Transit Systems NFPA214, Standard on Water-C?oling Towers NrPA220, Standard on Types ojBuilding Construction NFPA 307, Standard/or the Comtruction and Fire Protection 0/ Ma rine Terminals, Piers, and Wharves NrPA 502, Recommended Practice on Fire Protection/or Limited Ac cess Highways, Tunnels, Bridges, Elevated Roadways, and Air Right Structures NFPA 520, Standard on Subterrunean Spaces NFPA 701, Standard Methods oj Fire Tests/or Flame-Resistant Tex: tiles and Films
Edward A. Donoghue
OS sistemas de transporte en edificios son sistemas meca nicos que transportan vertical u horizontalmente a las personas 0 a los materiales dentro de un edificio. Estos proporcionan transporte para los ocupantes del edificio 0 el mo vimiento selectivo, no continuo, de materiales. A diferencia de los sistemas para el manejo de materiales, estos no son parte de un proceso de fabricacion y no estin disenados para mover ma terial de rnanera continua. Debido a su impacto sobre la seguridad contra incendios, los sistemas de trans porte de los edificios se deben tener en cuenta durante la etapa de diseno y deb en estar integrados al sis tema total de proteccion contra incendios del edificio. Los ries gas asociados con estos sistemas se deben incluir en todos los estudios de planificacion previa al incendio y de proteccion con tra incendios. Los sistemas de transporte de los edificios, como ascenso res y escaleras mecanicas, permiten que los edificios de gran al tura sean factibles. Hoy en dia, los requisitos de accesibilidad ordenan la existencia de ascensores en la mayoria de edificios de dos 0 mas pisos. Si bien el funcionamiento de los edificios de varios pisos sin ascensores no es realista, los pozos de los as censores pueden contribuir a la propagacion del hurno y/o el fuego. Par otra parte, un ascensor es una herramienta necesaria para las operaciones de lucha contra incendios en los edificios de gran altura. La discusion sobre ascensores, montacargas, escaleras me canicas y rampas moviles en este capitulo tiene por objeto com plementar la NFPA 101 ®, C6digo de Seguridad Humana®, que estipula que los equipos para ascensores, etc., deben instalarse de acuerdo con las ASME A17.1, "Safety Code for Elevators and Escalators".l Los codigos de construccion de los E.U.A. tambien citan la ASME A17.1.
L
electrico es un motor electrico. El ascensor electrico mas comiln es el ascensor de traccion electrica que emplea una polea de im pulsion acanalada, sobre la cual pasan cables de suspension que estan enganchados a la cabina y al contrapeso (Figura 10.8.1). Esta disposicion es muy sencilla y segura, y pennite su uso en edificios de cualquier altura. Una caracteristica de seguridad in herente, es la perdida de traccion cuando la cabina 0 el contra peso estim al limite dt· su recorrido. La cabina 0 contrapeso no se pueden halar hacia d interior de la estructura elevada. Otro tipo mas ant 19UO de ascensor electrico es el que tiene una maquina de tambor de enrollar. En este ascensor, los cables de suspension estan enganchados a un tambor de enrollar y se eurollan en el rnismo . .Los cables del contrapeso tambien puede engancharse y enrollarse en el tambor. Generalmente, las ma quinas del tambor de enrollar no tienen contrapesos, pero los di senos mas antiguos pueden tener un contrapeso de cabina y/o un contrapeso de tambor. Es posible que la cabina del ascensor 0 el contrapeso sean halad)s peligrosamente hacia el interior de la estructura elevada. Ascensores Hidniulic()s. Los ascensores hidraulicos estan pro pulsados por liquido '"' presion, en un gato hidraulico (Figura 10.8.2). La elevacion n recorrido de un as censor hidrau[ico de embolo directo esta lilllitado a la longitud de su piston, general mente seis pisos 0 meros.
ASCENSORES Un ascensor se define como un mecanismo de elevacion y des censo equipado con una cabina que se mueve dentro de guias y que presta servicio ados 0 mas paradas. 1 Los dos tipos princi pales de ascensores, que se c1asifican por sus medios de impul sion, son los electricos y [os hidraulicos.
Tipos de Ascensores Ascensores Electricos. La fuente de energia de un ascensor Edward A. Donoghue, CPCA, es presidente de Edward A. Donoghue Associates, Inc., consultores de c6digos y seguridad en Salem, N.Y.
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10-126 SECCI6N 10 •
Confinamiento de los Incendios
-lIlllI~-----
Controlador
-~---- Selector
l'Ho!~-+ Interruptor nivelador
- - - - - Maquina ~~--- Regulador
Guia---t--
Polea aCSinal:ada-"';c...
deflectora
Interruptor de parada de piso a de limite
Elevador - - - - + - - - I I : - - B Guias de rodillo
----+-....
Interruptor limitador
Interruptor de
compuerta de la cabina
--+---=-t=----
Operador de puerla Panel de operaci6n empotrado Compuerta de la cabina Cabina - - - - Leva del interruptar de nivel
Dispositivo de
seguridad de la cli!!;!in.<\!_
i J.......--+ Interruptor de parada de piso 0 de limite
I+!-+-- Riel de guia de contra peso
Contrapeso ---+---+H---J> Resorte amortiguador Canales del amortiguador Cabezal del embolo del piston Amortiguador-----i'~~-____Li!_<_llll"
de contrapeso
Interruptor de limite de segurldad Interruptor de limite Amortiguador de la cabina Palea acanalada reguladora de tension
Receptor de montaje
cilindra del motor de impulsi6n
FIGURA 10.8.2 Ascensor hidraulico de pist6n directo (Fuente: National Elevator Industry, Inc.) FIGURA 10.8.1 Ascensor de tracci6n electrica (Fuente: National Elevator Industry, Inc.)
Otro tipo de ascensor hidraulico es el ascensor hidniulico de cables. Este tipo de ascensor tiene un embolo 0 pist6n, co nectado a la cabina con cables metalicos 0 acoplado indirecta mente a la cabina con cables metalicos y poleas acanaladas. Clasificacion de los Ascensores segun el Uso. Los ascensores se clasifican segu.n el uso, como ascensores de pasajeros 0 de carga. El uso principal del ascensor de pasajeros es llevar per sonas ademas del operador 0 las personas necesarias para cargar y descargar. Un ascensor de carga se usa principalmentc para llevar carga; solamente el operador y las personas que cargan y descargan el as censor pueden viajar en el sin permiso especial de la autoridad competente. El ascensor de servicio esui clasifi cado oficialmente como un ascensor de pasajeros que esta dise dado para transportar carga.
Construcci6n Construccion del Pozo. Los ascensores se desplazan en un es pacio 0 abertura vertical, Hamado un pOZO 0 caja, que se ex tiende desde el piso del foso de un edificio hasta el piso 0 techo superior. La ASME A.i7.1 requiere que la construccion del pozo cumpla con el c6digo de comtruccion aplicable 0, en ausencia de un c6digo local, con las disposiciones de uno de los c6digos modelo de construcci6n. Aunque los ascensores h .cieron posiblc que los edificios de gran altura fueran practicos, tambien crearon desat10s nuevos, complejos y poteneialmente peligrosos para la seguridad contra incendios. El humo y gases c.llientes provenientes del fuego, si se dejan aeumular en la pa11e superior del pozo del ascensor, pueden provocar incendios tiDO hongo en los pisos superiores a
CAPITULO 8
los que llega el ascensor. Esto sucede porque un pozo cerrado del as censor acma como una chimenea 0 conducto debido al efecto chimenea del humo. Esto generalmente produce que el humo y los productos de la combustion se muevan desde los ni veles inferiores hasta los niveles superiores del edificio. El efecto chimenea tambien puede afectar negativamente el cierre de la puerta del ascensor, aim en condiciones normales. EI ASME A 17.1 especitica la fuerza maxima de cierre y la ener cinetica de la puerta para un cierre automatico seguro. Se deben tener en cuenta los diferenciales de presion para regular las operaciones de cierre de la puerta en forma segura. Todos los codigos modelo de construccion requieren venti lacion de alivio en los pozos de los ascensores. La mayoria re qui ere ventilacion de alivio en los pozos para ascensores que prestan servicio a tres pisos 0 mas. Algunos codigos locales per miten la ventilacion a traves del cuarto de maquinas, con venti lacion mecanica 0 natural desde el cuarto de maquinas hacia el exterior. Esta practica puede ocasionar la perdida prematura del servicio del ascensor durante una emergencia de incendio, de bido a las temperaturas elevadas del cuarto de maquinas y/o el dailo por humo al sistema de controL La mayoria de los codigos restringen el tamailo de la abertura en los pisos del cuarto de maquinas. En los edificios sin dormitorios, totalmente dotados con rociadores, algunos codigos permiten rociadores en los pozos en lugar de la ventilacion de alivio del pozo. Algunos codigos locales requieren la presurizacion del pozo hasta una presion positiva minima especificada, por en cima de la presion del vestibulo del ascensor. Cuando se pro porciona un pozo presurizado, este debe contener una abertura de alivio que se abra automaticamente en caso de que ocurra una falla de energia. Tambien se debe proveer un medio manual para desfogar el humo que penetra en el pozo. Debido a las numero sas variaciones y desarrollos en este campo, se deben revisar los requisitos de los cOdigos locales. Generalmente, las paredes que encierran el pozo del ascen sor son particiones contra incendio con una cIasificacion de re sistencia al fuego de 2 horas. Algunas situaciones requieren una cIasificacion de no resistencia. Por ejemplo, un ascensor que presta servicio unicamente a balcones abiertos sin penetrar en areas separadas del edificio resistentes al fuego, no requiere un pozo resistente al fuego. En otros casos, la cIasificacion de re sistencia al fuego puede requerirse solamente en una 0 dos pa redes. Un ejemplo es un ascensor de observacion que Ie permite a los pasajeros ver el exterior, y donde las entrada;;; al ascensor penetran paredes resistcntes al fuego. EI numero maximo de ascensores permitidos en un solo pozo esta controlado por los requisitos de los codigos de cons truccion, que tratan de limitar la posibilidad de que un incendio arruine todo el servicio de ascensores en un edificio. En los edi ficios con tres ascensores 0 menos, los codigos generalmente per miten que todos los ascensores esten en el mismo cerramiento del pozo. Cuatro ascensores requieren por 10 menos dos pozos sepa rados, y, cuando hay mas de cuatro ascensores, no mas de cuatro pueden estar encerrados en el mismo cerramiento del pozo. Entradas de los Pozos. Si la pared del pozo es portante de carga, puede sostener los mecanismos operativos de ingreso al pozo y los dispositivos de cierre. Si las paredes no son portan
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Sistemas de transporte en edifieios
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tes de carga, otras estructuras del edificio deben sostener los me canismos operativos de ingreso al pozo y los dispositivos de cie rre. Los marcos de las entradas de los ascensores no estan disefiados para soportar el peso de 1a pared de arriba, as! que se debe instalar un dinte!. Generalmente, los ensamblajes de entrada de los pozos del ascensor estan clasificados para una hora y media, pero pueden tener clasificacion para una hora 0 tres cuartos de hora. Una en trada con sello garantiza que el ensamblaje de la puerta de entrada al pozo. cumple los requisitos de seguridad contra incendios es pecificados en los cOdiigos de construccion y en la NFPA 80, "Nanna para Puertas contra Incendia y Ventanas contra lncen dio". El sello es .-isibk desde el pozo. Se debe convenir eon la compaftia fabricante de los ascensores para que el sello se pueda ver en forma segura de"de el extremo superior de la cabina. En las construcdones de mamposteria, generalmente las puertas de los ascensores de pasajeros se traslapan 19 nun (% de pulgada) sobre la pared. Cuando se cumple este requisito, los marcos, si los hay, no necesitan tener sello. Generalmente, las pa redes de mamposteria son de ladrillo, de bloques de concreto, 0 concreto reforzado. Lo-, tres materiales son resistentes al fuego. Construcci6n de Cerramientos con ~turos en Seco. La cons truccion de muros en ;ieco reemplaz6 en gran parte a la cons truccion en mamposteJia, como la construccion mas frecuente para pozos de ascensor que se usa actualmente en todos los Es tados Unidos. Las prim eras instalaciones para entrada de ascen
Corte Iipico de jambas
\
\ Muro en seco
FIGURA 10.8.3 Intert'3.se entre /a eonstrueei6n del muro en seeD y la jamba de puerta de una entrada del aseensor
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SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
sores con muro en see~, eran similares a las instalaeiones de mamposteria. Sin embargo, se han heeho algunos cambios en el disefio para asegurar la integridad de la interfase entre el en samblaje de la entrada y la eonstruecion con muros en seco. Se colocaron soportes dentro del armaz6n del ensamblaje de la en trada para aceptar puntales en "J" suministrados por e1 contra tista eneargado de los muros en seco. EI puntal en "]" es de ,rital importancia para garantizar una entrada adeeuada a la interfase de los muros en seco. Los mar cos de los muros en seco deben tener la etiqueta de aprobaeion a menos que el panel de la puerta se superponga a la pared por 10 menos 75 mm. (% de pulgada), situacion que es atipica. No hay difcrencia en los paneles de la puerta. La Figura 10.8.3 mucstra una vista del corte de una interfase del ensamblaje de entrada de un muro en see~. EI ensamblaje de entrada del muro en seco es deeisivo para el desempeno de las entradas en mamposteria y muros en seeo de los aseensores durante un ineendio. El ensamblaje delarma zon de entrada, incluyendo el marco, los paneles de puertas, los aeeesorios, etc., esta c1asificado como parte del recinto de en trada con muro en seeo. Antes de usarse el muro en seen para los eerramientos de los pozos de aseensores, el marco de la entrada era solamente decorativo y no formaba parte del ensamblaje de entrada clasifieado (vease el Manual ASME A 17.1 para mas in formaeion).3 Existe construcci6n de muros en seco con enchapes de pie dra pero no ha sido investigada por los laboratorios de prueba bajo condiciones de ineendio; por 10 tanto, el desempefio de esta eonstruceion no se puede predecir eorreetamente. Se puede apli car el criterio de ingenieria cuando se eomparan las paredes de muro en seco con revestimiento de piedra con las paredes de mamposteria solida. En la eonstruecion de muros en see~, la aplieaeion del material de revestimiento podria afectar la inter fase entre la puelta y el marco de acero.
PRUEBA CONTRA INCENDIOS V
MARCACION DE LAS ENTRADAS
La ASME A 17.1 requiere que las entradas instaladas en recintos a prueba de incendio se sometan al tipo de prueba especificado en la NFPA 252, "Metodos Normalizados para Pruebas contra Incendios de los Conjuntos de Puertas", 0 en UL 10B.4 En Ca nada la NBCC requiere quc las entradas instaladas en reeintos resistentes al fuego se sometan a la prueba normalizada de in eendio deserita en CAN-SI04. La mareacion de clasifieacion, 0 la etiqueta, para los pane les de las puertas de aseensores de pasajeros, inc1uyc solamente el disefio y construccion de los paneles de la puerta. Ademas de los paneles de la puerta, cuando el panel no se traslapa 75 mm (% de pulgada) sobre la pared, los marcos de las puertas contra incendio y los tragaluces, si los hay, deben ser c1asificados. Los herrajes tambien deben tener una etiqueta para que haya un conjunto de entrada totalmente listado. Los herrajes de las puer tas de los ascensores consisten de un travesafio; soportes de rie les; pemos suspendidos; umbral del piso con guias, placas de soporte del umbral y mensulas; angulos retenedores; yensam
blajes de cierre. Cada componente debe estar etiquetado indivi dualmente. Para los herrajes empacados y despachados como una unidad, laASMEA17.l permite una solaetiqueta para todos los componentes. LaASMEA 17.1 tambien permite una sola eti queta para toda la entrada, cuando esta es despachada como un solo paquete y equivale al coruunto probado. Generalmente las entradas para carga y las entradas de los montacargas vienen con una sola etiqueta. Materiales de Empaquetadura de las Puertas. Las agencias de clasificaci6n han clasificado a los materiales de empaqueta dura que se utilizan en las puertas contra incendio y en los en samblajes de marcos de los ascensores. Los materiales de empaquetadura individuales se investigan para el uso en deter minado tipo de marco 0 puer:a y para periodos especfficos de duraci6n en un incendio. Las normas basicas utilizadas para in vestigar los materiales de las empaquetaduras son: Fire Test Door Assemblies de UL (ULIOB)4 y Standard/or Air Leakage Tests 0/ Door Assemblies (UL 1784).5 Para informacion adicio nal, consulte la NFPA 105, "Practica Recomendada para la Ins talacion de Ensamblajes de Puertas para el Control del Humo". Sin embargo, las pruebas no evaluan el posible efecto adverso sobre el funcionamiento de la puerta. Los cuerpos de bombero:; consideran dec isiva la operacion dentro de las cabinas de los ascensores durante los incendios en edificios altos. Surge una pregunta: l,Afecta el material de las empaquetaduras el funcionamiento de la puerta del ascensor? La energia cinetica y las fuerzas de eierre de las puertas que fun cionan con electricidad, estan reglamentadas para la seguridad de los pasajeros par la ASME AI7.l. Cuando las puertas estin casi completamente cerradas. se debe reducir Ia velocidad de cierre. La friccion del material de la empaquetadura puede im pedir el eierre total, inmovilizando el ascensor y exponiendo el pozo del ascensor al humo, k,s gases calientes y el fuego. Hay otra pregunta: l,Que efecto tendra este sello en las puertas dise nadas para eerrarse automatieamente si por alg(Jn motivo la ca bina abandona la zona de parada?6 Los requisitos de ASME AI7.I se refieren a las necesidades de seguridad de los pasaje ros, incluyendo a los bomberos, cuando hay empaquetaduras en las entradas de los ascensores Aunque encerrar los vesLbulos de los ascensores con puer tas para controlar el humo y las corrientes, es tal vez algo no muy estetico para el gusto del arquitecto y del propietario del edificio, es el sustituto mas pnictieo para las empaquetaduras de las entradas de ascensores, co~o un medio para controlar la en trada de humo al pozo del ascensor. Un vestibulo encerrado tam bien podria servir como area de ayuda de reseate para discapacitados durante un in..:endio y como area de comando temporal para la lucha contra incendios. Construccion de los Cuartos de Maquinas. La mayoria de los codigos de construcci6n requieren que los cerramientos para cuartos de maquinas esten cOClstruidos de material resistente al fuego igual al del cerramiento del pozo. Cuando se construye un pozo no resistente al fuego para un ascensor electrico 0 hidrau lico y cuando el c6digo de construccion 10 permite, el cerra miento del cuarto de mt:.quinas debe ser de material incombustible que se extienda hasta una altura no inferior a 1,83
CAPiTULO 8
•
Sistemas de transporte en edificios
10-129
m (6 pies). Las puertas de acceso al cuarto de maquinas se deben mantener cerradas y bajo Have y la entrada debe estar restringida al personal autorizado que conozca las precauciones que son ne cesarias alrededor de las maquinas de ascensores en movi miento. Los pisos del cuarto de maquinas se deben mantener libres de aeeite y grasa. No se deben guardar en el cuarto de ma quinas materiales que no sean necesarios para el mantenimiento y funeionamiento del ascensor. No se deben guardar en el cuarto de maquinas liquidos inflamables con puntos de inflamacion in feriores a 43°C (110°F). La ASME A 17.1 requiere un extintor para incendios Clase A, B Y C en todos los espacios de maqui nas; e1 extintor debe estar situado convenientemente cerca de la puerta de acccso. La ASME Al7.1 requiere que la rnaquinaria electrica cste en un cuarto que contenga solamente equipamientos del ascen sor. Los cuartos de rnaquinas que no esten situados encima de los pozos no deben contener equipos que no sean esenciales para la operacion del ascensor, porque un incendio que se inicie en un cuarto de maquinas en el sotano tiene un camino despejado y sin obstrucciones hasta el pozo. Anteriormente, un cuarto de ma quinas situado encima del pozo podia contener otros equipos esenciales para la operacion del edificio, siernpre y cuando el equipo del ascensor estuviera separado de los otros equipos por una reja metalica 0 pOl' una particion solida de por 10 menos 1,83 m (6 pies) de altura. La temperatura ambiente y la humedad en el cuarto de ma quinas del ascensor son decisivas, especialrnente para los rno demos y solidos controles estatales. La ASME A 17.1 requiere que la temperatura del cUarto de maquinas se mantenga en el rango especificado pOI' el fabricante del equipamiento. La per dida del servicio del ascensor puede producirse durante una ernergencia de incendio si el sistema de calefaccion, ventilacion y aire acondicionado (HVAC) se apaga. La ASME A 17.1 exige que el rango de temperatura y humedad se fije en avisos perma nentes en el cuarto de rnaquinas.
Incluso si el detector de humo no se activa 0 si todos los as censores no han regrei:lado al vestibulo, se considera mas segura detener la cabina y contener a los pasajeros que permitir que continue la operacion ~on descargas del rociador. Los bomberos deben estar conscienu:s de que, si el incendio es en el cuarto de maquinas del ascensor, los ascensores con maquinaria en dicho cuarto no van a estar disponibles para que puedan utilizarse. 7 Se han presentado numerosas solicitudes para demorar el corte de energia del ascensor y la activacion de los rociadores para permitir la finali;~acion de la Fase I, 0 para que los aseen sores se detengan en el proximo pi so disponible y abran sus puertas. Esto no es pnl.ctico si el sistema de control del ascensor esta involucrado en el incendio 0 si la temperatura ambiente en el cuarto de maquinas es mucho mas alta que la tolerancia pre sumida para el equipamiento. Sin embargo, laASMEAI7.l no prohibe demorar la desconexion de la energia y la activacion del rociador siempre y cuando esto se independientemente del sistema de control del ascensor. La N'FPA 13 requ iere rociadores en la parte superior y en el fondo del pozo. Los rociadores pueden omitirse cuando el pozo del as censor esta ence rrado con materiales incom bustibles y no hay fluidos hidraulicos combustibles en el pozo (Vease la Ex cepcion 5-13.6.1 de liJ.l\rPA 13). Un problema potencial es la interpretacion de esta disposicion en re1acion con la instalacion de un ascensor de traccion electrica con amortiguadores de aceite. Ademas, se pUtCden omitir los rociadores de la parte su perior de los pozos incombustibles de los ascensores de pasaje ros que cump1an con la ASME A17.1 (consulte la Excepcion 5-13.6.3 en la NFPA 13).
Rociadores en Pozos y Cuartos de Maquinas. La NFPA 13, "Norma para fa Instalacion de Sistemas de Rociadores", des cribe las disposiciones para los rociadores instalados en pozos de ascensores y en cUartos de maquinas. La ASME A 17.1 no re qui ere rociadores, pero cuando se instalan, los rociadores deben cumpEr con la NFPA 13. 19ualmente, la CSA B44 no requiere rociadores, pero, cuando se instalan, los rociadores deben cum plir los requisitos de la NBCC. Antes de considerar la instala cion de rociadores en espacios que contengan equipos de control de ascensores, se deben analizar ciertos problemas potenciales. Se debe considerar si cualquier descarga de agua sobre el equipo de control puede perjudicar la operacion segura del ascensor. Se sabe que el agua ocasiona corto-circuitos en la seguridad per mitiendo que un ascensor funcione con la puerta de 1a cabina 0 del pozo abierta. Ademas, es posible que si los frenos estall hU medos no puedan detener y sostener el ascensor. La ASME A 17.1 estipula que, cuando un rociador se des carga en el cuarto de rnaquinas 0 en el pozo, se desconecte la fuente de energia de la linea principal del ascensor. La NFPA 72®, "C6digo Nacional de Alarmas de Incendio"®, contiene de talles sobre como implementar este requisito. Durante un incen dio, la secuencia de eventos probablemente sera como sigue:
Construcci6n de las Cabinas de Ascensores. La ASME A 17.1 requiere que todos los materiales expuestos al interior de la ca bina y del pozo sean d,! metal 0 vidrio, 0 tengan una tasa de pro pagacion de las llamas de 0 a 75 y una tasa de desarrollo de humo de 0 a 450. Los materiales deben ser probados en su con figuracion de uso final. Los forros protectores acolchados para uso temporal en las cabinas de pasajeros durante la manipula cion de earga tambien deben cumplir estos criterios. La tasa de desarrollo de humo de los materiales ell las ca binas es igual a los rec.uisitos de la NFPA 101 para el pasillo de salida de un edifieio (on construccion resistente al fuego. Las caracteristicas de desarrollo de humo de los materiales pueden ser mas importantes q Lle la propagacion de la llama, ya que es posible que los pasaje'Os que se encuentran en una caja de en cerramiento confinad( no puedan escapar rapidamentc. En las jurisdicciones canadierrses que aplican la NBCC, cuando el as censor esta designado como un ascensor para bomberos, la tasa de propagacion de las llamas para paredes y cielo raso es de 0 a 25 y de 0 a 300 para p isos. La tasa de desarrollo de humo para pared y cielo raso es de 0 a 100 y de 0 a 300 para pisos. Los materia1es dc lanilla, anudados, tejidos, enrollados y similares deben somet;;rse a una prueba de combustion vertical
1. Un detector de huno en el pozo, el cuarto de maquinas 0 en el vestibulo del a;;censor hace regresar el ascensor. 2. L a linea prineipal de energia se desconecta automatica mente. 3. Los rociadores se descargan.
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SECCION 10 •
Confinamiento de los Incendios
Requisitos adicionales a
Todos los Ascensores
Energia de emergencia
Interruptor de parada de emergencia cuando se requiere
Dispositivo de senal audible en el edifido
Interruptor de alarm a
Operable desde
Senal para el serv/c/o de emergencias atendido 24 horas
Un disposit/vo por grupo de ascensores
Energia para 1 hora
Seoye en la cab/na y fuera del pozo Activada en 10 segundos
Conectado a la central telef6nica Comunicaci6n dedos vias
Energia para 4 horas
Entre la cabin a y fuera del pozo Conectado al servicio de emergencias atendido 24 horas
aEn edilicios don de un empleado, encargado 0 vigilante del edificio no esta disponible continuamente para tomar acci6n cuando se activa una senal de emergencia
FIGURA 10.8.4 Requisitos para dispositivos de senalizacion de emergencia de ascensores.
como 10 especifica la ASME AI7.l, Esta prueba se basa en las secciones aplicables de la Reglamentacion FAA25.853, ademas de la prueba de propagacion de las llamas y desarrollo de hurno de la NFPA 255, "Metodo Normalizado de Prueba de las Ca racteristicas de Combustidn Superficial de los Materiales de Construccion". Estos materiales, que se encuentran en las pa redes de las cabinas de los ascensores, pueden encenderse facil mente de manera inadvertida. El material anudado, como las a1fombras, puede acumu1ar polvo, 10 que podria aumentar la probabilidad de ignicion y propagacion de las llamas. Las cubiertas de pisos, los contrapisos y adhesivos deben tener un flujo radiante critico no inferior a 0,45 W/cm 2 , medido segun la NFPA "Prueba para el Flujo Radiante Critico para Recubrimientos de Pisos que Utilizan una Fuente de Ener gia de Calor Radiante". EI nivcl del flujo radiante crHico acep table para los sistemas de pis os en las cabinas de ascensores se basa en la suposicion de que los ocupantes de un ascensor no puedan escapar rapidamente. El nivel de flujo es igual a los re quisitos de las instalaciones para el cuidado de la salud. Las barandas, los dispositivos operativos, los dispositivos de ventilacion, los artefactos de sefiales, los dispositivos para comunicaciones visuales y de sonido, y sus cajas no necesitan cumplir estos criterios porquc se considera que contribuyen muy poco a la carga de fuego en relacion con el ensamblaje general
de las cabinas de ascensores.
Consideraciones deAccesibilidad. Dos normas nacionales in c1uyen los requisitos de ac~esibi1idad para ascensores: (l) ADAAG, Americans with Di,;abilities Act Accessibility Guide lines,8 y (2) ICC/ANSIAl17.,American National StandardfiJr Accessibility.9 Las dos normas requieren que todos los ascen sores para pasajeros sean accesibies para los discapacitados, Se necesitan procedimientos que hayan sido planeados y practica dos para evacuar a los discapacitados durante un incendio. Se puede encontrar informacion adicional sobre los requisitos de accesibilidad para ascensorcs en la ADA and Building Trans portation. 10 En Canada, los requisitos de accesibilidad se pue den encontrar en NBCC y CSA B44. 2 lluminacion, Alarmas y Comunicaciones de Emergencia. La ASME A17.1 rcquicre ilumiracion de emergencia en todos los ascensores. La fuente de energia debe originarse en el ascensor para garantizar que los pasajeros no queden en total oscuridad si faHa la energia del edificio, Ll fuente de energfa de emerg~encia del edificio no es reconocida .;omo una alternativa para este re quisito, porque generalmente esta fuente no va a responder a la falla de un circuito derivado y por 10 general se activa solamente al interrumpirse el suministnl de energia del edificio. Por otra
CAPjTULO 8
parte, esta fuente dependeria de los cables corredizos del ascen sor para suministrar energia de iluminaci6n, 10 que sena inutil si el problema de iluminaci6n estuviese en los cables corredizos. Todos los ascensores deben tener un dispositivo de senal audible, una alarrna y un medio de conversacion de dos vias hasta un punto accesible fuera del pozo (Figura 10.8.4). El sis tema de comunicacion de dos vias no requiere un medio de ac tivaci6n desde el interior de la cabina. La mayor parte de los sistemas de comunicacion, con excepcion de los telefonos, se activan en el vestibulo principal 0 en el centro de control de emergencias del edificio. La ADAAG8 y el ICC!ANSI AII7 .19 especifican que el dispositivo de sefiales de emergencia no de benilimitarse a comunicaciones habladas. Ademas de estos requisitos, los tres c6digos modelo de construcci6n requieren que todos los ascensores en edificios de gran altura tengan un sistema de comunicacioncs dcsdc el ves tibulo de los ascensorcs, la cabina y los cuartos de maquinas hasta 1a estaci6n central de control del edificio.
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Sistemas de transporte en edificios
En caso de incendio los ascensores estan fuera de servicio
o
Requisitos Electricos. LaASMEAI7.l requiere que los cables electricos de los ascensores, las escaleras mecanicas, las rarnpas moviles y los montacargas cumplan con la NFPA 70, "C6digo Electrico Nacionaf', 0 en Canada con el CSA C22.1, Canadian Electrical Code. Los equipos electricos deben estar certificados y etiquetados de acuerdo con CSA B44.lIASME A17.5Y
Ascensores en Emergencias de Incendio Los edificios de gran altura presentan problemas nuevos y dife rentes para los grupos de supresion de incendios, incluyendo el uso de ascensores durante las emergencias. Los ascensores son inseguros durante un incendio por varias razones:
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•
Blanco
Negro
Use la salida
Raja
FIGURA 10.8.5 Mensaje pictografico de advertencia para e/ uso de ascensor
El ascensor puede detenerse en el pi so del incendio cuando
La ASME A 17.1 reconoce todas estas condiciones insegu ras y ordena dejar fuera de servicio el ascensor, mas comun mente Bamado Phase J, Emergency Recall Operation. La ASME A17.1 requieno una Operacion de Emergencia de los Bomberos en todos los ascensores nueyos. La :'\]7PA 72 contiene los requisitos para los sistemas automatic os de alarrna'i de in cendio y los dispositivos iniciadores que suminisrran la senal al sistema de control del ascensor para iniciar la operacion Fase 1. La disposici6n que Ie perrnite al personal de bomberos operar el ascensor desde el interior de la eabina, 0 la operacion de emer gencia en la cabina, se conoce comunmente como F ase II. En Canada, la NBCC especifiea cuales ascensores deben estar equipados con Fase I y Fase II. La Operacion de Emer genda de los Bombems, cuando se requiere 0 se provee, debe eumplir con la Fase I y la Fase II descritas a continuacion.
1. Un pasajero del ascensor oprime el boton de la cabina para el piso del incendio 2. Alguien presiona uno 0 los dos botones de Barnada del co rredor en el piso del incendio 3. EI calor derrite 0 deforrna el boton pulsador del corredor 0 sus cables en el pi so del incendio 4. El ascensor funciona norrnalmente en el piso del incendio, como cuando hay un cambio de Hamada desde arriba 0 abajo.
Operaciones Fase I. La Fase I es el retomo manual 0 automa tieo de los aseensores, 0 la accion de hacer regresar a los ascen sores hasta un nivel designado 0 altemativo. La Fase 1 tambien garantiza que un aseellsor no este disponible para el publico en general durante un incendio. Si el incendio es en el vestibulo del ascensor del nivel designado, el ascensor sera Hamado a un nivel altemati vo. NiveI Designado se define como el piso principal u otro pi so que preste un mejor servicio a las necesidades del personal de
1. Las personas pueden oprimir un boton del corredor y espe rar un ascensor que puede no responder nunc a, perdiendo un tiempo de escape valioso. 2. Los ascensores no dan prioridad a las lIarnadas de la cabina y los corredores y una de las Bamadas puede ser del piso donde oeurre el incendio. 3. Los ascensores no pueden arrancar hasta que las puertas de la cabina y del pozo se cierren, y el panico podria llevar al sobrecupo del ascensor y al bloqueo de la puerta, impi diendo entonces el cierre de la misma. 4. La energia puede faBar en cualquier momenta durante un incendio, y los pasajeros quedarian atrapados.
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SECCION 10 •
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Confinamiento de los Incendios
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FIGURA 10.8.6 Senal visual requerida por ASME A 17.1
emergencias para combatir el incendio 0 para las operaciones de rescate. EI personal de emergencias puede usar un interruptor ac cionado con llave de tres posiciones on, of]: reset, en el vestibulo del nivel designado para controlar cada grupo de ascensorcs. Puede proveerse otro interruptor accionado con llave de dos po siciones on. off, en la estaci6n central de control del edificio. En la posicion on, el interruptor Ie ordena a todos los ascensores con trolados regresar sin detenerse al piso de regreso. Todas las lla madas registradas se cancelanin. Un ascensor que vaya subiendo se detendni y cambiara de direcci6n, sin abrir sus puertas. Las puertas del pozo en el de regreso deben pennane cer abiertas. A su llegada, los bomberos ticnen poco tiempo para verificar si los ascensores cstitn presentes. Las puertas abiertas del pozo revelaran los asccnsores que han sido Hamados de re greso, 10 mismo que aquellos que necesitan ser localizados para verificar que no haya pasajeros atrapados. Para ayudar al perso nal de emergencias a localizar los ascensores errantes, se re quiere que los indicadores de posicion pennanezcan operativos durante las emergencias. La puerta abierta del pozo en el nivel designado dejara en trar aire al pozo. Si el incendio es en un pi so debajo del plano neutral de presi6n, el aire adicional reducira la cantidad de humo que puede entrar al pozo desde el piso del incendio, 10 que es un efecto secundario benefico. Si el incendio esta por encima del plano neutral de presion, la corriente de aire desde el pozo hasta el piso aumentara, 10 que tambien es ventajoso. Las sei'iales visuales y audibles avisan de la emergencia a los pasajeros en un ascensor operado autontitticamente Yl'ueden
ayudar a reducir cualquier aprehension que tengan los pasajeros mientras el ascensor vuelve al punto de regreso. En un as censor operado por un empleado, esta senal alerta al encargado sobre la emergencia de modo que el 0 ella puedan regresar la cabina in mediatamente al piso de rcgn:so. Los sistemas dc regreso de los ascensores combinan un in terruptor accionado con Have con un sistema automatico de alanna de incendios, utilizanao detectores de humo en el vesti bulo de cada piso. EI regreso del ascensor por mcdio del detec tor de humo es 10 mismo que colocar el interruptor de Have en la posicion on. La {mica diferencia es que el detector de humo en el nivel designado hara regresar al ascensor a un nivel alternativo. Si el regreso automatico envia el ascensor al nivel alternativo, el interruptor de Have anulara al detector de humo del nive1 desig nado y ham regresar al ascensor al nivel designado. El interrup tor de Have no hara regresar al ascensor a un nivel altemativo. Para infonnar al publico que los ascensores pueden no estar disponibles durante un incendio, la pictografia de la Figura 10.8.5 se debe fijar por encima de los botones de Hamada de todos los ascensores. 1 Algunas jurisdicciones pueden requerir textos y pictografias diferentes, pero el mensaje es similar. Operaciones Fase II. La Fase II de la operacion de los bom beros beneficia a los bomberos que deben tener a los ascensores para su propio uso. En las estructuras altas un procedimiento operativo estandar es que los bomberos usen los ascensores no solamente para llevar el equipamiento para combatir el fuego 0 para realizar evacuaciones, sino tambien para llevar al personal de bomberos a pisos no incenjiados. La ASME A 17.1 actual requiere la operacion Fase II en todos los ascensores nuevos. En Canada la NBCC establece los requisitos sobre el numero de ascensores que deben tener ope raciones Fase II. La regIa tiene en cuenta que los bomberos ne cesitan evacuar personas discapacitadas durante una emergencia. Este c6digo tamtien nonnalizo los procedimientos dc operaci6n, sin importar el:abricante del ascensor.
FIGURA 10.8.7 Rociadores alrededor de una escalera mecanica
CAPiTULO 8
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Sistemas de transporte en edificios
Persiana emollable (para cerrar la abertura de la escalera mecanica entre los pisos)
Techo Aire de suministro (100% aire exterior)
Solito de la {sirve como
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conducto de escape de aire Aire de escape Cabeza del rociador (para proveer una cortina de agua alre dedor de la abertura ~~~~delpiso)
~~~~=:~§~l
automatica (se para dejar escapar el humo y los gases a traves de un
~~~~LD::::~g;ra~n,;,c=onducto de airel FIGURA 10.8.8 Instalaci6n del metodo de ventilaci6n con rociadores
Las Haves de los interruptores necesarios para Ia operaci6n Fase I y Fase II deben ser las mismas para garantizar una res puesta rlipida a la emergencia. Se prefiere el uso de cajas con candado para guardar las Haves de la Fase I y Fase II, al uso de una llave maestra para toda la jurisdicci6n, porque el metodo de Ia caja con candado ofrece mas garantias para que las Haves sean restringidas. EJ metodo de Have maestra perjudica el servicio normal de los ascensores, porque no ofrece medios para contro lar la distribucion de las Haves de los ascensores. Los procedimientos operativos deben estar incorporados 0 cerca de los interruptores de Have Fase I y Fase II, para propor cionar al personal de emergencias acceso rapido a las instruc ciones durante una emergencia. Los bomberos tambien deben estar informados que cuando la sefial visual requerida pOI la ASME A 17.1 es intermitente, esta indica que hay un problema inminente y que no es aconsejable continuar usando el ascensor (Figura 10.8.6). La ASME A17.1 no exige energia de reserva para los as censores. Este requisito generalmente se encuentra en los c6di gos de construccion. Sin embargo, el codigo de seguridad sf requiere que la operaci6n del ascensor sea igual cuando se su ministra energfa de reserva a cuando se suministra energfa nor mal. La ASME A 17.1 requiere que se provea un interruptor de seleccion manual para que los bomb eros seleccionen la ca bina(s) a la cual se va a conectar la energfa de reserva. Evacuacion de un Ascensor Varado. La evacuacion de los pa sajeros de una cabina de ascensor varado debe hacerla el perso nal entrenado de los ascensores. Su experiencia garantiza que la evacuacion se haga de una mauera que sea segura tanto para los pasajeros como para el grupo de rescate. Sin embargo, podrla no ser posibJe esperar al personal entrenado en una emergencia que sea una arnenaza para la vida. En estas condiciones, la evacua cion de los pasajeros debe hacerse por personal cuidadosarnente escogido y entrenado. Se necesita planificacion y practica de los procedimientos para garanti7~r la seguridad de los pasajeros res catados y de los miembros del equipo de rescate. Todos los gro pos de rescate deben estar advertidos para que nunca traten de mover un ascensor desde el cuarto de maquinas. Solarnente el
FIGURA 10.8.9 Instalaci6n de la escalera mecanica con persiana enrollable
Deflector empotrado (para evitar que Ia abertura del rociador hunnedezc<;v/ las cabezas contiguas) (contiguo a la escalera)
Solito de la escalera (sirve como panel de cortina que limita la propagaci6n lateral de calor y humo)
-+----+- Pared contra incendio Puerta contra incendio (que se rnantiene abierta por un dispositivo neuma tico 0 electrico
FIGURA 10.8.10 Instalaci6n de escalera mecanica con cerramiento parcial
personal entrenado det-e intentar esto. LaASMEA17.4, Chtidefor Emergency Personnel 12 , describe los procedimientos a seguir para realizar una evacuacion segura.
MONTACARGAS El montacargas se de fine como un mecanismo de ascenso y descenso, usado exc1usivamente para !levar materiales, con una cabina de tamano limitldo que se mueve sobre gulas y en direc cion esencialmente verjcal. Los montacargas deben cumplir los requisitos de la ASME A17 .1. Un montacargas es realmente un pequeno ascensor usado para diversos propositos, como distri buci6n del correo en edificios de oficinas; distribucion de medi camentos, alimentos y suministros en hospitales; y para transportar libros de un piso a otro en una biblioteca. El monta cargas se puede cargar y descargar mauualmente 0 automatica mente en el piso 0 en un mostrador. El tarnafio de la cabin a de un montacargas esta r;:stringido para que las personas no se
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SECCI6N 10 •
Confinamiento de los Incendios
suban en el. Cuando los montacargas penetran pisos resistentes al fuego, la construccion de sus pozos es decisiva. Los requisi tos para un pozo de montacargas son iguales a los de los ascen sores. La seccion sobre construccion de pozos de ascensores al comienzo de este capitulo detalla los cerramientos y entradas de los pozos resistentes al fuego.
Debe haber suficientes boquillas pulverizadoras con angulos de desearga tales que la abertura de la escalera mecanica entre la parte superior de la caja del condueto del pozo y el caml se lle nen completamente con una densa pulverizacion de agua cuando el sistema se activa.
Cerramientos de Escaleras Mecanicas ESCALERAS MECANICAS La escalera mecanica es otro tipo de transportador vertical de personas. La escalera mecanica puede definirse como una esca lera continua, inclinada, impulsada a motor, utilizada para subir o bajar pasajeros. En el pasado, las escaleras mecanicas se en contraban principalmente en tiendas por departamentos y en ter minales de autobuses 0 aerolineas. Actualmente son comunes en edificios de oficinas, hospitales, bancos, escenarios deportivos y otros lugares donde se deben transportar muehas personas ra pidamente de un piso a otro.
Protecci6n contra Incendios de las Escaleras lVIecarlicas La NFPA 101 estipula que las aberturas del piso de las esealeras meeanieas esten encerradas 0 protegidas eomo las otras abertu ras vertieales. En los edificios protegidos totalmente con rocia dores, las esealeras mecanicas no necesitan estar encerradas si estin protegidas por medios altemativos. EI metodo que utiliza un material solido para acumular humo en la zona de los rociadores (sprinkler draft curtain) esta descrito en la NFPA 13 y consiste en rodear la abertura de la es calera mecanica con una membrana continua que resiste el paso de humo y calor (draft stop) de 457 mm. (18 pulgadas) de altura situada en la parte inferior del piso al cual asciende la escalera. Una hilera de rociadores automaticos situada fuera de la mem brana continua rodea el pozo de la escalera mecanica. La Figura 10.8.7 muestra una instalacion tipica. A continuaci6n se describen dos metodos reconocidos en ediciones anteriores de la NFPA 101 y que se encuentran en edi ficios existentes. Metodo de Ventilaci6n con Rociadores. En este metodo se combinan sistemas automaticos de deteccion de humo 0 incen dios, un sistema automatico de escape y una cortina automatica de agua. Cuando un detector percibe un incendio, la compuerta automatica se abre, ventilando as! el humo y los gases. El aire de reemplazo es aspirado a traves de la toma de aire exterior encima de la abertura de la escalera mecanica. Para controlar el humo, se requiere una tasa de escape de aproximadamente 60 cambios de aire por h~ra. La cortina del rociador proporciona una barrerd ter mica. EI sistema debe disefiarse cuidadosamente de manera que tanto los rociadores como las aberturas de ventilacion sean efi cientes. La Figma 10.8.8 muestra una instalacion tfpica. Metodo de Boquilla Pulverizadora. Este metodo eombina un sistema de deteccion automatica de incendios 0 de humo y un sistema de boquillas pulverizadoras de agua de alta velocidad.
Se usan dos metodos para encerrar la abertura de una escalera mecanica tanto en edificios nuevos como existentes. Metodo de Persiana Enrollable. En este metodo, las escaleras mecanicas que estan por encima del piso que da a la calle pue den protegerse con persianas enrollables de cierre automatico que encierran completamente d extremo superior del pozo de la escalera. Para evitar lesiones, la escalera mecanica debe dete nerse automaticamente antes de que la persiana empiece a ce rrarse. La persiana debe cerrarse lentamente y tener un borde de entrada sensible a la presion que detenga la persiana por con tacto. La Figura 10.8.9 muestra una instalaci6n tipica. No se recomiendan persianas enrollables de acero en el ex tremo superior de las escaleras lnecanicas 0 entre los sotanos y los pisos que dan a la calle, aunque las escaleras no son saIidas re queridas bajo las disposiciones de la NFPA 101. En una emer gencia, las personas que tratan de salir de los sotanos a los que Ilegan escaleras mecanicas, podrian quedar atrapadas poruna per siana enrollable de acero que ha sido cerrada en el nive1 de la calle, aunque haya medios aprobado,> de salida disponibles para ellos. Metodo de Cerramiento Parcial. Dos cerramientos con clasi ficacion a prueba de incendios, uno para la escalera descendente y uno para la escalera ascendente, pueden evitar la propagacion del humo y el fuego. Al detectarse un incendio, las puertas au tomaticas contra incendio se desenganchan. La(s) puerta(s) debe(n) sefialar ala escalera mecanica cuando estas no estan en posici6n totalmente abierta y la escalera mecanica debe enton ces detenerse automaticamente. El cerramiento debe tener una clasificaci6n de resistencia al fuego igual a la de los ensambla jes de piso y cielo raso, y las escaleras mecanicas no deben tener penetraciones sin proteccion de mas de dos pisos. La Figura 10.8.10 muestra una instalaci(in tipica.
Escaleras Mecanicas en Emergencias de Incendio En los edificios nuevos, las escaleras mecanicas no se pueden usar como medio de egreso. E I disefio moderno de las escaleras mecanicas requiere retirar los peldafios para su mantenimiento normal, dejando a la escalera fuera de uso. Una escalera meca nica detenida tambien present 1 el riesgo de tropezarse, debido a la altura desigual de las contrahuellas del primer escalon y los ultimos escalones. En algunm edificios existentes, las escaleras mecanicas son parte de los medios de egreso. Estas escaleras mecanicas se deben instalar ~Jara que funcionen solamente en direcci6n de Ia salida, 0 deb.:n detenerse durante un 'incendio Cuando el plan de evacuacion requiere el uso de la escalera me canica, se necesita el control (·ficiente de la multitud para evitar congestiones graves y la gen~racion de panico. La NFPA 101
CAPiTULO 8
estipula que las aberturas de las escaleras mecanicas existentes que se usan como salidas requeridas, esten encerradas de la misma manera que las escaleras de egreso. Otro factor importante en la prevenci6n de incendios de las escaleras mecanicas es mantener las areas del armaz6n y de las maquinas libres de aceite, grasa y polvo. Se debe implementar un programa peri6dico de limpieza.
RAMPAS MOVILES Una rampa movil se define como un dispositivo m6vil sobre el cuallos pasajeros se paran 0 caminan. Su superficie para llevar pasajeros permanece paralela a su direcci6n de movimiento y no tiene interrupciones. Las rampas m6viles pueden instalarse en una inclinaci6n entre dos pisos. Las mismas caracteristicas de prevenci6n de incendios descritas para las escaleras mecam cas se aplican a las rampas m6viles. Algunas ramp as m6viles usan una cinta combustible, que es esencialmente igual a una cinta transportadora. Esta cinta tiene el potencial de prop agar el fuego por si misma. Todas las ramp as m6viles pueden llevar ar ticulos que se estan quemando a 10 largo de su longitud.
PRUEBAS E INSPECCIONES
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Sistemas de transporte en edificios
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BIBLIOGRAFfA Referencias Citadas
1. ASME A 17.1, Safet:.' Code for Elevators and Escalators, ASME, Fairfield, NJ, 2000. 2. CSA B44, Safety Code for Elevators. CSA, Etobicoke, Ontario, Canada, 2000. 3. ASME,A17.1, Handbook on Safety Codefor Eleva/ors and Es calators, ASME, Fairfield, NJ, 2000. 4. UL 10B,Fire Test a/Door Assemblies, UL, Northbrook, IL, 1988. 5. UL 1784, Standard/or Air Leakage Tests ofDoor Assemblies,
UL, Northbrook, IL 1990.
6. Donoghue, E. A., "Smoke and the Elevator Hoistway," Building Standards, May/Jun~ 1983; Elevator World, May 1983. 7. Donoghue, E. A., "Elevators and Water~A Volatile Combina
tion," Elevator WOrld, August 1989.
8. ADAAG, American, with Disabilities Accessibilities Guidelines. 9. ICC/ANSI AII7. L American National Standardfor Accessibil ity, ICC, Falls Church, 'lA", 1998. 10. Donoghue, E. A., "ADA and Building Transportation," Elevator World, Elevator World, Inc., Mobile, AL. 11. CAN/CSA-B44.1-i\l'91:ASME-A17.5, Elevator and Escalator Electrical Equipmem, ASME. Fairfield, NJ, 1996. 12. ASME A 17.4. Guid, ,for Emergencr Personnel, ASME, Fair field, NJ, 1999. 13. ASME A17.3, Safer' Code for Existing Elemtors and Escala tors, ASME. Fairfie d, NJ, 2002. 14. ASME A17.2, Guid'~for Inspection ofElemrors, Escalators, and Moving Walks, 2001. 15. ASME/QEI-I, Standardfor the Qualification 0.[ Elevator Inspec tors, ASME, Fairfied, NJ, 2001.
Como minimo, los ascensores y escaleras mecanicas existentes deben cumplir los requisitos de laASMEAI7.3, Safety Code for Existing Elevators andEscalators. 13 La NFPA 101, requiere que NFPA, Codigos, Normas y Practicas Recomendadas los equipos existentes cumplan con este c6digo. Las instalacio La consulta de los siguien,es codigos, normas y pnicticas recomendadas nes existentes que no cumplan con este c6digo deben actuali de la NFPA proporcionara informacion adicional sobre los sistemas de zarse. Cuando una instalaci6n existente se moderniza, debe transporte en edificios diicutidos en ese capitulo. (Consulte la ultima cumplir como minimo con ASME AI7.1, Secci6n 8.7 y con versi6n del de b NFPA para conocer ]a disponibilidad de las ASME A 17.3. Las instalaciones existentes que deben satisfacer ediciones aetuales de estos documentos.) requisitos mas estrictos deben seguir cumpliendo con esos re NFPA 13, Standardfor the Installation a/Sprinkler Systems quisitos. NFPA 70, National Electrical Code"E Los ascensores, montacargas, escaleras mecanicas y ram NFPA 7JID, National Fire 4larm Code l pas m6viles y otros equipos para transporte de pasajeros que NFPA 80, Standardfor F. re Doors and Windows deben cumplir con los requisitos de laASME A17.1 se deben NFPA JOI®, Life Safety Code@; probar e inspeccionar peri6dicamente. Se debe usar la ASME NFPA 105, Recommende,f Practice for the Installation ofSmoke A 17.2, Guide for Inspection ofElevators, Escalators, and Mo Control Door Assemblies ving Walks 14 como para estas inspecciones. La calidad de NFPA 252, Standard Met,lOd ofFire Testsfor Door Assemblies las inspecciones depende de la competencia del inspector. La NFPA 253, Standard Metfwd ofTest for Critical Radiant Flux of ASME QEI-l, "Qualifications ofElevator Inspectors",15 esta Floor Covering Syslems Using Radiant Heat Energy Source NFPA 255, Standard Metilod ofTest ofSurface Burning Characteris blece criterios uniformes para este prop6sito y sirve de norma tics ofBuilding Mat,?rials para la peri cia que se necesita para realizar la inspecciones.
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Revisado por
William A. Webb
I termino aire acondicionado ha sido definido por la American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) como "el proceso de tratamiento del aire para controlar simultaneamente su tempera tura, humedad, limpieza y distribuci6n para que cumplan los re quisitos de confort de los ocupantes del espacio acondicionado". Los sistemas de aire acondicionado y ventilaci6n, excepto las unidades auto-contenidas, invariablemente involueran el uso de conductos para distribuci6n del aire. Los conductos, a su vez, presentan la posibilidad de propagar el fuego, gases del fuego y humo por el edificio 0 area que sirven. La NFPA 90A, "Norma para la Instalaci6n de Sistemas de Aire Acondicionado y Ventilaci6n", ofrece detalles sobre pro tecci6n contra estos riesgos. La bibliografia y lista de lecturas adicionales al final de este capitu10 contienen referencias adi cionales de las cuales se puede obtener mucha informacion util.
E
TIPOS Y OPERACION DE SISTEMAS Los varios tipos de sistemas de aire acondicionado inc1uyen: (1) sistema~ en los que el aire se filtra 0 lava, enma y deshumidi fica en el verano, y se calienta y humidifica en invierno; (2) sis temas en 10 que el aire se filtra, enfria y deshumidifica; y (3) sistemas en 10 euales el aire se filtra, calienta y deshumidifica. La Figura 10.9.1 muestra una distribuei6n tipica de los diferen tes componentes de un sistema de aire acondicionado central. El sistema de ventilacion simplemente introduce 0 extrae aire a un espacio por medios naturales 0 meciinieos. El aire puede ser acondicionado 0 no. En relaci6n con el sistema tipico que muestra la Figura 10.9.1, un conducto de toma de airc fresco se coneeta directa mente al ducto de retorno. Desde este punto, la mezcla de aire fresco y recirculado pasa a traves del equipo de acondiciona miento de aire. El aire se somete a varias operaciones en estos equipos, incluyendo filtracion 0 limpieza, calentamiento 0 en friamiento, y humidificacion. EI aire acondicionado entonces se hace circular por el area servida por medio de un sistema de duc-
William A. Webb, P.E., es Presidente de Performance Technology Consulting Ltd. en Lake Bluff, Illinois. Fue presidente del Comite de la NFPA sobre AireAcondicionado y es miembro actual de los Comites de la NFPA sobre Pruebas de Incendio, Equipos de Servicio de Con strucci6n y Protecci6n contra Incendios y Sistemas de Construcci6n.
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FIGURA 10.9.1 Disposicion tipica de los componentes de un sistema de aire acondicionado central
tos (Figura 10.9.2). Aquellos sistemas que no reeirculan aire toman todo su aire de reemplazo directamente del exterior. Un edificio puede contene" mas de un sistema, no necesariamente del mismo tipo.
LOCALIZACION DE LOS EQUIPOS Los ventiladores, ealentadores, filtros y equipos relaeionados que constituyen un sistema de aire acondicionado central se loealizan preferiblemente en un cuarto separado del resto del area del edi fieio por paredes, piso y eonjunto de piso y cielo raso con una tasa minima de resisteneia al fuego de 1 hora. Esta disposicion evita que un incendio que afecte los equipos se prop ague facilmente a las areas adyaeentes del edificio. Tambien evita el aeceso de per sonas no autorizadas al equipo. Idealmente, los cuartos de servi cio que albergan equipos de aire acondicionado estan protegidos por roeiadores automahcos. Como minimo, se deben proveer y distribuir detectores de tmmo dispuestos para inieiar la alarma y parar el sistema de aire ucondicionado. No se debe permitir el al macenamiento de combustibles en la sala de equipos.
TOMAS DE AIRE FRESCO La localizaci6n que se escoja para las tomas de aire fresco de un
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SECCION 10
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Confinamiento de los ineendios
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NOTA: Los requisitos para ductos de retorno y extracci6n son similares S.D. = compuerta (damper) corta humo
ED, = compuerta (damper) corta fuego
• A,C. Corriente alterna
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FIGURA 10.9.2 Instalaeion tipiea de eonduetos en un edifieio que ilustra la proteeeion requerida para paredes, eielos rasos, pisos y pozos 0 eolumnas
sistema es decisiva porque el fuego, gases del fuego 0 humo que se originan fuera del edificio pueden se facilmente arrastrados al interior a traves de estas tomas y propagarse por el edificio. Donde pueda existir este se puede proveer proteccion con la instalacion de compuertas contra fuego 0 humo en las tomas, controladas por detectores de incendio y humo. Al considerar la localizacion de tomas aire fresco exterior, se debe pensar en la posibilidad de que se puedan introducir al sistema chispas u otros productos de la combustion de una chi menea de exposicion 0 de incineradores. La consideracion no se debe imitar a los edificios contiguos 0 almacenamiento de combustibles, La posibilidad de incendio en una seccion dife rente del mismo edificio 0 de un edificio adyacente que exponga la toma es un factor que tambien debe tenerse en cuenta. Como el humo generalmente se eleva, mientras mas bajas se instalen las tomas es menor la posibilidad de que aspirar el hurno. Todas las tomas de aire deben tener mallas de material re sistente a la corrosion para evitar que se introduzca materia al sistema. El tamano de la malla se debe limitar de 1;4 a Y:, pulgada para ocupaciones residenciales y Y:, a I pulgada para otras ocu paciones. EI mantenimiento adecuado incIuye la extraccion pe riodica de basura acumulada u otros deseehos de la vecindad inmediata de las tomas. Algunas tomas de aire fresco tienen un filtro sometido a los riesgos mencionados mas adelante en este capitulo, bajo "Filtros de Aire y Depuradores". Estos filtros
deben protegerse y mantenene adecuadamente.
EQUIPOS DE ENFRIAMIENTO Y
CALENTAMIENTO DE AIRE
Los equipos de enfriamiento de aire presentan dos clases basi cas de riesgos: (1) aquellos de los equipos electricos y (2) los del refrigerante que se usa. Es importante que el equipo de enfria miento este correetamente instalado y mantenido. La instala cion de todos los equipos electricos debe seguir las recomendaciones del fabricante y la NFPA 70, "Codigo EMc trico Nacional®". Uno de los problemas a:lOciados con las unidades de refri geracion es el riesgo de explosion debido ala sobrepresurizacion del refrigerante. Los controles adecuados de seguridad pueden atenuar este problema. Como resultado del Protocolo de Montreal y la prohibicion de algunos refrigerantes que ago tan el ozono, la industria esta buscando activamente desarrollar sustitutos aceptables. Actualmente, los fabricantes estan usando una variedad de posibles refrigerantes. Las propiedades de los candidatos a po sibles sustitutos se estan probando minuciosamente. Sin em bargo, algunos parecen tener caracteristicas inflamables,
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explosivas y toxicas que no han sido tratadas adecuadamente. Ademas, existe el requisito para que el personal de manteni miento capture y reprocese los refrigerantes que agotan el ozono. El desahogo en la atmosfera ya no esta permitido. Se puedcn encontrar las propiedades de los refrigerantes en el "Sa fety Code for Mechanical Refrigeration ,,1 del ASHRAE.
FILTROS Y DEPURADORES DE AIRE Los filtros y limpiadores de aire usados en los sistemas de aire acondicionado y ventilacion se agrupan en tres categorias gene rales: (l) unidades de filtros de elementos fibrosos, (2) fiitros de elementos renovables y (3) depuradores de aire electronicos. Los dos primeros son verdaderos filtros; el ultimo es un preci pitador estatico. Los filtros y limpiadores de aire tienen un riesgo potencial debido a su funcion de extraer de la corriente de aire polvo arrastrado y otra materia. Este material se acumula sobre el elemento de filtro 0 las placas de recoleccion del preci pitador y, si se enciende, puede quemarse, con la posibilidad de producir grandes volumenes de humo. El humo y otros gases de la combustion pueden circular por el edificio por medio del sis tema de manejo del presentando una amenaza directa para la seguridad de la vida. No se debe pasar por alto la posibilidad de que el elemento del filtro sea combustible 0 este recubierto con un adhesivo eombustible. Underwriters Laboratories, Inc, (UL) relaciona dos clases de elementos de filtros: 2 Clase 1: Filtros que, cuando estan limpios, no aportan com bustible si son atacados por las llamas y emiten solamente can tidades insignifieantes de humo. Clase 2: Filtros que, cuando estan limpios, se queman mo deradamente si son atacados por las llamas 0 emiten cantidades moderadas de humo, 0 ambas cosas. Ambas clases tienen ele mentos renovables (lavables y re-usables) y elementos reempla zables (desechables). Los elementos de los filtros Clase 1 son los preferidos, es pecialmente para sistemas que sirven lugares de reunion como te atros, auditorios y tiendas de departamentos. Los elementos de Clase 1 tambien son la opcion obvia para sistemas en ocupacio nes cuyos contenidos son muy susceptibles a dafios por el humo. Cualquier elemento de filtros, sin embargo 5i no se limpia 0 cam bia con regularidad, puede volverse peligr050 debido a la acu mulacion de polvo combustible, etc. El Anexo B de la NFPA 90A contiene recomendaciones para la limpieza de filtros.
Filtros de Elemento Fibroso Los filtros de elemento fibroso se colocan en la corriente de aire y permanecen alH hasta que la carda de presion a traves del fil tro llega a un punto critico, debido a la acumulacion de material arrastrado. En este punto, el filtro se saca, limpia y reinstala 0 simplemente se des carta y se reemplaza con un nuevo filtro. Los filtros de elemento fibroso son de tipo viscoso por impactacion o de tipo de medio seco. EI filtro de tipo viscoso por impacto se caracteriza por pa neles lisos 0 plisados de felpa de fibra relativamente burda. La porosidad del panel es alta. Las fibras estan recubiertas con un
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Sistemas de aire acondicionado y ventilaci6n
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adhesivo que atrapa cu.alquier materia arrastrada en la corriente de aire. Las felpas tienen un espesor de 13 a 102 mm. (Y2 a 4 pulgadas), siendo las mas comunes las de 25 y 51 mm. (1 y 2 pulgadas). Este tipo de filtros es mas eficiente cuando la ve loci dad del aire esta entre 122 y 213 mlmin. (400 a 700 pies/min.). La mayori.a de estos filtros estan listos para reem plazarlos cuando la caida de presion a 124 Pa (y, pulg. de agua). Los paneles renovables se deben lavar con vapor 0 con una solucion de detergente caliente, entones volverse a recubrir con adhesivo nuevo. Los filtros de elemento seco son paneles pIanos 0 plisados de fibras relativamente finas, generalmente de 13 a 51 mm. (Y2 a 2 pulgadas) de espesor. Como su nombre 10 indica, estos fil tros no tienen revestirrjento adhesivo. La porosidad no es tan grande como la de los filtros de tipo viscoso por impactacion; por 10 tanto, la extracci on de particulas es mayor, dependiendo de tamano y porosidad de la fibra. Estos filtros son mas efi cientes con una velocidad de aire de 27 a 152 m/min. (90 a 500 hasta 500 Pa (2 pies/min.). La caida ele presion puede puJgadas de agua) anks de que sea necesario reemplazarlos. Las unidades de filtro de elemento fibroso desechables, espe cialmente los de disen(l de plisado profundo, se estan haciendo ripidamente estandar ,:n los grandes sistemas de aire acondi cionado central. La clasificacion de filtros de medio seco tam que se bien incluye los tipos ele membrana y de alta usan para obtener aire ultra limpio en salas "blancas" 0 areas similares.
Filtros de Elemento Renovable Los filtros de elemento renovable pueden llamarse mas adecua damente filtros de aire de cortina movil, ya que funcionan de esa manera. EI elemerrto, ya sea de recubrimiento viscoso 0 seco, se suministra en u rr gran rolla y se extiende por la corriente de aire. Se puede usar ya sea un temporizador con dispositivo de alta sensibilidad, 0 In interruptor automatico para activar un accionador motorizado, que inyecte el elemento nuevo en la co rriente de aire y enrolle el elernento sucio sobre un carrete arro Hador. Generalmente, se proveen controles que desactivan la corriente en el accionaJor motorizado cuando el suministro de elemento esta casi agotado, eYitando asi que el elemento se en rolle completamente en el carrete. Una senal indica que se ne cesita un rolla nuevo. I ,as velocidades de operacion varian entre 70 y 152 mlmin. (200 500 pies/min.), y los tipos de elemento seco requieren velocidades menores. El espesor de los filtros varia entre 13 y 63 mm. (y, y 2 y Y, pulgadas).
Limpiadores de Aire Electr6nicos Los depuradores de ain' electronicos utilizan el principio de pre cipitacion electrostatica para extraer el polvo y particulas de ma teria arrastrada. Hay varios tipos de depuradores de aire electronicos, pero su operacion basica es similar. Las particulas arrastradas en la corriente de aire pasan a traves de campos elec trostiticos intensos, nc' uniformes, y debido a la polarizacion electrica, se recogen ya sea en un filtro 0 sobre placas electriza das. En algunas unidacles, se pro vee equipo para pre-ionizar as particulas de materia.
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Confinamiento de los incendios
Filtros y Limpiadores de Aire Industriales Especiales Muchas aplicaciones industriales de depuracion de aire involu cran mas metodos de filtrado y 1impieza que los citados ante riormente. Los sistemas de extraccion de vapores y polvos inflamables y otros materiales en suspension requieren equipos para recuperar el material en suspension. La limpieza del aire para controlar la contaminacion y po lucion es de interes para la industria y las autoridades de sa1ud pUblica. Cualquiera que sea la ra7'on para la limpieza especiali zada del aire y e1 tipo de equipo usado, la seleccion y proteccion de los cquipos son importantes ya que los riesgos de incendio son similares a los de los tipos comunes de equipos de limpieza. Una aplieaeion industrial actual de 1a fi1traci6n de aire es en salas "blaneas" donde usan filtros de aire particulados de alta eficiencia (HEPA) para filtrar la atm6sfera. Estos filtros deben pasar una prueba de eficiencia operaciona1 de 99,97 por ciento de eficiencia con 0,3 particulas de micron. Los filtros son pro bados y listados por el UL de cuerdo con el UL 586, Standard for Safety High-Efficiency, Particulate, Air Filter Units. 3
Protecci6n de Filtros y Limpiadores de Aire Un incendio en equipos de filtros 0 limpiadores de aire puede li berar cantidades copiosas de humo 0 gases del incendio que se pueden prop agar por e1 equipo de aire en toda el area que sirven. Se debe disefiar la protecci6n adecuada dentro y alrededor de los sistemas de aire acondicionado para reducir al minimo la po sibi1idad de que esto suceda. Es necesano un metodo para evitar que los gases del fuego y cl humo sean propagados por el ventilador principal de sumi nistro a todas las areas servidas por el sistema. Para conseguir esto, se siruan detectores (ya sea de calor 0 de hurno, segUn el ta mafio del sistema) en e1 ducto principal de surninistro, corriente abajo de los fi1tros 0 del depurador de aire, para detectar el humo o particulas en combusti6n. Los detectores estan interconecta dos de manera que cierren todo el sistema de aire acondicionado al activarse. Los detectores tambien controlan la operacion de las compuertas (dampers) anti-bumo situadas en los ductos de surninistro y retoruo, aislando asi toda la seccion de aire acon dicionado del sistema. En relacion con los filtros de viscous impingement, el ad besivo usado debe tener un punto de inflamaeion momenUinea no menor de 163°C (325°F) determinado por prueba cerrada de Pensky-Martens. 4 Ademas, los adhesivos combustibles se deben guardar en un lugar seguro, lejos de la sala que alberga el equipo de aire acondicionado. La proteccion contra incendios debe induir faeilidades de combate manual de incendios, generalmente extintores portati les. Los ventiladores, motores, bombas, circuitos de mando, etc., requeriran extintores para incendios electricos (Clase C); sin embargo, los extintores de quimicos secos (Clase B) serian mas apropiados para usar en los filtros, especiaImente los de tipo de viscous impingement, porque el polvo quimico se adheriria facilmente a los medios recubiertos. El voltaje y amperaje de operacion de los limpiadores de
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aire electronicos es mortal; por 10 tanto, se debe proveer encla vamiento en todas las puertas de aceeso y paneles de manera que todo el equipo se cierre inmediatamente si uno de ellos es abierto. Tambien se debe proveer una alarma en este eireuito de seguridad interconeetado.
DISTRIBUCION DE AIRE El aire se distribuye en los sistemas de aire acondicionado y ven tilacion por medio de conductos y plenos (eamaras impelentes). Los eonductos son para el sistema de aire acondicionado 0 ven tilacion 10 que las tuberias son para el sistema de agua (un medio de distribucion). El espacio entre el cielo raso y el piso 0 losa del piso se usa con frecuencia como medio de acopio y retorno de aire. En algunos easos se usa un piso levantado para distri buir el aire de suministro. Ambos arreglos son plenos y son una manera de reducir la red de conductos de distribuci6n. En caso de incendio, el sistema de distribucion de aire puede transportar humo y productos de la combusti6n letales en lugar de aire respirable. Si no se toman las preeauciones de di sefio e instalaeion adecuadas. el humo, gases del incendio, calor y aun las llamas se pueden propagar por toda el area servida por el sistema de ductos. Los corredores de salida us ados como ple nos, la falta de equipo de deteecion de humo activado en el sis tema y la falta de las compuertas (dampers) contra humo y fuego requeridos en las paredes, cielos rasos 0 compuertas apropiadas pueden llevar a situaciones tragicas.
Conductos Construccion. Los conductos pueden ser fabricados de metal, mamposteria u otro material incombustible. El espesor de los materiales usados en conductos de metal de diferentes tamafios y metodos de anclaje, refuerzo y suspension estim cubiertos en los manuales de conductos de la Sheet Metal and Air Conditio ning Contractor ~ National Association, Inc. (SMACNA). 5 La SMACNA tambien publica manuales sobre la instalaci6n de conductos de fibra de vidrio. El UL prueba y eataloga los materiales de conductos de aeuerdo con la UL I8IA, Standardfor Safety Air Ducts and Air Connectors6 y UL l8lB, Standard for Safety Closure Systems for Use with Flexible Air Ducts and air connectors. 7 Estas nor mas establecen limitaciones en caracterfsticas como propaga cion de las llamas y penetracion de las llamas. Los materiales estan clasificados como Clase 0: Conductos y conectores de aire con caracterfstica de quema de cero. Clase 1: Conductos de aire y conectores con tasa de propa gacion de las llamas no mayor de 25, sin evideneia de combus tion progresiva continuada, y una tasa de desarrollo de humo no mayor de 50. Clase 2: Ductos dc aire y conectores con una tasa de pro pagacion de las llamas no mayor de 50, sin evidencia de com bustion continuada progresiva, y una tasa de desarrollo de hurno no mayor de 50 para la superficie interior y no mayor de 100 para la superficie exterior. Ademas de 10 anterior, los materiales de Clase 0 y 1 deben
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explosivas y toxieas que no han sido tratadas adeeuadamente. Ademas, existe el requisito para que el personal de manteni miento eapture y reproeese los refrigerantes que agotan el ozono. El desahogo en la atmosfera ya no esta permitido. Se pueden eneontrar las propiedades de los refrigerantes en el "Sa fety Codefor Mechanical Reji'igeration ,,1 del ASHRAE.
FILTROS Y DEPURADORES DE AIRE Los filtros y limpiadores de aire usados en los sistemas de aire aeondicionado y ventilacion se agrupan en tres categorias gene rales: (l) unidades de filtros de elementos fibrosos, (2) filtros de elementos renovables y (3) depuradores de aire eleetronicos. Los dos primeros son verdaderos filtros; el ultimo es un preci pitador estatico. Los filtros y limpiadores de aire tienen un riesgo potencial debido a su funcion de extraer de la corriente de aire polvo arrastrado y otra materia. Este material se acumula sobre el elemento de filtro 0 las placas de recoleccion del preci pitador y, si se enciende, puede quemarse, con la posibilidad de producir grandes volumenes de humo. El humo y otros gases de la combustion pueden circular por el edificio por medio del sis tema de manejo del aire, presentando una amenaza directa para la seguridad de la vida. No se debe pasar por alto la posibilidad de que el elemento del filtro sea combustible 0 este recubierto con un adhesivo combustible. Undenvriters Laboratories, Inc, (UL) relaciona dos cJases de elementos de filtros: 2 Clase 1: Filtros que, cuando estan limpios, no aportan com bustible si son atacados por las llamas y emiten solamente can tidades insignificantes de humo. Clase 2: Filtros que, cuando estan limpios, se queman mo deradamente si son ataeados por las llamas 0 emiten cantidades moderadas de humo, 0 ambas cosas. Ambas clases tienen ele mentos renovables (lavables y re-usables) y elementos reempla zables (desechables). Los elementos de los filtros Clase 1 son los preferidos, es pecialmente para sistemas que sirven lugares de reunion como te atros, auditorios y tiendas de departamentos. Los elementos de Clase 1 tambien son la opcion obvia para sistemas en ocupacio nes cuyos contenidos son muy susceptibles a danos por el humo. Cualquier elemento de filtros, sin embargo si no se lirnpia 0 cam bia con regularidad, puede volverse peligroso debido a la acu mulacion de polvo combustible, etc. El Anexo B de la NFPA 90A contiene recomendaciones para la limpieza de filtros.
Filtros de Elemento Fibroso Los filtros de eIemento fibroso se colocan en la corriente de aire y permanecen alii hasta que la caida de presion a traves del fil tro llega a un punto critico, debido a la acumulacion de material arrastrado. En este punto, el filtro se saca, limpia y reinstala 0 simplemente se descarta y se reemplaza con un nuevo filtro. Los filtros de elemento fibrosa son de tipo viscoso por impactacion ode tipo de medio seco. EI filtro de tipo viscoso por impaeto se caracteriza por pa neles Iisos 0 plisados de felpa de fibra relativamente burda. La porosidad del panel es alta. Las fibras estan recubiertas con un
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Sistemas de aire acondicionado y ventilacion
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adhesivo que atrapa cUJ.lquier materia arrastrada en la corriente de aire. Las felpas tienen un espesor de 13 a 102 mm. (Y2 a 4 pulgadas), siendo las mas comunes las de 25 y 51 mm. (1 Y 2 pulgadas). Este tipo de filtros es mas eficiente cuando la ve locidad del aire esta entre 122 y 213 m/min. (400 a 700 pies/min.). La mayoria de estos filtros estan listos para reem plazarlos cuando la caida de presion llega a 124 Pa (~ pulg. de agua). Los paneIes renovables se deben lavar con vapor 0 con una solucion de detergtmte caliente, entones volverse a recubrir con adhesivo nuevo. Los filtros de e1emento seeo son paneles pianos 0 plisados de fibras relativamentc finas, generalmente de 13 a 51 mm. (~ a 2 pulgadas) de espesor. Como su nombre 10 indica, estos fil tros no tienen revestimiento adhesivo. La porosidad no es tan grande como la de los filtros de tipo visco so por impactacion; por 10 tanto, la extracClon de particulas es mayor, dependiendo de tamafio y porosidad de la fibra. Estos filtros son mas efi cientes con una velocidad de aire de 27 a 152 m/min. (90 a 500 pies/min.). La cafda we presion puede llegar hasta 500 Pa (2 pulgadas de agua) anks de que sea necesario reemplazarlos. Las unidades de filtro de e1emento fibroso desechables, espe cialmente los de disefio de plisado profundo, se estan haciendo rapidamente estandar l~n los grandes sistemas de aire acondi cionado central. La cl;;,sificacion de filtros de medio seco tam bien incluye los tip os ce membrana y de alta eficiencia, que se usan para obtener aire ultra limpio en salas "blancas" 0 areas similares.
Filtros de Elemento Renovable Los filtros de elemento renovable pueden Hamarse mas adecua damente filtros de aire de cortina movil, ya que funcionan de esa manera. El elemento, ya sea de recubrimiento viscoso 0 seco, se suministra en un gran rollo y se extiende por la corriente de aire. Se puede usar ya sea un temporizador can dispositivo de alta sensibilidad, 0 t.n interruptor automatico para activar un accionador motorizado" que inyecte el elemento nuevo en la co rriente de aire y enrolle el elemento sucio sobre un carrete arro Hador. Generalmente, se proveen controles que desaetivan la corriente en el accionador motorizado cuando el suministro de elemento esta casi agotado, evitando asi que el elemento se en rolle completamente en el carrete. Una senal indica que se ne cesita un rollo nuevo. Las veloci.dades de operacion varian entre 70 y 152 mlmin. (200 <.L 500 pies/min.), y los tipos de elemento seco requieren velocidades menores. El espesor de los filtros varia entre 13 y 63 mm. (~ y 2 y ~ pulgadas).
Limpiadores de Aire Electr6nicos Los depuradores de air€: electronicos utili zan el principio de pre cipitacion electrostatic a para extraer el polvo y partfculas de ma teria arrastrada. Hay varios bpos de depuradores de aire electronicos, pero su operacion basica es similar. Las particulas arrastradas en la corrierte de aire pasan a traves de campos eIec trostaticos intensos, nc, uniformes, y debido a la polarizacion electrica, se recogen ya sea en un mtro 0 sobre placas eIectriza das. En algunas unidades, se provee equipo para pre-ionizar as particulas de materia.
CAPiTULO 9
pasar la prueba de 30 minutos de penetracion de las llamas, y los materiales de Clase 2 deben pasar la prueba de 15 minutos de pe netracion de las llamas. La NFPA 90A ofrece otras estipulaciones obligatorias para forros internos y cubiertas exteriores de conductos, cintas y ban das de conductos. Tambien coloca limitaciones sobre el usa dc conexiones flexibles de ductos que pasen a traves de divisiones de paredes, pisos 0 cielo rasos con resistencia al fuego 0 para control del humo. La NFPA 90A estipula que se puede usar tableros de yeso para conductos de presion negativa 0 de retorno de aire, y para bajantes sometidos a condiciones especiales. Los bajantes de ta blero de yeso deben estar construidos de acuerdo con el manual de la Gypsum Association, Fire Resistance Design 1\1anual,8 deben ser hermeticos, y disefiados para soportar cargas estruc turales y de presion de aire.
Instalacion. Por su misma naturaleza, los conductos proporcio nan los medios de transportar calor, gases del incendio y llamas, produciendo as! la propagaci6n del fuego de un area a otra. Ade mas, en un punto u otro, un conducto probablemente pasara a tra yes de una pared, division, piso 0 cielo raso disefiados especificamente para proveer resistencia al fuego. Literalmente se ha heeho una perforacion 0 hueco en una construccion res is tente al fuego. EI conducto debe llenar la abertura. Si la instala cion se hace sin tener en cuenta el sellamiento contra el fuego, esto no se lograria. Ademas, bajo una exposicion grave a incendio, el conducto puede desplomarse eventualmente, creando una aber tura en la barrera contra fuego. Las compuertas (dampers) contra fuego proporcionan una manera de proteger estas penetraciones. Con los calibres general mente usados, algunos conductos de lamina de metal, si estan colgados y sellados contra el fuego adecuadamente, pueden proteger una abertura en la estructura de un edificio hasta por I hora. Por 10 tanto, los conductos que atraviesan barreras contra fuego con una clasificacion de res is tencia hasta de I hora pueden no representar un riesgo extraor dinario. Si la pared, division, cielo raso 0 piso requieren una clasificacion de resistencia al fuego de mas de 1 hora, se re qui ere una compuerta contra fuego para proteger la abertura. Cuando es necesario que un conducto perfore una barrera con tra fuego, se debe instalar una compuerta contra fuego (damper) o conjunto de puertas contra incendio en la abertura de la pared. La NFPA 90A ofrece recomendaciones amplias y estipnlaciones para la colocaci6n de compuertas (dampers) contra fuego en conjuntos c1asificados.
Plenos Un pleno es un compartimiento 0 camara a la cual se han co nectado uno 0 mas conductos de aire y que hace parte del sis tema de distribucion de aire. Se puede usar para suministrar aire al area ocupada 0 para retomar 0 extraer aire del area ocupada. Un pleno de piso elevado es el espacio entre la parte supe rior del piso acabado y la cara inferior de un pi so elevado cuando se usa como parte de un sistema de distribucion de aire. Se puede usaf para suministrar aire al area ocupada 0 para retomar o extraer aire del area ocupada. La NFPA 90A describe las limitaciones y materiales usados
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Sistemas de aire acondicionado y venti/acion
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para construir plenos y los materiales que se pueden usar dentro de un pleno. En cada caso las limitaciones tienen por objeto res tringir la combustibilidad de los materiales en el pleno para re ducir la propagaci6n del fuego y humo por el sistema de distribuci6n de aire.
Sistemas de Aire para Corredores Los corredores de salid.a en ocupaciones de residencia no se deben usar como parte del sistema de distribucion de aire para evitar que un incendio en un area propague el humo por el co rredor hacia otra area donde los ocupantes pueden estar dur miendo. Hay excepciones en la NFPA 90A que permiten que el corredor suministre aire a espacios auxiliares como cuartos de bano. Otra excepcion reconoce que puede haber algun movi miento de aire entre el corredor y los espacios adyacentes. La excepcion permite ese 'Uovimiento de aire cuando los espacios de las puertas en los corredores de salida no sean mayores que los espacios en las puertas contra incendio estipulados en la NFPA 80. Los corredores de salida que son parte de un sistema de control de humo se pueden usar para distribuir aire con el fin de lograr el objetivo de controlar el humo. Las instalaciones de detencion que tienen er:rejados abiertos tienen una excepcion.
RESTRICCION DE LA
PROPAGACION DE HUMO V FUEGO
Como se mencion6 antes, la NFPA 90A proporciona detalles de como se disefian los sistemas HVAC para proteger contra la pro pagacion del fuego, gases del fuego y humo por el edificio 0 area servida. Para alcanzar este objetivo, el sistema HVAC puede apagarse y compartimentar 0 aislar el area del incendio. Otro metodo es permitir que los ventiladores sigan funcionando, usado el sistema de conductos de aire para control de humo de emergencia. La NFPA 101 ®"Codigo de Seguridad de la Vlda"®, acepta ambos metodos La NFPA 92A, ""Practica Recomen dada para Sistemas de Control de Humo"; NFPA 92B, "Guia para Sistemas de Manej 0 de Hurno en Galerias Comerciales Cu biertas, Atrios y Grandcs Areas" y el manual de ASHRAE, De sign ofSmoke Managen lent Systems 9 ofrecen guia para el disefio de sistemas de control;' manejo del humo.
Compuertas Corta Fuego Las compuertas (dampers) contra fuego y compuertas de cielos rasos estan probadas y catalogadas para nso en ductos de aire acondicionado y de venrilacion por el UL segtin la UL 555, Stan dardfor SqfetyfireDampers,lO y UL 555C, Standardfor Safety Ceiling Dampers. II Es:as compuertas inc1uyen los tipos de una sola hoja, de hojas multiples y de hojas acopladas, todas accio nadas por conexiones fusibles. La mayoria de compuertas con tra incendio son disefiadas para instalacion vertical, aunque algunas tambien se pueden instalar horizontal mente. Se requiere que las compuertas se cierren contra la corriente de aire maxima calculada de la parte del sistema de conducto de aire en el cual estfm instaladas. Aquellas que deben cerrase bajo
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SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
corriente de aire estim rotuladas para uso en Sistemas Dimimicos; las que deben cerrar despues de que la corriente de aire ha'parado al apagar automaticamente el ventilador 0 corriente de aire en caso de incendio estan rotuladas para uso en Sistemas Estaticos. El UL clasifica las compuertas para sistemas dinamicos a intervalos de 5 mls (1000 piesimin.) arrancando a 10 mls (2000 pies/min.). Los detalles de instalacion de compuertas estan in c1uidos en las instrucciones de instalacion del fabricante y en la gufa de compuertas de la SMACNA 12
Compuertas Corta Humo Se requiere que las compuertas contra hurno en los conductos de aire acondicionado 0 ventilacion pasen a traves de divisiones es tipuladas de barrera corta humo. La NFPA 90Arequiere que las compuertas corta hurno operen automaticamente al detectar hurno y deben funcionar de manera que detengan cl movimiento del hurno en el conducto. Basicamente, ellas simplemente inte rrumpen el flujo de aire por e1 conducto. La NFPA 90A permite el uso de compuertas corta fuego para fines de control del humo. Obviarnente, la combinacion de compuerta corta fuego y hurno debe llenar los requisitos para ambas. Las compuertas corta hurno son probadas y clasificadas por el UL de acuerdo con la UL 555S, Standardfor Safety Smoke Dampers.l3
Controles de Compuertas Las compuertas contra humo, combinaciones de compuertas contra fuego y humo y compuertas contra fuego que pueden re abrirse se instalan con con troles de compuerta para proveer ac cionadores automaticos. Los controles de compuertas usados en aplicaciones de control de humo se suministran instalados cn la fabrica por los fabricantes de la compuerta para garantizar que la combinacion de compuerta y control funcionan adecua damente.
Detectores de H u mo Deben instalarse detectores de humo en todos los sistemas de aire acondicionado y ventilacion de mas de 425 m3/min. (15 000 pies3 imin.) de capacidad. Ademas, los detectores de humo para usar en conductos deben tener caracterfsticas de diseno especia les para este objeto. Los detectores de hurno pueden apagar el sistema de aire acondicionado 0 ventilacion, hacer sonar alar mas, operar las compuertas de control de humo, activar el equipo de extincion de incendio 0 iniciar las funciones de con trol de humo. Son preferibles los detectores con sensibilidad ajustable, para reducir al minimo las falsas alarrnas debidas par ticulas incidentales de polvo u otra materia. Estos detectores de humo estan situados en los conductos de surninistro principales, corriente abajo de los iiltros 0 lim piadores de aire, y en los conductos principales de retorno antes de la extraccion del edificio 0 adjuntos a los conductos de toma de aire fresco. Los detectores de humo en estos sitios tienen por objeto principal evitar la circulaci6n de hurno por toda el area servida al apagar el sistema de manejo de aire. Tambien evitan la circulacion de humo de un incendio en los filtros de aire, lim
piadores de aire, correas y motores. Debido a los efectos de di lucion del aire tornado de los diferentes conductos de retorno, no puede esperarse que estos detectores de humo provean una "alarma temprana" de deteccion del humo confiable. Por tal motivo, se deben pro veer detectores de humo adicionales, por ejemplo, en la derivacion principal del conducto de retorno de cada pi so 0 division principal de area. Estos detectores tambien podrian estar conectados a un sistema de alarma de zona; sin embargo, esta disposici6n no sustituye al sistema de deteccion de humo para la proteccion del edificio. Para orientacion sobre localizacion de los detectores de humo, vease NFPA 72, "C6 digo Nacional de Alarrnas de lncendio"
VENTILADORES Y CONTROLES EI uso del sistema de aire acondicionado 0 ventilacion para el control y extraccion del hurna en caso de incendio es interesante. Las pruebas han demostrado Ie efectividad de presurizar las es caleras de salida de emergelll.:ia y pozos de ascensor para evitar la migracion de humo del piso del incendio a otras partes de un edificio durante la evacuacio'1. 14,15 La unidad de ventilador de un sistema de aire acondicio nado no deberia presentar en sf un riesgo indebido si esta debi damente instalada y firmenente asegurada sobre una base rigida. Tambien debe estar fiicilmente accesible para la lim pieza, mantenimiento y lubricacion. Los ventiladores deben tener interruptores de sobrevLbracion, conectados a una alarma acustica e iniciar el cierre del sistema cando sea inminente la falla de un cojinete. Los motores de ventiladores instalados dentro de conduc tos 0 plenos necesitan dispos,tivos de proteccion para interrum pir la energia antes de que las temperaturas a1cancen el punto done se puede producir humo. La mayorfa de motores de frac cion de caballo tienen dispositivos de sobretemperatura. Se re comiendan reles de sobrecarga termica para los motores de ventiladores de 1 caballo de ;uerza 0 miis. Los cables electricos de todos los componentes deben ser de acuerdo con la NFPA 70. Todos los equipos el6ctricos deben estar listados por un laboratorio de pruebas el6ctricas cali±icado. Los cableados instalados en conductos, plenos y otros espacios usados para aire ambiental deben cumplir los requisitos de la NFPA 262, Standard Methcd of Test for Flame Travel and Smoke o[Wires and Cables.tor Use in Air-Handling Todos los sistemas de ai:'e acondicionado y ventilacion ne cesitan intenuptores manualcs para usar en caso de incendio u otra emergencia. Este interruptor debe estar bien identificado y localizado donde sea facilmente accesible, por ejemplo, cerca de las salidas del edificio. En sistemas de 57 a 425 m 3/min. (2000 a IS 000 pies 3/min.) de capacidad, es una buen practica pro veer controles automaticos de cierre disparados por dispo sitivos termostiiticos en los 'nismos lugares que los recomen dados para detectores de humo, Se recomienda un ajuste de 58°C (136°F) para el disposirivo termostatico en la corriente de aire de retorno y un ajuste de I DoC (50°F) por encima de la tem peratura operacional miixim.: para el dispositivo en la corriente de suministro.
CAPiTULO 9
UNIDADES DE AIRE ACONDICONADO El tennino unidad de aire acondicionado puede incluir cualquier unidad producida en fabrica que preste servicio a un recinto 0 area. Estas unidades no involucran el riesgo de propagar el fuego de un piso a otro 0 de un area a otra como sucede con los sistemas de conductos. Sin embargo, si no estan debidamente disefiadas, instaladas 0 mantenidas, pueden involucrar los otros riesgos asociados con sistemas mayores. Por ejemplo, cualquier unidad de ventana puede sobrecalentarse por fallas en el rele ter mico. Esto puede conducir a la ignici6n del aislamiento de ca bles 0 los elementos de los tiltros y el incendio podria propagarse a las cortinas 0 el bastidor de madera de la ventana. Un cableado defectuoso podria producir la misma situacion. Un problema comun de estas unidades es que con mucha freeuen cia estan conectadas a tomas 0 circuitos derivados no disenados para soportar la carga calculada 0 el circuito ya esta sobrecar gado. Esta practica viola directamente los principios de la NFPA 70.
MANTENIMIENTO El mantenimiento y limpieza son de extrema importancia para la operaci6n segura de cualquier sistema de aire acondicionado o ventilacion. Los filtros deben cambiarse 0 limpiarse con la frecuencia necesaria. Los conductos, especialmente el lade de retorno del sistema, se limpian periodicamente para evitar acu mulaciones peligrosas de polvo combustible y pelusas. Se debe buscar cualquier evidencia de defecto en los cables 0 equipos electricos y corregirse inmediatamente. Las reparaciones de conductos 0 cubiertas de equipos que requieran soldadura 0 corte deben protegcrse con el cierre completo del sistema y lim pieza total dcl area. Si es posible, la secci6n de los conductos que se va a reparar debe aislarse del resto del sistema. El mantenimiento adecuado incluye la pmeba periodica de todos los dispositivos de protecci6n contra incendio, incluyendo el equipo de extincion, control de humo y compuertas contra fuego, detectores de incendio y alarmas y los intelTUptores con tra vibracion de los ventiladores. Se debe establecer un programa regular de pmebas. Para las compuertas contra fuego, estas prue bas debcn incluir la remoci6n de conexi ones fusibles, operaci6n de la eompuerta y lubricaci6n de las partes que la necesiten. Si estas pmebas no estiin incluidas en las funciones del personal de mantenimiento, deben contratarse con una agenda extema.
CONSERVACION DE ENERGIA Las pnkticas de conservaci6n de energia requieren la evalua cion cuidadosa del disefio y control de los equipos HVAC. Para reducir los costos de electricidad, los ventiladores se apagan va rias veces al dia y durante las horas que no hay ocupacion. Sin corriente de aire, los detectores de incendio y humo de los con ductos pueden no detectar un incendio y por 10 tanto no prove eran la proteccion que se espera en el sistema HVAC. EI uso de
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Sistemas de aire acondicionado y ventilacion
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sistemas de volumen variable de aire esta aumentando ya que estos sistemas tienen un uso general de energia menor que otros sistemas. La variaci6r, del flujo de aire del conducto en estos sistemas puede crear un problema con la sensibilidad de los de tectores instalados en d conducto y causar lecturas y alarmas falsas. Los ciclos de lo'} ventiladores y los sistemas de volumen variable tambien pueden causar variadones en las relaciones de presi6n de aire de los espacios ocupados. Un area puede tener una relaci6n de presion de aire positiva cuando los ventiladores estB.n funcionando de un modo, y cuando los ventiladores estan dclados puede presemarse una relacion completamente dife rente que puede afectar el desempefio de los equipos de detec cion y control, y requiere una evaluacion cuidadosa del diseno.
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas
I. ASHRAE, Safety Ccde for Mechanical Refrigeration, No. 15 94, American Society of Heating, Refrigerating, and Air Condi tioning Engineers, Atlanta, GA. 2. UL 900, Standardfw Safety Air Filler Units. Underwriters lab oratories, Inc., Nortrbrook, IL, 1994. 3. UL 586, Standardfor Sqfety High-Efficiency, Parltculate, Air Fil ter Units, Underwrit(:rs Laboratories, Inc., Northbrook, IL, 1990. 4, ASTM D93, Standald Test Methodsfor Flash Point by Pensky Martens Closed Cup Testel; American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 2000. 5, SMACNA, Fibrous :Jlass Duct Construction, 1992; HVAC Duct Construction Standards-Metal and Flexible, 1995; Sheet Metal and Air Conditioning Contractors' National Association, Inc., ChantiIly, VA. 6. UL 181A, Standard/or Safety Closure s.vstems for use with Rigid Air Ducts and 4ir Connectors, Underwriters Laboratories, Inc., Northbrook, IL 1996, 7. UL18IB, Standardjr)r Sqfety Closure SYstems/or Use with Flex ible Air Ducts and A, 'r Connectors, 1995. 8. Gypsum Association Fire Resistance Design Manual, 16th ed., Gypsum Association. Evanston, IL, 2000. 9. ASHRAE, Design oJ 'Smoke A1anagement s.vstems, American
Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engi
neers Inc., Atlanta, CA, 1992.
10. UL 555, Standardfo,' Safety Fire Dampers, Underwriters Labo ratories Inc., Northbrook, IL, 1999. II. UL 555C, Standard/or Safety Ceiling Dampers, Underwriters Laboratories Inc., "-J( ,rthbrook, IL, 1996. 12. SMACNA, Fire, Smt,ke and Radiation Damper Installation Guidefor HVAC Sysems, 1992. 13. UL 555 S, Standard j Jr Sqfety Smoke Dampers, Underwriters Laboratories, Inc" "-J :lrthbrook, IL, 1999. 14. Koplan, N. A., Repo;·t ofthe Henry Grady Fire Tests, City ofAt lanta Building Department, Atlanta, GA, 1973. 15. McGuire, 1. H., and lamura, G. To, "The Pressurized Building Method ofControliin s Smoke in High-Rise Buildings," Technical Paper No. 394 (NRCC 13365), 1973, National Research Council of Canada, Division of Building Research, Oltawa, Ontario, CAlnada.
Referencia ASHRAE Handbook 2000 Systems and Equipment, American Society of Heating, Refrigerning, and Air Conditioning Engineers Inc., Atlanta, GA.
NFPA, COdigos, Normas y Pnicticas Recomendadas La consulta de los siguient~s c6digos, nonnas y practicas recomendadas de la NFPA proveenin inrbnnaci6n adicional sobre sistemas de aire
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SECCION 10
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Confinamiento de los incendios
acondicionado y ventilaci6n discutidos en este capitulo. (Vease la ul tima versi6n del CataJogo NFPA para disponibilidad de ediciones cor rientes de los siguientes documentos.)
NFPA 92A, Recommended Practice for Smoke-Control Systems NFPA 92B, Guidefor Smoke Management Systems in Malls, Atria. and Large Areas NFPA 101®, Life Safety Code® NFPA 252, Standard Methods oj"Fire Tests ofDoor Assemblies
NFPA 70, National Electrical Code®
NFPA 72®, National Fire Alarm Code®
NFPA 80, Standardfor Fire Doors and Fire Windows
NFPA 262, Standard Method of rest for Flame Travel and Smoke of NFPA 90A, Standardfor the Installation ofAir-Conditioning and Ven
Wires and Cables for Use in Air-Handling Spaces tilating Systems
omo se discutio en la introduccion de la Seccion 10, la seguridad contra incendios deln edificio 0 estructura se obtiene cuando este se evalua como un todo. No solamente es im portante la definicion de los sistemas contra incendios, ya sean estos autol:l:lliticos (por ejemplo, rociadores automaticos) 0 manuales (por ejemplo, conexiones para mangueras), sino que se deben analizar paralelamente con los medios de evacuacion, la construccion y comparti mentacion del edificio, sus contenidos y terminados interiores, los metodos de alarma de incen dios y notificaci6n a los ocupantes, la i1uminacion interior, elevadores, sefializacion, sistemas de aire acondicionado y calefaccion, entre otros mas. La NFPA ha desarrollado, para la mayona de los riesgos, una metodologia prescriptiva, donde los edificios y estructuras son evaluados des.je el punto de vista de su usa u ocupacion. Bajo este concepto, cada ocupaci6n tiene requerimien tos diferentes a otros tipos de ocupacioncs (es decir, los requerimientos de seguridad de un hcs pital son diferentes que los de un edificio de alrnacenamiento). Pero tambien, debido a la diferente arquiteetura de cada edifico, el analisis normativo dani un resultado diierente para cada edificio, as! sean de una misma ocupaci6n. Como se ha mencionado en previas secciones, todo proyecto debe empezar con un Pl:m Maestro de Seguridad contra Incendios, elaborado por un grupo de profesionales en ingenieIia proteccion contra incendios competentes, experimentados e independientes, que siguiendo la normativa de la NFPA asesoran al equipo de arquitectos e ingenieros disefiando el edificio 0 j n stalaci6n. Para la mayona de las ocupaciones, esto implica un detallado analisis de las normas NFPA 101®, C6digo de Seguridad Humana (L(fe Safety Code®), NFPA I, C6digo de Preven cion de Incendios (Fire Code) y el Capitulo 7 (en la Edicion del 2009), de la NFPA 5000, Codigo de Construcci6n de Edificios y Seguridad (Building Construcci6n and Safety Code®). En esta Secci6n 11, Sistemas de Protecci6n para Clases de Ocupaciones, los Capftulos 11.1 a 11.10 incluyen requisitos de una variedad de ocupaciones comerciales, publicas y privades, todas en el entorno urbano de nuestras grandes ciudades. Los Capitulos 11.11, 11.l3 a IU5, 11.17, ] 1.18 Y 11.20 a 11.22 exponen los criterios de protecci6n de ocupaciones de fndole in dustrial. Los Capitulos 11.12, 11.16 y 11.19 incluyen criterios de seguridad contra incendios para usos especificos como son recursos culturales (incluyendo edificios hist6ricos), estudios de cine y televisi6n y centros de telecomunicaciones. Estos tres usos deben ser evaluados tambien con normas especificas de la NFPA como NFPA 909, COdigo para la Proteccion de Recursos Cul turales (Code for the Protection of Cultural Resources), NFPA 914, C6digo para la Proteccion de Edificios Historicos (Code for the Protection of Historic Properties), NFPA 140, Norma Sobre Estudios de Sonido para la Produccion de Cine y Televisi6n y Facilidades Aprobadas de Producci6n (Standard on Motion Picture and Television Production Studio Soundstages proved Production Facilities) y NFPA 76, Norma de Proteccion contra Incendios en Instal a ciones de Telecomunicaci6n (Standardfor Fire Protection a/Telecommunication Facilities). EI a1cance, en todo proyecto, es el de establecer criterios minimos aceptables de seguridad contra incendios. Los objetivos son (dependiendo de la ocupacion, en diferente orden de pricr idad): seguridad humana, proteccion a la propiedad y continuidad de las operaciones produc'i vas. Recientemente se han incIuido tambien preservaci6n del patrimonio hist6rico y proteccion al medio ambiente. Desde el punto de vista normativo, esto se ejecuta a traves de dos pasos. Como se menciono anteriormente, el primer paso incluye establecer "que proteger" y con "que medios protegerlo" (el objetivo principal del Plan Maestro). Genericamente, estos criterius se encuentran en las normasNFPA 1 y 101, as! como en otras normas especfficas, como la NFPA 76, 140, 914, etc. Con la intenci6n de sugerir un mapa para legisladores locales en Lati noamerica, es nuestra opinion que se deberia elaborar un C6digo de Seguridad Humana y Pw
C
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Jaime Andres
Moncada, PE
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
teccion contra lncendios, el cual debe estar basado total 0 parcialmente en las normas NFPA 1, 101 Y 5000, pero que, para ciertos usos, podria tener una modificacion local. Es decir, una ciu dad 0 pais debe tener la oportunidad de confirmar 0 re-definir "que protege" y de ser necesario, pidiendo mas y mejor proteccion paulatinamente con el tiempo. El segundo paso incluye "como protegerlo", 0 sea la definicion de metodos eficaces de dis efio, instalacion, mantenimiento, prueba y recepcion de aque] los medios requeridos 0 recomen dados en el Codigo de Seguridad Humana y Proteccion contra lncendios. Nos referimos a las normas tecnicas de la NFPA, como por ejemplo NFPA 13 (rociadores automaticos), NFPA 72 (de teccion y alarma), NFPA 20 (bombas contra incendios), NFPA 14 (columnas de agua y conexion para mangueras) y otras similares que definen los sistemas de proteccion contra incendios. Sin em bargo, muchos de nuestros paises tienden a elaborar su propia normativa tecnica localmente, y es ahi, donde no hemos encontrado una estrategia adecuada para nuestra realidad actual. En el proceso mas tipico, la entidad normativa de un pais Latinoamericano establece un comite con el proposito de elaborar normativa tecnica contra incendios. Este comite desarrolla esta normativa, usualmente basandose en 10 que la NFPA ya ha elaborado. Muchas veces estos comites interpretan bien las normas NFPA, pero otras veces no. Es tambien frecuente que estas normas son elaboradas tomando prescripciones parciales de normas de otros paises, agregando opiniones y criterios personales, 0 prescripciones que solo tienen un respaldo anecdotico 0 com ercial. Debemos aceptar que en America Latina, en el estado actual de nuestro desarrollo en in genieria de proteccion contra incendios, es raro el caso donde podamos aportar una prescripcion tecnica que sea mas apropiada y con un mejor costa beneficio. Por consiguiente, durante la elab oracion de la norma, se corre el riesgo de que grupos fabric antes que bus can introducir produc tos y sistemas de un origen particular 0 gremios que quieren rebajar las exigencias, puedan modificar el objetivo de la norma, sin una participacion democratica y consensuada de todos los sectores de la comunidad. Generalmente, estos comites son temporales y la entidad normativa de nuestros paises no tiene una infraestructura establecida para responder a preguntas interpre tativas, y para modificar la norma y actualizarla constantemente. Por consiguiente, este proceso termina con norrnas tecnicas que son incompletas, anticuadas y muchas veces incorrectas, cuando nuestro objetivo debe ser conseguir normas que sean tt!cnicamente correctas, coherentes, concordantes, y que esten apoyadas unas en otras. En conclusion, aunque la industria de la proteccion contw incendio Latinoamericana ha cre cido bien y continuara creciendo, esta es todavia incipiente. N lIestro entendimiento global de los metodos y estrategias costo-eficientes y eficaces para obtener un nivel adecuado de seguridad contra incendios es todavia basico. Por consiguiente, es nuestra opinion, que la mejor manera de procurar una evolucion eficaz de la seguridad contra incendios es adoptando las normas tecni cas de la NFPA que hayan sido traducidas al Espanol y adici()nar por referencia las que aun no han sido traducidas. Debemos aceptar 10 que ya ocurre en cada proyecto q lIe esm siendo realizado en Lati no america. A nivel regional, las normas NFPA son utilizadas como base referencial en cada proyecto constructivo que tenga un componente de protecci5n contra incendios. Aful mas, en aquellos proyectos donde hay que cumplir con una norma te ~nica local, es casi una regIa gen eral que se incluya el cumplimiento tambien de la norma equi valente de la NFPA. Debemos en tonces resistir la tentacion de elaborar normas tecnicas locale s y en su lugar debemos canalizar esos esfuerzos en la elaboracion de un Codigo de Seguridac Humana y Proteccion contra In cendios progresivo y moderno, que haga referencia directa a las normas tecnicas de disefio, in stalacion, prueba, mantenimiento y recepcion de la NFPA. TRADUCTORES Y REVISORES DE ESTA SECCION Esta Seccion fue traducida por Stella Duque de Narvaez y Monica Sabogal y revisada por ellng. Federico Cvetreznik, CEPI, lng. Javier Ramirez, lng. Raul S.anchez, lng. Javier Sotelo, CEPI, lng. Oscar Vega, Giovanny Valencia y el lng. Fernando Silva
11-3 SECCION 11
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Sistemas de protecci6n para c/ases de ocupaciones
SECCION 11 Sistemas de Protecci6n para Clases de Ocupaciones Capitulo 11.1
Ocupaciones para Reuniones Publicas Capitulo 11.2 Ocupaciones Mercantiles Capitulo 11.3 Ocupaciones de Oficinas Capitulo 11.4 Ocupaciones para Ensefianza y Guarderias Capitulo n.5 Instalaciones Penitenciarias y Correccionales Capitulo 11.6 Ocupaciones de Cuidado de la Salud Capitulo 11.7 Asilos y Centros de Acogida Capitulo 11.8 Ocupaciones de Alojamiento Capitulo 11.9 Edificios de Apartamcntos Capitulo 11.10 Casas de Huespedes Capitulo 11.11 Ocupaciones para Almacenamiento Capitulo 11.12 Recursos Culturales
11-5 11-15 11-23 11-29 11-37 11-45 11-59 11-67 11-73 11-83 11-87 11-97
Capitulo 11.13 Operaciones de los Almacenes y del Almacenamiento Capitulo 11.14 Equipamiento para Manipulaci6n de Materiales Capitulo 11.15 00upaciones Industriales Capitulo 11.16 E&tudios y Salas de Grabaci6n
de Cine y Television Capitulo 11.17 Extracci6n con Solventes Capitulo 11.18 Protecci6n contra Incendios
de Laboratorios que Utilizan
Productos Quimicos Capitulo 11.19 Pr;)teccion contra Incendios en
Centros de Telecomunicaciones Capitulo 11.20 Protecci6n del Equipo
Electronico Capitulo 11.21 Plantas Generadoras de Energia
Electrica Capitulo 11.22 Mmeria y Procesamiento
de Minerales
11-119
11-135
11-147
11-155
11-161
11-171
11-179
11-189
11-195
11-205
Revisado por
Gregory E. Harrington
as ocupaciones para reuniones publicas se deiinen gene ralmente como estructuras donde se reunen grupos de personas con propositos tales como deliberaciones, cere monias religiosas, 0 entretenimiento. Son ejemplos de ocupa ciones de publica concurrencia los grandes sal ones de rcunion. restaurantes, clubes nocturnos, salones de baile, bares, salas para cocteles, auditorios con asientos fijos 0 movibles, bibliotecas, salas de conciertos, teatros, cines, salones de usos mUltiples, salas de exhibicion, centros de convenciones, canchas de de portes, centros deportivos y terminales de pasajeros para trans porte aereo 0 terrestre. Como este tipo de ocupaciones tiene que ver con la seguri dad y riesgos de un gran numero de personas reunidas en un lugar, debe alcanzarsc un numero minimo establecido de ocu pantes antes de que uno de los anteriores ejemplos constituya una ocupacion de pUblica concurrencia. Aunque este numero minimo de ocupantes puede variar, la mayoria de los codigos de construccion y NFPA 101®, C6digo de Seguridad Humana, es tablecen este numero en 50 personas. Las ocupaciones con usos similares pero cargas de ocupacion por debajo de 50 se clasifi can regularmente como de uso incidental de reunion publica en edificios que tengan otras elasificaciones de ocupacion. Un ejemplo podria ser una pequefia sal a de reuniones en un edificio de oficinas (uso incidental de reunion publica en una ocupacion de oficinas). La NFPA 101 recomienda elasificar los pequefios restaurantes con cargas de ocupacion inferiores a 50 como ocu paciones mercantiles.
L
CARAC"rERISTICAS DE LA OCUPACION Como quiera que una ocupaci6n para reunion implica la dad de un grupo grande de personas, la densidad de la poblacion de ocupantes presenta un problema grande de seguridad. Nin guna otra ocupacion experimenta cargas de ocupacion de tal densidad. No es desconocido que las densidadcs de ocupantes en ocupaciones para reuniones publicas se acerquen a una per sona por 0,46 m 2 (5 pies2). Estas densidades de ocupacion tan altas producen proble mas en el movimiento fisico y comportamiento de los ocupan tes, la capacidad de las salidas, el mantenimiento adecuado de pasillos de ancho apropiado, y el metoda de alertar a los ocu pantes en caso de emergencia. Las ocupaciones para reuniones Gregory E. Harrington, P.E., es ingeniero senior de proteccion con tra incendios en la division de proteeeion contra incendios de edificios y seguridad humana de la NFPA.
publicas generalmenteestan habitadas por personas que no uti lizan el edificio frecuertemente y, por 10 tanto, podrian no estar familiarizadas con la lccalizacion de las salidas, vias de salida, u otras protecciones existentes. Ademas, muchas ocupaciones para reunion publica como teatros, salas de conciertos, elubes nocturnos, bares y algunos restaurantes, se usan en condiciones de oscuridad casi total. Todos estos factor{~s, alta densidad de las ocupantes, poco conocimiento del edificio, y oscuridad, son comunes a muchas y variadas elases de ocupaciones para reunion pUblica. Se deben tomar precauciones para luchar con todos estos factores en pre vendon del panico y facilitar la salida ordenada cuando se pre sente una emergencia. Las Tablas II.I.l ). 11.1.2 proporcionan informacion sobre incendios de la estructu:a en ocupaciones para reunion publica. 1
CONSIDERACIONES ESPECIALES Restaurantes y Clubes Nocturnos Tanto los restaurantes como los elubes nocturnos comparten problemas comunes, enTe los cuales prevalecen los pasillos que proveen acceso inadecuado a las salidas. Existe la tendencia en estos locales de anadir mesas con el fin de aumentar los benefi cios (un mayor numero de ocupantes se traduce en una mayor cantidad de alimentos ) bebidas servidos). Aunque la aglome raci6n resultante en condiciones normales es sencillamente in comoda, puede ser desastrosa en una emergencia. Deben mantenerse adecuadamente los pasillos para facili tar el egreso. Los pasillos deben ser 10 suficientemente anchos para facilitar el movimi ento de las personas, tomando en cons i deraci6n la posicion de as sillas durante el uso normal y durante las emergencias. Los duefios 0 responsables de restaurantes han comprobado que los pClsillos con un ancho adecuado pueden mejorar las ganancias d hacer que los elientes se sientan mas confortables y el servic io a las mesas sea mas facil y eficiente. Por otro lado, los elubes noctumos generalmente no valoran la rapidez y eficiencia del 3ervicio a las mesas ya que este servicio es menos necesario en elubes nocturnos que en restaurantes. Para mejorar las ganancias por las cuotas de admision, los elu bes nocturnos tienden a concentrar el mayor numero posible de personas en el edificio, especialmente cuando no se ofrece ser vicio de. Ciertas teCniC.1S, como usar mesas redondas pequefias en lugar de mesas cuadraras mas grandes, ayudan a obtener la capacidad maxima de c jentes.
11-5
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SECCIDN 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
TABLA 11.1.1 Incendios de estructuras en instalaciones de reunion publica, excluyendo los establecimientos de expendio de alimentos y bebidas, 1994-1998
Incendios Sitios de entretenimiento 0 recreacion de uso permanente Sitios de entretenimiento 0 recreacion de uso variable Instalaciones religiosas 0 funerarias Clubes Bibliotecas, museos 0 salas de la corte Terminal de pasajeros Teatro 0 estudio Instalaciones de reunion publica de tipo desconocido 0 no clasificadas Total
Civiles muertos
Civiles lesionados
Danos directos a la propiedad (en millones de
900
16
14,9
900
17
7,9 57,4 19,5 4,0
2 1
2000 1100 400
o
33 13 2
200 300 200
a a o
4 12 2
0,9 34,5 3,4
6000
5
99
142,5
Nota: Estos son incendios informados a los cuerpos de bomberos municipales de los Estados Unidos v por 10 tanto excluyen los incendios informados solamente a las agencias federales 0 estatales 0 a las brigadas de incendio industriales. Los incendios han sido aproximados a la proxima centena, las muertes y lesiones por unidad, y los dafios directos a la propiedad per cientos de dclares. Las sumas pueden no igualar los totales debido a las aproximaciones. Los dafios no han side ajustados p~r la inflacion. Fuente: Presupuestos nacionales sustentados en inspecciones de la NFIRS y NFPA.
TABLA 11.1.2 Incendios de estructuras en establecimientos de expendio de alimentos y bebidas promedios anuales de 1994-1998
Civiles lesionados
7900 600 1000 700 900
3 1 1 0 0
143 11 10 12
11
105,3 16,2 18,6 3,2 19,9
11100
5
189
163,1
Incendios Restaurante Club nocturno Taberna Cafeteria 0 servicio al coche Establecimiento de comidas 0 bebidas no clasificado 0 de tipo desconocido Total
Danos directosa la propiedad (en millones de
Civiles muertos
Nota: Estos son incendios informados a los cuerpos de bomberos municipales de los Estados Unidos :1 por 10 tanto excluyen los incendios informados solamente a las agencias federales 0 estatales 0 a las brigadas de incendio industriales. Los incendios se han aproximado a centenas las muertes y lesiones al numero mas proximo y los dafios a la propiedad a los cien mil d61ares mas cercanos. Las sumas pueden no igualar los totales debido a las aproximaciones. EI dano no ha sido ajustado a la inflaci6n. Fuente: Presupuestos nacionales sustentados en inspecciones de la NFIRS y NFPA.
Tanto en restaurantes como en clubes nocturnos, la decora~ cion puede ser elaborada y tematica. A menos que esre debida mente diseiiada, la decoraci6n puede obstruir 0 oscurecer las salidas, los avisos de salida, luces de emergencia, sistemas de ro ciadores automaticos y otros elementos de seguridad. La ausencia de procedimientos comprensibles y efectivos para alertar a los clientes sobre una emergencia y notificar al cuerpo de bomberos son problemas comunes en estas ocupacio nes. Los administradores de restaurantes y clubes nocturnos pueden estar renuentes a notificar a los clientes de una emer gencia hasta el ultimo minuto ya que esto destruye el "am biente" del establecimiento, puede producir perdida de ingresos
par los clientes que no han pagado sus cuentas, y supuestamente les da mala reputaci6n. Esta renuencia puede causar demoras en la notificaci6n y acortar el tiempo disponible para evacuaci6n en caso de emer gencia. Los operadores de re staurantes y clubes nocturnos tarn bien pueden ser renuentes a rotificar al cuerpo de bomberos por las mismas razones, 10 que produce demora en la respuesta de los bomberos.
Asientos Fijos Ademas de los problemas comunes de adecuaci6n de los medios
CAPiTULO 1
de egreso, sefializaci6n de las salidas, iluminaci6n de emergen cia y notificaci6n a los clientes en una emergencia son problemas especiales re1acionados con la distribuci6n y tipo de asientos. Las ocupaciones que utilizan asientos fijos presentan los proble mas usuales, as! como algunos problemas (micos. La colocaci6n de asientos fijos pone a un gran numero de personas en un am biente cerrado donde la capacidad para moverse es limitada. Las personas deben moverse por el espacio de la fila (llarnado via de acceso al pasillo en NFPA 101) antes de llegar al pasillo, y luego el pasillo limita sus movimientos para llegar a la salida. El diseno de los asientos en estas ocupaciones es decisivo para asegurar la salida nipida de todos los ocupantes en un incendio. Antes de la edici6n de 1988, NFPA 101 c1asificaba los asien tos fijos en dos tipos: (1) normal y (2) continental. La disposi ci6n normal comprende un numero limitado de asientos, normalmente un maximo de 14615, entre los pasillos; una lon
1 2 34 567
7 asienlos max.
14 asienlos max.
7 aSientos max.
Disposici6n normal de asientos
FIGURA 11.1.1 Distribucion de asientos y pasillos en una ocupacion de reunion publica con disposicion normal
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\ \
\ \
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Ocupaciones para reuniones publicas
11-7
gitud limitada de filas sin salida; y la utilizaci6n de pasillos cen trales y transversales para garantizar una rapida salida (Figura 11.1.1). El espaciado de los asientos para proveer el ancho ade cuado entre las filas es importante para facilitar el movimiento. En general, se considera que el espacio libre minimo entre filas para facilitar el movimiento debe ser 305 mrn (12 pulgadas) (Fi gura 11.1.2). Los pasillos deben ser suficientemente anchos para acomodar la afluencia de asistentes que salen de sus filas y en tran a los pasillos. El ancho adecuado del pasillo debe continuar hasta la salida. Si secltilizan los pasillos transversales, estos deben ser suficientemente anchos para acomodar el flujo de per sonas desde los pasillos subaltemos y para permitir el desplaza miento hasta las salidas. Finalmente, las salidas deben tener el tamano adecuado paralcomodar el flujo de personas desde los pasillos transversales y sus pasillos subaltemos. Los pasillos cie gos deben ser de longitud limitada 0 deben evitarse totalmente. La disposici6n continental se caracteriza por largas filas de asientos que descargan a pasillos laterales, los cuales, a su vez, descargan directamente a las salidas. La frecuencia de las sali das desde los pasillos laterales tambien aparece en la distribu cion de teatro. Los pasillos centrales y transversales no se utilizan. (Figura 11.1.3). Aunque la mayoria de cOdigos limitan las filas a 100 asientos cada una, por 10 general, esmn funcio nalmente limitadas a menos sillas debido a la linea visual dis ponible. Como el tlujc de personas es menos complicado que en la disposici6nnormal, y porque los espacios entre filas son mayores, las filas mismas funcionan como minipasillos. Esto produce un desplazamiento eficiente de los ocupantes y tiempos de evacuaci6n inferiores comparados con los de la disposicion normal. La disposici6n continental tambien tiene la ventaja de mayor comodidad para los asistentes y mas asientos en areas con mejor vista, debido al incremento de espacios entre las filas y mayor longitud de las mismas. En 1988, NFPA 10~' fue el primercodigo modelo en adoptar nuevos requisitos para la disposici6n de asientos en nuevas cons truceiones. Estos requisitos reconocen las ventajas de la disposi-
\ \ \ Fila A
(b)
FIGURA 11.1.2 Medidas correctas de espacios minimos en tre las mas de asientos (ancho del acceso al pasillo) sin asien tos de levantar (a) y con asientos que no se levantan (b)
FIGURA 11.1.3 Distrit-ucion de asientos y pasillos con disposicion estilo conthental
11-8 SECCION 11
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
cion continental yesos conceptos aplican a todas las disposiciones. En lugar de dividir las acomodaciones en dos categorias, NFPA 101 establece un conjunto de requisitos para todas las disposicio nes de asientos. Estos requisitos se resumen como sigue: 1. Se permite aumentar todas las disposiciones de asientos a 100 asientos por fila. Se elimina el anti guo limite del nu mero de asientos entre los pasillos y ellimite del nfunero de asientos servidos por un pasillo en un solo lado. 2. EI espacio entre las filas, Hamado ancho de acceso al pa sillo, se cambia aumentando el espacio por encima de 305 mm (12 pulgadas) minimo. El ancho de la via de acceso al pasillo servido por pasillos a ambos lados se incre menta en 8 mm (0,3 pulg.) por cada asiento que sobre pase 14 en una fila, con un ancho maximo requerido de acceso al pasillo de 560 mm (22 pulgadas). El ancho del acceso al pasillo servido por un pasillo a un s610 lado se in crementa en 15 mm (0,6 pulgadas) por cada asiento que so brepase 7 en la fila, con un maximo recorrido hasta el pasillo de 9,1 m (30 pies). 3. El ancho de los pasillos se determinan por una fOrmula que tiene en cuenta la protecci6n del edificio contra incendios, especialmente la capacidad de proteger a los ocupantes contra el humo; la geometria del pasillo, es decir, si son es cal ones 0 rampas; la altura de la contrahuella de las gradas en un pasillo con escalones; la disponibilidad de pasama nos; la inclinacion de la rampa en los pasillos en rampa; y la circulacion esperada de ocupantes. 4. Se eliminaron los requisitos de los pasillos transversales y pasillos centrales. Estos cam bios, desarrollados pOI el Comite Tecnico de la NFPA sobre Seguridad Humana, con entrada de infonnaci6n de los disenadores de dichas instalaciones, han producido mejores disposiciones de los asientos para la seguridad humana, limites del sitio del auditorio, y comodidad del espectador. Cuando se usan sillas sueltas en lugar de asientos fijos, debe tenerse cuidado de evitar que las sillas se muevan al azar en disposiciones desordenadas que puedan impedir el acceso a la salida. Generalmente, las sillas sueltas deben ser colocadas de manera similar a las disposiciones de acomodacion fija para mantener el acceso y anchos adecuados de los pasillos. Para evitar el movimiento de las sillas durante su uso, la mayoria de c6digos requiere que las sillas sueltas se aten en grupos que sean bastante grandes para permitir una facil reposici6n, 10 que podria obstruir las rutas de salida. La mayorfa de fabricantes de sillas producen sillas con elementos de interconexi6n para llenar este requisito. Generalmente, estos mecanismos no requieren herra mientas para unir 0 separar las sillas, las cuales tambien pueden ser apiladas para almacenamiento.
Acomodaci6n para Festivales EI concepto "acomodaci6n para festivales" se ha popularizado para ciertos eventos de entretenimiento, especiaimente concier tos. La acomodaci6n para festivales es una acomodacion para audiencias 0 espectadores en ia que no se proveen asientos, sino unicamente el piso 0 la superficie del terreno para que la au
diencia congregada observe el espect:kulo. Este tipo de aco modaci6n tiene potencial para causar aglomeracion yalta con centraci6n de audiencia que puede comprometer la seguridad de los oeupantes. Tambien se debe mencionar la posibilidad de le siones antes del evento cuando los asistentes se preeipitan al lugar en busca de los mejores puestos. Las acomodaciones para [estivales deberian utilizarse con precauci6n. NFPA 101 re qui ere una evaluaci6n de seguridad humana para esta y otras congregaciones de tipo unico Tambien se requieren superviso res de multitudes para las oeuoaeiones con gran nfunero de ocu pantes (mas de 1000). La evaluaci6n de la seguridad humana es un informe com prensivo sobre las medidas de seguridad planeadas para condi ciones tales como la naturaleza de la reunion y los participantes; manejo de la multitud; emergencias medicas; riesgos de inc en dio; sistemas estructurales (ej., escenarios temporales, equipos, etc.); clima extremo; terremotos; disturbios; incidentes de ma teriales peligrosos; y las relaciones entre la administraci6n de las instalaeiones, los participantes en el evento, las brigadas de respuesta ante emergencias y Jtros. Cuando sea requerida, debe prepararse una evaluacion sobre la seguridad humana por per sonas con experiencia en las situaciones deseritas, y debe ser aprobada por la autoridad competente. La NFPA 101 eontiene una guia detallada sobre el desarrollo de la evaluacion de la se guridad humana.
Salones de Usos Multiples Los salones de baile, salas de reuniones, cafeterias y gimnasios son generalmente salones multiusos y se pueden usar para cenas, bailes, eventos deportivos, ex.)osiciones, reuniones, recepciones u otros usos. En general, los ;:6digos locales contienen requisi tos para cada uso. Sobretodo la clave para la seguridad de los ocupantes esta en las salidas Idecuadas, junto con sistemas au tomaticos de extinci6n si se esperan cargas combustibles signi ficativas, comparables con la; de salas de exhibici6n. Cuando paredes m6viles 0 tabiques subdividen areas gran des, cada subdivision debe tener acceso a la salida y salidas ade cuadas, factor que con frecuencia es deseuidado por los proyectistas de la instalacion. Debe tenerse cuidado para garan tizar que medios de egreso adecuados han sido discnados en la distribuci6n.
Salas de Exposiciones Las salas para exposiciones ~on areas de reunion real mente de naturaleza multius03. Deben tomarse especiales medi das en relacion con la disposid6n de exhibidores y asientos para garantizar una salida sin estorbos y mantener adecuadamente las distancias de recorrido hasta las salidas. Se deben requerir an ticipadamente los proyectos de la disposicion de exhibidores y sillas para exposiciones comerciales 0 exhibiciones con el fin de que puedan ser aprobados antes de la fecha de utilizaci6n. Las salas de exposiciones poddan tener cantidades excesi vas de materiales combustibl es a menos que se tomen medidas para guardar los materiales de empaque necesarios para el trans porte de los exhibidores y para los excedentes de impresos. La importancia de esto no puede ser minimizada ya que si no se re
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CAPiTULO 1
tira esta pesada carga combustible a areas adecuadas de alma cenamiento, lejos de la sala de exhibici6n, puede producir gran des incendios de muy rapida propagacion. El incendio del McCormick Place en enero de 1967, en Chicago, Illinois, es un ejemplo del potencial de fuego de este tipo de ocupacion2 • La tendencia reciente en el disefio de easetas 0 pabellones (stands) de exhibici6n es que sean mas grandes y de varios ni veles. Se debe prestar atencion especial a la distancia de reco rrido hasta el pasillo dentro del stand 0 exhibidor; esta distaneia debe estar limitada a 15 m (50 pies). Los puestos de exhibicion (stands) de multiples niveles presentan problemas con relaci6n a la salida y a la proteccion contra incendios. Este tipo de stands, 10 mismo que los grandes pabellones de exhibicion te chados, pueden impedir que el sistema de rociadores automati cos del editicio llegue a los contenidos del stand. En estos casos, debe considerarse proveer proteccion con rociadores automati cos en el propio stand. En todos los casos, los stands deben estar construidas eon materiales incombustibles, de combustibilidad limitada, 0 con tratamientos retardantes del fuego. NFPA 101 contiene requisitos especiales para los sal ones de exposiciones. Debido a la carga combustible y el gran numero de ocu pantes, los salones de exposiciones de tamafio moderado 0 grande deben estar provistos de sistemas de rociadores automa ticos instal ados de acuerdo con NFPA 13, Norma para la Insta laciim de Sistemas de Rociadores.
Instalaciones Oeportivas Las instalaciones deportivas y estadios generalmente tienen asientos fijos para un gran nlimero de espectadores, asi como grandes areas. No es raro que tales ocupaciones puedan conte ner mas de 10000 personas. Aquf, la densidad de ocupacion re presenta una gran amenaza para la seguridad humana contra incendios. Los pasillos y distancias de reconido adecuados son difIciles de mantener, a menos que se tcnga el debido cuidado en la etapa de planeaci6n. Debe tenerse cuidado para evitar la acu mulaci6n de desperdicios combustibles debajo del area de aco modacion; se cree que esta acumulacion de basura junto con la construccion combustible fueron las factores que contribuyeron al incendio en el estadio de fUtbol en Bradford, Inglaterra, en 1985, en el cual murieron 56 espectadores. En cuanto allado positivo, estas ocupaciones generalmente incluyen areas abier tas muy grandes, que permiten que el humo se desvanezca en las primeras etapas de un incendio. Los sistemas de ingenierfa de control de hurno pueden ser diseftados para mantener estas ins talaciones razonablemente seguras para el egreso. Si se usan para exhibiciones, tam bien deben seguirse las especificaciones especiales para los salones de exposiciones. En NFPA 92 A, Metodos Recomendados sobre Sistemas de Control de Humo, y NFPA 92 B, Guia de Sistemas de Control de Humo en Centros Comerciales, A trios y Grandes Superficies, se proporciona guia sobre el disefio de sistemas de control de humo.
Terminales de Pasajeros Las terminales de pasajeros requieren especial consideracion para la proteccion contra incendios ya que solamente se pueden establecer reglas generales para su funcionamiento. Una densa
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Ocupaciones para reuniones publicas
11-9
multitud se encuentra generalmente localizada en las puertas de salida y entrada. NFPA 101 recomienda factores especiales de carga de ocupantes para los terminales aereos. Sin embargo, la mayoria de terminales tienen grandes areas abiertas con cargas combustibles significativas, 10 que puede conducir a grandes perdidas si c1 incendio no se extingue en su etapa inicia!. Como en la mayoria de las ocupaciones de reuni6n publica, los ocu pantes de las terminales de pasajeros generalmente no estan fa miliarizados con el edificio, sus rutas de salida y sus elementos de proteccion. Son particularmente importantes la seftalizaci6n adecuada de las salidas y rutas de egreso y el limite de las dis tancias de recorrido ha5ta las salidas. El potencial de perdida significativa de vidas por incendios en los terminales de pa"ajeros ha sido tragicamente verificado en arros recientes. En no viembre 18 de 1987, un incendio origi nado en una escalcra rnecanica de la estacion subterranea (del metro) de Kings Cross en Londres, Inglaterra, caus6 la muerte de 30 ocupantes y un bombero. 3 El 11 de abril de 1996, traba jadores que usaban sopletes iniciaron inadvertidamente un in cendio en un espacio combustible oculto en el cielo raso de un edificio del terminal en el aeropuerto de Dusseldorf, Alemania. El incendio se propagc, rapidamente sin ser detectado en el es pacio vacio. Cuando se dieron cuenta, una parte considerable del vacio del cicIo raso estaba involucrada en el incendio. Re trasos en la notii1caci6n a los ocupantes hicieron que numerosas personas quedaran atrapadas en los espacios adyacentes a las zonas principales del terminal, tales como salas de espera y clu bes de las aerolineas. Como el area del entrepiso (mezzanine) s6lo tenia salida regresando a traves del area del terminal prin cipal, y la notificacion a los ocupantes fue inadecuada, 17 ocu pantes perdieron la vida y 62 quedaron lesionados4 •
Edificios Especiales de Entretenimiento Los edificios especiale:-; de entretenimiento son estructuras tem porales, permanentes 0 m6viles que contienen un sistema de transporte 0 espacios peatonales que permiten observar un ex hibidor para efectos de entretenimiento. Estas estructuras pre sentan riesgos especi.lles ya que la ruta de salida no es facilmente visible debido a bajos nivc1es de iluminacion, dis tracciones visuales 0 audibles, y recorridos intencionalruente confusos. Ademas, la exhibici6n de espectaculos 0 diversiones generalmente involucra gran cantidad de combustibles. EI in cendio de El Castillo Ernbrujado en el Parque de Diversiones de Jackson TO\vnship, New Jersey, el 11 de mayo de 1984, es un ejemplo de estos problemas. Ocho adolescentes con edades entre los IS y 19 arros rnurieron en este incendi05 . Los ediiicios especiales para entretenimiento requieren es tipulaciones especiales de proteccion. Se debe pensar en pro teccion con rociadores automaticos, controles especiales para aumentar los niveles d,; iluminacion y apagar los sonidos des concertantes y confuso s y las exhibiciones visuales cuando se detecte humo, la colocf cion estrategica de avisos de salida, y cl control de materiales de acabados interiores. La NFPA101 con ilene estipulaciones para edificios especiales de diversion que tratan todas las consideraciones anteriores. Los requisitos para edificaciones especiales de entreteni miento de NFPA 101 han sido ampliados para inc1uir estructu
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
ras de juego de multiples niveles, como las que se encuentran en zonas de juegos para ninos de los restaurantes de comida nipida. Es importante anotar que NFPA 101 clasifica los edificios es peciales de entretenimiento como ocupaciones de reuni6n pu blica aunque la carga de oeupantes sea inferior a 50.
RIESGOS DE LAS OCUPACIONES Cocinas y Llamas Abiertas La eocina esm frecuentemente asociada con el uso de ocupacio nes de reunion publica [. Los riesgos asociados con cocinar en las cocinas tradieionales pueden manejarse con sistemas de ro ciadores automaticos y la debida extracci6n del vapor, como se explica en NFPA 96; Norma para Control de Ventilaci6n y Pro tecci6n contra Incendios del Funcionamiento de Cocinas Co merciales. El uso extendido de las "cocinas de exhibicion" presenta nuevos problemas de extraccion del vapor y proteccion de las superficies de la cocina y de las personas en caso de in cendio. Sin embargo, la cocina de exhibicion con equipos fijos y debidamente disefiados puede ser razonablemente segura con sistemas fijos, medios de egreso apropiados y personal entre nado. El uso de equipos de cocina portatiles deben evaluarse cui dadosamente antes de ser permitidos. Son comunes los equipos de cocina que utilizan gas de baja presion; sin embargo, los ci lindros grandes de baja presion, como los que se encuentras nor malmente en los asadores de gas en exteriores, nunca deben usarse en interiores. Una falla de la valvula 0 de una manguera de conexion podrfa producir el impacto extemo de las llamas en el cilindro de gas y eventualmente una explosion de vapor en ex pansion de un liquido en ebullici6n (BLEVE). Dicho evento en una ocupacion interior de reunion publica obviamente sena ca tastrofica. Los pequenos cilindros de gas dc baja presion, simi lares en apariencia a las latas de aerosol, se pueden usar con seguridad en interiores con equipos debidamente listados. Deta lIes sobre el uso de estos equipos se eneuentran en NFPA 58, C6digo sobre Gas Licuado de Petroleo. El uso de aparatos de llama abierta allado de las mesas y la eoeina flameada se deberfa revisar euidadosamente antes de per mitirse. Para garantizar seguridad eompleta, son necesarios equi pos especialmente disefiados y personal debidamente entrenado. Las velas y otras llamas abiertas requieren el mismo grado de ateneion que la cocina allado de la mesas. Hay algunos apa ratos comerciales disponibles para que las luces de llama abierta sean seguras, aun en caso de volcarse. La coordinacion entre los operadores de las instalaciones y el cuerpo de bomberos puede ayudar a mantener un nivel de seguridad aceptab1e.
Escenarios de Teatros Los riesgos de incendio caracteristicos de los teatros tienden a estar en el area de los escenarios. EI incendio del Iroquois The ater en Chicago, Illinois, en 1903 es probablemente el mas vivo ejemplo de un incendio en el escenario y sus tragicas conse cuencias6 .
Los eseenarios de proscenio tradicional tienen decorados e iluminaci6n colgante por encima del escenario y decorados en la parte posterior y los lados del escenario; talleres en la parte posterior y los lados del escenario; y almacenamiento, puntales, escotillones, y elevadores de escenario bajo el piso del escenario. El potencial de severidad maxima del incendio con esta combi nacion de combustible y fuentes potenciales de ignici6n es grande. Desde el incendio del Iroquois Theater, se ha requerido mucha proteccion para controlar estos riesgos, la cual incluye: I. Rociadores automaticos a nivel del techo, por debajo de la rejilla de hierro, en espacios aprovechables bajo el escena rio, y en todos los espacios auxiliares alrededor del escena rio. 2. Ventilacion sobre el escenario, de funcionamiento manual o automatico por eslabones fusibles. 3. Una cortina resistente al fuego de cierre automatico para separar el escenario del auditorio. Todos estos elementos son necesarios con un escenario de teatro Heno, definido en NFPA101 como un escenario legftimo. Los escenarios modemos son generalmente versiones mo dificadas del clasico escenario de teatro. Actualmente, la mayor parte de los decorados se mueven horizontalmente, eliminando la necesidad de un desvan alto 0 espacio elevado para decorados. Los escenarios modernos tambien tienden a convertirse en va riaciones del escenario de proscenio tradicional, prolongando el escenario hacia la audiencia 0 abriendolo a la audiencia por tres lados, como en los anfiteatros, llamados frecuentemente "tea tros circulares". Cualquiera que sea la disposicion de los decorados en el es cenario, los equipos para el manejo de decorados y los talleres relacionados necesitan proteccion para evitar que un incendio de grandes proporciones en d escenario ponga en peligro a la audiencia, ya sea directa 0 indirectamente.
Cabinas de Proyeccion Las cabinas de proyeccion son aquellas cabinas que guardan equipos para la transmision de luz sobre una pantalIa, cortina 0 escenario. EI riesgo no esta en la proyecci6n de peHculas cine matograficas 0 diapositivas hechas de pelicula inflamables, como se cree comunmente, sino en el mecanismo usado para proyectar la luz. Los arcos eiectricos, xenon y otras fuentes de luz generadoras de gases peligrosos, polvo 0 radiacion, que pue den fallar con fuerza explosiva bajo ciertas circunstancias. Cuando estas fuentes de luz son utilizadas, se requiere una ca bina alrededor del equipo de proyeccion para proteger a la au diencia. Tambien se requiere ventilacion adecuada. Las fuentes de luz incandescente no producen el mismo riesgo y, por 10 tanto, no requieren el mismo cerramiento. El cerramiento de las salas de proyeccion en los teatros de cine modemos es para con trol del sonido, no para proteccion contra incendios. Las peliculas y diapositlvas modemas utilizan pelicula de seguridad que no presentan los riesgos de la nitrocelulosa de las peliculas antiguas. En consecuencia, las salas modemas de pro yeccion no estas disenadas y no pueden proyectar en forma se gura, peliculas que no sean de alta seguridad.
CAPiTULO 1 •
Almacenamiento En ocupaciones de reunion publica, 10 mismo que en muchas otras, los problemas de seguridad contra incendios y seguridad humana pueden presentarse por practicas inadecuadas de alma cenamiento. El almaccnaje de mesas y sillas en las medios de egreso, almacenaje de decorados que obstruyen las salidas, y de suministros en pasillos y rutas de acceso a las salidas son dema siado frecuentes en las ocupaciones de reunion publica. En gran medida, este problema esta relacionado con el disefio inade cuado del edifico. Rara vez se consideran las necesidades de al macenamiento en el proceso de disefio. Es esencial que se asigne espacio para el almacenamiento adecuado de materiales, suministros, soportes, mesas, sillas, y otros articulos asociados con las ocupaciones de reunion publica para evitar la creacion de riesgos ilmecesarios.
Ocupaciones para reuniones pub/icas
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CONSIDERACIONES SOBRE
SEGURIDAD HUMANA
Muchas caracteristicas de la seguridad humana contribuyen a la proteccion de las ocupaciones para reuniones publicas, inc1u yendo la construcci6n, sistemas de alarma, herrajes anti panico 0 de salida de emergenc:a, acabados interiores y capacitacion de los empleados (Tablas 11.1.3 y 11.1.4 )1.
Construcci6n Las ocupaciones de reuni6n publica tienen una alta densidad de ocupantes en condiciones variables, las cuales, hasta cierto punto, hacen que la acvertencia 0 alarrna, y evacuaci6n de los ocupanres sean mas diticiles que en otras ocupaciones. Debido a esto, la construcci6n uel edificio es un elemento importante del
TABLA 11.1.3 Caracteristicas de proteccion contra incendios en los incendios en salones de reuniones publicas, excluyendo las estructuras de los establecimientos de alimentos y bebidas, notificados al cuerpo de bomberos publico, promedios anua/es 1994 -1998
Porcentaje de incendios en edificios con alarmas de humo u otras alarmas de incerdio Porcentaje de incendios en edificios con alarmas de humo u otras alarmas de incerdio en los cuales los dispositivos estaban en buen estado de funcionamiento Porcentaje de incendios en edificios con alarm as de humo 0 contra incendio en buen funcionamiento (resultado de las dos primeras estadisticas) Porcentaje de incendios en edificios con sistemas de extinci6n automaticos Muertes por cada 1000 incendios con sistemas de extinci6n automaticos Muertes por cada1000 incendios sin sistemas de extinci6n automaticos Disminuci6n en muertes por cada 1000 incendios cuando habfa sistemas de extincion automaticos Perdida promedio por incendio cuando habia sistemas de extinci6n automaticos Perdida promedio por incendio sin sistemas de extinci6n automaticos Disminuci6n en las perdidas por incendio cuando habia sistemas de extinci6n autoMaticos
43,7% 74,2% 32,4% 18,8% 0,0 1,0 100,0% $7216 $31 198 76.9<;/0
Fuente: Calculos nacionales sustentados en estudios de la NFiRS y NFPA,
TABLA 11.1.4 Caracteristicas de proteccion contra incendios en los incendios en estructuras de las instalaciones de servicio de alimentos y bebidas, notificado a/ cuerpo de bomberos publico. Promedios anuales ';994-1998
Porcentaje de incendios en edificios con alarmas de humo u otras alarmas de incendio Porcentaje de incendios en edificios can alarmas de humo u otras alarmas de incendio en las que los dispositivos estaban en buen estado de funcionamiento Porcentaje de incendios en edificios con alarmas de humo 0 contra incendio en buen funcionamiento (resultado de las dos primeras estadisticas) Porcentaje de incendios en edificios con sistemas de extinci6n automaticos Muertes por cada 1000 incendios con sistemas de extinci6n automaticos Muertes por cada 1000 incendios sin sistemas de extinci6n automaticos Disminuci6n en muertes por 1000 incendios cuando habia sistemas de extinci6n automaticos Perdidas promedio por incendio cuando habia sistemas de extinci6n automaticos Perdidas promedio por incendio sin sistemas de extinci6n automaticos Disminuci6n en las perdidas por incendio cuando habia sistemas de extinci6n automaticos Fuente: Calculos nacionales sustentados en estudio de NFIRS y NPPA.
43,0
0 "
70,1':0 30,1';0 29,2% 0,0 0,8 100,0% $6533 $18845 65,3%,
11-12 SECCION 11
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Sistemas de protecci6n para c/ases de ocupaciones
sistema de seguridad hurnana. Por 10 general, un edificio dcberia construirse de modo que la estructura permanezca intacta durante un incendio y no con tribuya significativamente al crecimiento del incendio por 10 menos durante el tiempo neccsario para la evacuacion. Obvia mente, esto es relativamente facil de lograr en edificios de un solo pi so cuando las cargas de ocupacion son moderadas (por debajo de 1000), pero aun en un edificio de un solo piso con sa lidas adecuadas, una carga de ocupacion grande (por encima de 1000) significa que se nccesitan nivelcs mas altos de proteccion estructural para garantizar la seguridad de todos. A medida que aumenta la altura de un edificio, el nivel de construccion y proteccion dcbe aumcntarse con el fin de pernli tir que las ocupaciones para reuniones publicas sean mas gran des en los pisos mas altos. NFPA 101 especifica, tanto para edificios nuevos como existentes, los tamafios de las ocupacio nes de reunion publica permitidas en edificios, de acuerdo con la construccion, altura de la ocupacion por encima del nivel de descarga de la salida, y proteccion contra incendios suministrada (como la existencia de sistemas de rociadores automaticos).
Sistemas de Alarma La pronta notificacion a los ocupantes de una emergencia no se puede enfatizarse demasiado. Sin embargo, el sonido de una alarma de incendio sin acompafiarIa de instrucciones vervales puede poroducir una amenaza de panico, 0 tambien, demora en la reaccion de los ocupantes. Para vencer estas posibilidades, se puede instalar un sistema de alarma apropiado (tal vez uno que use mensajes de voz pregrabados 0 sintetizados electroni camente). Estos sistemas de evacuacion por voz son requeridos por NFPA 101 en las ocupaciones para reuniones publicas que tengan cargas de ocupacion superiores a 300.
Herrajes Antipanico 0 Dispositivos de Escape de Incendio Debido a la amenaza de un grupo grande de ocupantes que co rren hacia una salida, apoyandose conjuntamente sobre la puerta y haciendo dificil 0 imposible el uso de los dispositivos de cie rre tradicionales activados por una perilla, las ocupaciones de reunion publica usualmente requieren herrajes antipanico 0 dis positivos de escape de incendio. Estos consisten en un conjunto de cierre para puertas que ineluyen un dispositivo en forma de barra ancha 0 cojinete que libera el cerrojo al aplicar presion en direccion al recorrido de salida. Los propietarios preocupados por la seguridad han objetado en el pasado los herrajes antipanico o dispositivos de escape de incendios debido a la posibilidad de correr el cerrojo desde el exterior para entrar en forma no autori zada. Sin embargo, los disefios de hcrrajes antipanico modemos tienen en cuenta tanto la proteccion humana como la scguddad. No hay excusa para tener puertas cemadas con cadenas 0 candados, habiendo disponibilidad de herrajes seguros de salida.
paciones de reunion publica deben limitar el indice de propaga cion de las llamas y produccion de hurno. Generalmente, los materiales cstan limitados a propagaciones de llama de 75 0 menos (ClascAo B), cuando se prueban de acuerdo con NFPA 25, Metodo Normalizadode de Ensayos de las Caracteristicas de Combustion Superficial de los Materials de Construccion, para uso en todas las instalac,ones de reunion publica excepto las muy pequefias. Las cortinas, colgaduras, tapiceria y otros materiales deco rativos deben ser retardantes del fuego cuando son probados de acuerdo con NFPA 701, Met,)do Normalizado de Ensayos del Fuego para la Propagacion de la Llama de Textiles y Peliculas, 8i haccn parte importante de la decoraci6n 0 si forman un reco rrido continuo para la propagaci6n de un incendio. La ignicion de tales materiales puede conducir a un desarrollo y propagacion muy rapidos del incendio, COil un alto potencial de vfctimas fa tales en espacios densamente tJcupados, tal como el incendio del club nocturno Cocoanut Grove en Boston, Massachussets, en 1942 donde murieron 492 ocupantes. Es necesario un trata miento adecuado para hacer Ciue los materiales sean retardantes del fuego y as! evitar desastres 7 .
Entrenamiento de los Empleados Los empleados de las ocupaciones de reunion publcason son de gran importancia para la seguridad humana de los clientes. Si el personal esta adecuadamente entrenado, puede prevenir lesiones graves 0 incluso la muerte de muchos clientes. El incendio del Beverly Hills Super Club en Southgate, Kentucky, en 1977 de mostro la importancia de la ayuda de los miembros del personal para la supervivencia8 • Las administraciones de todas las ocupaciones de reunion publica deberian disefiar planes de emergencia en colaboracion con el cucrpo de bomberos local, manejar las muchas contin gencias asociadas con los incendios, y entrenar debidamente a los miembros del personal en procedimientos seguros de emer gencia. Las ocupaciones de reunion publica pueden ocuparse de manera segura cuando se evitan las siguientes condiciones: • Aglomeracion • Salidas 0 medios de acceso a las salidas obstuidas 0 inca pacitadas • Salidas encadenadas, 0 cerradas con candados • Almacenamiento de combustibles en lugares inadecuados • Uso inapropiado 0 control insuficiente de llamas abiertas • Poca atencion a las caracteristicas de incendio de los mate riales y decoraciones
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas
u.s.
Acabados Interiores Los acabados interiores son elementos claves para el control del fuego y proteccion humana. Los materiales utilizados en ocu
1. Ahrens, M., The Fire Problem Overview Report, NFPA Fire Analysis and Research Divlsion, Quincy, MA, June 200 I. 2. Chicago (IL). Mayor's Committee to Investigate McCormick Place Fire, Report ofthe Investigation ofthe McCormick Place Fire ofJan 16, 1967.
CAPiTULO 1
3. Fennell, D., Investigation into the Kings Cross Underground Fire, Her Majesty's Stationary Office, London, UK, Nov. 1988 .. 4. Comeau, E .., "Airport Terminal Fire. Dusseldorf, Germany, Apnl 11, 1996," Fire Investigation Report, National Fire Protection Association, Quincy, MA. 5. Bouchard, J., "Fire in Haunted Castle Kills Eight," Fire Journal, VoL 79, No.5, 1985, pp. 45-81. 6. Ditzel, P., 'Theater of Death. December 30, 1903: Chicago's Iro quois Theater Becomes a Stage for an Inferno that Kills 602," Firehouse Magazine, VoL 7, No. 12, 1982, pp. 52-60. 7. Grant, C. C., "Last Dance at the Cocoanut Grove," NFPA Jour nal, Vol. 85, No.3, 1990, pp. 74-86. 8. Best, R. L., Reconstruction ofa Tragedy: The Beverly Hills Sup per Club Fire, Southgate, Kentucky, May 28, 1977, National Fire Protection Association, Quincy, MA, J977.
C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes c6digos, normas y practicas recomendadas de la NFPA suministranl. informacion adicional sobre las ocupaciones
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Ocupaciones para reuniones publicas
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para rcuni6n publica discutidas en estc capitulo. (Vcr la ultima version de The NFPA Catalog pa~a La disponibilidad de ediciones corrientes de los siguientes documentos.) NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems NFPA 58, Liquefied Petroleum Gas Code NFPA 92A. RecommendEd Practice for Smoke-Control Systems NFPA 92B, Guide for Smoke Management Systems in Malls, Atria, and Large Areas NFPA 96, Standardfor the Ventilation Control and Fire Protection of Commercial Cooking Operations NFPA lO]®, Life Sq(ety Code® NFPA lOlA, Guide on AI temative Approaches to Safety NFPA255, Standard Met'lOd ofTest ofSurface Burning Characteris tics ofBuilding Mat?rials NFPA 701, Standard Met~ods ofFire Testsfor Flame Propagation of Textiles and Films
Ed Schultz
ste capitulo trata sobre las ocupaciones mercantiles, des de pequenas tiendas familiares hasta grandes centros comerciales y multiproyectos. Tambien describe cam bios en los codigos de construccion en respuesta a la creciente complejidad de los megaproyectos. Como en muchos casos el uso comercial puede ser depen diente 0 adicional en un edificio con una clasificacion de ocu pacion diferente, este capitulo cubre solamente las instalaciones cuya clasificacion principal de ocupacion es la comcrcial.
E
CLASIFICACION DE
OCUPACIONES MERCANTILES
Las ocupaciones mercantilcs son instalaciones en las cuales se exhibe y vende una gran variedad de bienes y servicios. Algu nos cjcmplos de estos bienes y servicios incluyen ropa y cal zado; joyeria; productos de belleza y salud; articulos para el hogar; equipajes, libros, tmjetas y papeleria; musica, equipos electronicos y de fotograffa; deportes; juguetes, pasatiempos y mascotas; drogas, variedades y tabaco; comida y especialidades gourmet; y articulos de ferrcteria. Muchos articulos exhibidos en las ocupaciones mercantiles son combustibles y se extienden sobre el espacio disponible del piso por donde los clientes circulan para ver y comprar. Muchos ocupantes de las instalaciones mercantiles se encuentran en un en tomo desconocido que puede conducir a una nipida propagacion del fuego una vez que este se haya iniciado. Esta condicion pro duce varios nive1es de preocupacion porque el tamano del centro mercantil y el nlimero de oeupantes varia mucho. Por 10 tanto, es importante clasificar las tiendas comerciales por tamafio.
Ocupaciones Mercantiles Pequenas En e1 pasado, se construian pequedas tiendas contiguas, principal mente en ciudades y pueblos, a 10 largo de las calles principales, cerca unas de otras, con frecuencia con sotanos como deposito, y algunas veces con una oficina 0 vivienda en la parte alta. Muchas de estas tiendas todavia existen, especialmente en sectores co merciales antiguos de las eiudades; se les conoce como tiendas de mama y papa ("rna and pa") porque sus propietarios casi siempre viven en las viviendas directamente encima de estas. Sin em bargo, este tipo de tienda ha ido desapareciendo poco a poco. Debido a reglamentaciones de zonifieacion mas estrictas, las grandes tiendas se construyen ahora sin otras ocupaeiones
Ed Schultz es fundador y director del Code Consultants, Incorpo rated, en Saint Louis, Missouri.
por encima de estas, a menos que la oeupacion mercantil tenga un uso seeundario 0 adieional como tiendas de ventas al detal en el vestibulo de un hotel. Ademas, el espaeio del sotano, usado como deposito esta despareeiendo gradualmente porque el es paeio de deposito en el mismo piso del area de ventas es mas efi eiente y funcionaL Originalmente, estas tiendas eran construidas b<'isieamente de paredes de madera 0 muros portantes de mamposteria con vi guetas, pisos y techos de madera. El estableeimiento posterior de distritos de bomberos en areas urbanas, mas la adopcion de estipulaciones mas estrietas en los c6digos de construccion, lle varon a eonstruceiones eon materiales incombustibles eomo pa redes de mamposteria, de carga 0 sin carga exterior; viguetas de acero; pisos de homlig6n; y eubiertas de techo metalicos. Rasta haee poeo, estas pequefias tiendas rara vez tenian rociadores. NFPA 10 [®, C6digo de Seguridad Humana, actual mente requiere proteccion mediante rociadores de acuerdo con la altura y area y, en ciertos casos, si las tiendas estan ubicadas por debajo del nivel de descarga de la salida.
Ocupaciones Mercantiles Medianas Las tiendas en oeupaciones mercantiles de tamafio mediano, tales como supermercados y droguerias de descuento, no proli feraron hasta mediados y finales de los ados 40. En muehas areas, reemplazaron el mercado de barrio y la fannacia de la es quina, que no pudieron competir con el volumen de las cadenas. Las ocupaciones mercantiles medianas generalmente va rian en tamafio de 2800 a 3700 m 2 (10 000 a 40 000 pies cua drados), general mente son de una planta con oficinas administrativa en los entrepisos, y de eonstruccion incombusti ble sin protecci6n. Los rociadores no eran requeridos en estas tiendas hasta mediados de los afios 70. Estas tiendas normalmente son edificios autoestables, a menos que fonnen parte de un complejo centro comercial, y pueden tener zonas de parqueo contiguas relativamente grandes a su alrededor. Las ocupaciones mereantiles de tamafio mediano usual mente tienen, por 10 menos, dos areas prineipales: (1) el espaeio para deposito 0 area de "trastienda" para los empleados y (2) el espaeio de ventas 0 area de clientes. Aproximadamente entre una decima parte y un tercio de su area esta dedicada al alma cenamiento y el resto a las ventas. Estas tiendas nonnalmente ineluyen usos dependientes no comerciales, como oficinas ad ministrativas que ocupan una pequefia area en relacion con el es pacio para ventas y deposito. Desde el punto de vista del minorista, la diferencia entre el espaeio para existeneias de mer eanda para venta al detal y espacio para almaeenamiento es im portante. Los empleados entran al area de mercancia para ventas
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
al detal frecuentemente durante el dia con el fin de llevar mer canda al piso de ventas. Por otra parte, las areas de almacena miento son menos frecuentadas ya que, en estas areas, las mercandas son guardadas por largo tiempo. Actualmente, si una corporacion maneja muchas tiendas, sus areas de almacena miento por 10 general se encuentran en lugares separados, esen ciahnente en bodegas de distribucion.
Grandes Ocupaciones Mercantiles Las tiendas comerciales de categoria mUltiple, como las tiendas de departamentos y edificios de comercializacion minorista a son tan comunes como otms tipos de ocupaciones mer cantiles. Generalmente, de uno a tres pisos de altura, su area normal excede 3700 rrr (40000 pies2). Las primeras tiendas de departamentos fueron construidas exclusivamente en las zonas comerciales y de ventas al detal de las ciudades. Las tiendas eran tipicamente de construccion de muros exteriores portantes de mamposteria con viguetas y pisos de madera protegida 0 de hormigon armado. Muchas no tenian proteccion de rociadores. Hoy, la mayoria de tiendas de depar tamentos nuevas 0 recientemente construidas son de construc cion incombustible, protegida 0 no protegida, y totalmente equipadas con rociadores. Como su nombre 10 indica, los tiendas de departamentos estan divididas en departamentos 0 secciones para diferentes clases de mercancias, con 0 sin paredes divisorias. Los depar tamentos estan distribuidos de manera especial para influenciar los patrones de movimiento de los parroquianos, vertical y ho rizontalmente, a traves de la tienda de acuerdo a un plan de co mercializacion preconcebido. El movimiento vertical en tiendas de varios pisos se realiza mas eficientemente usando escaleras mecanicas y escaleras en pozos abiertos en areas altamente vi sibles y de facil acceso. En una epoca, los sotanos eran muy usados como areas de venta 0 de deposito. Por 10 general, esta practica ya no se porque el espacio de los sotanos no es tan atractivo como un area similar construida a nivel de la calzada 0 por encima de este. A diferencia de la vasta mayoria de ocupaciones mercanti les pequefias y medianas donde el espacio para existencias esta situado en la parte posterior de la tienda, los depositos en las grandes ocupaciones mercantiles esmn con frecuencia distribui das por toda la tienda en muchos pequefios depositos 0 cuartos de existencias. Estos cuartos de existencias representan mas 0 menos lOa 15 por ciento del area total del piso, y el resto de area utilizada para ventas al deta!. Otro ejemplo de gran tienda comercial es la tienda de des cuentos, que resulto de la tienda de variedades "cinco y diez" (five-and-dime) tan conocida. Generalmente es de una sola planta y esta distribuida como un supermercado, con carritos, autoservicio y cajas de salida. Sin embargo, tiene la misma dis tribucion de mercancia que las tiendas de departamentos. En los ultimos 15 afios han surgido las tiendas para comer cializacion minorista a granel. Estas instalaciones son una mez cia de operacion de bodegas y tiendas de ventas al detal. Normalmente, se usa el almacenamiento en palets 0 estantes en la mayor parte del local con otras areas destinadas a la exhibi cion tradicional del mercado minorista usando artefactos y es
tantes 0 anaqueles bajos para la mercancia. Una gran parte de la instalacion generalmente tiene estantes 0 anaqueles que se ex tienden basta de 6 m (20 pies) de altura. La mercancia al por menor se exhibe en la parte baja de la estanteria y las existencias estan ubicadas arriba. Esta dlSposicion e1imina las areas de al macenamiento separadas tipicas de las tiendas de departamentos de ventas al detal. Las tiendas para comercializacion minorista a granel gene ralmente tienen acabados interiores muy limitados y estan cons truidas como instalaciones para bodegas, con pisos de concreto al aire, muros exteriores de mamposteria, y columnas y estruc turas de techo en acero no protegido. Estas tiendas funcionan como instalaciones de autoservicio con carritos de mercado y cajas registradoras cerca de la entrada principal. Como este tipo de operaciones al detal exhiben y venden una gran variedad de articulos, muchas de las normas de disefio que deben usarse son aquellas usadas para las bodegas. Ver los capi tulos sobre ocupaciones mercantiles nuevas y existentes relacio nados en NFPA J01® para un iistado de algunas de estas normas de disefio. Estas propiedades son 10 suficientemente desafiantes en tamafio y carga combustible que pueden requerirun analisis es pecifico de ingenierfa para disefiar y confirmar la adecuacion de la protecci6n contra incendios incorporada. Ver por ejemplo, va rios in formes de investigacion de la Fire Protection Research Foundation, sobre almacenamiento de Hquidos inflamables y combustibles en ocupaciones de ventas al por mayor/al deta!.
OCLIpaciones Auxiliares Para completar la gama completa de productos y servicios que el c1iente necesita, las ocupaClOnes mercantiles a veces inc1uyen ocupaciones adicionales 0 auxiliares, ademas de las areas de ofi cinas administrativas, por ejemplo, restaurantes, salones de be Ileza, agencias de viajes, bancos y servicios de optometria.
CARGAS DE OCUPANTES La carga de ocupantes real yaria con la temporadas, general mente es mas alta antes de la iniciaci6n de c1ases, cerca de las festividades, y durante las ventas de realizacion ocasionales. NFPA J01 tiene en cuenta estas temporadas de comerciaIizacion al establecer el factor de carga de ocupantes para calcular los re quisitos de salida. Muchos cMigos modelo, inc1uyendo NFPA J0 J, requieren que la carga de ocupantes para ocupaciones mer cantiles se ca1cule basada en un factor de un ocupante por cada 2,8 m2 (30 pies2) de an::a de venta a nivel de la calle 0 en sota nos, y un factor de un ocupante por cada 5,6 m2 (60 pies2) de otros pisos superiores de ventas. La carga de ocupantes para es pacios de acopio 0 almacenamiento que no esten abiertos al pu blico ni a otras ocupaciones anexas se calcula usando factores diferentes, dependiendo de su uso particular.
CONTENIDOS Y CARGA DE FUEGO Como en la mayoria de ocupaciones, los contenidos representan
CAPiTULO 2
un riesgo importante de incendio. Los rociadores han demos trado ser eficaces para combatir incendios en ocupaciones mer cantiles. En terminos de seguridad humana, NFPA 101 indica las retribuciones costo-beneficio en el uso de rociadores. Sus re querimientos para rociadores, basados en los limites de altura y area, permiten que muchas tiendas pequeftas no usen rociadores a menos que sean anexas a una ocupacion que requiera rociado res), mientras exige que las ocupaciones medianas y grandes esten protegidas con rociadores automaticos.
CENTROS COMERCIALES EN GALERlAS (MALLS) CUBIERTAS Una galeria cubierta es general mente definida como un area in terior cubierta 0 bajo techo utilizada como via peatonal, la cual conecta edificios 0 partes de edificios que albergan arrendatarios Unicos 0 multiples. Los centros comerciales de galerias cubier tas se hicieron populares en un tiempo relativamente corto, y ac tualmente casi todos los centros comerciales grandes planeados o en construccion son de este tipo. Ademas, muchas galerias cubiertos se estan construyendo actualmente en zonas urbanas como proyectos de uso multiple junto con estacionamientos, edificios de oficinas, hoteles, centros de recreacion, y sistemas de transportc publico 0 privado. Las galerias cubiertas pueden considerarse como (I) via de acceso a la salida de los edificios conectados 0 (2) una via pea tonal que incrementa la distancia de recorrido desde cada una de las tiendas hasta una salida de la galeria. El primer caso trata todo el complejo como un edificio 0 una instalacion de ventas al detal compartimentada; la galerfa cubierta es sencillamente una extension del espacio de ventas. En terminos de acceso a la salida, la galerfa cubierta es un pasi 110 comun para las tiendas de varios inquilinos que extienden los pasillos de acceso a la salida de las tiendas hasta las salidas de la galerfa. Estetratamiento, en terminos de la norma NFPAI0l, neva ala aplicacion estricta de todos los factores de disefio como si el centro comercial fuera una unica y gran ocupacion mer
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Ocupaciones mercantiles
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cantil 0 una tienda de departamentos. El segundo caso emplea una aproximaci6n a los sistemas. Se considera que la galeria ofrece un nivel mas alto de seguri dad que un pasillo dpico que sirve como acceso a una salida si se proveen ciertas condiciones y sistemas minimos. La galena cubierta debe tener por 10 menos la suficiente anchura libre para ajustarse a los requisitos de salida de todos los ocupantes, pero nunea menos de 6 m (20 pies) de ancho en su dimension mas an gosta. La medida mmima de 6 m (20 pies) de aneho es espe cialmente significativa en terminos de proteccion de los ocupantes contra la exposicion directa a un fuego que se pre sente dentro de una tienda de alquiler mientras utilizan las vias de acceso a la salida dentro de la galerta cubierta. Esto no debe interpretarse como requisito de separacion minima entre las fa chadas de las tiendas.
Diseno El centro comercial en una galerfa cubierta generalmente esta di sefiado como una editicacion que conecta vadas tiendas de de partamento grandes y compuesta de numerosas tiendas mas pequefias de especialidades (pequenas tiendas en alquiler), todas interconectadas por una via peatonal cubierta, de clima contro lado. El complejo puede incluir tambien ocupaciones secunda rias como cincs, boleras, pistas de hielo para patinaje, plaza de comidas, oficinas de administracion, y otras areas de servicio al cliente a las que se llega por la galerfa. Algunas hasta tienen par ques de diversiones. La galeria puedc estar disefiada como una estructura de uno o varios niveles, dependiendo de fadores como la topografia, tamafto del terreno, y numero y tamafio de las tiendas de depar tamento y pequeftas tiendas de vcntas al detal. Cuando una galeria tiene dos nive1es, los alrededorcs de las zonas de estacionamiento generalmente estan conformadas para proporcionar acceso directo a cada nivel de las tiendas de de partamentos y pequefios comercios. Esto pelmite que cada nivel sirva como una entrada/salida, dandole a las tiendas en todos los niveles un trafico mayor de entrada y salida de clientes. (Figura 11.2.1). El centro comercial de dos niveles ditiere de un centro
FIGURA 11.2.1 Centro comercial de dos niveles con distribuci6n igual de trafico de clientes en todos los niveles
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
comercial de dos plantas en este importante aspecto. Cuando las tiendas de departamentos forman parte de un centro comercial de dos niveles en galerfas cubiertas, son disefiadas y comercia lizados de manera similar. Los c6digos de construcci6n aceptan la construcci6n de edi fj.cios de galerfas cubiertas hasta una altura de tres plantas, con aberturas a los pisos dentro de la via peatonal publica (galeria cu bierta), de acuerdo con las estipulaciones del c6digo para galerfas no se considera como atrios. Esto esta basado en estipulaciones especiales del c6digo sobre edificios en galerias cubiertas. Concepto de Salidas. Las galerias cubicrtas en si estan disena das principalmente para cumplir los requerimientos de flujo y salida de los ocupantes. Las fachadas de las tiendas a 10 largo de la via peatonal publica (galerfa cubierta) deb en estar disefia das para estimular el movimiento sin restricci6n y control de tra fico desde la galeria hasta las tiendas individuales y hasta cualquier tienda de departamentos conectada. Este sistema de ffiujo de trafico de clientes y control de trafico refleja el con cepto de eomercializaei6n de los centros comerciales en galerfas cubiertas y el concepto de salida de los c6digos. El concepto de salida conciste en que la galerfa es un espacio inherentemente seguro con usos controlados, anchura adecuada, espacio del techo de gran volumen y altura, que tambien puede tener eva cuaci6n de humo, y esta protegida pOI roeiadores automatic os. Esto permite el disefio de la eapacidad de salida este basado en el supuesto de que ellOO por ciento de los ocupantes en los edi fieios de galeria cubierta salgan pOI la via de salida de la misma galeria. Lo que a su vez permite que el sistema de salida poste rior de las pequefias tiendas de la galeria cubierta sea evaluado para un uso mas restrigido de: 1. La dimensi6n minima establecida cn el c6digo. 2. El ancho de la salida requerido para el flujo de ocupantes del local mas grande que salen hacia el sistema de salida posterior. 3. El ancho de la salida requerido para los ocupantes que salen de la galeria, si el pasadizo de salida tambien sirve como una salida de la galeria. Esto se apJica aunque la galeria use el mismo pasadizo de salida que se utiliza como segunda salida para varias pequefias tiendas en arriendo. Una vez mas, este concepto se basa en el hecho de que los ocupantes tienden a salir pOI la misma via por la que entraron a la tienda, a traves de la galeria cubierta. Por 10 tanto, el sistema de salida posterior es realmente un sistema se eundario de salida, y la galeria es la via principal de egreso para los ocupantes del centro comercial de galerfa cubierta. Las faehadas abiertas entre las pequefias tiendas de la galeria son critic as ya que las puertas de vaiven, ya sean de vidrio 0 s6li das, no solamente hacen mas dificilla salida sino que causan 10 que en e1 negocio de ventas al detal se llama "resistencia al paso", es decir la renuencia de los clientes a tener que empujar, halar, 0 correr pucrtas para entrar. Los cierres de las fachadas ideales para los requerimientos de flujo y para la seguridad son los que pueden descorrerse completamente, como rejas enrollables hacia arriba 0 hacia los lados, y las puertas corredizas horizontales. Como la temperatura ambiental enla galeria y en los loca les es la misma, el cierre de la faehada s610 tiene que cumplir con los requisitos de seguridad cuando la tienda se encuentre de
socupada. Requisitos de Tolerancia para Ocupantes. Los centros co merciales de galerias eubiertas se construyen antes de saber quienes seran los arrendatarios. Cuando se inieia la construc ci6n, no se conoce la relaei6n final del espacio para ventas y el espacio para almacenamiento de las pequefias tiendas de arren datarios (locales) y tambien se deseonoce que cambios puedan ocurrir durante la vida util del edificio. POI 10 tanto, debe pro yectarse una carga de oeupantes antieipada para determinar la anchura requerida de la salida antes de las negociaciones con los presuntos arrendatarios. La anchura de la salida de la galeria cubierta debe satisfa cer solamente la carga de oeupantes calculada en base a todas las ocupaeiones coneetadas de los arrendatarios. No es necesario proveer la anchura de salida de la galeria cubierta en proporci6n a la anchura minima de la galeria; esto necesariamente darla como resultado puertas de pared a pared. El factor dc carga de ocupaci6n utilizado para determinar la anehura de salida para la misma galeria varia con el area agre gada de las tiendas comunicadas. Esta escala gradual de los fac tores de carga de ocupantes refleja la relaci6n entre el aumento de tamano del centro comercial y el aumento de su carga de ocu pantes, que no es lineal sino parab6lica, como 10 muestra la Fi gura 11.2.2. Una vez determinado, el factor de carga de ocupantes se aplica al area arrendable bruta (GLA) para calcular la carga total de ocupantes del edificio de galeria eubierta para el disefio de la salida. De nuevo, este factor no se aplica al area bruta del edificio.
Aproximacion Sistematica En la mayorfa de los easos, las galerias cubiertas de dos 0 tres ni veles estan disefiadas de forma que una intercomunicaci6n visual entre los niveles por medio de aberturas en el piso de los niveles superiores. Siempre que sea posible, la intercomunicaci6n visual entre los niveles es importante para maximizar la exhibici6n de
100 150
200 250 300 350 400 450 Area arrendable bruta (pies2 x 1.000)
500
FIGURA 11.2.2 Relac/on de un aumento en el tamano de una gaieria cub/erta con el aumento de la carga de ocupantes
CAPiTULO 2
las fachadas de las tiendas y de la mercancia al tnifico de com pradores. Las areas de piso que quedan entre las aberturas del nivel superior sirven como puentes para facilitar a los clientes atravesar el centro eomercial de galeria (Figuras 11.2.3 y 11.2.4). Cuando se inicia la construcci6n, ni siquiera el urbanizador conoee todo 10 relacionado con el eentro comerciaL Los siste mas meeanicos, electricos y de protecci6n contra incendios se disefian solo para distribuci6n principal en el area de tiendas de alquiler, con ramales de distribuci6n agregados a los documen tos de construcci6n, a medida que se definen los espacios para alquilar mediante contratos de arrendamiento. La propia galeria cubierta puede contener otros entreteni mientos para la promocion de ventas, servicios y conveniencias para el cliente, tales como areas de descanso, objetos de arte, zonas de jardines, zona para plaza de comidas, piscinas, quios cos de especialidades de ventas al detal, directorios, aberturas en
Tiendade departamentos
Entretenimiento de galerias Locales comerciales 3m
8m
(10
(20
pies) pies) min. min.
d
A Galeria de entrada Al Galena de entrada (nivel superior) 8 Galena de comunicacioo C Galena de patio
TIenda de rt I epa amen os
Pasadizo de salida de la galeria y locales
FIGURA 11.2.3 Centro comercial tipico de dos niveles (Nivel inferior)
A Galeria de entrada .-------. A, Galeria de entrada (nivel superior) B Galeria de comunicaci6n C Galeria de patio
Tiendade departa mentos
3m (10 pies) min.
r:"':::::::::::=====t==:::L.:::::::::~--/ Pasadizo de salida de la galeria y locales
Tenant stores
liendade
departamentos
3m (10 pies) min.
FIGURA 11.2.4 Centro comercial tipico de dos niveles (Nive/ superior)
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Ocupaciones mercantiles
11-19
los pisos superiores de las estructuras de varios niveles, y areas destinadas a actividades de promoci6n publicitaria. Debe tenerse cui dado al ubi car estas areas de entretenimiento de manera que no interfieran 0 invadan el acceso a las salidas requerido. Sin embargo, la anchura de la galeria cubierta que conecta los patios de la entrada con las tlendas de departamentos parece que es su perior al minimo de 6 m (20 pies) para cubrir estos espacios y al mismo tiempo proveer un agregado de 6 m (20 pies) de ancho de acceso a la salida (ver Figura 11.2.3). Las tiendas ubicadas a eada lado de las galerfas de entrada y no a 10 largo del camino directo hacia las tiendas de departa mentos (comlinmente llamadas "Tiendas anela" 0 "tiendas iman" debido a que son muy atractivas para los elientes) no dis ftutan de igual superflcie de exhibici6n para los c1ientes como aqueUas que se encuentran a 10 largo de las galerfas de interco nexion. Para compensar y maximizar el transito de comprado res a traves de las galerias, las tiendas a los lados opuestos de la galerfa de entrada se acercan mas unas de otras al eliminar las instalaciones de entretenimiento que por sf mismas no generan negocios. La anchura minima de la galeria de 6 m (20 pies) es totalmente compatible con este concepto de mereadeo y no im pone cargas exageradas a los urbanizadores 0 comerciantes. Este requisito de anchura minima se ha venido aplicando exito samente en los centros comerciales en todos los Estados Unidos. La galeria cubierta debe tener un acceso a la salida sin obs trueeiones no inferior a 3 m (10 pies) de anehura libre en cada extremo del area de piso de la galeria, paralela y adyacente a las fachadas de las tiendas de la galeria. EI acceso a la salida de beria conducir a una salida que tenga un mlnimo 168 cm (66 pulgadas) de an chura. El objeto del requerimiento de 3 m (10 pies) de acceso libre a la salida es dar un mayor grado de segu ridad en la galeria cubierta proparcional a su uso como prolon gaeion del acceso a la salida desde las tiendas. Asi se provee una salida segura, continua y sin obstrucciones, al mismo tiempo que se tienen en cuenta los requisitos de mercadeo y operacionales de los propietarios de las pequefias tiendas de amenidades 0 quioscos. El requisito minimo de 3 m (10 pies) de acceso libre a la salida paralelo y adyacente a las fachadas de las tiendas de la galeria esta relacionado directamente a la anchura minima de la galeria de 6 m (20 pies). Ninguno de los puestos 0 quioscos mencionados antes debe invadir esta dimension minima de 3 m (10 pies). En realidad, este requisito prohibe la instalad6n de puestos en areas de la galeria cubierta con anehura minima de 6 m (20 pies). En terminos de seguridad humana, este requisito ha demostrado ser razonable y practico y tiene la ventaja adi donal de no ser demasiado restrictivo u oneroso para los urba nizadores.
Protecci6n por Rociadores Automaticos La galeria cubierta y todos los edificios conectados deben estar protegidos en toda su extension por un sistema de roeiadores au tomaticos supervisado eleetricamente. Esta ha demostrado ser la manera mas eficaz de proteger la vida humana y la propiedad contra incendios. Los roeiadores permiten el reemplazo de mu chos requisitos pasivos de los codigos que existen desde hace mucho tiempo par sistemas activos en combinaci6n con los re quisitos especifieados de disefio.
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
Separacion de las Tiendas (Locales) de la Galeria Los muros que dividen las tiendas de la galerfa pueden exten derse desde el piso hasta la superficie inferior de la cubierta del tecbo 0 por encima de la cubierta del piso 0 la superficie infe rior de un tecbo ineombustible. La razon de este requisito es ayudar a limitar la propagaci6n del fuego 0 bumo al sitio de ori gen. No se requiere separaci6n entre una tienda 0 local y la ga lerla cubierta. La ingenierla de un sistema de control de hurno puede requerir la supresion de las paredes medianeras (tabiques) de los loeales por encima de los tecbos de modo que el sistema pueda funcionar eficazmente para evitar la acurnulaci6n de humo. Las paredes divisorias de los locales estin eonstruidas generalmente de pies derecbos metalicos y carton de yeso. Cualquier requisito de separaci6n en la fachada de las tien das podria anular el proposito comercial de la galeria cubierta que consiste en optimizar el flujo no restringido de clientes entre la galerfa cubierta y los locales. Esta forma de compartimenta cion, conjuntamente con un sistema de rociadores automatic os supenrisado electricamente, elimina la necesidad de cualquier requisito para muros de separaci6n cortafuegos en las fachadas de las tiendas de la galeria. En los centros comerciales, las se paraciones cortafuegos adicionales son innecesarias y, de becbo, onerosas desde el punto de vista operacional. La flexibilidad maxima de redistribucion del espacio es importante para que los contratos de arrendamiento y subseeuentes subarrendamientos de los centros comerciales sean exitosos.
Manejo del Humo Durante los 30 anos de existencia de los edificios de galeria cubierta se ha evaluado el manejo del humo y se han utilizado varios enfoques en estos edificios. Uno es un metodo para eliminar el humo de la galerfa cubierta cuando este emigre a la galeria, ya que la galeria es la parte principal del sistema de salida. Otro enfoque es disefiar un sistema de ingenieria de ma nejo del humo tanto para la galeria como para los espacios de las tiendas. Este sistema reacciona con el humo que se genera en el espacio de la tienda para reducir la migracion del humo hacia la galeria. Un tercer enfoque es usar todo el volumen de expansion del espacio del edificio de galeria cubierta, incluyendo el volumen del area de la galeria cubierta, como dep6sito para almacenar los productos de la combusti6n. Con este metodo, aun si se pro duce humo y emigra hacia el area de la galeria cubierta, no re presentani mucho peligro para la seguridad humana ya que todo el edificio esta equipado con rociadores, y el humo y los gases de la combusti6n que entran en un espacio de gran volumen, tal (mall) cubierta, permanecer{m en la parte como un atrio 0 mas alta del espacio cubierto muy por encima de los ocupantes que estan evacuando. Como el centro comercial es general mente un espacio grande abierto, las personas pueden ver el humo que se esta formando a cierta distancia y usar una de las multiples vias de salida disponibles para evacuar la edificaci6n de galeria cubierta, alejandose del incendio en desarrollo.
Todos los codigos nacionales actualmente reconocen que la remocion 0 desfogue activo del humo puede no ser necesario en edificaciones de galeria cubierta de uno 0 dos niveles. Por 10 tanto, el tipo de sistema de manejo del humo usado puede variar dependiendo del disefio del proyecto, desde sistemas mecanicos activos hasta el concepto de disefio pasivo.
Requisitos Generales Ademas dc las estipulaciones generales de los c6digos, debe rian existir ciertas condiciones de salida cn todas las galerias cubiertas. 1. Todas las plantas y todas las tiendas de una galeria cubierta excepto aquellas inferiores a 30 m (lOO pies) de profundi dad deben tener por 10 menDs dos salidas scparadas entre sf. 2. Todas las cubiertas deben tener vias de acceso a la salida, sin obstrucciones, de 3 m (10 pies) de ancho parale las y adyacentes a los espacios conectados a los locales. El acceso a la salida debe prolongarse hasta las salidas de la galerfa. 3. Las salidas de las galerias cubiertas deben estar dispuestas de manera que la distancia de reconido desde la entrada de cualquier fachada de las tiendas hasta la salida no sea su perior a 61 m (200 pies).
FACTORES GENERALES DE
SEGURIDAD HUMANA EN
OCUPACIONES MERCANTILES
Varios factores relacionados con la seguridad hum ana son co munes a todos los tipos de instalaciones mercantiles. Detectar con prontitud el fuego es uno de los factores mas importantes asociados con minimizar las perdidas por incendios. Esto es especialmente importante durante las horas no labora bles, desde entrada la noche hasta temprano en la manana. Mu chos incendios ocurren en las areas de almacenamiento, mas que en las areas de ventas. Una hmpieza deficiente y el fumar son dos preocupaciones significativas en las areas de existencias. Por ejemplo, los empleados pueden sacar mercancia de las cajas de cart6n para exhibirla en el piso de ventas y no desechar ade cuadamente los cartones 0 empaques, aumentando de esta ma nera el riesgo. Se espera que los sistemas de rociadores debidamente di senados e instalados puedan responder ante un incendio y con trolar su desarrollo, si no 10 extinguen completamente. Puede ser necesario renovar las instalaciones existentes de bido a nuevas tendencias de moda 0 al disefio de las tiendas, como tambien reconstmir las instalaciones existentes cuando se liberan espacios, especialmente en los centros comerciales. Debe tenerse cuidado especial para mitigar e] riesgo potencial de incendio durante estos procesos, ya que la reconstrucci6n y re modelaci6n muy probablemente aumentanin los riesgos. Para mayor informaci6n ver NFPA 241, Norma de Seguridad en Ope raciones de Construccion, Modificacion y Demolicion. Ciertos usos secundarios, tales como areas de preparacion
CAPiTULO 2
de comidas en restaurantes que se encuentran con frecuencia en las instalaciones mercantiles y especialmente en tiendas de de partamentos y centros comerciales, requieren atenci6n especial. Tales areas deben ser separadas con una construcci6n adecuada, si no tienen rociadores, y deben instalarse dispositivos adecua dos de supresi6n de incendios con los equipos de preparaci6n de comidas. Para mayor informaci6n, ver NFPA 96, Norma para Control de Ventilacion y Proteccion contra Incendios del Fun cionamiento de CoGinas ComerGiales .
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Ocupaciones mercantiles
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BIBLIOGRAFIA COdigos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes c6digos, normas y practicas recomendadas de la NFPA proporcionara informaci6n adicional sobre ocupaciones mercantiles discutidas en este capitulo. (Ver la ultima versi6n del NFPA Catalog para la disponibilidad de ediciones corrientes de los siguientes documentos. ) NFPA 10/1<, Life Safety Code
Revisado por
Brian L. Marburger
A
medi.da que el sector de. servici?s de la econ?mia conti mla creciendo, cada vez hay mas personas vlilculadas a as industrias que manejan la informacion. La informa tica, procesamiento de datos y manejo de informacion son esen ciales para los negocios que estan fisicamente situados en edificios de oficinas que son prototipo de la clase de propieda des definidas como ocupaciones de oficinas en NFPA 101®, C6 digo de Seguridad Flumana. La mayoria de incendios en ocupaciones de oficinas cada afio suceden especfficamente en oficinas de negocios generales. Un gran numero de incendios en ocupaciones de oficinas ocu rren tambien en aulas universitarias yedificios administrativos, consultorios medicos y edificios de bancos. Otros ejemplos de esta clase de ocupacion son las casas municipales 0 del ayunta miento, tribunales, laboratorios que no manejan productos qui micos peligrosos, y algunas clinicas de pacientes ambulatorios. En estas instalaciones, el almacenamiento de informacion pre domina como la carga combustible. Sin embargo, en la ultima decada eluso creciente de computadoras de escritorio y equipos perifericos ha aumentado la carga combustible total. Las ocupaciones de oficinas se consideraban ocupaciones de bajo riesgo y, por 10 tanto, su proteccion no se tomaba en serio. Sin embargo, no es as!, como se demostrani en este capi tulo, donde se examina la construccion del edificio, caracteris ticas de la ocupacion, escenarios potenciales de incendio, medios de egreso, efectos de los rociadores, efectos de los sis temas de detecci6n, y casos especiales de edificios existentes. En lugar de enumerar los requisitos disponibles de referen cia en los codigos y normas, este capitulo enfoca el tema de pro teccion humana en las ocupaciones de oficinas desde un punto de vista mas filosofico. Desafia allector para que mire mas aHa de los codigos y observe, mida y comprenda el impacto que el editicio y las condiciones de la ocupacion tienen realmente sobre las personas que los ocupan. Conocer el concepto de riesgo es empezar a comprender el problema del incendio. La ocupaci6n de negocios es ciertamente de una clase de riegos menor que muchas operaciones indus triales 0 que manejan materiales peligrosos. Pero cuando un solo edificio esta ocupado por mas personas que las que viven en un pueblo pequeno, como sucede con frecuencia en los edi ficios de altura modemos, se comprende la magnitud del desa flo que representa la protecci6n del edificio, sus contenidos y, 10 mas importante, sus ocupantes. Este capitulo examina como los contenidos y el edificio
mismo afectan el desarrollo y gravedad del incendio, como el desarrollo y gravedad afectan el tiempo para notificacion y sa lida de los ocupantes, y como las condiciones de los ocupantes afectan su capacidad de escapar. Ademas, presenta un formato y temas de analisis.
CONSTRUCCION DE EDIFICIOS Tipos de Construcci6n Existen ocupaciones de oficinas en diferentes tipos de edificios. Aunque una estructura incombustible de dos 0 tres plantas 0 de gran altura resistente al fuego puede ser mas familiar, muchas ocupaciones de oficinas se encuentran albergadas en construc ciones corrientes y alin en edificaciones de armazon de madera. Cada tipo de construccion afecta la ocupacion de oficinas de manera diferente porque el fuego se comporta de manera di ferente en cada una. Esta discusion y sus ejemplos se limitan a las construcciones incombustibles y resistentes al fuego porque son las mas comunes. Ellector debe entender que, en otros tipos de construcciones la disponibilidad de combustible de la propia estructura puede aumentar la gravedad del incendio, disminu yendo en consecuencia la integridad potencial de la estructura mas rapidamente. Construccion Incombustible. En estas construcciones los ma teriales de la construccion no se queman, por 10 que proveen una mayor seguridad a los ocupantes. AI revisar las necesidades de seguridad humana de una ocupacion de oficinas en un edificio de construccion incombustible, el proyectista 0 inspector oficial debe preocuparse princlpalmente por la carga combustible de los contenidos, mobiliario y acabados interiores, y por los medios de egreso. Aunque tambien se debe evaluar el efecto potencial del incendio en la estructura, esto es generalmente mas facil de hacer que con los materiales de construccion combustibles. Construccion Resistente al Fuego. Las estructuras resistentes al fuego son similares a las incombustibles con la excepci6n de que el material 0 combinacion de materiales utilizados son in herentemente resistentes al derrumbe 0 falla debidos al fuego 0 a la propagacion del fuego. Estas caracteristicas ayudan a ga rantizar el tiempo suficiente para que las personas escapen y/o reciban otras formas de ayuda.
Acabados Interiores Brian L. Marburger es consultor de Kemper Insurance Companies, en Long Grove, Illinois.
Los acabados interiores son los diferentes tratamiento
esU~ticos
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
de la estructura que la hacen mas confortable para trabajar en ella y mas agradable a la vista. Los acabados interiores inclu yen materiales para cubrir paredes, techos y pisos, tales como pintura, papel de empapelar paredes, revestimientos de vinilo, artesonado, paneles acusticos, pisos de madera, baldosas de vi nilo, terrazo y alfombras. La principal medida de comportamiento ante el fuego de un acabado interior es la propagacion de las llamas. Esta es la capacidad del material de prop agar un frente de llamas a traves de su superficie. Los materiales de paredes y techos estan cata logados por clasificaciones relativas basadas en un valor de 100 dado por una muestra de roble rojo especialmente preparada. Los acabados de pisos se clasifican por la cantidad de energfa calorffica impartida a la superficie desde una fuente extema ne cesaria para sustentar la combustion; esto se llama flujo radiante crftico. Cuanto mejores sean las caracterfsticas de propagacion de las llamas, es decir, entre mas baja sea la clasificacion del material de paredes y techos, mayor proteccion para los ocu pantes debera asumirse. Es importante anotar que los fndices de propagacion de las lla mas se basen en pruebas de los materiales en condiciones contro ladas y con materiales de refuerzo especfficos. Debe esperarse que un papel de colgadura montado sobre un panel de yeso se com porte de manera diferentes a uno instalado sobre ladrillo 0 bloques. Un punto muy importante pero que a menudo se ignora es que los materiales de acabados interiores tambien son combus tibles. Cuando los materiales son relativamente delgados (por ejemplo, dos capas de pintura 0 una capa de revestimiento de vi nilo), el combustible adicional puede ser insignificante. Gene ralmente, los materiales de revestimiento de paredes con un espesor de 0,91 mm eh8 de pulgada) 0 menos estan exc1uidos de cualquier criterio mfnimo. Pero cuando existen varias capas de revestimientos de paredes, alfombras, revestimientos de pisos u otros materiales, el riesgo y peligro cambian dramaticamente. No se debe asumir que un fndice bajo de propagacion de las lla mas por sf solo presenta una reduccion significativa del riesgo. Es importante comprender el impacto que este combustible adi cional tiene en todo el entomo.
Muebles y Otros Contenidos Los muebles y otros contenidos constituyen la mayor parte de la carga combustible potencial en una ocupacion de oficinas. Para efeCtos de esta discusion, los mobiliarios incluyen escritorios, si llas, sofas y archivadores. Durante los ultimos arros, ha habido muchos cambios en los muebles que se usan en las oficinas. Hace tiempo, los escritorios y sillas eran generalmente de madera. Despues de popularizo el metal y actualmente podemos encontrar cualquier combinacion de madera, metal, termoplasticos y plasticos espumados. Ade mas, el uso creciente de computadoras tambien ha aumentado la carga combustible. Las ocupaciones de oficinas se consideran un riesgo menor que las ocupaciones industriales u otras que manejan materiales peligrosos. Sin embargo, esta percepcion algunas veces con funde la familiaridad con la seguridad. La cantidad en kilos por m 2 (lb/pie2) de carga combustible en las ocupaciones de oficinas puede ser una fuente significativa de peligro, aunque no haya
materiales peligrosos involucrados. Ademas, algunos materia les relativamente benignos pueden tener caracterfsticas de com bustion (tales como la intensidad pica de calor cuando estan completamente envueltos en llamas) comparables a las de algu nos materiales peligrosos. El proyectista y el inspector oficial del codigo deben tener conocimiento de las caracteristicas de los materiales en el edifi cio, como materiales de construccion, materiales de acabados interiores y materiales de los mobiliarios. Cada uno ofrece un nivel de proteccion y un nivel de peligro; sus efectos combina dos influyen en el riesgo. Sin entender el comportamiento po tencial del fuego en una ocupacion de oficinas, no podremos comprender su efecto potencial sobre las personas.
CARACTERfsTICAS DE LA OCLIPACION Los ocupantes de instalaciones de oficinas se caracterizan ge neralmente como personas despiertas, alertas, y familiarizadas con su entomo. Aunque este es el caso en la mayorfa de ofici nas, los proyectistas e inspectores del Codigo deben evaluar las caracterfsticas reales de cada ocupacion de oficinas, por ejem plo, los consultorios medicos 0 clfnicas de pacientes extemos, en las cuales una minorfa de ocupantes conoce el entrono. En las ocupaciones de oficinas, no se debe generalizar. Los siguientes tres ejemplos de diferentes condiciones de ocupacion destacan la necesidad de que los proyectistas e inspectores evaluen las condiciones reales de los ocupantes.
Servicios de Apoyo Normalmente se encuentran servicios auxiliares en las ocupa ciones de oficinas. Cada uno ofrece un reto para el analisis del impacto potencial del fuego porque estas areas de servicio pre sentan sus propios riesgos, por ejemplo, las cafeterfas, audito rios, imprentas, areas de almacenamiento, estacionamientos, pequerras tiendas de ventas al detal, y bancos 0 cooperativos. Las personas generalmente se reunen es estas areas a ciertas horas, con frecuencia en grandes concentraciones relativas a la carga de ocupacion general de todo el edificio. Muchas areas de servicio aumentan el potencial de ignicion debido a su actividad; por ejemplo, la cocina de una cafeterfa.
Guarderfas Infantiles Otro servicio creciente en las ocupaciones de oficinas son las guarderfas para nirros. Como cada vez hay mas familias en las que ambos padres 0 el unico padre trabajan, se estan haciendo mas comunes las guarderfas infantiles provistas por el emplea dor 0 las guarderfa diumas contratadas. Esto plantea problemas especiales: la edad de sus ocupantes, su falta de conocimiento del entomo, la movilidad y el hecho de que muchos de ellos duermen durante el dfa. Debe proveerse proteccion especial a estas guarderfas infantiles, incluyendo detectores de humo, pro teccion con rociadores recintos cerrados resistentes al fuego, ubicacion a nivel del terreno con acceso directo desde el exte rior y supervision suficiente por parte de los adultos.
CAPiTULO 3
Minusvalidos Otro segmento de alto riesgo de la poblacion en ocupaciones de oficinas son los minusvaIidos. Existen requisitos especiales para el acceso y acomodacion de los minusvalidos, 10 mismo que una conciencia mayor del gran ntimero de personas con alguna clase de limitaciones que pueden afectar su respuesta ante un incen dio. Las discapacidades cubren una amplio campo, incluyendo la vista, la oido, y la movilidad. Una discapacidad puede ser tambien temporal 0 transitoria, por ejemplo una pierna rota. Las discapacidades pueden aumentar el tiempo necesario para aler tar a las personas 0 el tiempo necesario para salir de forma se gura de un area 0 del edificio. Los proyectistas 0 inspectores deben tener en cuenta la presencia de personas con diseapacida des eonocidas u ocultas al evaluar el sistema de seguridad hu mana de una ocupacion de oficinas.
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Ocupaciones de oficinas
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zado de computadoras, equipos de fax, copiadoras, impresoras y otros, y la compra de sistemas de telefonos para oficinas y edi ficios. Tambien se debe considerar el valor dellucro cesante y otros costos por interrupcion de los negocios, incluyendo la ocu pacion de una oficina ~emporal y una reduccion de la producti vidad de los empleados durante la restauracion del local. Los proyectistas e inspectores deben observar cuidadosa mente la ocupacion de oficinas para evaluar los combustibles exi stentes y posibles fuentes de ignici6n. De ese modo puede predecirse el imp acto del incendio en la ocupaci6n y en los ocu pantes. Los modelos por computadora y otras herramientas de ingenieria pueden traducir las caracteristicas fisicas de la ocupa cion y sus ocupantes en una descripcion cronologica del desar rollo del incendio y sus efectos sobre las personas y la propiedad.
MEDIOS DE EGRESO ESCENARIOS POTENCIALES
DE INCENDIO
El diseno de proteccion contra incendios de una instalacion de terminada debe comenzar teniendo en cuenta las caracteristicas de los incendios mas probables y del incendio mas grave que podria presentarse en la ocupacion. Esto puede hacerse estab leciendo eseenarios potenciales de incendio para usar como base para el analisis.
Fuentes de Ignici6n Entre las principales fuentes de calor para la ignici6n accidental estan los sistemas de distribucion electrica, equipos de calefac cion portatiles 0 fijos, otros electrodomesticos, operaciones con sopletes y otras funciones de mantenimiento, los fosforos y en cendedores, y productos para fumar. EI proyectista y el inspec tor de los codigos deben saber donde estan las fuentes potenciales de ignicion y donde pueden estar expuestas a com bustibles potenciales.
Incendio Premeditado Una de las causas principales de incendios en ocupaciones de oficinas no es accidental; es un incendio premeditado. La pre vencion de incendios premeditados es, en parte, conocer la ofi cina y a quienes podrian desear causarle dano, como la competencia, empleados descontentos, clientes contrariados, 0 propietarios con problemas economicos. Pero el incendio pre meditado es mas frecuente que ocurra por motivos menos di rectos, como perturbacion emocional, as! que es importante reforzar los controles y medidas de seguridad, como los servi cios de limpieza, para reducir los objetivos atractivos para los posibles criminales. Ademas, la importancia de los incendios premeditados destaca los limites de la prevencion de incendios como estrategia, de manera que tambien sea necesario tomar medidas de proteccion despues de la ignicion. La avaluaci6n de un riesgo de incendio en una ocupacion de oficinas puede subestimarse facilmcnte, debido al uso generali
Al analizar un escenano de incendio potencial y escoger las es trategias para manejar lOS resultados del analisis, es conveniente pensar en terminos de los principales grupos de medidas de pro teccion contra incendios. Aqui se discutiran los medios de salida. Sin embargo, antes de evaluar las necesidades de los medios de egreso, primero debe establecerse un objetivo: cada ocupantes deberia poder llegar a un lugar segura desde cualquier sitio en el edificio sin sufrir dano grave por eI fuego durante su recorrido. Durante mucho tlempo, este objetivo se alcanzaba eva cuando a los ocupantes del edificio cuando se detectaba un in cendio. Cuando los edificios comenzaron a hacerse mas grandes y altos, esto se hizo poco practico. La poblacion de algunos edi ficios de gran altura es del tamano de un pequeno pueblo y su evacuacion total podria tardar horas. Tampoco tiene sentido trasladar a las personas des de el piso 40 de un edificio en res puesta a un pequeno incendio en el cuarto de basura del piso 60, especialmente si cl fuego esta siendo controlado 0 extinguido por un sistema de rociadores automaticos. Es posible que las personas con impedimentos gravcs de movilidad no tengan esta opcion sin ayuda. Un metodo para establecer un nivel aceptable de proteccion contra incendios para las personas en un incendio es la aplica cion de la norma NFPA 101. Esta provee orientacion sobre las cargas de ocupacion, distribucion de las salidas, capacidad de las salidas, distancias de recorrido de las salidas, 10 mismo que gufas para el diseno de pue.rtas, escaleras y materiales de acaba dos interiores. NFPA 101 reconoce las diferencias entre los edi ficios existentes y las nuevas construcciones y provee diferentes disposiciones para cada uno. De hecho, todos los c6digos y nor mas tienen clausulas equivalentes para no excluir los enfoques solidos de ingenieria que produzcan resultados iguaJes 0 sirnila res. EI inspector de los codigos debe conocer la aplicacion de estas clausulas de equivalencia.
Evacuaci6n Total En una evacuaci6n total, las personas deben poder salir del edi ficio antes de que las condiciones se hagan insostenibles. El cre cimiento del incendio, el aumento de temperatura y la producci6n de productos toxicos de la combustion deben ser cal
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
culados. Luego, debe calcularse el tiempo necesario para eva cuar el edificio. La diferencia entre el tiempo de evacuacion y el tiempo en que se alcanzan condiciones insostenibles es el tiempo permitido para la detecci6n del incendio, notificar a los ocupantes, y la reacci6n de estos. Debe elegirse un sistema de alanna, ya sea manual 0 auto matico, teniendo en cuenta el tiempo disponible para notificar a los ocupantes. En la mayoria de las ocupaciones de oficinas es suficiente un sistema manual de alanna, sin embargo, el disefia dor y el inspector deben conocer las condiciones que justifican el uso de un sistema automatico de detecci6n y alarma de in cendio. Si se provee protecci6n de rociadores automaticos, el disefiador debe aprovechar esta circunstancia y usarla como dis positivo de iniciacion de alarma.
Alternativas para la Evacuaci6n Total Si no se planea la evacuacion total, es necesario garantizar que las personas puedan lIegar a un area de seguridad relativa antes de que la situaci6n se torne insostenible. Esto generalmente se logra con una combinaci6n de cuatro estrategias. Traslado. Deben calcularse las condiciones del incendio y el tiempo necesario para la salida. Luego se escoge una zona re lativamente segura. Este puede ser un proceso de disefio por tanteos porque las condiciones calculadas del incendio y la ca pacidad de la estructura para resistir el fuego afectan donde las areas probablemente sean mas seguras. Ademas, las personas debe ser capaces de lIegar a esas areas en un tiempo razonable. Otras estrategias de salida 0 protecci6n para los ocupantes son similares a las de su traslado e incluyen la defensa en el lugar, evacuacion por etapas, y la utilizacion de salidas hori zontales. Defensa en e) Lugar (in situ). Las estrategias de defensa en el Iugar se usan generalmente en ocupaciones sanitarias donde no es facil trasladar rapidamente a los pacicntes. Aunque no cs la opcion preferida en las ocupaciones de oficinas, su cxistencia debe ser tenida en cuenta y entendida. Evacuaci6n por Etapas. La evacuaci6n por etapas puede ser de diferentes maneras. Una es la evacuaci6n total por etapas donde sc notifica a los ocupantes del piso incendiado, y, despues de un tiempo determinado, se notifica a los demas ocupantes. Esto permite que aquellos en el piso del incendio tengan la primera oportunidad para escapar. Las personas en areas mas alejadas del incendio empiezan a evacuar un poco despues. Otro metodo de evacuaci6n por etapas es el uso de zonas blin dadas donde las personas pueden buscar refugio temporal hasta que puedan evacuar. Estas zonas plantean varios interrogantes: 1. (,C6mo se debe blindar la zona? La resistencia al fuego no es suficiente. La ventilaci6n y presurizaci6n son crfticas para mantener un ambiente sostenible cuando la zona esta expuesta a las condiciones posteriores a una combustion subita generalizada (flashover) 0 desplazamiento de humo. 3. "Cmintas personas van a usar la zona? Se ha sugerido que estas zonas sean utilizadas por las personas minusvalidas.
Con la creciente poblaci6n de ocupantes con discapacida des de movilidad en las ocupaciones de oficinas, un nfunero minimo de estos ocupantes debe ser capaz de protegerse de forma segura en estas zonas. 4. "Como van a ser utilizadas estas zonas por las personas? La Unica respuesta es la practica. Si se proveen estas zonas, deben incluirse en el plan de evacuacion de incendios del edificio. Esto siguificaria que estas areas intermedias tie nen poca utilidad para las personas que no estan familiari zadas con el edificio. 5. "Como van a abandonar eventualmente el edificio estas personas? Estas zonas no deben considerarse como luga res para esperar hasta la extincion del incendio. General mente, las personas deben abandonar el piso del incendio. Estas areas, si se proveen, deben ser adyacentes a las esca leras 0 ascensores de manera que los bomberos 0 guardia nes de incendios del edificio puedan ayudar a las personas a trasladarse a otras zonas de seguridad relativa. El uso de este tipo de areas intermedias requiere mucha pla nificaci6n, practica, mantenimiento y coordinacion. Infortuna damente, son de muy poca utilidad para las personas que no estan familiarizadas con el edificio y sus caracterlsticas. Por 10 tanto, un metoda preferible serfa establecer la forma de proteger a los ocupantes con muy poca 0 ninguna instruccion especial. En el efecto potencial y efectividad de las zonas interme dias (llamadas tambien areas de refugio) para ocupantes minus validos, la total protecclon con rociadores automaticos (debidamente disefiados, instalados y mantenidos) ofrece a los ocupantes suficiente seguridad sin tener que salir realmente del piso. Si el sistema de rociadores utiliza rociadores de respuesta nipida, probablemente los ocupantes del edificio no se percata n'm del riesgo. Salida Horizontal. Otro metodo de evacuacion por etapas es a traves de salidas horizontales. Se pueden proveer salidas hori zontales subdividiendo la edificacion con muros 0 tabiques re sistentes al fuego. Las personas que pasan a traves de las puertas de estas paredes se trasladan a un area de seguridad relativa. En algunos casos, la misma salida horizontal puede proporcionar suficiente proteccion para la evacuacion, mientras que en otros, la salida horizontal puede usarse para proporcionar protecci6n suficiente a los ocupantes por etapas, dando as! mas tiempo para la evacuaci6n total 0 asistida, como en el caso de personas con incapacidad. El control del fuego es importante tanto en el traslado como en la evacuacion por etapas. Para asegurar el exito de la estra tegia de salida 0 protecci6n de los ocupantes, el crecimiento del incendio y los productos de la combustion deben mantenerse al minimo. Esto puede hacerse de varias formas. El combustible puede ser limitado; la geometria del recinto, controlada; y la ventilaci6n de las areas del incendio, limitadas. Un metodo efectivo probado para controlar del crecimiento del fuego y la produccion de hurno es por medio del uso de rociadores auto maticos. Por 10 tanto, cuando se requiere usar la estrategia de traslado 0 evacuaci6n por etapas, el edificio debe estar prote gido con rociadores automaticos, aunque las condiciones espe cfficas evidenciaran las proteccion real necesaria.
CAPiTULO 3
ILUMINACION DE LAS SALIDAS
Los medios de egreso deben estar continuamente iluminados mediante un sistema de iluminaeion confiable. Esto, por 10 ge neral, significa espaciar los artefactos de alumbrad y proveer energia primaria y de emergencia para garantizar un nivel de ilu minacion de por 10 menos 1 pie-bujia (10 lux), medidos a nivel del piso. Puede proveerse energia de emergeneia de varias formas: baterias, inversores, generadores, subestaeiones en edifieios se parados con conmutadores de transferencia automaticos, y redes de distribucion de emergencia. EI concepto detras de la energia de emergencia para iluminaei6n de las salidas es asegurar que el recorrido de salida este iluminado si un incendio en el edificio interrumpe la fuente primaria de energia. Como una falla total de electricidad en el edificio raramente ocurre al mismo tiempo que un inccndio, es suficiente tener solo una de las fuentes de ener gia de emergencia reeomendadas. Sin embargo, podrian ser ne cesarias otras disposiciones del disello, dependiendo de las condiciones locales especificas y la contiabilidad de los servi cios publicos.
ROCIADORES AUTOMATICOS Segun se estableeio, la proteceion con rociadores autornaticos puede aumentar el nivel de seguridad humana en las ocupacio nes de negocios. Desde el punto de vista de la seguridad hu mana, los rociadores limitan el crecimiento del fuego y la producci6n de humo, aumentando as! el tiempo disponible para la salida de las personas. Si estan disefiados con este fin, los ro ciadores automaticos tambien podran mantener las condiciones en la proximidad del incendio a un nivel sostenible. Otra raz6n por la que deben tenerse en euenta los roeiado res es la proteccion de la propiedad. La capaoidad de extincion del cuerpo de bomberos puede estar limitada por problemas de personal, suministros de agua, 0 altura del fuego por encima del nivel del terreno. Si los bomberos deben rescatar ocupantes, su capacidad disminuye. A rnedida que el valor de la propiedad y su comision aumentan notablernente, un negocio tipico no puede permitirse esta exposicion potencial. La actualizaci6n de los sistemas de rociadores se esta ha ciendo mas £lieU con el uso de materiales especiales tales como tuberfa liviana de acero, tubos de cobre, y de plastico. Ademiis, los rociadores pueden instalarse seguramente en edificios cu biertos por pulverizaci6n con asbestos incombustibles a traves un proceso de encapsulaci6n y control local.
EDIFICIOS EXISTENTES Las ocupaciones de oficinas en edificios existentes plantean va
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Ocupaciones de oficinas
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rios problemas desde d punto de vista de la seguridad humana. Muchas no Henan los requisitos de los codigos, norm as 0 prac ticas de disefio de las construcciones nuevas. La pregunta no debe ser, "l.Cumplen los ocupantes?". Mas bien deberiarnos preguntar, "l.Se cumple el objetivo de protecci6n para los ocu pantes?". En este caso, la proteccion de los ocupantes no debe ria ser diferente a la que se ha discutido anteriormente. El objetivo es conducir a las personas haeia un area relativamente segura antes de que las condiciones se vue Ivan insostenibles. La diferencia es que los edificios existentes restringen la estrategia de protecci6n. Se pueden utilizar varios recursos para ayudar a encontrar soluciones a los problemas de egreso en edi ficios existentes. La NFPA 101 tiene un capitulo aparte para ocupaciones de oficinas existentes. Las estipulaciones de ese capitulo son si milares a las de edificlOs nuevos, pero reflejan la necesidad de aceptar aquello que no puede cambiarse debido a su costo, siem pre que exista un nivel razonable de seguridad. Otrareferencia utIl es la NFPA lOlA, Guia SobreEnfoques Altemativos de fa Proteccion de fa Vida, que incluye un capitulo sobre Sistemas de Evaluaci6n de Protecci6n contra Incendios (FSES) para ocupaciones de oficinas. EI FSES es un sistema de medici6n que compara el nivel de seguridad provisto por una disposicion de protecclOnes diferentes a aquellas especiflca das en NFPA 101 con d nivel de seguridad provisto en un edi ficio que esta de acuerdo con los detalles del c6digo. Existen otros metodos analiticos que pueden ser utiles en la evaluaci6n de los riesgos para la vida humana en una ocupacion de oficinas existente. Estos incluyen calculos manuales y mo delos de pronostico de incendio computarizados. En cualquier caso, el proceso es el misrno, determinar la exposici6n al fuego, el tiempo disponible para una salida segura, y el tiempo necesa rio para salir. Es necesario menc lonar una clase especial de edifieios exis tentes: los edificios hist6ricos 0 de relevancia arquitect6nica. La sociedad impone restncciones adicionales a estas estructuras, como la manera en que deben hacerse las reformas. Aqui se debe determinar y comunicar cuidadosamente la conservaci6n hist6rica y los objetivos de seguridad hurnana. Estos objetivos no son necesariamente contradictorios. Generalrnente se re quieren tecnicas de di~efio innovadoras y soluciones de inge nieria basadas en el desempefio.
BIBLIOGRAFIA C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, normas y priicticas recomendadas de la NFPA provcera infonnacion adicional sobre las ocupaciones de oficinas discutidas en este capitulo. (Ver la ultima version del Catiilogo de la NFPA para la disponibilidad de la ediciones actuales de los sigu ientes documentos) NFPA lOl®, Life Safety Code®
NFPA lOlA, Guide on Alternative Approaches to Life Safety
Catherine L. Stashak
ste capitulo trata sobre las ocupaciones para ensefianza, las cuales se definen generalmente como estructuras donde se reUnen seis 0 mis personas para recibir ins truc ci6n, y las ocupaciones de guarderias, que se defmen general mente como ocupaciones donde cuatro 0 mas c1ientes reciben cuidados, manutenci6n y supervisi6n por parte de personas dis tintas a sus parientes 0 guardianes legales, menos de 24 horas al dia. Este capitulo describe la naturaleza de los ocupantes de las instalaciones para la ensefianza y guarderias 10 mismo que los riesgos y conceptos de seguridad humana de acuerdo con cada tipo de ocupaci6n.
E
racteristicas fisicas de las instalaciones. Generalmente, las re gulaciones sobre ocupaciones para ensefianza se basan en las ca pacidades de los ninos de tercero a octavo grado, con disposiciones especiales para ninos menores. Los ocupantes de escuelas secundarias obtienen seguridad adicional debido a que TABLA 11.4.1 Incendios estructurales en propiedades para ensefianza y guarderias, promedios anuales 1994-1998
Ocupacion
OCUPACIONES PARA ENSENANZA Son ejemplos de ocupaciones de ensefianza las escuelas, acade mias y otras instalaciones cuyo prop6sito es primordialmente educativo aunque sus estudiantes pueden ser de edad preescolar. Colegios superiores y universidades estan exc1uidos de las ocu paciones para ensefianza. Estudios recientes de los grupos para c6digos modelo han definido las ocupaciones para ensefianza como lugares donde asisten estudiantes para recibir instrucci6n por mas de 12 horas semanales 0 mas de 4 horas al dia, hasta el grade 12. Esta definici6n exc1uye las instalaciones donde la ins trucci6n es inherente a otro tipo de ocupaci6n. En esos casos, se aplican los requisitos de la ocupaci6n predominante. Son ejem plos de las instalaciones excluidas. • Salas 0 recintos dentro de lugares de culto utilizadas para la ensenanza religiosa mientras se realizan sen'icios religiosos en el edificio. • Salas 0 recintos usados para fines extracurriculares como ensenanza de piano, de baile, y c1ases de artes marciales. E1 problema de incendios en ocupaciones para ensefianza y guarderias en los Estados Unidos se ilustra en la Tabla 11.4.1.
Naturaleza de los Ocupantes Las personas en ocupaciones para ensefianza varian en su capa cidad para manejar una situaci6n de emergencia, dependiendo de su edad y condiciones mentales y fisicas, al igual que las caCatherine L. Stashak es ingeniero senior en Schirmer Engineering Corporation, Deerfield, Illinois. Es directora de Comite Tecnico de la NFPA Sobre Ocupaciones para Ensefianza y Guarderias:
Escuelas secundarias Escuelas elementales Escuelas intermedias Escuelas de parbu los 0 jardin infantil Escuela no residen cial sin clasificar 0 de tipo desconocido Universidades 0 co legios mayores a Internados U otras escuelas residenciales Escuelas de comer cio 0 negocios Propiedades para ensenanza no clasificadas 0 de tipo desconocido Guarderias infantiles de diab
Dano directo a la propiedad Civiles Civiles (millones Ineedios muertos heridos de dolares) 2300 1500
0 0
60 30
24,2 21,1
1100
0
30
7,7
200
0
3
1,1
600
0
7
4,4
800
0
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8,8
5
9,1
9
4,4
400
400
0
200
0
300
0
1,9
5
1,6
Nota: Estos son incendios informados a los cuerpos de bomberos municipales de Estados Unidos y por 10 tanto excluyen los incendios informados unicamente a las agendas federales 0 estatales 0 a las brigadas de incendio industriales, EI numero de incendios han sido redondeado hasta la proxima centena. las muertes y lesiones hasta la pr6xima unidad, y los dafios directos a la propiedad hasta los pr6xi mos cien mil d6lares, Las sumas pueden no igualar los totales debido a errores de aproximacion. Los dafios no se ajustaron por inflaci6n, 81ncluidos en esta tabla pero no en otras tablas estadisticas de este capitulo blncluidos en las tablas estadisticas pero no dentro del espacio de este capitulo. Fuente: Estimados nacionales basados en encuestas de NFIRS Y NFPA
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
el diseno de seguridad contra incendios esta basado en las capa cidades de ninos de menor edad. Los ninos menores que los de tercer grado requieren consideracion especial debido a su capa cidad limitada 0 incapacidad para desplazarse por las escaleras o para evacuar en una emergeneia. Como hay riesgo de que los nifios mas pequenos sean atropellados por los estudiantes ma yores en las escaleras, la mayorfa de codigos requieren que los estudiantes del jardin infantil y primer grado sean alojados a nivel de descarga de la salida para facilitar la evacuacion. Los estudiantes de segundo grado general mente son restringidos a un piso por encima del nivel de desearga de la salida en razon a su capacidad limitada de movimiento. La nonna NFPA JOl@, Codigo de Seguridad Humana, pennite que los estudiantes mas pequenos usen habitaciones 0 areas ubicadas en pisos mas altos que el primero 0 segundo cuando esten provistos de medios in dependiente de egreso destinados para uso de los ninos mas pe quenos. EI Codigo reconoce que estos estudiantes mas jovenes, con la ayuda de maestros y empleados, pueden usar escaleras y rampas eficientemente si no tienen que competir con estudian tes mayores, mas grandes y mas rapidos.
Consideraciones de Diseno Las escuelas de un solo piso, en las que cada salon tiene salida dirccta al exterior, presentan el diseno mas conservador para la seguridad humana. Sin embargo, la economia con frecuencia impone otros disefios que tambien pueden hacerse seguros curn pliendo con ciertos principios de diseno que se mencionan en otra parte de este capitulo. La necesidad de acomodar estudiantes discapacitados fisica y mentalmente dentro del personal general de las escuelas es un heeho reciente que afecta el diseno de las escuelas. Se debe tener en cuenta el acceso y la salida de estos estudiantes proporcio nando instalaciones tales como ascensores, salidas horizontales y areas de refugio en los edificios de varios pisos. Se deben tomar medidas y disposiciones para usar los ascensores u otros medios especiales para evacuar a estos estudiante. Es importante que el cuerpo de bomberos local este enterado de cualquier dis posicion especial para evacuar estudiantes discapacitados, ya que esto puede cambiar el enfoque de los esfuerzos de rescate.
Diseno de Planes Flexibles y Planes Abiertos Los conceptos de diseno de planes flexibles y planes abiertos utilizados en las escuelas a veces difieren de los disenos con vencionales en que las paredes son desmontables y se pueden quitar facilmente sin necesidad de un gran trabajo de recons truccion. La habilidad para reubicar facilmente las paredes de acuerdo a las necesidades cambiantes de la educacion es valiosa, pero deben inc1uirse consideraciones adecuadas de proteccion contra incendios en su planeacion. Los edificios de plan abierto delinean espacios y corredores usando aditamentos removibles y tabiques bajos [generalmente la altura maxima es de 1,5 m (5 pies)J. Aunque este disefio pro porciona gran flexibilidad, reduce la seguridad contra incendios de edificios al omitir elementos que puedan confinar el fuego y el hurno a un solo compartimiento mas pequefio, el tiempo sufi
ciente para pennitir la evacuacion. El factor de compensacion es la capacidad de los ocupantes para observar toda el area por en cima de los tabiques de baja altura y presurniblemente detectar cualquier incendio en su etapa incipiente. Como los ocupantes estas despiertos y alertas, su facultades naturales sirven como de tectores de fuego y humo. La deteccion temprana deberfa hacer posible la pronta evacuacion y extincion del incendio.
Colegios Mayores y Universidades Los requisitos para ocupaciones de ensenanza no se aplican a co legios mayores (Colleges), universidades 0 niveles de educacion mas aHa del grado 12 Se presume generalmente que los estu diantes de estos grados son capaces, por su edad, de un compor tamiento adulto. Para mayor infonnacion sobre colegios y universidades, ver la Seccion sobre "Ocupaciones de Oficinas".
Riesgos de la Ocupacion Ocupacion Mixta. Con frecuencia existe mas de un tipo de ocupacion dentro de una institucion de ensenanza. En una si tuacion de ocupacion mixta, debe garantizarse que las estipula ciones de seguridad humana y contra incendios para todas las ocupaciones se cumplan. Es importante proveer suficiente pro teccion para evitar que una ocupacion para ensefianza este ex puesta a los riesgos de otras ocupaciones en el edificio. Areas y Disposiciones Peligrosas. Las areas tales como talle res vocacionales, laboratorios, salones de economia domestica, cocinas, areas de almacenamiento, y escenarios deben estar se paradas de las ocupaciones para ensenanza. Usualmente, los muros y puertas c1asificadas como resistentes al fuego propor cionan el grado de protecci6n necesario a menos que el riesgo sea grave, en cuyo caso tambien pueden requelirse sistemas au tomaticos de extinciOn. No se debe guardar ropa, efectos personales, y otros mate riales combustibles en los corredores. Si hay sistemas automa ticos de deteccion 0 supresi6n para proteger los corredores, 0 si se usan casilleros metaiicos, la ropa y efectos personales pueden guardarse en los corredores. Los casilleros metalicos no deben reducir el ancho requerido para la salida. Los trabajos de arte preparados por los ninos y materiales de ensenanza adheridos directamente a las paredes no deberian cubrir mas de 20 por ciento del area de la pared. Es aconsejable no solamente limitar la cantidad de material que se exhibe, pre parado por los ninos, sino tambien evitar colocar estos materia les cerca de las puertas de acceso a las salidas de la habitacion. Como la combustibilidad de los trabajos de arte no puede ser controlado efectivamente, la cantidad, en tenninos de porcen taje del area general de la pared cubierta, se debe regular para evitar crear una superficie combustible continua que propague la llama por todo el cuarto.! Se debe evitar colgar pendones en los corredores a menos que cumplan los requisitos de resistencia al fuego dados en NFPA 701, Metodos Normalizados de Pruebas de Fuego para Propagacion de la Llama de Textiles y Pellculas. Como estas frecuentemente obstruyen las senales de salida, se deben considerar los problemas asociados con col gar los pen dones antes de autorizar su uso.
CAPiTULO 4
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Ocupaciones para ensefianza y guarderfa
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Conceptos de Seguridad Humana Medios de Egreso. No hay substitutos para las vias de acceso a las salidas, salidas y descargas de las salidas correctamente di sefiadas. Los requisitos de las distancias del recorrido y restric ciones de los corredores sin salida son de especial importaneia en las oeupaciones de ensefianza debido a la naturaleza de los ocupantes. Es importante que se provean dos salidas separadas remotas en cada pi so, que sean accesibles desde todos los sitios de todos los piso y mezanine. Tambien son importantes los ce rramientos de las salidas apropiados para evitar la contamina cion por hurno 0 calor. Deben tomarse precauciones para evitar quc los corredo res se vuelvan insodtenibles. Es de practica comtin, la cons truccion de corredores clasificados como resistentes al fuego, generalmente con clasitlcacion de 1 hora. Si el techo del corre dor es un conjunto que tambien tiene una clasificacion de resis tencia al fuego de I hora (cuando se prueba como una pared), normalmente se permite que las paredes terminen en el techo del corredor. NFPA ]01 no requiere que los lavabos esten sepa rados de los corredores, siempre que esten separados de todos los otros espacios por paredes con calsifcacion de resistencia al fuego no inferior a 1 hora como se muestra en la Figura 1l.4.1. Tambien son necesarios los controles de puertas adecuados para proteger el corredor. Aunque muchos codigos requieren puertas autocerrantes en los corredores, las necesidades opera cionales las hacen impracticas en muchas escuelas. Por 10 tanto, es necesirio entrenar al personal para asegurar que las puertas sean debidamente cerradas en el momento adecuado, tal como en la evacuacion durante una alarma de incenmo. Adicionalmente, se requiere que los corredores de acceso a las salidas tengan un ancho no inferior a 1,8 m (6 pies) sin im portar la capacidad requerida de la salida. El proposito de un corredor de 1,8 m (6 pies) es permitir que dos filas de estu diantes se trasladen simultaneamente con suficiente espacio para la supervision por parte de maestros 0 monitores. Los co rredores cortos que sirven solamente a una 0 dos habitaciones podrian justificar la consideracion de reducir el ancho reque rido. NFPA ]0] es muy especifica accrca de las proyecciones limitantes como surtidores se agua potable, muebles 0 casille ros en los corredores. NFPA 10] requiere la instalacion de ventanas de tamafio es pecial para uso de los bomberos en rescates (Figura 11.4.2). Se requiere una de estas ventanas en cualquier habitacion de tamafio superior a 76 m2 (250 pies2) que pueda ser ocupada por estudian tes, a menos que el edificio este protegido por un sistema de ro ciadores automaticos supervisado. El requisito de dimension mInima permite a los estudiantes escapar a traves de la ventana y a los bomberos que usan aparatos de respiracion autonomos pc netrar en la habitacion con el fin de efectuar un rescate 0 extinguir el fuego. Estas ventanas deben ser accesibles pars el personal del cuerpo de bomberos, pero no se requieren mas arriba del tercer piso ya que las escaleras sobre el suelo de los bomberos normal mente no pueden alcanzar estas ventanas. La NFPA 101 requiere que las estructuras mas altas esten protegidas con rociadores, 10 cual elimina totalmente la necesidad de ventanas de rescate. No se permite considerar los toboganes, escaleras mecani cas, escaleras de escape de incendio, y puertas giratorias como
Salon de elases
Salon de ciases
Lavabo
Corredor
lJ
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FIGURA 11.4.1 Lavabo abierto at corredor permitido
Area ;>: 0,53 m2
Abertura libre requerida
VI
Piso Area
iDO to
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~. AI
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'I
?:: 50,8 em (20 pulg.) Abertura libre requerida
E () N
VI
Piso
FIGURA 11.4.2 Criterio dimensional minimo para rescate y ventilacion
medios de egreso aceptados para una ocupacion de ensefianza. Herrajes de Escape. En edificios existentes, se requiere herra jes antipanico 0 herrajes de escape de incendios en las puertas de salida que puedan cerrarse con Have 0 picaporte cuando 8ir
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
ven un area con carga de ocupaci6n de 100 0 mas. En cons trucciones nuevas, estos dispositivos deben colocarse sobre cualquier puerta que pueda cerrarse con lIave 0 picaporte dentro de los medios de egreso requeridos cuando sirven un recinto 0 area con carga ocupacional de 1000 mas. NFPA 101 solo re qui ere herrajes antipanico 0 herrajes de escape de incendio en las puertas de salida y no en todas las puertas de egreso. En nin gUn caso se permiten cadenas 0 candados en las puertas de sa lida cuando el edificio esta ocupado. Si estos dispositivos de seguridad se usan cuando el edificio esta vacio, deben tomarse medidas para retirarlos a satisfacci6n de las autoridades locales.
Sistemas de Alarma. Generalmente, las escuelas requieren un sistema de alarma manual como minimo (Tabla 11.4.2). Debido al vandalismo en las escuelas, los sistemas de alarma de incen dio a veces tienen que ser desconectados 0 inhabilitados para evitar que las falsas alannas intencionales interrumpan el pro ceso de aprendizaje. Los cambios recientes en algunos codigos permiten anular las estaciones manuales de alarma si se man tiene comunicaci6n en ambos semtidos en todos los salones y existe una central atendida permanentemente por un empleado donde se pueda hacer sonar la alarma. En edificios de escuelas con un solo salon de clases, usual mente no se requieren sistemas de alarma de incendio. Como sucede con las areas de diseno abierto y flexible; se puede ob servar toda el area y, por 10 tanto, se detectarfa un incendio en su etapa incipiente. Debe mantenerse una distancia minima de se paraci6n de 15 m (50 pies) entre la edificaci6n de un solo sal6n de clases y cualquier otra estructura. Entrenamiento del Personal y Simulacros de Escape de In cendios. Las ocupaciones para ensenanza deben desarrollar pla nes de emergencia en conjunto con el cuerpo de bomberos local. Se debe informar al cuerpo de bomberos local sobre el plan de la escuela relacionado con la evacuaci6n de estudiantes disca pacitados que no puedan protegerse por sf mismos. Las areas de refugio (como 10 requiere NFPA 1010 laAmericans with Disa bilities Act Accessibility Guidelines, 0 cualquier ley estatal sobre accesibilidad) deben ser identificables desde el exterior de ma
nera que el personal del cuerpo de bomberos pueda llegar a estas areas. Los simulacros ±recuentes de escape de incendios son cru ciales para lograr una respuesta adecuada de los ocupantes du rante una emergencia. Los simulacros deben incluir la asignaci6n de personal 0 estudiantes mayores para que sosten gan las puertas abiertas en la linea de marcha 0 cerrar las puer tas cuando sea necesario para evitar la propagacion del fuego 0 hurno; registrar los cuartos de bano y otros salones; dar cuenta de todos los oeupantes si es posible; y para realizar una evacua cion rapida, calmada y ordenada del edificio 0 reubieaci6n a areas de refugio. Los simulacros de escape de incendios deben realizarse no menos de una vez al mes cuando el edificio esta abierto para ocupacion. En climas donde el invierno es severo, la mayoria de los simulacros deben llevarse a cabo antes de que comience el mal tiempo. Esto garantiza que los empleados y es tudiantes entiendan el procedimiento del simulacro de incendio. Los simulacros no deben anunciarse y deben realizarse a diferentes horas del dia, tarde, 0 noche; durante los cambios de cIases; cuando la escuela esta reunida; y durante perfodos de re ceso y gimnasia. Esto es para evitar la diferencia entre los si mulacros y situaciones reales de incendio. Como los simulacros simulan una situaci6n real de incendio, se debe usar el dispositivo de senal de alarma para que los ocupantes reco nozcan la senal y reaccionen apropiadamente. EI entrena miento repetitivo en los simulacros de incendio benefician't a los estudiantes cuando 61 0 ella se encuentren en otro tipo de ocupacion. Cuando se active una alarma de incendio en otra ocupacion, los estudiantes deberan reconocer la senal y reac cionar adecuadamente. No debe permitirse que los ocupantes busquen su ropa des pues de que suene la alarma, debido a la confusion que resulta rfa al formar filas y el peligro de enredarse en las prendas que puedan estar arrastrando.
OCUPACIONES DE GUARDERiA Ejemplos de ocupaciones de guarderfa incIuyen ocupaciones
TABLA 11.4.2 Caracteristicas de proteccion contra incendio en incendios de estructuras de propiedades para fa ensefianza notificados a cuerpos de bomberos publicos. promedios anuales 1994-1998. Porcentaje de incendios en edificios con alarmas de humo u otras alarmas de incendio Porcentaje de incendios en edificios que tienen alarmas de humo u otras alarmas de incendio cuyos dispositivos estaban en buen estado de funcionamiento Porcentaje de incendios en edificios con alarmas de humo u otras alarmas de incendio en funcionamiento (resultado de las dos primeras estadisticas) Porcentaje de incendios en edificios con sistemas de extincion automatica Muertes por cada 1000 incendios con sistemas de extincion automatica presentes Muertes por cada 1000 incendios sin sistemas de extincion automatica presentes Disminuci6n de muertes por cada 1000 incendios cuando los sistemas de extincion automatica estaban presentes Perdidas promedio por incendio cuando habia sistemas de extincion automatica presentes Perdidas promedio por incendio sin sistemas de extinci6n automatica Disminucion en las perdidas por incendio cuando habia sistemas de extincion automatica presentes Fuente: Calculos nacionales basados en encuestas de NFIRS y NFPA.
65,8% 79,2% 52,1% 23,9% 0,0 0,0
NA $2802 $12912 78,3%
CAPITULO 4
para el cuidado de adultos, excepto cuando fonnan parte de una ocupacion sanitaria; ocupaciones para guarderias de ninos; ho gares de dia; y escuelas de parvulos. En zonas donde las eseue las pllblieas ofrecen programas para jardin infantil de medio dia solamente, muchas ocupaciones de guarderias para ninos ofre een clases de preescolar aprobadas por el estado para ninos que necesitan cuidado todo el dfa. Como estas clases nonnalmente son inherentes ala ocupacion de guarderia, se deben cumplir los requisitos de la ocupacion de guarderfa. La definicion de ocu pac ion de guarderia tambien excluye las ocupaciones de guar derias que son inherentes a otras ocupaciones En tales casos, se aplican los requisitos de la ocupacion predominante. Son ejem plos de instalaciones que no se inc1uyen: Salas ubicadas dentro de lugares de culto religioso utiliza das como guarderia infimtil 0 para supervision de ninos 0 edu cacion religiosa mientras se realizan servicios religiosos en el edificio. Salas usadas para el cui dado temporal de ninos durante las actividades recreativas de corta duracion del pariente 0 guardian del nino, por ejemplo, en un gimnasio.
Naturaleza de los Ocupantes Las instalaciones para guarderias han sido tradicionalmente aso ciadas con el cuidado de ninos y en consecuencia se considera ban historicamente ocupaciones de ensenanza. Cambios sociales recientes han indicado una necesidad de extender la definicion de las instalaciones para guarderia con el fin de incluir a los an cianos. Ya que muchas lirnitaciones fisicas que se aplican a los nifios tambien se aplican a los adultos mayores, este enfoque pa rece logico desde el punto de vista de la proteccion contra in cendios y la seguridad humana. Los criterios de disefio para estas instalaciones deben enfocarse menos en la clasificacion por grupo de edad y mas en la capacidad de los clientes para la evacuacion y de la habilidad de los miembros del personal para evacuar a los c1ientes. Esta estrategia es usada en los cap1tulos de NFPA 101 sobre asilos y centros de acogida residenciales. NFPA 101 emplea el termino capaz de cuidar de sf mismo, que se define como la habilidad de un cliente para evacuar una ocu pacion de guarderia sin la intervencion directa de un miembro del personal. Es el proposito de NFPA 101 clasificar a los nifios menores de 24 meses como incapaces de cuidar de SI mismos. Los nifios mayores de 24 meses deberian ser capaces de despla zarse por las escaleras sin caer de rodillas y tam bien de seguir instrucciones. Otms ejemplos de incapacidad de autoproteccion de nifios y adultos podria ser el hecho de estar limitado a una silla de ruedas u otras incapacidades fIsicas, y los clientes que no pueden seguir instrucciones ni tampoco a un grupo hasta el ex terior debido a enfennedades mentales 0 desordenes de com portamiento. Los ejemplos de intervencion directa de los miembros del personal incluyen conducir a un cliente empu jando su una silla de ruedas, 0 guiarlo tomandolo de la mana 0 por contacto fisico continuo. Un metoda comUn de evacuacion de nifios es colocar varios infantes en una cuna y empujarla fuera de la instalacion. En consecuencia, la movilidad del cliente es una consideracion importante en el desarrollo de los requisitos de seguridad humana. Se deberia reconocer que algIIDas instalaciones de guarde
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Ocupaciones para enseffanza y guarderia
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rias funcionan 24 horas al dia para cui dar a las personas que de penden de otras que trabaja de noche. Estas iDstalaciones pre sentan un riesgo mayor porque sus ocupantes podrian estar donnidos cuando se inicie un incendio. Se requiere que los em pleados de las guarderias esten despiertos y, sin embargo, siem pre es posible que algunos miembros del personal se encuentren donnitando cuando ocurra una emergencia. Por tanto, las insta laciones para guarderias que operan de noche requieren especial atencion.
Requisitos de Construcci6n NFPA 101 describe nuevas limitaciones de ubicacionlconstruc cion. La Tabla 11.4.3 muestra estos requisitos.
Riesgos de las Ocupaciones Ocupaciones Mixta. Algunas veces, existe mas de un tipo de ocupacion dentro de una instalacion de guarderia. Una guarde ria podria considerarse un guarderia en casa, durante el dia (ocu pacion de una guarderia pequena; vcr la seccion sobre hogares de dia), ubicado en un edificio de apartamentos, 0 un centro cor porativo de guarderfa dentro de un edificio de oficinas. En casos de ocupaci6n mixta, debe tenerse cuidado de que se cumplan todas las disposiciones contra incendios y de seguridad humana. Es importante proveer suficiente protecci6n para evitar que una ocupaci6n de guarderia se exponga a los riesgos de otras ocu paciones en el edificio. Areas y Disposiciones Peligrosas. Las areas de almacena miento y salas de calderas y homos deb en estar separadas de las ocupaciones de guarderfa. Generalmente las paredes y puertas resistentes al fuego proveen el grado de proteccion necesario a
TABLA 11.4.3 Ubicaci6n de instalaciones de guarderias y fimitaciones del tipo de construcci6n Ubicaci6n de la guarderia
Edificio con rociadores
1 piso por debajo del nivel de des-carga de la salida (LED) Nivel de descarga de la salida 1 piso por encimadel LED 2 6 3 pisos por en-cima del LED >3 pisos por encima del LED pero no a gran altura A gran altura
Si
Cualquiera tipo que no sea III (200) Y V (000)
No
Cualquier tipo
Si No Si
Cualquier tipo I (443), I (332), II (222) Cualquier tipo distinto a III (200), IV (2HH), y V (000) I (443), I (332), /I (222) 0 /I (111 )
Si
Si
ripo de construcci6n permitido
I (443), I (332), 0 II (222)
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S ECCION 11
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
menos que el riesgo sea grave, en cuyo caso pueden requerirse tambien sistemas de extinci6n automaticos. No se debe guardar ropa, efectos personales, u otros mate riales combustibles en los corredores. 8i hay sistemas automa ticos de deteccion y extincion para proteger los corredores, 0 si se utilizan casilleros metaJicos, la ropa y efectos personales pue den guardarse en los corredores. Los casilleros metalieos no de berian reducir el ancho requerido para la salida. Los trabajos de arte preparados por los ninos y materiales de ensenanza fijados direetarnente sobre las paredes no deben eubrir mas del 20 por dento del area de la pared. Es aeonse jable no solamente Iimitar la cantidad de material preparado por los ninos que se exhibe sino evitar coloear estos materia les cerca de las puertas de acceso a las salidas del salon. Como la combustibilidad de los trabajos de arte no se puede contro lar eficazmente, la cantidad, en terminos de porcentaje de area general de la pared cubierta, debe regularse para evitar crear una superficie combustible continua que propague la llama por todo el salon. Debe evitarse col gar pendones en los corredores a menos que llenen los requisitos de resistencia al fuego dados en NFPA 701, Metodos Normativos de Pruebas de Fuego para Propagacion de la llama de Textiles y Peliculas. Como mu chas veces se obstruyen los avisos de salida, se deb en consi derar los problemas asoeiados con colgar pendones antes de autorizar su uso.
Conceptos de Seguridad Humana Medios de Egreso. No existen substitutos para los carninos de aeceso a las salidas, salidas y descargas de las salidas. Los re quisitos de las distancias de recorrido y restriceiones de eorre dores sin salida son de especial importaneia en las ocupaciones de guarderias por la naturaleza de los ocupantes y la menor ve loci dad de la evacuaci6n. Los cerramientos adecuados de las sa lidas son importantes para evitar la contaminacion por humo y calor. Los requisitos de los medios de egreso para ocupaciones de guarderias no difieren mucho de las ocupaciones para ense nanza con excepcion de que no se requieren eorredores de 1,8 m (6 pies). 8e requieren ventanas de rescate como en las ocupa ciones para ensenanza y la informacion sobre el tema se en cuentra en los parrafos sobre ocupaciones para la ensefianza. Aunque la capacidad del personal para ayudar y participar en la evacuacion es parte del paquete de seguridad humana para ocupaciones de guarderia, la relaci6n obligatoria personal cliente ha side eliminada porque, desde el punto de vista de las autoridades locales, es muy dificil hacer eumplir las relaciones. La mayorfa de requisitos estatales para licencia incluyen rela ciones personal-cliente; los requisitos adicionales se consideran como un esfuerzo duplicado. 8e deben tomar precauciones para evitar que los corre dores se vuelvan insostenibles. Es una practica eomun el uso de la construcci6n de corredores resistentes al fuego, gene ralmente con clasificacion de resisteneia de I hora. 8i el teeho dcl corredor es un conjunto tambien tiene una c1asifi eaei6n de resistencia al fuego de I hora (cuando se prueba como pared), normalmente se permite que las paredes termi nen en el techo del corredor. Como en las ocupaciones para ensenanza, NFPA 101 no requiere que los lavabos esten se
parados de los corredores. Herrajes de Salida. Cualquier puerta dentro de los medios de egreso reqneridos de un area con carga de ocupacion de 100 0 mas deben tener herrajes antipanico 0 herrajes de escape de in cendio si esmn dotadas de cerradura 0 pestillo. Debe anotarse que el requisito para herrajes antipanico 0 herrajes de escape de incendio tiene eomo base la carga de ocupaci6n total del area servida y no la capacidad requerida de la puerta. En ningitn momenta se permiten cadenas 0 candados en las puertas dc sa lida cuando el edificio esta oeupado. Sistemas de Alarma de Incendios. Los requisitos de alarma de incendio son mas severos en las oeupaciones de guarderias por que se toma mas tiempo para evacuar a los clientes y porque los clientes podrian estar durmiendo. En las instalaciones de guar derias que consisten en mas de una habitacion, se requicre de tectores de humo para proporcionar una adverteneia temprana a los clientes y empleados que no esten en el cuarto del incidente. Esta notificacion temprana es especialmente importante en cen tros que tengan clientes incapaces de cuidar de si mismos 0 clientes que esten dormidos. En los centros de guarderias alhojados en un sal6n, usual mente no se requieren sistemas de alarma de incendio. Puede observarse toda el area y por 10 tanto un incendio se descubriria en su etapa incipiente. La notificacion al cuerpo de bomberos local es parte im portante del plan de seguridad hurnana. Cuanto antes lleguen los bomberos allugar, mas pronto pueden ayudar a la evacuaci6n de los clicntes. Entrenamiento del Personal y Simulacros de Escape de In cendios. Igual que en las ocupaciones para ensefianza, los si mulacros de escape de incendios son una funcion crucial tanto para los empleados como para los clientes. Pautas para los si mulacros de escape de incendios se encuentran en los parrafos sobre ocupaciones para ensenanza.
Guarderias en Casas NFPA 101 proporciona los requisitos para guarderias mas pe quenas. Una guarderia en cas a se define eomo una ocupaci6n de guarderia que dene mas de 12 clientes. Las guarderias en casa se subdividen en guarderias en cas a familiares con 4-6 clientes y guarderias en casa grupales con 7-12 clientes. Las estipula ciones de NFPA 101 rcconocen que una guarderia en easa dpico usualmente esta ubicado en un sitio residencial. Por esto, es di ficil hacer cumplir las disposiciones de protecci6n contra incen dio que son tan estrictas como en una ocupaci6n de guarderia de tamano real (que alberga mas de 12 clientes). Es importante que se curnpJa la relaci6n empleado-cliente mencionada en cl co digo. Las autoridades locales pueden no tener conoeimiento de la cantidad exacta dc guarderias en casa en sus jurisdicciones. Una madre de familia que desee ganar dinero mientras perma nece en su casa con sus propios bijos puede simplemente anun ciar vcrbalmente que esta dispuesta a cui dar nin~s. No tiene que notificar al cnerpo de bomberos, el cual tendra que verse las con muchos ninos pequenos cuando lIeguen a una cas a envuelta en
CAPiTULO 4
llamas. Las autoridades locales pueden enterarse de la existen cia de una guarderfa en casa solamente si el dueiio obtiene una licencia del estado.
BIBLIOGRAFIA Referencia Citada I. Cote, R. (Ed.), Life Safety Code Handbook, 6th ed., National
Fire Protection Association, Quincy, MA, p. 771.
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Ocupaciones para ensenanza y guarderia
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COdigos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguiemes c6digos, nonnas y pnleticas recomendadas de la NFPA proporcionanl informaci6n adicional sobre las ocupaciones para ensefianza y guardertas discutidas en este capitulo. (Vcr la ultima version del Catalogo de La NFPA para disponibilidad de las ediciones corrientes de los siguientes documentos.)
NFPA 45, Standard on Fire Protection for Laboratories Using Chemicals NFPA lotif;, Life Safety Coder.!: NFPA 701, Standard Methods ofFire Tests for Flame Propagation of Textiles and Films
Revisado por Thomas W. Jaeger
as ocupaciones penitenciarias y correccionales incluyen edificios e instalaciones donde las personas se encuen tran aisladas por cerraduras que no estan bajo su control. Dichas ocupaciones incluyen instituciones correccionales para adultos, instalaciones de detencion local para adultos, centros comunitarios residenciales para adultos, instalaciones de deten cion juvenil, centros comunitarios residenciales juveniles, es cue las juveniles de entrenamiento, centr~s comunitarios residenciales juveniles, campamentos de trabajo para adultos y juveniles, y centros de rehabilitacion contra el abuso de drogas para adultos y juveniles. Algunos hospitales psiquiatricos yasi los pueden tener dispositivos de seguridad similares, pero este capitulo esta dirigido solo a las instalaciones en las cuales el control de los movimientos se debe a consideraciones distintas a la salud. La seguridad en estas instituciones es de gran imp or tancia operacional y debe estar incluida en el proceso de diseiio de proteccion contra incendios. Las grandes instalaciones correccionales pueden contener otras ocupaciones, inc1uyendo ocupaciones industriales, tales como talleres vocacionales; ocupaciones de oficinas, como sa lones de c1ase y oficinas; ocupaciones para reuniones publicas, como comedores, auditorios y gimnasios; y ocupaciones de al macenaje, tales como bodegas. El proposito principal de los Ca pitulos 22 y 23 de NFPA 101©, Life Safety Code©, (C6digo de seguridad humana) es la parte residencial de las instituciones eorreccionales. Con excepcion del cerramiento de puertas, otros usos dentro de las ocupacionesns penitenciarias y correcciona les deben cumplir con el capitulo de la ocupacion apropiada de NFPA 101. Si se requiere cerramiento de puertas en estas ocu paciones, deben revisarse el Capitulos 22 y 23 de NFPA 101 como guia. Estos Capitulos permiten el cerramiento de puertas en otras areas si el personal esta disponible para destrabar las pu ertas de egreso. Se puede encontrar informacion adicional sobre seguridad contra incendios en instituciones correccionales en la Seccion 10, Capitulo 3, "Acabados Interiores"; Seccion 10, Capitulo 5, "Movimiento del Humo en Edificios"; y en los capitulos de la Seccion 9 sobre extintores portatiles.
L
Thomas W. Jaeger, P.E., es presidente y CEO de Gage Babcock & Associates, Consultores de Ingenieria de Proteccion y Seguridad con tra Incendios. I'll es presidente del Comite Tecnico sobre Ocupaciones Penitenciarias y CorreccionaJes.
CARACTERisTICAS DE LAS OCUPACIONES La mayor diferencia entre las ocupaciones penitenciarias y co rreccionales y otras ocupaciones residenciales, es que los ocu pantes no estan capacitados para llevar a cabo acciones relativas a gU autoproteccion hasta que alguien del personal abra las puer tas. Sin embargo, una vez destrabadas las puertas, los ocupantes pueden realizar estas acciones. El grade de cerramiento puede incidir de manera muy sig nificativa en el riesgo de los ocupantes. Por ejemplo, una insta lacion con solo dos cierres que pueden ser descorridos a control remoto con el fm de permitir que los ocupantes salgan del edi ficio a un patio controlado de ejercicios, generalmente, presen tara menos riesgo para los ocupantes que una instalacion donde se requiera tener que abrir 15 cerraduras con diez Haves dife rentes. Aunque el numero de cerraduras y el metodo para abrir las afectan el grado de riesgo para los ocupantes, el impacto de las operaciones es aun mayor. Por la naturaleza de la ocupa cion, existe cierta renuencia natural por parte del personal a abrir rapidamente las puertas hasta que haya suficiente personal y se guridad presentes. Esta caracteristica de operaci6n causa de mora en la iniciacion de apertura de las puertas. En los centros penitenciarios y correccionales general mente se encuentran cinco tipos de sistemas de cierre, denomi nadas "condiciones de uso" en NFPA 101, C6digo de Seguridad Humana, los cuales se encuentran ilustrados en la Figura 11.5.1 y se definen de la siguiente manera:
Condici6n de Uso I - Salida Libre En la Condicion de Uso I, se permite el desplazamiento libre desde las zonas de dormitorios y otros espacios accesibles hacia el exterior mediante vias de egreso que cumplen con las exi gencias de NFPA 101. Por ejemplo, un centro de trabajo vigi lado, donde las puertas no esten cerradas con Have, seria considerado de Condicion de Uso I. Esta permitido que las ins talaciones de Condicion de Uso I cumplan con los requisitos de las instalaciones de Condicion de Uso II 0 con los requisitos para la ocupacion residencial apropiada en NFPA 101. Como una instalacion de Condici6n de Uso I no tiene cerraduras en las puertas de los medios de egreso, este tipo de instalacion pueden ser tratado como una ocupacion residencial.
Condici6n de Uso II - Salida por Zonas En la Condici6n de Uso II, se permite el desplazamiento libre
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
dentro de compartimientos de humo individualcs, por ejemplo, dentro de una unidad resideneial eompuesta por dormitorios in dividuales y dentro del espacio de actividades de grupo, con sa lida de ese compartirniento de humo hacia otro compartirniento de humo mediante puertas liberadas a control remoto. Las puer tas exteriores pueden cerrarse manualmente. De nuevo, las puertas de las celdas pueden ser cerradas por el ocupante como se menciona en la secci6n de Condici6n de Uso II.
Condici6n de uso I
Condici6n de Uso IV - Salida Restringida
Condici6n de uso III
Condici6n de uso IV
con lIave
En la Condici6n de Uso IV d libre desplazamiento esta restrin gido desde un espacio ocupado. Se provee liberaci6n a control re moto para permitir el desplazamiento desde todos los dormitorios, espacios de actividades, y otras areas ocupadas dentro del com partimiento de hurno hacia otros compartirnientos de humo. Las puertas exteriores pueden cerrarse con Have manualrnente. La norma NFPA 101 permite que sean abiertas hasta un maximo de 10 cerraduras de liberaci6n manual para trasladar a todos los ocu pantes de un compartimiento de humo a un area de refugio para una Condici6n de Uso IV. Abrir las cerraduras de liberaci6n ma nual no puede requerir mas de dos Haves separadas, ye1 destrabe debe hacerse riipidamente igual que si se usara el control remoto.
Condici6n de Uso V - Confinado
Condici6n de uso V
FIGURA 11.5.1 Clases de restriccion, condiciones de uso I,
II, III, IV, Y V
del area de dormitorio y cualquier otro compartimiento de humo ocupado u otros compartimientos de humo, pero las puertas ex teriores estan cerradas. La puerta de una celda individual puede cerrarse con Have desde adentro por el ocupante y puede ser abierta por e1 mismo. La puerta de la eelda individual tarnbien puede ser cerrada con Have por el ocupante cuando sale de la celda. Esto se haee al gunas veces para proteger los bienes de los ocupantes cuando estan fuera de sus celdas, en trabajos asignados, por ejemplo.
Condici6n de Uso III - Salida Zonificada Restringida En la Condici6n de Uso III, se perrnite el desplazarniento libre
En la Condici6n de Uso V, esta restringido el desplazamiento libre desde el espacio ocupado. Se pro vee un dispositivo de li beraci6n manual en cada puerta controlado por los empleados para permitir el desplazamiento desde todos los dormitorios, es pacios de actividades, y otras areas ocupadas dentro del com partimiento de humo hacia otros compartimientos de humo. En la evaluaci6n del grado de cierre para determinar la Condici6n de Uso, es necesario considerar que todas las cerra duras operables, attn aqueHas que normalmente no se usan, pue dan ser cerradas.
PROBLEMAS DE INCENDIO Cada afio la NFPA analiza estadisticamente el problema de los incendios en instalaciones eorrecconales 1. La versi6n ampliada de este amilisis, que aparece en las Tablas 11.5.1, y 11.5.2, iden tifica las caracterfsticas comunes mas significativas de los in cendios en instalaciones correccionales y los agrupa en varias categorias. La mayoria de incendios en las instalaciones penitenciarias y correccionales son provocados 0 de origen sospechoso. Los motivos pueden incluir: 1 . Mayores posibilidades de escape 2. Dafio intencionado en protesta contra las condiciones exis tentes 3. Demostraci6n de fuerza durante un motin 4. Intento de suicidio 5. Distraer la atenci6n con otras actividades 6. Arrna
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En casi todos los incendios provocados los cuales la fuente de ignicion pudo ser identificada , el origen fue un f08foro, ma terial de fumar, 0 un encendedor de cigarrillos. Estas son las fuentes de ignicion mas facilmente disponibles para los reclusos. EI incendio tipico en los centr~s penitenciarios es de origen pro vocado (incendiario); se inicia en una celda, e involucra ropa de cama, basura 0 papeles.
ENFOQUE SISTEMATICO DE LA SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS EN CENTROS CORRECCIONALES Cuando se trata el problema de seguridad contra incendios en las instalaciones correccionales, es necesario referirse constante mente ados principios: seguridad para el publico y seguridad contra el fuego para los reclusos. La seguridad contra incen dios y la seguridad no son conceptos contradictorios, y en las instalaciones penitenciarios y correccionales no tiene que haber desequilibrio en el enfasis de ninguno de los dos. No se puede alcanzar proteccion absoluta contra incendios ni seguri dad absoluta si se consideran separadamente, mucho menos cuando se consideran juntas. EI enfoque sistematico busca guiar el amilisis y planeacion de la correccion para obtener un programa factible que alcance un nivel aceptable de proteccion dentro del objetivo de los codigos y normas aplicables y bue nas practicas de ingenieria, y que sea proporcional al nivel pre visto de seguridad. El enfoque sistematico para que la seguridad contra incen dios ayude a lograr estos dos objetivos mediante un anahsis de cada area de problema y la aplicacion de tecnologias disponibles. La seguridad contra incendios deberia ser un subsistema inte grado del disefio del edificio, construccion y funcionamiento. Este metoda de disefio de la seguridad contra incendios es cono cido como aproximacion sistematica 0 concepcion sistematica del disefio de la seguridad contra incendi08 de un edificio. Un sistema organiza las interacciones entre los componentes, de tal forma que, en conjunto, se pueda realizar una funcion predeter minada 0 alcanzar un objetivo especifico. EI uso de la aproxi macion sistematica requiere primero que las metas de seguridad contra incendios sean claramente identificadas. Estas metas de berian describir el nivel de proteccion que un edificio debe pro porcionar a sus ocupantes, contenido y actividades. y deberian ser cuantificadas cuando sea posible. Una vez que se hayan esta blecido estas metas de seguridad contra incendios, los metodos usados para lograrlas deberfan emplearse colectivamente para al canzar y mantener el nivel prescrito de seguridad. La aproximacion sistematica puede ser ilustrada por el sis tema simplificado de seguridad contra incendios para institu ciones correccionales.). Los cuatro objetivos del sistema simplificado de seguridad contra incendios son: Seguridad Humana: La proteccion de la vida es vital en cual quier situacion de incendio. Los ocupantes pueden estar prote gidos al proveer un lugar seguro donde refugiarse del fuego en el propio edificio 0 al proveer un recorrido seguro y disponible bacia el exterior.
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Proteccion de las Propiedades: La proteccion de una pro piedad tambit':n es importante debido a los altoscostos actuales de reposicion. Algunas zonas pueden ser consideradas mas im portantes que otras (por ejemplo un cuarto de control, frente a un almacen) y por 10 tanto deberan requerir mas proteccion. Limitacion del Tiempo Improductivo: Esto tiene que ver con facilitar la debida proteccion para limitar el dana de un incendio con el fin de que la zona afectada pueda ser rapidamente rea daptada para su utilizacion. Este es un problema critico ya que generalmente no hay instalaciones altemativas adecuadas dis ponibles para albergar y proporcionar servicios a los ocupantes desplazados. Seguridad: La funeion principal de una institucion correccional es mantener un cereD de seguridad y proteger al publico de los ocupantes. La seguridad contra incendios debe ser compatible con esta funcion. Estos objetivos se consiguen mediante una serie de me didas: (I) control de la ignicion, (2) control de los combustibles, (3) proteccion de los ocupantes, (4) deteccion y supresion, y (5) planificacion y entrenamiento. EI exito para alcanzar estos ob jetivos dependeni del exito que tengan las cinco medidas, y la re lacion entre el exito de las medida y el cxisto de los objetivos puede ser matematicamente eompleja. Sin embargo, en la prac tiea ninguna medida es suficiente por sf misma para conseguir los objetivos, de modo que 10 mas seguro es poner Jas cinco me didas en marcha. Para la medida de control dc la ignicion, por ejemplo, los metodos disponibles para reducir la ignicion incluyen: (I) con trolar los materiales para fumar, (2) controlar las fuentes de ig nicion electrica, y (3) controlar la mezcla de la poblacion de ocupantes para tratar de reducir los fuegos provocados. Debido a que las diferentes medidas no causan el mismo impacto en el ultimo nivel de proteceion contra incendios, el concepto de una proteccion equivalente, tambien conocida como intercambio y concesion mutua (tradeoffs), puede ser necesario. Por ejempio, bajo ciertas condiciones, la NFPA 101 autorlza materiales con un mas alto fndice de propagacion de llamas para ser utilizados como acabado interior. si bay previstos rociadores automaticos. El enfoque sistematico contribuye al analisis de todos los com ponentes en interaccion de un sistema de proteccion contra in cendios. Esta evaluacion debe inc1uir los costos iniciales, costos de funcionamiento y mantenimiento y el consiguiente impacto en las operaciones.
Control de la Ignicion EI control de la ignici6n significa una proteccion mayor y mas confiable de las fuentes de calor y la separacion de las fuentes de combustible. En una propiedad donde la mayoria de los incen dios son provocados, esto significa principalmente la elimina cion de las fuentes de calor innecesarias. Desafortunadamente, el control total de la ignicl0n es casi imposible de conseguir y, por 10 tanto, constituye la medida de defensa menos efectiva. Las fuentes de ignicion estan casi siempre disponibles ya que los ci garrillos y cerillas se encuentran, en la mayorfa de los casos, a disposicion de los reclusos, e incluso se admiten a veces apara
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
tos electricos en las celdas. Sin embargo, se debe realizar un es fuerzo para controlar las fuentes de ignici6n prohibidas 0 inne cesarias. En algunas carceles y prisiones esta prohibido fumar por razones de salud. Ademas, csto reduce los materiales para fumar como fuente de ignicion. Si furnar esta permitido, se pue den especificar ciertos tipos de encendedores 0 cerillas y se debe supervisar cuidadosamente el consurno global de energia elec trica. EI nlirnero y tipo de aparatos que producen calor, tales co mo tostadores, calientaplatos y calentadores de espacio debe ser controlado ser controlado pOf la adrninistracion para evitar la so brecarga de los circuitos. Si se pcrmiten aparatos electricos en las celdas, se debe instalar las tomas de corriente adecuados para evitar la utilizacion de cordones de extension.
Control de las Materias Combustibles El control de las materias combustibles significa el cono cimiento de los tipos, situacion y caracteristicas de las materias con posibilidades de combustion. Estos combustibles en poten cia pueden ser, entre otros, la estructura del edificio, los mate riales de acabado interior, y los contenidos combustibles tales como mucbles y efectos personales de los reclusos. Asumiendo que las fuentes de calor estanin disponibles, la probabilidad de incendios y la velocidad de crecimiento del fuego pueden ser controlados limitando el tipo, cantidad y disposicion de las ma terias combustibles existentes. Limitando la velocidad en la cual se desarrolla y propaga el incendio, reduce su irnpacto sobre la seguridad humana. Alcanzar el objetivo del control de los materiales combusti bles significa mantener la cantidad de estos materiales a nivel mi nimo, controlar el tipo de combustible, eliminando aquellos que puedan desarrollar fuegos de Hlpida expansion y separar estos ma teriales de las fuentes de ignicion existentes. Un metodo para con trolar estos combustibles puede consistir en la eliminacion de los mobiliarios altamente combustibles. Como los colchones. y la ropa de cama son las fuentes de combustibles mas facilmente dis ponibles para los reclusos, estos son los mas involucrados en los incendios. Estos son los mas frecuentemente involucrados un in cendio. Ciertos tipos de colchones de espuma de poliuretano pue den ser una fuente de combustible significativa en los incendios de centTos carcelarios debido al desarrollo rapido del fuego, alta liberaci6n de calor y produccion de hurno denso. Los colchones pueden ser fabricados para que sean re sistentes frente ala ignicion producida por cigarrillos, la cual es una fuente de ignicion de bajo calor. La "Flammability Standard for Mattresses 2" federal (Normas federales relativas a la in flamabilidad de los colchones), requiere que el colchOn resista la ignicion colo cando cigarrillos en 18lugares especificos. Esta prueba no incluye las sabanas 0 mantas sobre los colchones y no indica la resistencia a la iguicion frente a llamas abiertas, ni la intensidad del fuego resultante. Una serie de pruebas de colcho nes realizada por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos3 llego a la conclusion de que "los datos demuestran que los colchones que contienen espuma de poliuretano, cumplen facilmente con la norma federal 2 cuando los cigarrillos son la causa de la ignicion; sin embargo, dichos colchones representan un riesgo significativo cuando la fuente de ignicion es una llama abierta. Los colchones que contiene ell 00 por ciento de espurna
de poliuretano norrnalmente arden mas vigorosamente hasta que solo quedan pequefios residuos. En tales casos el fuego va acom pafiado pOf la expansion de grandes cantidades de hurno negro". En 1977 el National Bureau ofStandards (Oficina Nacional de Normas), actualrnente Instituto Nacional de Norrnas y Tec nologia, realizo unas pruebas de fuego de co1chones y expidio un inforrne4 que clasifica los co1chones en cuatro categorias de acuerdo con su seguridad (Tabla 11.5.1). Los libros, la ropa personal y demas etectos personales com bustibles permitidos en las celdas se deberian ser almacenados en armarios metalicos con puerta 0 en contenedores resistentes al fuego. Los elementos de decoracion combustibles deb en prohi birse a no ser que hayan sido tratados con productos retardantes de llama. Aunque raramente usadas, las colgaduras, cortinas y otros materiales de decoracion y aClisticos deberian ser incom bustibles 0 ignifugas segUn NFPA 701, Mitodos Norrnalizados de Ensayos de Fuego para Propagacion de la Llama de los Textiles y Peliculas Ignifogas. No hay un limite rru.iximo de combustion perrnitido en NFPA 101. El Codigo no provee un informe de ad vertencia sobre el manejo para controlar los combustibles. Los materiales de acabado interior pueden contribuir a ali mentar un fuego, pueden aceleran la combustion sub ita genera lizada dellugar y pueden provocar una propagacion muy rapida del incendio. No se debe utilizar materiales con un indice ele vado de propagacion de llama 0 que produzcan concentraciones peligrosas de humo 0 gases nocivos. Estos incluye materials plasticos para el acabado de paredes, carton de fibra, de arteso-
TABLA 11.5.1 Categorias de los co/chones de acuerdo con su seguridad
A
Colchones que no excedieron a ninguno de los criterios establecidos en la duraci6n de la prueba de 30 minutos. Este grupo incluy6 dos colchones tratados con algod6n en guata.
B
Colchones que tan s610 excedian el concepto de oscurecimiento por el humo. En esta categoria se examinaron dos colchones de neopreno.
C
Colchones que excedieron todos los criterios de validez pero no fueron causa de que toda la habitaci6n se viera envuelta en el incendio. Este grupo incluia tres colchones de nucleo de espuma de poliuretano y uno fabricado de mezcla de fibras. EI mejor desempeno de los colchones de poliuretano tuvo lugar un incendio en una carcel con multiples perdidas de vidas.
D
Colchones que excedieron todos los criterios. Entre los que habia uno de nucleo de espuma de latex de estireno-butadieno y uno de nucleo de espuma de pOliuretano. EI colch6n de latex se relacion6 con el incendio de una instituci6n sanitaria con multiples perdidas de vidas.
CAPiTULO 5
nado fino y de madera laminada sin tratar. Algunas alternativas de acabado interior con buenas caracteristicas contra el fuego son, por ejemplo, artesonados tratados para proveer clasifica ci6n nominal de acabado interior Clase A con una propagaci6n de llama de 25 0 inferior, acero pintado, cart6n de yeso 0 bloques de mamposteria.
La protecci6n de los ocupantes de un edificio significa propor cionarles seguridad humana en caso de incendio. Esto puede 10 grarse ya sea por evacuaci6n hacia una zona segura, 0 por defensa "in situ". Esta meta en la mis controvertida en el sis tema de seguridad contra incendios para las instalaciones peni tenciarias ya que ella "evacuaci6n" se interpreta frecuentemente por los responsables y empleados como un medio de "escape". Aunque esta afinnacion no es valida, es indiscutible que los me dios de egreso inciden directamente sobre la seguridad. En cuanto a la evacuacion de los reclusos, la mayoria de las instalaciones correccionales pueden agruparse en dos categorias de acuerdo con su disposici6n fisica. En el primer grupo se en cuentran las instituciones de mayor tamafio que tienen una zona exterior segura tal como un campo de fUtbol 0 un patio. Cabe la posibilidad de evacuar rapidamente a los reclus os del area de fuego hacia esta zona exterior y continuar manteniendo la segu ridad. En la segunda categorfa se encuentran las instalaciones de muchos pisos en ciudades intennedias y las instalaciones de ciu dades mas pequefias 0 condados y en los cuales no existe nin guna zona exterior separada que sea segura. En estos edificios no existe ningiln patio ni zona hacia donde se pueda evacuar a los reclusos manteniendo la seguridad, por 10 cual es necesario defender a los reclus os "in situ" en cas a de incendio. Evacuar a los reclusos hacia el exterior del perimetro de una instalaci6n es tanto un riesgo de seguridad para el publico en general como para el mismo incendio. Una ocupacion defendida "in situ", as! como una ocupacion que utiliza la evacuaci6n hacia un area de refugio segura, re quieren un medio confiable de salida. Exclusivamente en las instalaciones penitenciaria y correcccionales, debido a que algu nas poblaciones de ocupantes no pueden mezclarse con la po blaci6n general por razones de seguridad, con frecuencia se necesitan areas multiples y separadas de refugio tanto para las areas interiores como exteriores. Aunque se proveen medios para defender a los ocupantes "in situ", siempre se considera ne cesario proveer salidas confiables. De acuerdo con NFPA 101, esto quiere decir que se deben proveer dos salidas desde cada bloque 0 area de celdas, Las salidas deben estar alejadas entre sl de manera que un solo incendio no pueda obstruirlas a ambas. Ademas, las distancias de recorrido no deben ser mayores a las especificadas en NFPA 101. La Distancia de recorrido puede ser incrementada si el edificio esta dotado de rociadores. (La dis tancia maxima en centros penitenciarios y correcionales es de 46 m (150 pies) sin rociadores y 200 pies con rociadores.) El acceso a las salidas debe ser libre y sin obStrlicciones, y no debe ser tor tuoso. Un acceso a la salida que requiera un recorrido a traves de habitaciones 0 area que contenga un riesgo de incendio mayor que el usual de la ocupacion viola los principios de salida se gura. Los corredores ciegos no son convenientes porque un in
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Instalaciones penitenciarias y correccionales
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cendio en un corredor ciego entre una salida y un ocupante puede impedir que el ocupante alcance la salida. Los medios de salida requieren estar iluminados continuamente, y se debe proveer luz de emergencia. Las salidas y rutas que conducen a estas deben estar claramente marcadas. Sin embargo, la NFPA 101 perrnite la eliminaci6n de avisos de salida en areas de alojamiento de re clusos donde no se permiten visitantes. La razon de esto es que los reclusos no pueden salir hasta que alguien destrabe las puer tas y que los reclusos generalmente conocen la ubicaci6n de las puertas y 10 que hay al otro lado de la puerta.
Protecci6n de los Ocupantes
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Compartimentacion. La compartimentacion es un aspecto im portante de la protecclon de los ocupantes, ya sea que los reclu sos sean evacuados 0 defendidos en el lugar. La compartimentaci6n limita el numero de personas expuestas a un incendio. Las paredes, techos y pisos de los compartimientos deben ser resistentes al fuego. Las aberturas deben estar prote gidas con puertas autocerrantes a prueba de incendio. El grado de proteccion contra incendio que proveen estos elementos de pende del grado de riesgo que presenta la ocupaci6n, 0 su carga de combustible, y el tipo de construccion del edificio, por ejem pia, resistente al fuego versus combustible y su funci6n, tal como un muro de carga portante 0 un muro de carga no portante.
Control del Rumo. Controlar el humo significa controlar el tipo y la cantidad de materiales usados en la construcci6n del edificio y sus contenidos, y proveer un medio para limitar e'h movimiento del humo dentro del edificio. La dilucion, reduce . cion de la concentracion de humo por la introduccion de canti dades masivas de aire incontaminado en el edificio, no es siempre satisfactoria cuando se usa sola. E1 humo puede pro- . ducirse en tal cantidad que no seria posible obtener una diluci6n adecuada. EI uso y colocaci6n prudente de desfogues de aber tura automatica puede proveer alguna disminuci6n de humo y productos de la combustion en edificios pequefios de una planta. Sin embargo, el confinamiento del humo puede lograrse pro porcionando una barrera fisica, como un muro con puertas de cierre auto matico y compuertas para restringir el movimiento del hurno, y can el uso de una presion diferencial a traves de la barrera fisica para evitar que el humo penetre en el area no in cendiada. Los sistemas de calefaccion, ventilaci6n y aire acon dicionado (HVAC) del edificio pueden ser disefiados para proveer esta presurizaci6n. Las barreras fisicas solas general mente no son eficaces para controlar el movimiento del humo porque tienen muchas penetraciones, yel incendio, el HVAC del edificio, y/o las condiciones del clima crean presiones incontro ladas. NFPA 92A, Metodos Recomendados sobre Sistemas de Control de Humo, surninistra infonnacion sobre el disefio e ins talaci6n de sistemas de control de humo. Sistemas de Cierre. Como el objeto principal de los centros pe nitenciarios es la seguridad, son esenciales los sistemas de cie rre que sean confiables. Sin embargo, la imposibilidad de abrir las puertas ha jugado un papel importante en algunos de las mas graves tragedias por incendios en las correccionales. Cualquiera que sea el tipo de sistema de cierre, su funcionamiento debe ser confiable en emergencias, ya sea que la instalaci6n este dise fiada para evacuar a sus reclusos 0 para defenderlos en ellugar.
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
Las cerraduras con Have individual son las menos confiables por varias razones: tiempo requerido para abrir cada puerta, perdida de las Haves 0 rotura de una Have dentro de la chapa durante una emergencia, humo y calor que impidan la entrada al bloque de celdas, y la confusion deb ida al numero de Haves requeridas para liberar a los reclusos. Es importante que se limite el nUrnero de Haves necesarias para evacuar a los ocupantes hacia el exterior 0 a un area de re fugio para reducir la confusi6n. Ademas, todas las Haves nece sarias para la evacuaci6n deben estar marcadas a la vista y al tacto para identificaci6n rapida en emergencias.
Caso de Estudio: Incendios en las Carceles El factor principal en dos incendios fatales en la carcel fue la perdida del unico juego de Haves del area implicada en el in cendio, al inicio del incidente, combinado con la falta de un area de refugio segura donde los reclusos pudieran ser evacuados. Ambas instalaciones carecian de rociadores y una care cia de de tectores. En las dos instalaciones se mencionaron problemas de salida (en una, los dos medios de salida estaban muy cerca entre sf; en Ie otra, las saIidas estaban siempre obstruidas, sin sefiali zacion, y su numero era inadecuado). En otro incidente, se men ciono elalmacenamiento de co1chones de espuma en un cuarto sin protecci6n. 6
Sistemas de Deteccion y Extincion Los sistemas de detecci6n y extinci6n se encuentran en estrecha relaci6n con eI incendio, detectando su existencia, haciendo sonar la alarma para alertar a los ocupantes, evitando la propa gaci6n del fuego y asegurando su extinci6n. Para conseguir estos objetivos debe proveerse 10 siguiente: (1) un sistema de deteccion temprana de incendios, (2) un sistema confiable de alarma y (3) un sistema confiable de extincion del fuego. Existen tres fases distintas en la detecci6n y extinci6n de un incendio, cada una de las cuales puede ser realizada automatic a o manuahnente (ver Tabla 11.5.2). Los sistemas automaticos y manuales tambien pueden combinarse. Por ejemplo, puede pro veerse detecci6n mediante un sistema automatico de detectores de humo instal ados por toda la instalaci6n, con extinci6n manual a cargo del personal de la brigada de bomberos utilizando man gueras. Sin embargo, cualquier sistema que requiera una inter venci6n manual, implica la necesidad de tomar una decisi6n,
requiere tiempo para la intervenci6n humana, y requiere perso nal entrenado con el equipo adecuado para realizar el trabajo. El elemento hurnano es, en general, la parte menos confiable de un sistema de seguridad contra mcendios. La eficacia de los sistemas de detecci6n y extinci6n de pende de la velocidad de desarrollo del incendio y el tiempo que transcurre desde la ignici6n hasta la detecci6n y, eventualmente, el comienzo de las acciones de extinci6n. Si el combustible dis ponible puede producir un incendio de propagaci6n rapida, como sucede en las celdas acolchadas, el agente de extinci6n, nonnalmente el agua, debe aplicarse muy rapidamente despues de la ignici6n. Esto es muy dificil de lograr con medios rnanua les de extincion aun si existe un sistema de detecci6n temprana, tal como detectores automaticos de hurno. Los rociadores auto maticos proporcionan una deteccion y extinci6n de incendios mas confiable sin necesidad de intervenci6n humana. Con un sistema de rociadores autornaticos, la fase de extinci6n es prac ticamente simultanea con la detecci6n y alarma, condiciones muy dificiles de lograr mediante la supresi6n manual. Se han instalado rociadores y se siguen instalando con muy buenos resultados en las instituciones penitenciarias y correc cionales a 10 largo de los de Estados Unidos y Canada. Los ro ciadores control an el desarrollo del fuego, reduciendo asi la producci6n de calor y de hurno. Adernas, dan al personal de ser vicio ana mejor oportunidad para cornenzar las operaciones de rescate y extinci6n. Los rociadores automaticos pueden reducir los danos a la propiedad y limitar el tiempo de paralizacion. Ademas, presentan varias ventajas econ6micas: 1. Pueden reducirse las pnmas de los seguros con la instala ci6n d.e protecci6n de rociadores. 2. Muchos c6digos de construcci6n ofrecen concesiones cuando se utilizan rociadores, con 10 cual se reducen costos en la edificaci6n. 3. Los rociadores tambien pueden hacer que menos personas sean evacuadas, reducir la carga para la lucha contra incen dios manual, y, por su puesto, incrementar la seguridad. NFPA 101 requiere que se instalen detectores de humo en la zona de dormitorios de las ocupaciones penitenciarias y co rreccionales. Los detectores de hurno pueden causar falsas alar mas de emergencia. Sin embargo, en las zonas de aiojamiento, estos detectores pueden sonar en una ubicaci6n constantemente atendida, tal como una sala de control, y no se requiere que hagan sonar una alarma de evacuaci6n general ni que transmi tan la alarma al cuerpo de bomberos. Un sistema manual de
TABLA 11.5.2 Etapas de deteccion yextincion Etapa
Manual
Deteccion
Un recluso 0 un guardia detectan un fuego
Alarma
EI guardia transmite verbal mente la informaci6n a los demas guardias Los guardias utilizan extintores para extinguir el fuego
Extinci6n
Automatica Los detectores 0 rociadores detectan un fuego EI sistema de alarma contra incendios activa las alarm as audible y visible Los rociadores entran inmediatamente en acci6n
CAPiTULO 5
alarma de incendio tambien es requerido. NFPA 101 permite que las estaciones manuales sean cerradas siempre que el personal tenga las llaves. Ademas, el sistema de alarma deberia estar co nectado directamente al cuerpo de bomberos. La capacidad de supresi6n manual debe inc1uir extintores portatiles de incendio del tipo y numero adecuados, estaciones de mangueras de in cendio facilmente accesibles que puedan usar filcilmente los funcionarios de la correccional, y un medio para extender las mangueras a traves de las puertas dobles de seguridad 0 porti Hos (sallyports), de modo que las pue.rtas puedan seguir cerra das manteniendo la seguridad. Todos los sistemas de deteccion y supresion autom:itica y los equipos manuales deberan ser ins peccionados y probados regularmente.
Operaciones de Planificacion
y Adiestramiento La planificacion y adiestramiento supone llevar a cabo tanto la realizacion de practicas con los rec1usos y el personal como la planificacion de unos procedimientos de emergencia. Para con seguir este objetivo se usan los siguientes metodos: (1) forma cion y entrenamiento del personal, (2) formacion de los rec1usos, (3) establecer los procedimientos de emergencia y (4) ejercicios de conductas a seguir. La planificacion y el adiestramiento no necesitan inversiones muy elevadas, pero a cambio pueden brin dar resultados muy positivos en la reduccion de las consecuen cias de un incendio, mas particularmente en los sistemas que disponen de medios reducidos de lucha contra el fuego. Ade mas, la planificacion y el adiestramiento son importantes para mantener un nivel alto de seguridad durante un siniestro. Como la seguridad contra incendios es problema de todos, tanto el personal como los reclusos deberian participar en el pro gram a de seguridad. Cada tumo debe entrenarse para emergen cias minimo cada trimestre y todos los nuevos empleados deberian ser informados habitualmente sobre el plan de emer gencia de incendios. Los reclusos deben ser instruidos en los procedimientos de emergencia. Tambien debe facilitarse a los rec1usos un folleto con informacion sobre seguridad. Los programas de seguridad deben ser disenados en fun cion de las necesidades de la instalacion. Debe tenerse en con sideracion el tamafio y la antiguedad de las construcciones, la clasificacion de seguridad de los ocupantes, as! como su proxi midad al cuerpo de bomberos municipal. Todos los programas de adiestramiento tienen que incluir una descripcion breve de los fundamentos y evolucion del problema; como detectar, pre venirr y reducir los riesgos de incendio; informacion sobre la tecnologia de proteccion contra incendios disponible para apli car en la instalacion; el comando de adiestramiento para el per sonal y las brigadas de reclusos contra incendios; sistemas operativos de emergencia; e identificacion de los posibles pro blemas que puedan incidir sobre la seguridad contra incendios. Las brigadas de bomberos deben estar equipadas y prepa radas para hacer frente a una emergencia de incendio. Las fun dones y responsabilidades de cada brigada varian con el tamano de la instalacion y el tamano y ubicacion del cuerpo de bombe ros mas proximo, pero deben incluir la Hamada al cuerpo de bomberos, la protecion de la vida humana, y el suministro de supresion manual para controlar el fuego hasta la Ilegada de los
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/nsta/aciones penitenciarias y correcciona/es
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bomberos y el equipo de protecci6n. Cada edificio tiene que disponer de un plan de emergencia que indique las actuaciones de los empleados durante un incen dio. El plan ha de iniciar las Hneas generales que permitan eva luar la importancia del siniestro particular y coordinar las actuaciones de la brigada de incendios, de los bomberos, de los empleados y de los reclusos. Los planes de emergencia han de ser sencillos pero completos, especificos pero adaptabJes y han de poder llevarse a la practica sin problemas. La preparacion del plan puede realizarse en cinco etapas: 1. Definicion de los programas de proteccion contra incendios en el edificio que hay que proteger. 2. Determinacion de la seguridad fisica del Establecimiento. 3. Determinacion de los objetivos alcanzables por este plan para el mismo edificio, en caso de emergencia. 4. Determinacion de las posibilidades del edificio para con trolar una situacion de emergencia. 5. Definicion del papel de cada una de las partes implicadas, especialmente de la brigada de incendios y de los bombe ros municipales. 6. Pasar toda esta informacion a documentos eseritos. La brigada municipal de incendios tiene que intervenir en la elaboracion de este plan de emergencia y ha de ser informada de las condiciones del edificio, de su contenido y sus instalaci ones de lucha contra el fuego. Los departamentos que tengan dentro de su jurisdiccion un establecimiento penitenciario tienen que disponer de un plan propio en caso de emergencia.
BIBLIOGRAFiA Referencias Citadas 1. Aherns, M., The U.S. Fire Problem Overview Report: Leading Causes and Other Patterns and Trends, Prisons and Jails, NFPA Fire Analysis and Research Division, Quincy, MA, June 2001. 2. "Flammability Standard for .\1attresses," FF4-72, June 1973, U. S. Department of Commerce, Washington, DC. 3. "Resistance of Mattresses Containing Boric Acid Treated Cotton Batting to Open Flame Ignition," Journal a/Consumer Product Flammability, Vol.4, 1977,pp. 169-188. 4. "Combustion ofMartresses Exposed to Flaming Ignition Sources/Part I-Fuli-Scale Tests and Hazard Analysis," NBSIR 77-1290,1977, National Bureau of Standards, Washington, DC. 5. "Firesafety Bulletin on Penal Institutions," National Fire Protec tionAssociation, Quincy, MA, 1977. 6. Hall, J. R., Jr., et aI., Fire Code Inspections and Fire Prevention: What Methods Lead to Success, National Fire Protection Associ ation and the Urban Institute, Boston, MA, 1979.
C6digos, Normas y Pnlcticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes c6digos, normas y pnicticas recomendadas de la NFPA proporcionara informacion adicional sobre las instalaciones penitenciarias y correccionales discutidas en este capitulo. (Ver la ul tima version del Catalogo de la NFPA para la disponibilidad de edi ciones corrientes de 10 siguientes documentos.) NFPA 13, Standard/or
ln~tallation
o/Sprinkler Systems
Rev is ado por Daniel J. O'Connor
n el ambito de negocios actual, los servicios de salud, de atencion medica, y cuidados personales han evolucio nado de tal forma que hay una gran variedad de instala ciones y operaciones de negocios que brindan servicios de salud a la poblacion general. Como resultado, hay diferentes grados de riesgo entre las instalaciones que brindan atencion de salud y medica. Dentro de la NFPA 101®, C6digo de Seguridad Hu mana®, hay varios tipos de ocupaciones donde las personas pue den recibir algun tipo de servicio a la salud, medico 0 personal. Estas incluyen:
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Ocupaciones de cuidado de la salud Ocupaciones de cui dado ambulatorio de la salud Ocupaeiones de asilos Ocupaciones de negocios
Este capitulo esta enfocado a aquellas instalaciones que presentan los mayores riesgos debido a los impedimentos y/o incapacidad de los ocupantes para desplazarse. Especificamente, este capItulo trata sobre las ocupaciones de hospitales y ocupa ciones de atencion ambulatorias; sin embargo, se hace una dis cusion breve sobre ocupaciones de asilos, ya que hay diferencias importantes que deberian conocerse y tenerse en cuenta al apli car los requisitos de la NFPA 101. Las instalaciones de cuidado de la salud se usan para el tra tamiento 0 cuidado de personas que sufren de enfermedades mentales 0 fisicas 0 discapacidades y para el cuidado de nifios, convalecientes 0 de ancianos. Estas instalaciones proveen aco modaciones para dormir para los ocupantes incapaces de auto preservaci6n debido a discapacidades fisicas, mentales 0 por su edad. Algunos edificios que albergan este tipo de ocupantcs tie nen medidas de seguridad que limitan la libcrtad de movimiento. En los afios recientes se ha desarrollado instalaciones (co nocidas como centros de atenci6n medica ambulatoria) para pro veer tratamiento medico ambulatorio. Aunque los pacientes pueden recibir anestesia general u otro tratamiento que los hace incapaces de auto-preservacion, no son alojados durante la noche. Los ocupantes muestran algunas caracteristicas de las personas de las ocupaciones de negocios y algunas caracteristi cas de las personas en centros de salud. En afios recientes, ha ocurrido un aumento considcrable en una de las ocupaciones relacionadas con el cuidado de la salud: los asilos. Estas instalaciones se conocen comUnmente como
centros residenciales asistidos, centros de cuidado personal, etc. Las instalaciones de asilo brindan cui dado personal a los ocu pantes en un ambiente residenciaL La capacidad de los resi dentes para responder a una amenaza de incendio difieren mucho de los pacientes en hospitales. La proteccion correspon dicnte a centros de salud se dcberia aplicar solamente cuando las instalaciones eumplen la dcfinici6n de instalaci6R-de cuidado de la salud en la NFPA H)I. En muchos centros la presencia de ~edicos que proveen diagn6stico y tratamiento a los pacientes puede sugerir que la instalaci6n es una ocupacion de hospitaL Ese puede no ser el caso, porque la mayona de consultorios medicos y centros de maternidad estin clasificados como ocupaciones de negocios cuando cumplen las definiciones y criterio defmidos en la NFPA 101. Cuando los consultorios medicos proveen solamente aten ci6n a paeientes externos y estAn separados fisicamente de insta laciones que contienen Areas de tratamiento y cuidado de pacientes internos, esos consultorios se pueden clasificar como ocupaciones de negoclOs, aunque esten asociadas con las opera ciones y administraci6n de una ocupaci6n de cuidado de la salud. Ademas, en afios recientes ha habido un incremento im portante en las instalaciones conocidas como centros de mater nidad. Estas instalacJOnes no presentan los riesgos asociados con ocupaciones de cuidado de la salud ya que estan proyecta das para brindar un volumen bajo de servicio para mujeres sa ludables en edad de ser madrcs y a sus familias, capaces de evacuar en caso de incendio. Estas instalaciones deberian cum plir las definiciones de centro de maternidad y ocupacion de ne gocios que se da en la NFPA 101; de 10 contrario la instalacion puede ser una ocupacion de hospitalizacion. Este eapitulo describe las caracteristicas y ricsgos de in cendio de las ocupaciones de cui dado de la salud; especifica mente las caracteristicas del ocupante hospitalario y las caracteristicas de protecci6n contra incendio que deberian pro veer todas las ocupaciones de cuidado de la salud. Informacion adicional relacionada con instalaciones con el cuidado de la salud puede encontrarse cn Seccion 10 Capitulo. 3, "Acabados Interiores"; Seccion II Capitulo I "Ocupaciones para Reuniones Pub1icas" y Secci6n 11 Cap. 20 "Proteccion del Equipo Electronico".
CARACTERISTICAS DE OCUPACION Daniel J. O'Connor, PE., es vicepresidente de Schirmer Engineering Corporation en Deerfield, Illinois y presidente de Comite Tecnico sobre Ocupaciones de cuidado de la salud de la NFPA.
Los ocupantes de centros de cui dado de la salud presumible mente son incapaces de auto-prcservaci6n. Un porcentaje im
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
portante de ocupantes de hospitales y asilos son incapaces de evacuar por sf mismos 0 tienen movilidad pero no son capaces de percibir una amenaza de incendio 0 de uua reacci6n racional. En la mayoria de los hospitales modemos hay tres tipos de cuidados: (1) ambulatorio, (2) generales y (3) cuidado inten sivo. Con las instrucciones adecuadas, a menos que el calor 0 el humo sean intensos, los pacientes ambulatorios pueden ponerse a salvo. Los pacientes de cuidados generales pueden ser trans portados en camillas 0 sillas de ruedas con alguna dificultad; generalmente es posible el movimiento horizontal 0 algunas veces vertical, aunque no la evacuaci6n independiente. Los pa cientes de cuidados intensivos posiblemente estanin conectados a dispositivos de mantenimiento de la vida, haciendo muy difi cil el transporte aun a distancias cortas y la evacuacion casi im posible sin poner mas en peligro las vidas de estos pacientes. Los ocupantes de sanatorios van desde residentes geriMri cos que pueden evacuar con poca ayuda hasta residentes coma tosos 0 letargicos que requieren supervision estrecha y cuya evacuaci6n es muy dificil. EI residente de los sanatorios actua les es menos ambulatorio y requiere mas atenci6n medica que los residentes de hace 10 anos. Al aumento significativo de cen tros de vivienda asistida ha hecho que un residente de los sana torios intermedios tipicos de ayer sea residente de vivienda asistida de hoy. La NFPA 101, ampliamente utilizada para establecer los re quisitos minimos de proteccion contra incendios de la vida en las instalaciones de cuidado de la salud, establece el criterio ba sado en los siguientes principios generales: • Construccion resistente al fuego • Subdivisi6n de espacios, conocida como compartimenta cion • Protecci6n de aberturas vertic ales • Provision de medios de salida adecuados • Provision de marcacion de salidas, iluminacion de salidas y energia electrica de emergencia • Limites en el uso de materiales de acabados interiores • Dispositivos de alarma de incendios • Control del movimiento del humo • Protecci6n de areas peligrosas • Protecci6n adecuada del equipo de servicios del edificio • Control de las cargas combustibles • Caracteristicas funcionales La proteccion total contra incendios para protecci6n de la vida es mas necesaria en centros de atencion a la salud que en otras ocupaciones. Al mismo tiempo, las salidas son un poco menos importantes. El primer principio para el disefio de un centro de atenci6n a la salud debe ser que la seguridad no debe depender totalmente en ninguna proteccion individual.
FUENTES DE IGNICION En 1994-1998, los elementos del fumador, tanto los productos de tabaco encendidos como implementos usados para encender los, y los actos incendiarios y sospechosos representaron 75 por
ciento de las muertes y 45 por ciento de lesiones en instalacio nes de cuidado a enfermos, y 54 por ciento de las muertes y 33 por ciento de lesiones en instalaciones de atencion a adultos ma yores. Estas causas dominan totalmente el aspecto de ignicion del problema de seguridad humana en estas instalaciones, aun que otras causas, especialmente fallas en los sistemas de distri bucion de electricidad, aparatos electricos y otros equipos, tambien son importantes en los dafios a la propiedad. Cada vez mas centros de salud estan estableciendo politicas de ambiente libre de humo. Adicionalmente, la Comision Con junta sobre Acreditacion de Organizaciones de Cuidado de la Salud (JCARO) exige que las instalaciones establezcan una po Utica de no fumar. Como resultado de prohibir 0 controlar los fumadores en ocupaciones de cui dado de la salud, se ha desa rrollado un nuevo fenomeno: visitantes que les dan materiales de fumar a pacientes y residentes sin el conocimiento de los em pleados de la instalacion. La mayoria de muertes en incendios de centros de salud su ceden tan cerca del punto de origen que su localizacion esta co dificada como "intima con la ignici6n". La mayorfa de muertes que ocurren en el cuarto donde se inicia el incendio resultan estar ligadas intimamente con la ignici6n. La mayoria de muer tes ligadas a la ignicion se originan en la ropa de las vfctimas 0 en el colch6n, ropa de cama 0 muebles tapizados donde las vfc timas estaban cuando se inicia el incendio.
CARGAS DE FUEGO Los estudios muestran unas cargas de combustibles relativa mente bajas en los espacios de instalaciones de atencion a la salud. La duraci6n del incendio varia desde aproximadamente 20 minutos en areas de pacientes hasta varias horas, depen diendo del espacio involucrado. Un estudio del National Bureau ofStandards (ahoraNatio nat Institute of Standards and Technology, NIST) realizado en 1942 de tres hospitales revelo una carga combustible promedio de 30 kg/m2 (5,7 Ib/pie 2).1 Un estudio de 1980 de cargas com bustibles en un hospital de la Marina Norteamericana confirma las cargas combustibles relativamente bajas en las areas genera les de hospitales pero demuestran que se pueden esperar cargar combustibles mas altas en algunos espacios como bibliotecas medicas, salas de archivo de rayos X, almacenamiento de ropa lenceria, y almacenes generales. Ademas, al uso creciente de de sechables y practicas modemas de almacenamiento de registros medicos pueden producir cargas combustibles mayores que el promedio. Estas areas pueden contener cargas combustibles su ficientes para incendios de 1 a 3 horas de duraci6n. Sin em bargo, estos espacios representan un pequeno porcentaje del area total de piso. 5 Gran parte del area de PISO de las instalaciones de salud se usa para dormitorio de pacientes 0 salas de tratamiento. Las car gas combustibles de esos espacios son bajas. Por ejemplo, las cargas combustibles en sanatorios se han calculado en 10 a 15 kglm2 (2,5 a 3 Ib/pie2)? Un estudio en un hospital naval mues tra que las cargas combustibles en los dormitorios promedian 5 kglm2 (1 Ib/pie2) 0 menos. 13 Asumiendo condiciones estlindar
CAPITULO 6
de hora y temperatura, la duracion del incendio en areas de pa cientes y la mayoria de otros espacios ocupados seria menor de 30 minutos.
Desechables El uso de equipos y suministros desechables combustibles es comun en las instalaciones de cuidado de la salud. Los dese chables inc1uyen ropa de cama, batas, guantes, cortinas, bolsas de acopio, sondas, platos, vasos, jeringas, agujas y muchos ins trumentos de diagnostico y tratamiento. Estos articulos requie ren empaques, que pueden aumentar la carga combustible antes y despues de su uso.
Registros Medicos y de Procesamiento de Datos Los centros de procesamiento de datos, usados para satisfacer las necesidades comerciales y para guardar historias de los pa cientes, contienen cantidad de combustibles. Estos combusti bles podrian exponer equipos valiosos, producir perdida de registros vitales, y causar incendios que amenacen a los ocu pantes fuera de las areas de procesamiento de datos. Se debe considerar la proteccion especial de los centros de procesa miento de datos. Los centros de atencion a la salud producen y almacenan ar chivos medicos en cantidades considerables. Los archivos guar dados en gabinetes metalicos cerrados no representan ningun aumento significativo en el riesgo sobre el tipico en la mayo ria de areas. Sin embargo, los archivos guardados en estanterias abiertas crean un peligro grave de incendio. EI almacenamiento abierto de grandes cantidades de archivos debe tratarse como un peligro grave y se debe separar con construccion resistente al fuego y protegido con rociadores automaticos.
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Ocupaciones de cuidado de fa safud
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el tamafio completo de la sala en un centro de salud representa un nivel inaceptable de riesgo; es muy probable que este tipo de in cendio produzca lesiones 0 muertes si su origen es en el area de dormitorio de pacientes. Por 10 tanto, se debe hacer el esfuerzo para reconocer y eliminar 0 proteger adecuadamente las disposi ciones de combustibles que podrian causar tales incendios. Las pruebas de incendio y la experiencia de incendios rea les han demostrado que ciertas disposiciones y tipos comunes de combustibles en salas de pacientes crean situaciones especial mente peligrosas porque pueden producir grandes incendios en corto tiempo. En enero de 1976, por ejemp10, los incendios con multiples muertes en los asilos Casa Wincrest y Cermak, invo lucraron guardarropas de madera en los dormitorios de los pa cientes. 3.4 Las pruebas demuestran que los incendios de guardarropas combustibles pueden producir ambientes muy pe ligrosos en solamente 120 segundos. 5 Un incendio en un asilo de Norfolk en 1989 que causo 12 muertos se origino en un cojin de espuma plastica para decubito sobre un colchon en un dormitorio de pacientes. El incendio se convirtio en combustion sub ita generalizada (flashover) en menos de 5 minutos. 6 Un incendio de un hospicio de Michigan en 1985 se inicio en una silla tapizada. El incendio causo ocho muertes. 7 El analisis de este incendio establecio que la com bustion sub ita generalizada (flashover) pudo haber ocurrio en la salda de origen en menos de 4 minutos. Ver la Figura 11.6.1 para informacion sobre el analisis del incendio del hospicio. Cualquier combinacion de acabados, materiales de cons truccion combustibles, 0 contenidos y muebles que pudiera re sultar en complicaci6n total de la sala 0 combustion subita generalizada (flashover) en 5 minutos 0 menos representa un pe ligro grave de incendlO en un centro de salud. Estos espacios deben estar protegidos siempre con rociadores automaticos y se parados con construcci6n resistente al fuego. Los modelos de incendio computarizados desarrollados en el NIST se han usado para establecer la tasa de liberacion de
GRAVEDAD DEL INCENDIO La determinacion del riesgo relativo de incendio inc1uye consi deraciones mas aHa de las cargas totales de combustibles. La distribucion de los combustibles, su composicion quimica y su estado fisico son todos factores que se deben evaluar, ademas de la geometria del recinto, velocidades de ventilacion, tamafio de compartimiento de incendio, y caracteristicas de proteccion con tra incendios. Generalmente, a mayor velocidad de desarrollo del incendio, mayor es el peligro. Aunque la carga combustible total en las salas de pacientes permanece baja, es importante la naturaleza de los combustibles. Los cojines phlsticos de espuma para decubito, muebles tapizados y colchones de espuma de poliuretano puede que no afecten la du racion del incendio, pero estos articulos afectan la velocidad de crecimiento del incendio. Estos tipos de productos pueden hacer que el incendio alcance rapidamente un tamafio considerable. Los incendios de combustion sub ita generalizada (flasho ver) producen atmosferas altamente letales que generan miles de pies cubicos de humo por minuto. Estos incendios amenazan las barreras contra incendio y producen suficiente energfa para em pujar el humo hasta areas remotas. Un incendio que crece hasta
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150 210 270 330 390 450 510 570 630 Tiempo desde la ignicion(s)
1 - Del estudio de la NFPA del incendio del hospicio en Southfield. Michigan, de diciembre de 1985 y el anillisis de modelo computarizado de incendio de CFR/NBS
2 - De NFPA 72®, Codigo Nacional de Alarmas de Incendio@ A - Flashover de fa safa
FIGURA 11.6.1 Comparacion del incendio def hospicio con as curvas de crecimiento de fa NFPA 7ft1', del C6digo Nacionaf de Alarmas de Incendio
11-48
SECCION 11
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
calor requerida para producir combustion subita generalizada (flashover) en una sala de dormitorio para pacientes. En las "pe ores" circunstancia (con la puerta de la sala parcialmente abierta) un incendio de 1 MW puede causar combustion subita generalizada (flashover). Cuando la puerta de la sala esta total mente abierta, se necesita un incendio de 2 MW aproximada mente para producir combustion sub ita generalizada (flashover). La NFPA 101 sugiere que 10 muebles tapizados, co1chones y guardarropas esten construidos para producir una velocidad de emision de calor maxima de 250 kW. Tambien se ha demostrado que cuando un incendio crece mas aHa de 250 kW en tamafio, se exceden los umbrales de riesgo, y se deben retirar los pacientes de los dormitorios. Los muebles con frecuencia son los principales contribu yentes al crecimiento de los incendios. Desarrollos recientes hacen posible determinar si los muebles en un ambiente deter minado pueden producir suficiente energia para causar la com plicacion total de la sala. Una ecuacion simplificada para estimular la velocidad de liberacion de calor requerida para que ocurra la combustion su bita generalizada (flashover) en un recint0 8 la da la expresion
Q
~
750
otra manero hubiera permanecido pequeno. El peligro relativo de un acabado interior se determina ge neralmente por una prueba realizada de acuerdo con la NPFA 255, lvietodo Nonnativo de Prueba de Caracterfstica de Quema de Supeljicie de Materiales de Construccion, comurunente lla mad os la "prueba del tunel". Los acabados interiores de paredes y cielorrasos dentro de
3000 2666
~ 2333 co .~ 2000 OJ
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donde Q = velocidad de liberacion de calor (kW) A = area de ventilacion de abertura [m2 (pies 2)] h = altura de la abertura [m (pies)]
~ 666
Silla grande " (300 kWI Silia pequefia (250 kW)
333
/><_....',./' ........-,
-- -,
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Una vez se conoce la velocidad de liberacion de calor ne cesaria para producir la combustion subita generalizada (flasho ver) en la geometria de una sala tipica, esta informacion se puede comparar con las velocidades reales de liberacion de calor de muebles tipicos, como 10 determinan las pruebas realizadas en un calorfmetro como el calorimetro NIST para muebles 9 0 por el Tema 1056 del Underwriters Laboratories (UL), Outline ofInvestigation for Upholstered Furniture. Las Figuras 11.6.2 y 11.6.3 son curvas idealizadas desarrolladas por el NIST que ilustran la tasa de emisi6n de calor en muebles tipicos como fun cion de tiempo. Esta informacion se puede usar para establecer la probabilidad de combustion subita generalizada (flashover); tambien permite calcular el tiempo requerido para a1canzar el tamafio de incendio critico.
Tiempo (s)
FIGURA 11.6.2 Velocidades de Iiberaci6n de energfa para diferentes muebles 3000 Latex M04 (2720 kW) 2666
~ 2333 (Il
.~ 2000 OJ
t:
OJ OJ -0
Acabado Interior
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PUM02 (1620 kW)
1666
'0
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Una estrategia exitosa de proteccion contra incendios requiere que los incendios permanezcan pequefios. Cualquier incendio grande en un espacio encerrado crea una atmosfera potencialmente letal. El crecimiento inicial del incendio puede afectarse significativa mente por el acabado interior de las paredes, cielorrasos y pisos. Los acabados interiores, por 10 tanto, merecen atencion especial. Los acabados combustibles de paredes y cielorrasos pueden ac tuar como fusibles, haciendo que el fuego se prop ague a objetos lejanos del origen del incendio. Los acabados de paredes y cielo rrasos tambien proveen una superficie grande continua sobre la cual se puede propagar el incendio. Asi que un acabado interior puede, alliberar energia, provocar que crezca un incendio que de
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600 800 Tiempo (s)
1000
1200
1400
FIGURA 11.6.3 Ve/ocidades de liberaci6n de calor para camas
CAPiTULO 6
los medios de salida y de cualquier habitacion deben limitarse a materiales de Clase A que tengan una tasa de propagacion de las llamas de 25 0 men os. Los materiales de Clase B, 0 aquellos con una tasa de propagacion de las llamas de 25 a 75 se consideran tolerables, pero deberian limitarse a habitaciones pequefias. Los experimentos de Escala Completa demuestran que los rociadores automaticos puedenlimitar el crecimiento de incendios en habi taciones con acabados de paredes C1ase C y de cielorraso Clase D.2,5 En efecto, en edificios con proteccion de rociadores auto maticos, se ha considerado pnictica aceptab1e permitir e1 uso de materiales con clasificacion mas alta de propagacion de las lla mas de 10 que normalmente se perrnitiria. Por ejemplo, a veces se usan materiales de Clase B donde normal mente se especifica Clase A, y materiales de Clase C donde se especifica normal mente Clase B. En nuevas instalaciones para el cuidado de la salud, se permiten clasificaciones mas altas de propagaci6n de las llamas basandose en el requisito obligatorio de rociadores. Ademas, se ha demostrado que el desempefio de acabados interiores tambien se relaciona con su localizaci6n. 10 Los aca bados en la parte superior de paredes y cielorrasos contribuyen mas significativamente a la propagaci6n de las llamas que los acabados del piso 0 de la mitad inferior de la pared. Por 10 tanto, cuando los acabados esmn limitaos a la mitad inferior de una pared y estan a menos de 1,2 m (4 pies) sobre el nivel del piso, se podrian usar materiales con un regimen mas alto de propaga cion de las llamas que los permitidos sin afectar significativa mente e1 crecimiento del incendio. Por ejcmplo, cuando se consideran necesarios materiales de Clase A, se podria permitir un material de Clase Bela parte baja de una pared. En el pasado, los materiales de acabados de pisos estaban excluidos de los requisitos para acabados interiores, basado en experiencias favorables y el supuesto de que hay exposici6n mi nima a nivel del piso durante un incendio real. Sin embargo, un incendio el 9 de enero de 1970 en el Hogar para Convalecientes Harmer House en lvfarieta, Ohio, cambio esta actitud. l1 'Treinta y dos personas murieron en este incendio. Se consider6 que la base de espuma de caucho de la alfombra habia jugado un papel importante en la tragedia. Los acabados interiores de pisos en corredores de centros de salud no equipados con rociadores deben Iimitarse a mate rialcs Clase A 0 a aquellos con un flujo energetico crftico mi nimo de 0,45 W/cm2 • Cuando hay rociadores automaticos, los acabados interiores de pisos no necesitan reglamentarse mas alIa de la norma federal de inflarnabilidad.
CONSTRUCCION DE LOS EDIFICIOS Como se debe defender en ellugar a los ocupantes de las insta laciones de cuidadO' de 1a salud, la construccion es factor im portante, especialmente en edificios altos. Los edificios deberfan estar construidos preferiblemente con materiales incombustibles que resistan los efectos del fuego y mantengan su integridad es tructural. Los edificios de dos 0 mas pisos deberian estar construidos de materiales incombustibles, con miembros estructurales de por 10 menos 2 horas de resistencia al fuego. Los materiales que se queman 0 sustentan la combusti6n, aunque menos deseables, Se
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Ocupaciones de cuidado de fa safud
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consideran aceptables si se toman precauciones especiales. El sis tema de rociadores automaticos es parte esencial del sistema total de proteccion contra incendios en los edificios combustibles. Todas las evaluaciones de materiales de construcci6n de berian incluir la consideracion de sus capacidades de generaci6n de humo. Ademas, los rnateriales plasticos de construcci6n, que se esmn haciendo cada vez mas comunes, a veces son cap aces de generar grandes cantidades de humo.
Subdivision de Espacios de Edificios Ocupaciones Mixtas y Separadas. Basicamente hay dos ma neras de manejar las ocupaciones multiples en un edificio que incluye un centro de atenci6n a la salud y otros usos. Una alter nativa es separar las diferentes ocupaciones. La segunda alter nativa es tratar toda la instalaci6n como ocupacion mixta y cumplir con las estipulaciones mas estrictas de las ocupaciones involucradas. La estipulacion de la NFPA 101 para ocupaci6n mixta manifiesta que cuando dos 0 mas ocupaciones esmn tan entremezcladas que no es posible proveer medidas de seguridad separadas, el area debe tratarse como una ocupacion mixta y cumplir con los requisitos mas rigurosas de las ocupaciones in volucradas. Cuando se usa la altemativa de disefio de ocupaci6n mixta, no hay requisitos especificos de partici6n con resistencia al fuego. Sin embargo, los requisitos de particion con resisten cia al fuego se aplican adicionalmente a otras restricciones cuando las ocupaciones adyacentes estan separadas de las ocu paciones de cui dado de la salud. Los capitulos sobre ocupacio nes de cui dado de la salud y los capitulos sobre ocupaci6n de cuidado de la salud ambulatoria cstipulan los requisitos para par ticiones contra incendio (2 y I hora, respectivamente) y otras provisiones cuando se proyecta separar el centro hospitalario de las ocupaciones adyacentes. La figura 11.6.4 muestra areas de hospitales y otras oeupa ciones entremezcladas sin separaciones de incendio como una instalacion de ocupac16n mixta. La figura 11.6.5 muestra una ocupaci6n de hospital separada de una ocupacion de negocios y ocupacion de atencic)ll ambulatoria adyacentes. En este caso, se usan separaciones con resistencia de 2 horas para calificar las areas de hospital, negocios y atencion ambulatoria como ocupa ciones separadas. Separacion de Dormitorios de Pacientes. Como puede no ser posible sacar a los ocupantes durante un incendio, los dormito rios que no sean de origen del incendio deben servir a veces como areas temporales de refugio. Por 10 tanto, los dormitorios deberian estar aislados de los otros espacios del edificio por construcciones resistentes al fuegos. Las divisiones deben ser continuas desde la losa del piso hasta el piso 0 techo encima a traves de cualquier espacio oculto, como los que hay sobre los cielorrasos colgantes. Si e1 edificio esta protegido con rociado res, la NFPA 101 permlte que estas paredes no sean clasificadas, siempre y cuando las paredes detengan el paso del humo, y se permite que terminen en el cielorraso, siempre que el cielorraso detenga el paso del humo (ver la figura 11.6.6 para un plano de piso tlpico de un centro de salud). Ha habido muchas discusiones en el pasado sobre las con sideraciones operacionales versus las consideraciones de pro
11-50
SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
Salida com partida
Ocuapcion de cuidado de la salud ambulatoria
Ocupacion industrial
Ocupacion de atencion ambulatoria
Salida compartida
ocupacion de atencion a la salud
Evacuacion compartida
Ocupacion de reunion
ocupacion de negocios
FIGURA 11.6.4 Area de ocupacion multiple
Ocupacion de cuidado de la salud
Ocupacion --t+ de negocios
Atencion ambulatoria --Separacion de 2 horas-
Edificios de consuttorios medicos
Clinica de pacientes externos
Hospital
~
Salida horizontal
-----FIGURA 11.6.5 Ocupaciones separadas
teccion contra incendios de equipar las puertas de las salas de pacientes con cierres. Los modelos de codigos de construccion y la NFPA 101 no requieren cierrapuertas en las puertas de salas de pacientes. La opini6n actual es que prevalecen las necesida des funcionales del eentro de salud, y las otras caracteristicas de protecci6n contra incendios y operacionales que provea la ins talacion de cui dado de la salud son altemativas adecuadas a los derres de puertas. Cualquier penetracion de divisiones de 1 hora de equipos de servicio del edificio debe estar protegida para conservar la partieion eon resistencia al fuego de 1 hora. Todos los espacios alrededor de las tuberias y conductos deben estar sellados ajus tadamente con material incombustible con resistencia al fuego adecuada y capaz dc retardar el transito del humo. No se deben
usarrejillas de transferencia dentro de estas puertas 0 divisiones. Barreras para el Humo. Cada piso utilizado por pacientes debe estar subdividido por 10 menos en dos compartimientos por divisiones de 1 hora capaces de retrasar el humo. Una sa lida horizontal, cuando esta construida para satisfacer el crite rio adidonal impuesto en la construcci6n de barreras para el humo, es una altemativa conveniente a la particion para dete ner el humo. Las barreras y compartimientos para el humo juegan un papel muy importante en la proteccion contra in cendios de instalaciones de servieios de salud. La subdivision de cada pi so reduce al minimo el numero de ocupantes ex puestos a un incendio. Lo mas importante, las barreras perrni ten la evacuaci6n horizontal de los ocupantes hacia un area de
CAPjTULO 6
Barrera contra humo 0 parti de salida horizontal continua ( pared exterior a pared exter a traves de espacios oculto:
r;. Particion de 1 hora y puertas de 20 minutos (resistente al humo, no clasificada si el edificio .. .
-; espera
l
L-45.7 max.-----:
Estacion de enfermeras
(150 pies)
FIGURA 11.6.6 Plano tipico de un piso de centro hospitafario
refugio en el mismo piso. En ocupaciones con proteccion en ellugar, donde la evacuacion es diffcil, es de suma importan cia tener la capacidad de evacuacion horizontal. En las nuevas construcciones hospitalarias, generalmente se requieren barreras para el humo para subdividir, por 10 menos en dos compartimientos, cada piso utilizado para dormitorio y tratamiento de pacientes internos y cada piso del edificio que tenga una carga de ocupacion de mas de 50 personas, sin im portar en tipo de ocupacion. En las instalaciones existentes, se requiere subdividir un espacio con barrera para el humo 801a mente en pisos con areas de dormitorios de pacientes que pue dan acomodar mas de 30 pacientes. En la NFPA 101 se encuentran varias excepciones al requisito general de barreras para el humo en nuevas construcciones de hospitales. Para los pisos que se deben subdividir, hay dos limitaciones en las dimensiones del compartimiento contra humo, con rela cion al area y distancia de recorrido desde cualquier punto a una
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Ocupaciones de cuidado de /a sa/ud
puerta en una barrera para el humo. Ninglin compartimiento contra humo puede ser mayor de 2100 m 2 (22500 pies cuadra dos) ni la distancia del recorrido desde cualquier parte de un compartimiento contra humo hasta la puerta de la barrcra para el hruno puede ser mayor de 60 m (200 pies). Una excepcion para los centros de salud existentes es que la distancia del recorrido para llegar a la puerta de la barrera para el humo no necesita Ji mitarse cuando ni la longitud ni el ancho del compartimiento contra humo es mayor de 45 m (150 pies). Las figuras 11.6.7 y 11.6.8 ilustran el criterio basico de dimensiones y caracteristi cas para la disposicion apropiada de un compartimiento contra humo para ocupaciones de cui dado de la salud nuevas yexisten tes. Ademas de las caracteristicas en las ilustraciones 11.6.7 y 11.6.8, el tamafio minimo de un area debe poder acomodar cierto numero de personas en una emergencia basado en factores que van desde 2,8 m2 (30 pies2) neto por pacicnte para hospitales y hogarde asilos hasta tan poco como 0,28 m2 (3 pies 2) porpersona en pisos con cspacios no dedicados a cuidados de la salud.
Protecci6n de Aberturas Verticales El fuego y los contaminantes producidos por el fuego tienden a propagarse verticalmente dentro de un edificio. Se requiere un csfuerzo cspecial para evitar que el incendio en un nivel ame nace a los ocupante:- de arriba; esto es especialmente importante en ocupaciones de cuidado de la salud. Todos los pozos 0 torrcs deben tener cerramientos resisten tes al fuego. Las aberturas verticales quc no conectan mas de tres pisos deberian tener un regimen minimo de resistencia al fuego de 1 hora. Se deberia proveer resistencia al fuego de 2 horas para las abcnuras verticales que conecten mas de tres pisos. Las aberturas hacia los pozos dc las torres se deben limi tar a las necesarias, y estas aberturas deben estar protegidas. Al disefiar separaciones para encerrar los conductos vcrti cales, se debe tener en cuenta la durabilidad variable de los ma-
::. 2100 m2 (22 500 pies2 ) -----~
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- - - Clasificacion de 1 hora
m (200 pies)--- --------------,. Par de puertas requeridas _ _
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11-51
Puerta de 20 minutos
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~Par de puertas requeridas -
S"M d, rOC1OO"']_
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p",,,, d, 20 mi""ro,
+ - - clasilicaci6n de 1 hora
L~================================±~ Continuo horizontal y verticalmente /
FIGURA 11.6.7 Compartimiento contra humo en una instalaci6n de cuidado de fa salud nueva
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SECCION 11
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
1 ' - - - - Area.::: 21 00 m2 (22,500 pies2)
t
--------,
~
Salas de pacientes
_ _ Clasificaci6n de Y2 hora
Puerta sencilla permitida -
.:::45m (150 pies)
E::) Estaci6n de enfermeras
Barrera para el humo
"1/
:
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--
Puerta de 20 minutos
Clasificaci6n de Y2 hora
Puerta de 20 minutos
/
- Clasificaci6n de Y2 hora
Continuo horizontal y vertical mente / Dimensi6n maxima de 45 m (150 pies) 0 distancia de recorrido de 200 60 m (pies) permitida en existentes
FIGURA 11.6.8 Compartimiento para el humo en una instalaci6n de cuidado de Ja saJud existente
teriales. En espacios donde las separaciones pueden estar suje tas a lesiones mecanicas, los materiales usados para separacio nes de piso a pi so deben poder resistir el dafio para mantener la resistencia al fuego adecuada.
Diseno de Salidas Las salidas de los centros de atencion a la salud se deben limi tar a puertas que Heven directamente afuera del edificio, escale ras interiores y cerrarnientos a prueba de humo, rampas, salidas horizontales, escaleras exteriores, y pasajes de salida. La evacuacion vertical de ocupantes dentro de un centro de atenci6n a la salud es dificil y toma tiempo. Por 10 tanto, el transporte horizontal de los pacientes es de primordial impor tancia. Los pasajes horizontales y puertas que abren hacia corre dores y salas utilizadas para dormitorios 0 tratamientos deben ser 10 suficientemente anchos para permitir el desplazamiento horizontal de los ocupantes, incIuyendo algunos con cama. El tTaslado de pacientes es un proceso lento, aim en condiciones de proporcion empleados-pacientes favorable. Debido al tiempo que se necesita para trasladar pacientes, las rutas de acceso debcn estar protegidas contra los efectos del fuego. No se deben usar espacios abiertos al corredor como dormitorios 0 salas de tratamiento, ni se deben permitir contenidos 0 actividades peli grosas en eUos. Estos espacios deben estar equipados con de tectores de humo supervisados electricarnente que, si se activan, haran sonar la alarma de incendio del edificio.
Salidas Horizontales. Las salidas horizontales son comunes en centros de atenci6n a la salud. Las divisiones usadas como sa lidas horizontales y las barreras para e1 humo deben proveer la resistencia al fuego requerida para las salidas y, ademas, deben llenar los criterios para barreras contra humo cuando sea el caso. En 10 posible, las aberturas de puertas se deben limitar a corre dores, vestfbulos 0 espacios publicos. La distribucion mas de seable de los sistemas mecanicos es donde las divisiones que forman la salida horizontal no tengan penetraciones. Si hay pe netracion pOI servicios canalizados, el espacio alrededor de las tuberias debe rellenarse apreradamente con materiales incom bustibles y mantenerse la resistencia al fuego de las barreras. Si hay conductos que penetran las divisiones que acwan como ba rreras contra el humo, se deben proveer compuertas combinadas para fuego/humo que se cierran si se activan los detectores de humo dentro de eonducto. Se deben usar paredes de barrera contra incendio de regi men de 2 horas para crear salidas horizontales. No neeesitan ser autoestables estructuralmente, pero deben estar soportadas por construccion de 2 horas y deben penetrar todos los cielorrasos y continuar hasta el piso 0 plancha superior del techo. La NFPA 101 Tequiere continuidad vertical de estas paredes en el senti do de que deben ser continuas hasta el suelo. Se permite omitir la barrera de incendio en cualquier piso de abajo, siempTe y euando el piso debajo del nivel inferior donde esm la barrera y todos los miembros de soporte sean de construccion de resistencia al fuego de 2 horas y con escaleras de salida que conduzcan al ex terior del edificio. La figura 1.6.9 ilustra la continuidad verti
CAPiTULO 6
Soporte de 2 horas para pared de 2 horas
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aleXlenC)r---------------~
FIGURA 11.6.9 Edificio con salidas horizontales sobre algunos pisos
cal de las paredes que fonnan las salidas horizontales. Como una salida horizontal significa que los ocupantes seran trasladados de un lado de la divisi6n al otro (evacuaci6n horizontal), debe haber espacio adecuado disponible para los ocupantes de la casa despues del traslado. En los hospitales, debe haber por 10 menos 2,79 m 2 (30 pies2) de espacio disponi ble neto a cada lado de la salida horizontal, para permitir al nu mero total de pacientes en los compartimientos adyacentes.
Caracterlsticas de las Salidas La protecci6n de la vida contra incendios en centros de atenci6n ala salud se apoya en el principio de "defensa en ellugar". Se requieren las salidas horizontales 0 barreras para el humo para subdividir cada piso de las instalaciones de atenci6n a la salud para proveer un area de refugio en cada piso. El concepto original para el disefio de salidas en instalacio nes de atenci6n se deriv6 de estudios realizados a principios de este siglo. Surgi6 la practica de usar los cerramientos de esca leras de salida como areas de refugio. La capacidad de las sali das para estas instalaciones se fij6 conservadoramente para compensar la lentitud de desplazamiento y para crear espacio dentro de los cerramientos de salidas para "guardar" pacientes en camillas 0 sillas de ruedas. Se proveen medios de evacuaci6n horizontal en cada pi so, que utilizan ya sea una barrera para el humo 0 una salida hori zontal. La barrera subdivide cada piso para proveer un area de refugio para los pacientes sin necesidad de recorrer escaleras. Adicionalmente, es comun (de hecho, es un requisito desde la edici6n 1994 de la NFPA 101) instalar rociadores automaticos en la totaJidad de las nuevas instalaciones para el cuidado de la salud. Los rociadores automaticos controlan el tamafio del in cendio y complementan la estrategia de defensa en ellugar uti lizada actualmente. La capacidad de las salidas en centros de salud sin rociado res se estableci6 e 15,24 mm (0,6 pulg) por persona para el des plazamiento por escaleras, mientras que la capacidad del paso por puertas y pasajes pianos se calcula como 12,7 mm (0,5 pulg) por persona. Cuando existen rociadores automaticos en todo el edificio, la capacidad de salida se aumenta a 7,62 mm (0,3 pulg)
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Ocupaciones de cuidado de la salud
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pOI persona para desplazamiento por escaleras y 5,08 mm (0,2 pulg) por persona para desplazamiento pOI pasajes pianos. La capacidad se calcula usando un principio de "velocidad de circulaci6n". Las velocidades de circulaci6n dadas son para personas fisicamente capaces porque se presume que la evacua ci6n par escaleras involucraran solamente empleados, visitantes, y paciente externos. Se espera que los ocupantes no ambulato rios pennanezcan en el edificio bajo el concepto de defensa en ellugar, trasladando horizontalmente a aquellos pacientes en el pi so de origen a un area de refugio. Los limites de distancia de recorrido reflejan el movimiento lento que se espera. la distancia de recorrido nonnalmente no deberia exceder las siguientes: 1. 30 metros (100 pies) entre una salida y la puerta de cual quier habitaci6n que se va a usar como acceso a la salida 2.46 metros (150 pies) entre una salida y cualquier punto en una habitaci6n 0 recinto 3. 15 metros (50 ples) entre cualquier punto del donnitorio 0 conjunto de donnitorios y la puerta de acceso a la salida de esa habitaci6n. Se penniten aumentos en la distancia de recorrido en edificios con rociadores. Como las barreras para el humo y areas de refugio juegan un papel tan importante en la protecci6n contra incendios, las distancias de recorrido hasta las barreras para el humo tambien estan restringidas en la NFPA 101. La distancia de recorrido desde cualquier punto de un piso para llegar a la puerta de una barrera de humo esta limitada a 61 m (200 pies). Ademas, las instalaciones deben estar confonnadas para Ii mitar el recorrido en direcci6n del incendio a menos de 9 metros (30 pies). Los ascensores nonnalmente no se cuentan como sa lidas requeridas porque tienen muchos inconvenientes que pue den impedir su uso durante un incendio. Sin embargo, en casos de pacientes gra vemente enfennos, pacientes enyesados, u otros dificiles de mover, los ascensores constituyen el unico medio practico de evacuaci6n desde los pisos superiores del edificio. Si hay bancos de ascensores separado en compartimientos se parados contra humo, y si el personal esta bien entrenado, puede ser posible idear un plan donde sea seguro utilizar los ascenso res durante incendios.
Marcaci6n e lIuminaci6n de Salidas Todas las salidas deben estar marcadas con avisos facilmente vi sibles. Cuando el acceso a las salidas no esta facilmente visible, se deben marcar tambien loas rutas de acceso; La totalidad de los medios de salida debe estar continua mente iluminada siempre que el edificio este ocupado. En al gunos casos, la iluminaci6n nonnal de la calle es adecuada para iluminar la descarga de salida. Sin embargo, se deben conside rar las condiciones resultantes de una falla de electricidad. Tambien se requiere energia de emergencia para iluminar los medios de salida} los avisos de salida. En hospitales, la energia electrica debe sur suministrada por la rama de protec ci6n de la vida del sistema electrico esencial del hospital. No se debe sustituir la iluminaci6n estipulada con materiales luminis
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
centes, fluorescentes 0 reflectantes. Los suministros de energia de emergencia deben mantener automaticamente la iluminacion en caso de una faHa de energia, sin ninguna interrupcion apreciable durante la transicion de energia nonnal a la de emergencia. Cuando hay un generador, el retraso no debe ser mayor de 10 segundos, seglin la NFPA 99, Norma para Instalaciones de Cuidado de la Salud. Cuando la energia de emergencia esta suministrada por un sistema central con un generador de motor, el disefio deberia minimizar la posi bilidad de que una emergencia interrumpa simultaneamente los suministros nonnales y de emergencia. Los conmutadores que transfieren la energia de los circuitos nonnales a los de emer gencia son lugares donde se requiere que se unan ambos sumi nistros, los nonnales y los de emergencia. Si estos conmutadores estan expuestos a un incendio, podrian interrumpir simulUmea mente la energia en los circuitos nonnales y los de emergencia. El conmutador de transferencia y otros paneles y dispositivos de distribucion deben estar separados del generador, 10 mismo que del resto del edificio.
Alarmas de Incendio Todos los edificios deben estar equipados con sistemas de alanna de incendios de operacion manual, supervisados electri camente. Al activarse, el sistema debe hacer sonar alannas que se puedan oir por encima de los niveles de ruido ambiental en toda la instalacion. Se pennite el uso de dispositivos de indica cion de alanna en areas criticas en lugar de las alannas audibles. La alanna de incendio tambien debe transmitirse automatica mente al departamento de bomberos. Cualquier sistema de de teccion 0 extincion de incendios que se active debe activar automaticamente el sistema de alanna del edificio. Los sistemas de alanna, incluyendo los dispositivos de de teccion, deben tener un suministro de energia de emergencia di sefiado segun la NFPA 72®. Cualquier alanna que se active debe producir automatica mente, sin demora, una alanna general. Los sistemas de aviso previo no se consideran apropiados para las ocupaciones de ser vicios de salud. Los sistemas zonificados con sefial codificada tienen ciertas caracteristicas convenientes y deberia conside rarse su uso.
EQUIPOS DE EXTINCION DE INCENDIOS Un enfoque que ha demostrado ser pnictico y confiable de la proteccion de la vida en instalaciones de servicios de salud es el uso de la extincion automatica de incendios (especialmente sis temas de rociadores automaticos). Aunque las personas en el area de origen pueden estar seriamente amenazadas, aquellas en los espacios adyacentes (yen muchos casos, en la misma habi tacion) estan protegidas. 2,5.6,12 La NFPA 101 requiere que todas las instalaciones nuevas de servicios de salud esten protegidas con rociadores automaticos. La capacidad de los rociadores automaticos de proporcio nar un ambiente de supervivencia a los ocupantes del edificio se ha debatido extensamente. Las pruebas a escala completa han demostrado que los rociadores estandar pueden extinguir mu
chos incendios y mantener una atmosfera de supervivencia fuera del recinto de origen del incendio?,5 Ademas, los rociadores han demostrado ser eficaces para limitar el monoxido de car bono fuera de la habitacion a niveles no letales. Las pruebas tambien demuestran que las cortinas para privacidad pueden in terferir con la descarga de los rociadores.13 Para conseguir la efectividad total de los rociadores, se debe evaluar cuidadosa mente la influencia de cualquier detaHe de construccion 0 mo biliario que pudiera perjudicar la descarga de los rociadores. Los rociadores de respuesta rapida han demostrado en la mayoria de los casos que peden mantener una atmosfera de su pervivencia dentro de la habitacion de origen del incendio. Las pruebas de escala completa en el NIST han documentado este desempefio. 13 Cuando la proteccion de incendios esta basada en sistemas de rociadores automaticos, se debe pensar en rociadores de res puesta nipida para todo el edificio. Por 10 menos se deberia usar rociadores de respuesta rapida en todos los compartimientos que contengan donnitorios. Esto 10 exige ahora la NFPA 101 para todas las instalaciones nuevas de servicios a la salud. Los rociadores automaticos deben cumplir con la NFPA 13, Norma para la Instalacion de Sistemas de Rociadores. La operacion de los rociadores debe hacer sonar la alanna de in cendios del edificio automaticamente. El sistema de rociado res y sus componentes deben ser supervisados electricamente para garantizar la operacion confiable; esto debe incluir inte rruptores contra manipulacion de valvulas con alanna local en un sitio pennanentemente supervisado cuando se cierra la val vula. Si la fuente principal de suministro de agua son tanques a presion, la presion del aire, nivel del agua y temperatura deben ser supervisados. Si hay bombas de incendio, se debe monitorear las bombas electricamente de acuerdo con la NFPA 20, Norma para la Instalacion de Bombas Estacionarias para Proteccion contra Incendios. Se deben colocar extintores de incendio portatiles en todos los edificios, ya que ofrecen la oportunidad de controlar el in cendio en sus etapas iniciales. En todos los casos, sin embargo, el departamento de bomb eros se debe notificar antes 0 al mismo tiempo que los ocupantes del edificio esten tratando de contro lar el incendio. Las alannas postergadas han pennitido que los incendios crezcan a gran escala, y a la ve, amenacen a los ocu pantes antes de la notificacion y llegada de los bomberos.
Control del Humo Aunque por muchos afios se requerian ventanas operables en cada donnitorio de pacientes, NFPA 101 ya no las requiere. Se especifican ventanas exteriores pero no se necesita que sean operables. Las ventanas en las paredes de atrios se consideran ventanas exteriores en ocupaciones de cuidado de la salud. Los sistemas especiales de aire forzado, 0 en algunos casos, la adaptacion de los sistemas de manejo de aire convencionales de los edificios puede pennitir el desfogue de los productos de combustion en la iniciacion del incendio. Estos sistemas tam bien pueden pennitir que se cree una diferencia de presion a tra yeS de las barreras fisicas, como pisos 0 divisiones, y evitan la transferencia de humo. La efectividad de las divisiones de in cendio con frecuencia mejora significativamente con el uso de
CAPiTULO 6
estos sistemas. Cuando se considera la adaptaci6n del sistema de manejo del aire del edificio para la extracci6n del humo, su diseiio debe ser como 10 sugiere la NFPA 92 A, Practica Recomendada para Sistemas de Control de Humo. Se debe pensar en suministros de energia alternativos y supervision electrica de los componentes delicados del sistema.
PROTECCION DE AREAS PELIGROSAS Las areas con contenidos mas peligrosos que los que normal mente se encuentran en las ocupaciones de cuidado de la salud deben estar dispuestas para minimizar la exposici6n de los ocu pantes si ocurre un incendio. La NFPA trata sobre las areas pe ligrosas en general y tambien sobre areas peligrosas en los capitulos especificos sobre ocupaci6n. Las estipulaciones ge nerales requieren una de las siguientes: 1 . Encerrar el area peligrosa con una barrera con regimen de resistencia al fuego de 1 hora y sin ventanas 2. Proteger e1 area con un sistema de extinci6n automatica 3. Aplicar la proteccion (1) y (2) cuando el peligro es grave 0 cuando 10 especifiquen los capitulos sobre ocupacion Cuando se usa cerramiento de 1 hora, las puertas deben ser de % de hora de resistencia at fuego, de autocerrantes y de ce rrojo positivo. Tipicamente, en construcciones nucvas y en cual quier ocupaci6n de cuidado de la salud, cuando un area peligrosa esta protegida por rociadores sin tener un encerramiento clasifi cado de resistencia al fuego, el area debe estar protegida por 10 menos con un encerramiento resistente al humo equipado con puertas de cierre automatico resistentes al humo. En ocupacio nes de cuidado de la salud normalmente se requiere que las puer tas de los corredores sean de pestillo. Generalmente se requiere que las puertas en areas peligrosas sean de cierre automatico y
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Ocupaciones de cuidado de la sa/ud
pestillo automatico. Los capftulos de la NFPA 101 sobre ocupacion de ocupa ciones de cuidado de la salud detallan las areas especificas que se deben tratar como areas peligrosas; sin embargo, la lista de las areas no pretende ser completa, y se deben cumplir las espe cificaciones generales si el area tiene riesgos de incendio inu suales para una instalaci6n de atencion a la salud. La Tabla 11.6.1 resume las areas especificas que se deb en tratar como pe ligrosas en ocupaciones de cuidado de la salud tanto nuevas como existentes. Ademas de las areas especifieas relacionadas en la Tabla 11.6.1, hay requisitos relacionados con otras areas peligrosas, incluyendo tiendas de regalos, conductos de basura y lavande ria, cocinas y laboratorios. Las tiendas de regalos deben estar protegidas como areas peligrosas cuando se usan para guardar 0 exhibir combustibles an cantidades que se consideren pe1igro sas. La NFPA 101 no proporciona guias sobre esto; sin em bargo, se permitira que una tienda tipica de regalos cumpla los requisitos especiales para tiendas de regalos. Los conductos de basura y de lavandena pueden presentar riesgos de incendio considerables en ocupaciones de cuidado de la salud. La NFPA 101 requiere que esta[' areas cumplan con la NFPA 82, Norma sobre Incineradores y Sistemas y Equipos de Manejo de Basu ras y Lenceria. La NFPA requiere que los laboratorios, salas de anestesia, y sistemas de gas cumpJan las especificaciones de la NFPA 99, que se relacionan con la proteceion de areas peligro sas. Los helipuertos nuevos deben cumplir con la NFPA 418, Norma para Helipuertos. Las instalaciones de cocina deben estar protegidas de acuerdo con la NFPA 96, Norma para el Control de Ventilaci6n y Protecci6n contra 1ncendios de Ope raciones de Cocina Comerciales.
Equipos de Servicio del Edificio El equipo de servicio del edificio debe estar instalado y mante nerse de acuerdo con las normas correspondientes de la NFPA.
TABLA 11.6.1 Areas peligrosas tipicas Nuevas
Cerramiento de 1 hora Salas de calderas Salas de calefacci6n con combustible Cuartos con ropa sucia Cuartos de almacenamiento > 9,3 m 2 (100 pies2 ) lavaderfas> 100 pies2 (9,3 m 2 ) Talleres de mantenimiento Talieres de pintura Cuartos de recolecci6n de basura laboratorios8 (con riesgo grave)
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Cerramientos resistentes al humo con puertas de cierre automatico
Cuartos de almacenamiento > 50 pies2 (4,6 m 2 ) perc ~ 100 pies2 (9,3 m 2 )
laboratorios8 (sin riesgo grave)
AHJ = Autoridades competentes.
alos laboratorios consideran que el riesgo grave debe cumplir con la NFPA 99.
Fuente: Life Safety Code Seminar Workbook, 1997, pag. 324.
Existentes
Cerramiento de 1 hora 0 rociadores Salas de calderas Salas de calefacci6n con combustible Cuartos de ropa sucia Cuartos > 50 pies 2 (4,6 m2 ) design ados p~r AHJ Lavanderfas > 100 pies 2 (9,3 m 2 ) Talleres de reparaci6n Talleres de pintura Cuartos de recolecci6n de basura laboratorios8 (sin riesgo grave)
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
Se debe dar consideraci6n especial al diseno e instalaci6n de sis temas de calefacci6n y aire acondicionado. Como los conduc tos de basura son un factor importante en los incendios, se debe tener el debido cuidado al diseno de conductos de basura y la vandena, incluyendo los sistemas neumaticos. Los calentadores portatiles son inseguros en areas de los hospitales ocupadas por pacientes. Todos los calentadores deben estar disenados e instalados para evitar la ignici6n de materiales combustibles. Puede usarse calentadores colgantes aprobados si estan 10 suficientemente altos para quedar fuera del alcance de las personas en el area, excepto en medios de salida y areas de dormitorios de pacientes. El aire para la combustion y ventilaci6n de calderas, inci neradores 0 cuartos de calefacci6n debe tomarse y descargarse directamente al exterior de los edificios.
CARACTERISTICAS DE OPERACION Los fumadores pueden provocar incendios en las ocupaciones de cuidado de la salud. Es esencial que se adopten y hagan cumplir reglamentos sobre fumar. Debe prohibirse fumar en cualquier cuarto, pabe1l6n, 0 compartimiento donde se guardan liquidos inflamables, gases combustibles u oxfgeno. Estas areas deben tener avisos adecuados. Debe prohibirse fumar a los pacientes que esten bajo efecto de calmantes 0 que no se consideren responsables. Deberia permitirse fumar en un dor mitorio solamente cuando 10 autoriza el personal medico y en tones solamente bajo la supervision del personaL Debe haber recipientes metalicos con tapas que se cierren disponibles para disponer de los materiales de fumar en todas las areas donde se permite fumar. La mayona de hospitales y muchos hogares para ancianos tienen politicas de no fumar establecidas. "JCAHO" requiere que no se fume en los hospitales. Los hogares para ancianos se esmn convirtiendo tambien voluntariamente en sitios donde se prohfbe fumar. Hay pasos muy positivos hacia el mejoramiento del nivel de proteccion contra incendios en las ocupaciones de cuidado de la salud. Los visitantes a veces Ie dan elementos de fumar a los pa cientes sin conocirniento del personal de empleados. Las ocu paciones de cuidado de la salud necesitan resolver este asunto que es grave. En 1989 murieron 12 residentes en un hogar para ancianos de Norfolk, Virginia, en un incendio atribuido a un vi sitante que Ie dio material de fumar a un residente. Las cortinas y colgaduras de ventanas deben estar hechas de material no combustible 0 tratadas con retardantes del fuego. Estas colgaduras deben pasar las pruebas a pequena y plena es cala requeridas por la NFPA 701, Metodos Normativos de Prue bas de Incendio para la Propagacion de las Llamas de Textiles y Otras Peliculas. Los muebles, decoraciones y otros objetos no deben obstruir salidas y rutas de acceso a las salidas. Se deben prohibir las decoraciones combustibles. Las salidas y dispositivos mecanicos para controlar 0 lirni tar el fuego se deben mantener de manera que garanticen su ope racion confiable. Deben practicarse las inspecciones y pruebas requeridas para verificar su desempeno satisfactorio.
En instalaciones con salidas con cerrojo, debe haber siem pre empleados presentes para dejar salir a los ocupantes yorien tarlos fuera del area de incendio hacia un lugar segura durante una emergencia. Debe tenerse cuidado durante operaciones de construccion y reparacion para asegurarse de que estas actividades no redu cen la seguridad humana. Es necesario el mantenimiento preventivo adecuado de los sistemas mecanicos, incluyendo pruebas e inspecciones perio dicas para garantizar su confiabilidad.
PLANEACION DE EIVIERGENCIAS En ninguna otra ocupacion es mas importante el entrenamiento del personal y planeacion de emergencias que en ocupaciones de protecci6n "in situ" que alberguen un numero significativo de ocupantes incapaces de autoproteccion. Todas las ocupaciones de cuidado de la salud deben tener un plan de evacuacion y de incendios, incluyendo plan de desastre, con el cual deben estar familiarizados todos los empleados. La NFPA 99 proporciona gufa para desastres internos y externos que afectan las ocupa ciones de cuidado de la salud. Ademas, se debe entrenar al per sonal en el uso de extintores de incendio y lfneas de mangueras si las hay. Tambien deben saber como activar una alarma, tras ladar 0 evacuar pacientes, y contener el incendio. Cada instalacion debe tener un funcionario de seguridad cuya responsabilidad primaria sea detectar los peligros, actuar como enlace con el servicio de bomberos, y disponer el entre namiento del personal. Aunque el entrenamiento del personal hospitalario es directo y se puede realizar en el trabajo, la orien tacion de los miembros del servicio de incendios sobre los pro blemas de las instalaciones es mas complicada. Debe haber copias del plan de incendio y evacuacion dis ponibles para todo el personaL EI plan debe contener instruc ciones especificas para el personal clave (de supervision) 5i ocurre un incendio. Se debe fijar una copia del plan a la vista para consulta. Todos los empleados deben recibir entrenamiento peri6dico para asegurar disponibilidad. Los entrenamientos de emergencia deben incluir transmi sion de una senal de alarma de incendio y simulacion de condi ciones de emergencia en 10 que sea posible sin arriesgar a los ocupantes. Se deben hacer ejercicios en cada turno por 10 menos cada tres meses, y por 10 menos realizarse 12 simulacros al ano. Se deben variar los simulacros, y si es posible, sin anunciarse, para probar el estado de alerta de todos los turnos. El uso de la alarma del edificio durante los sirnulacros tambien sirve para ve rificar su operacion normal. • EI plan de incendio y e.acuacion debe incluir los siguien tes fundamentos: • Entrenamiento del personal en el uso de la alarma y equi pos de alarma • Transmision de la alarma al departamento de bomberos • Detalles de la localizaci6n del incendio • Pnicticas de evacuacion en todas las areas • Preparacion de espacios del edificio para la evacuaci6n
CAPiTULO 6
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Ocupaciones de cuidado de la salud
• Extincion del incendio Durante los entrenamientos, se debe hacer enfasis en la no tificacion inmediata al departamento de bomb eros; muchos in cendios se propagan por la demora en las alarmas.
CENTROS PARA EL CLJIDADO
DE LA SALUD AMBULATORIO
Antes de la edicion 2000 de la NFPA 101, se hablaba de las ocu paciones de atencion medica ambulatoria dentro de los capitu los de ocupacion de cuidado de la salud. Ahora, la NFPA enfoca el cuidado ambulatorio con nuevos capitulos dedicados especi ficamente a los requisitos de ocupaciones de atencion ambula toria para ocupaciones existentes y nuevas. La categoria de centro del cuidado de la salud (atenci6n medica ambulatoria) tiene por objeto llenar las necesidades de instalaciones que no presentan los riesgos de las instalaciones de atenci6n a la salud de 24 horas, pero representan un riesgo mayor que los edificios de consultorios medicos (ocupaci6n de negocios) que se dedican a consultas de rutina. La definicion de una ocupaci6n de cuidados de Ia salud ambulatorios tiene los siguientes elementos c1aves: 1. Una ocupaci6n de cuidados ambulatorios es un edificio 0 parte de edificio utilizado para prestar servicios de trata miento simultaneamente a cuatro 0 mas pacientes. 2. Los servicios 0 tratamiento prestados se hacen solamente a pacientes extemos y hacen que el paciente sea incapaz de autoproteccion en situaciones de emergencia sin la ayuda de otros. 3. La anestesia se aplica solamente para pacientes extemos y hace a los pacientes incapaces de autoproteccion en situa ciones de emergencia sin Ia ayuda de otros. Las cardcteristicas que distinguen a una ocupaci6n ambu latoria son que no hay servicios de dormitorio para acomodacion 24 horas y los servicios se prestan solamente en caUdad de pa cientes extemos. Esto significa que los pacientes entran y salen de las instalaciones pero pueden someterse a tratamiento 0 anes tesia, inc1uyendo recuperacion postoperatoria en cama, que los hace temporalmente incapaces de autoproteccion. Las caracteristicas de protecci6n de Ia vida y proteccion contra incendios especificadas en la NFPA 101 para ocupacio nes de atencion ambulatoria son una mezc1a de las que se usan tanto para ocupaciones de cuidado de Ia salud como para ocu paciones de negocios. Las estipulaciones de construcci6n son menores que para edificios de instalaciones para el cuidado de la salud pero mas restrictivas que las de ocupaciones de nego cios. Algunos requisitos de salida son mas estrictos que los que se permiten para ocupaciones de negocios. Tambien, hay esti pulaciones especificas para ocupaciones mixtas, compartimien tos a prueba de humo, y caracteristicas de alarma de incendio que afectaran el disefio de una ocupaci6n de servicio de la salud ambulatorio.
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BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas
1. "Building Materials and Structures," Report BMS 92, National Bureau of Standards, Washington, DC, 1942. 2. "Full-Scale Fire Tests in a Nursing Home Patient Room," Report 7463, U.S. Department of Health, Education and Welfare, HEW Contract HSA 105-74-116. Prepared by American Health Care Association, 1975. 3. Best, R., "The Winerest Nursing Home Fire," Fire Journal,
Vol. 70, No.5, 1976,
4. Best, R., "The Cermak House Fire," Fire Journal, Vol. 70, No.5, 1976. 5. O'Neill, J. G., et aI., "Full-Scale Fire Tests with Automatic
Sprinklers in a Patient Room, Phase II," NBSIR 80-2097, Na
tional Bureau of Standards, Gaithersburg, MD, 1980,
6. Hall, J. R., Jr., "The Elderly, the Sick, and Health Care Facili
ties," Fire Journal, Vol. 84, No.4, 1990.
7. NFPA Fire Analysis Division, "Fatal Fire Risks and Hazards in Health Care Facilities," Fire Journal, Vol. 81, No.5, 1987. 8. Babrauskas, V, "Estimating Room Flashover Potential," Fire
Technology, May, 1980.
9. Babrauskas, V, et ai, "Upholstered Furniture Heat Release Ratcs Measured with a Furniture Calorimeter," NBSIR 82-2604, National Bureau of Standards, Washington, DC, 1982. 10. Christian, W. J., and Waterman, T. E., "Flame Spread in Corri dors: Effects of Location and Area of Wall Finish," Fire Journal, Vol. 65, No.4, 1971 11. Sears, A. B., Jr., "Nursing Home Fire, Marie~ OH," Fire Jour nal, Vol. 64, No.3, 1970. 12. Boettcher, E. N., :\-1.0. "Hospital Fire Defense: People and Sprinklers," Fire Journal, Vol. 61, No.4, 1967, pp. 93-96. 13. Notarianni, K. A., "Five Small Flaming Fire Tests in a Simulated Hospital Patient Room Protected by Automatic Fire Sprinklers," Report of Test FR-3982, Oct. 31,1990, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD.
Referenda UL Subject 1056, "Outline ofInvestigation for Upholstered Furni ture," Underwriters Laboratories Inc., Northbrook, IL.
COdigos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes c6digos, normas y practicas reCDmendadas de la NFPA proporcionara informaci6n adicional sobre las ocupaciones de cui dado de la salud tratadas en este capitulo. (Vease la ultima versi6n del Catafogo de la NFPA para fa disponibilidad de ediciones corrientes de 10 documentos.)
NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems NFPA20, Standardfor Installation ofStationary Pumps for Fire Pro tection NFPA 30, Flammable ana Combustible Liquids Code NFPA 50, Standardfor Bulk Oxygen Systems at Consumer Sites NFPA 72®, National Fire Alarm Code® NFPA 90A, Standardfor The Installation ofAir-Conditioning and Ven tilating Systems NFPA 92A, Recommended Practice for Smoke-Control Systems NFPA 96, Standardfor Ventilation Control and Fire Protection of Commercial Cooking Operations NFPA 99, Standardfor Health Care Facilities NFPA 101®, Safety Code® NFPA 255, Standard Method ofTest ofSurface Burning Characteris tics ofBuilding Materials NFPA 701, Standard Methody ofFire Testsfor Flame Propagation of Textiles and Films
Revisado por
Philip R. Jose
unque han e8tado con n080tros durante mis de un siglo, los asHos y centros de acogida residenciales han sido un fen6meno norteamericano desde los ailos 70. Las razones para el crecimiento de esta c1ase de ocupacion son numerosas. La poblacion de hospitales estatales ha dismi nuido abmptamente en el perfodo de 10 afios transcurridos entre 1969 y 1979. Las presiones sociales,judiciales, economicas y te rapeuticas para sacar a los pacientes de entomos restrictivos de los hospitales psiquiMricos, sanatorios partieulares 0 c1inicas, es cue las estatales, y otras instituciones, ayudaron a crear la necesi dad de estos asHos y centros de acogida. Esta ocupacion brinda a las personas ilegales los servicios de atencion que el residente necesita para hacer frente a las necesidades de la vida diaria. Actualmente los adultos mayores (con mas de 65 afios) a menudo viven solos, aunque no esten en eapacidad de cuidar de sf mismos. Ellos podrian necesitar un lugar donde alguien se preocupe de su nutricion, higiene personal, etc. El incremento de las llamadas instalaciones de cuidados asistenciales ha im pulsado el crecimiento general de ocupaciones para asilos y cen tros de acogida durante los ultimos diez 0 veinte ailos. Los programas de rehabilitacion del a1coholismo y droga diccion utilizan el concepto de hogar de paso 0 transitorio, en el cual el individuo esm, de alguna manera, protegido de las pre siones de una reincorporacion repentina a la sociedad para vivir independientemente. Los albergues para personas maltratadas, madres solteras, y nidos sin hogar tambien se han vuelto mas comunes desde 1980. La experiencia de incendios en las instituciones que los analistas de estadisticas de la NFPA Haman asHos y centr~s de acogida fue sorprendente entre 1979 y 1983 y todavia sigue siendo preocupante (Tabla 11.7.1). Durante las dos primeras se manas de abril de 1979, los incendios en tres asilos y centros de acogida causaron 45 muertes. Muchos de los incendios con multiples muertes presentados en la Tabla 11.7.1 causaron la muerte a mas de la mitad de los residentes, y no es inusual que los incendios mas grandes destruyan totalmente las instala ciones. AI mismo tiempo que estos incendios se han hecho menos frecuentes en los ultimos ados, los incendios que invo lucran 10 0 mas muertes estan disminuyendo, y esto es un cam bio esperanzador. Este capitulo examina 10 que hace que las instalaciones de asilos y centros de acogida sean tan vulnerables a incendios y perdidas de vidas y que debe hacerse para mejorar los historia les de incendios.
A
Philip R. Jose es ingeniero de protecci6n contra incendios en el De partment of Veterants Affairs e ingeniero consultor privado. Preside el Comite Tecmco del C6digo de Seguridad Humana sobre Ocupaciones de Atenci6n Residenciales.
TABLA 11.7.1 fncendios en asifos y centros de acogida que han causado cinco 0 mas muertes en norteamerica
(1971-1998f Fecha 1173 4/79 4179 4179 11179 7/80 11/80 1/81 10/82 2/83 3/83 4/83 8/83 12/83 11/84 3/91 9/91 6/92 10/94 12/94 3/95 2/96 3/96 8/96 5/97 4/98
Ocupacion Casa de reposo, Pleasantville, NJ Pension (casa de huespedes) Wayside Inn, Farmington, MO Hogar Transitorio, Washington, DC Hogar de Adopcion, Connellsville, PA Pension Coats, Pioneer, OH Pension Brinkley Inn, Bradley Beach, NJ Hogar de Custodia para adultos, Detroit, MI Casa de reposo Beachview, Keansburg, NJ Hogar de Atencion Domiciliaria, Pittsburg, PA Hogar de Grupos, Eau Claire, WI Hogar de Custodia para Adultos, Gladstone, MI Hogar Comunitario, Worcester, MA Pension, Lawrencewill, GA Hogar para Retrasados Mentales, Cincinnati, OH Asilo y centro de acogida, Lexington, KY Asilo y centro de acogida, Colorado Spring, CO Hogar para Ancianos y Pacientes Mentales, St. Isidore, PQ Hogar de Custodia para Adultos, Detroit, MI Pension, Mobile, AL Asilo y centro de acogida, Fort Lauderdale, FL Asilo y centro de acogida, Mississauga, Ontario Asilo y centro de acigida, Shelby Counry, TN Asilo y cenro de acogida, Laurinburg, NC Asilo y centro de acogida, Sainte Genevieve, Quebec Asilo y centro de acogida, Harveys Lake, PA Asilo y centro de acogida, Arlington, WA
Civiles muertos 10 25 10 10 14 24
5 31 5 6 5 7 8 6 5 10
5 10 6 6 8 4 8 7 10 8
ala clasificaci6n como Asilo y centro de acogida esta fundamen tada en las necesidades de los ocupantes, especiftcamente por la presencia de inquilinos mayores de 65 arios 0 con enfermedades mentales cr6nicas. la clasificaci6n no tiene que ver con el nivel de atenci6n que ofrece la instalaci6n 0 que pretende ofrecer. los nombres especificos de las instituciones se dan solamente para los cuatro incidentes de incendio mayores y mas conocidos. Fuente: Organizaci6n de Datos de Incidentes de Incendio de la NFPA.
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
DEFINICI6N Una ocupacion residencial de asilo y centro de acogida se define en NFPA 101®, C6digo de Seguridad Human, (mencionado de aqui en adelante como NFPA 101), como un edificio 0 parte de este que se utiliza para dar albergue y alimentaci6n a cuatro 0 mas residentes, no relacionados por consanguinidad 0 matrimo nio con los propietarios 0 trabajadores, con el prop6sito de pro veer servicios de cuidado personaL La caracteristica de brindar servicios de cuidado personal diferencia un asilo y centro de acogida de una pension 0 dormitorio. En las bases de datos de incidentes de incendios, un asilo y centro de acogida es definido segUn las necesidades de sus ocu pantes. Es importante tener en cuenta estas dos definiciones, porque no se garantiza que las necesidades de los ocupantes con cuerden con la atencion que brinda la instalaci6n. En particular, las necesidades de atenci6n de los ocupantes que califican una propiedad como un asilo y centro de acogida, con el proposito de informar sobre un incendio, sera con frecuencia mayor que la atenci6n provista por una institucion legitimamente constituida como un asil0 y centro de acogida segt'm la NFPA 101. Por 10 tanto, es posible que la Tabla 11.7.1 no describa adecuadamente la experiencia de incendio de las instalaciones que NFPA 101 hubiera clasificado como hogares y centros de acogida 0 quc pretenda ser un hogar y centro de acogida. La definicion de NFPA 101 podria facilmente describir un hospital 0 un sanatorio particular 0 clinica. La diferencia prin cipal esta en la definicion de atencion personal. La atencion dada en un hospital 0 un sanatorio particular 0 cHnica es ciertamente personal, pero su objetivo principal es cubrir las necesidades medicas de los pacientes .. En el hogar 0 centro de acogida, la asistencia ofrecida no es de naturaleza medica, ni requiere los servicios de medicos y enfermeras. Es generalmente una clase de asistencia que puede ser prestada por personal no profesional que ayuda a los residentes a hacer frente a los rigores de la vida diaria. Esta asistcncia podria incluir el cuidado de la higiene personal del residente, la limpieza de su alojamiento, ayudar a los discapacitados fisicos a desplazarse, la preparacion de ali mentos, atender los asuntos financieros del residente, cercio rarse de que cumpla sus compromisos, y muehas otras tareas. Como 10 indica esta discusion, NFPA 101 busca identificar las distintas poblaciones en funcion de los niveles de asistencia necesarios y luego definir las diferentes categorias de instala ciones establecidas para proveer el nivel de atencion requerido por un grupo de inquilinos potenciales. Un problema distinto que hay que resolver es asegurar que estos inquilinos no sean de jados en instalaciones que no puedan 0 no quieran atender todas sus necesidades. Este problema, implicito en la mayoria de los incendios de la Tabla 11.7.1, es problema de las autoridades competentes y probablemente la clave mas importante para la seguridad contra incendios de todas las poblaciones que necesi tan atencion. Muy pocos asilos y centros de acogida se autodenominan as!. Algunas instalaciones que encajan dentm de la definicion de esta ocupacion son: • Instituciones asistenciales
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Hogares grupales para personas con retraso mental Hogares grupales para paciente psiquiatricos Casas de reposo para adultos mayores Hogares de crianza (para adopcion) Casas para pobres del condado Orfanatos Albergue para personas maltratadas Albergue para madres solteras Hogares de paso para alcohOlicos rehabilitados Hogares de paso para drogadictos rehabilitados Hogares de paso para presos en libertad condicional Refugio para fugitivos Misiones de rescate con acomodacion nocturna
Sin importar su denominacion, estas instalaciones tienen un prop6sito comim. Ofrecer a los residentes algo mas que comida y alojamiento. Los residentes generalmente reciben alguna forma de ayuda, sustento, 0 cuidados que no son de naturaleza medica. El comite tecnico responsable del desarrollo del capitulo sobre centros de acogida de NFPA 101 ha trabajado intensa mente para equilibrar la necesidad de un nivel muy alto de pro teccion contra incendios con las obligaciones financieras impuestas a los propietarios y operadores de las instalaciones. Muchos pequefios asilos y centros de acogida nuevos son es tructuras residenciales existentes que han sido convertidas en esta nueva ocupacion. Los propietarios y operadores de estos centros estan llenando una necesidad significativa de este tipo de alojamientos. El costo del mejoramiento de estas residencias para alcanzar los requerimientos de los centros de acogida es considerable. El comite ha permitido ciertas excepciones para lograr este objetivo. Una de estas excepciones, a menudo con troversial, es la exclusion de rociadores para la conversion de los edificios existentes, eon eapacidad de evacuacion rapida y ocho o menos residentes. Es importante anotar que por definicion, una instalacion con clasificacion de evacuacion rapida que al berga un grupo de personas con "capacidad para trasladarse con fiadas y oportunamente hacia un punto de seguridad, es equivalente a la capacidad de un grupo familiar del comim". El comite piensa que con esta restriccion y muchas otras caracte risticas de seguridad contra ineendio requeridas en esta ocupa cion, se provee un nivel razonable de proteccion.
CLASIFICACI6N DE LOS ASILOS
Y CENTROS DE ACOGIDA
La clasificaci6n de los asilos y centros de acogida es un primer paso muy importante cuando se lleva a cabo una inspeccion 0 evaluacion para verificar el cumplimiento con NFPA 101. Si aqui se comete un error, la mayor parte de la inspeccion 0 eva luacion que sigue sera nula. Tres factores determinanlos requi sitos de construccion para las instalaciones de asilos y centros de acogida; i,es nueva 0 existente la instalaci6n?, i,es grande 0 pe quefia la instalacion? y i,cual es la capacidad de evacuacion de la instalacion?
CAPiTULO 7
Nuevas 0 Existentes Si la estructura fue recientemente construida 0 si es una conver sion de otro tipo de ocupaci6n, se debe cumplir con los requisi tos de NFPA 101 para asilos y centros de acogida nuevos .De 10 contrario, se aplican los requisitos para instalaciones existentes.
Grandes 0 Pequenas EI tamafio de la instalaci6n se detennina simplemente contando el numero de camas disponibles para los residentes. EI personal o miembros de la familia no cuentan para hacer esta detennina ci6n. Por definici6n, un residente es la persona que recibe aten ci6n personal y reside en un asilo 0 centro de acogida. Es solamente el numero total de residentes en el hogar el que de tennina si la instalaci6n es grande 0 pequeiia. Las instalaciones pequefias son aquellas que ofrecen acomodaci6n para donnir a maximo 16 residentes. Las instalaciones grandes son las que proveen acomodaci6n para 17 0 mas residentes.
Capacidad de Evacuaci6n Para detenninar la capacidad de evacuaci6n, se evaluan todos los ocupantes del edificio como un grupo. Todos en la instala cion estan incluidos cuando se toma esta detenninaci6n, no so lamente los residentes. La asistencia del personal, si la hay, es parte importante de la evaluacion. Un grupo de residentes que serian de otra manera clasificados como lentos, podrian consi derarse agiles cuando personal bien entrenado los ayude en el proceso de evacuaci6n. Sin embargo, recuerden que si se utiliza la ayuda del personal para mejorar la clasificaci6n, debe estar siempre presente en las instalaciones para prestar esta ayuda cuando se necesite. Existen tres clasificaciones de capacidad de evacuaci6n: ni pida, lenta y nula. La clasificaci6n puede hacerse en una de tres fonnas: usando las definiciones para producir una detennina ci6n subjetiva; utilizando la NFPA lOlA, Gufa Sobre Enfoques Alternativos de Seguridad de fa Vida Humana; 0 usando un pro grama de simulacros de salida cronometrados. NFA 101 requiere que la administraci6n de la instalaci6n proporcione, sobre pedido, a la autoridad competente, la de tenninaci6n de capacidad de evacuaci6n usando un procedi miento aceptable para la autoridad competente. 8i no se presenta esta documentaci6n, la capacidad de evacuaci6n se clasifica como nula. Si se usan simulacros cronometrados para detenninar la ca pacidad de evacuaci6n, NFPA 101 recomienda tiempos de eva cuaci6n de 3 minutos 0 menos para clasificar una instalaci6n como nipida, de 3 a 13 minutos como lenta, y mayor de 13 mi nutos como nula. Deberia usarse el tiempo mis lento para la cla sificaci6n. El tiempo de evacuaci6n se mide desde el momento de la alanna hasta el momento en que llega el ultimo ocupante a unpunto de seguridad como 10 define NFPA 101. NFPA 101 requiere que se hagan seis simulacros de incendio al afio en todos los asilos y centros de acogida, con un minimo de dos si mulacros realizados en la noche cuando los residentes esten dur miendo. Es en este punto del proceso de evaluaci6n que el juicio
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Asilos y centros de acogida
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se hace dedsivo. Se debe usar el sentido com6n y la experien cia para ver a los residentes y·al personal como un grupo y de cidir si los tiempos registrados en los simulacros son realistas. Para a)'udar a detenninar la capacidad de evacuaci6n, la autori dad competente puede pOOir al propietario del centro que realice un simulacro en su presencia. Puede observarse el desempefio de los ocupantes durante el dia y compararse con los tiempos re gistrados en los simulacros nocturnos, cuando los residentes esmn dunniendo. Por 10 tanto, si el grupo no puede evacuar el hogar dentro de los tIempos registrados previamente durante la hora dispuesta para desmovilizarse, los simulacros nocturnos que muestren tiempos iguales 0 mas rapidos pueden haber sido falsificados. Los requisitos de construcci6n y disposici6n de las salidas se hacen mas estrictos a medida que disminuye la capacidad de evacuacion. Por ejemplo, no se pennite usar las ventanas como medio secundario de escape en una instalaci6n pequefia con cla sificacion de evacuaci6n lenta. La clasificaci6n del asilo y cen tro de acogida es el paso mas importante en el proceso de evaluaci6n. Tomar el tiempo necesario para hacerla correcta mente es crucial para la seguridad de los residentes.
CARACTERIS,.ICAS DE LA OCUPACION Caracteristicas de los Edificios Un asilo y centro de acogida se clasifica dentro de la categoria de riesgo ordinario por los metodos tradicionales de evaluaci6n de NFPA 101. Raras .eces hayconcentraciones masivas de ma teriales combustibles y por 10 general no usan Hquidos 0 gases inflamables. Ning6n proceso presenta "riesgos especiales". Las fuentes de ignicion son las mismas que se encuentran en las ocu paciones residenciales, y las cargas combustibles son general mente leves. La amenaza de incendio mas significativa es estas ocupaciones es el enonne potencial de perdida de vidas. Las caracterfsticas estructurales de los edificios que alber gan asilos y centr~s de acogida residenciales varian enonne mente. Estas van desde residencias unifamiliares, en las cuales una familia alberga a unos pocos huespedes, hasta edificios altos de apartamentos de concreto reforzado para ancianos ma nejados por organizaciones religiosas, y casas de reposo comer ciales construidas para este fin. La construcci6n puede ser practicamente de cualquier tipo.
Caracteristicas de los Residentes La descripci6n de las caracterfsticas del residente "tfpico" de un asilo y centro de acogida es tan efImera como la descripci6n de un tipo de construcci6n "tipico". Los residentes de los hogares de los centros de acogida no encajan en un estereotipo; pueden sernifios 0 ancianos, discapacitados fisicos 0 saludables, con in habilidad mental 0 muy inteligentes. Pueden ser capaces de BU autoproteccion 0 totalmente dependientes de otros para conse guir protecci6n. Ninguna descripci6n es adecuada para los re sidentes de todos los hogares de centros de acogida. Las variaciones que existen en los edificios y e1 range de las
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
habilidades de los residentes de estas instalaciones presentan el desafio mas significativo para los profesiollales de proteccion contra ineelldios.
PROBLEMAS DE INCENDIO Los problemas de los asilos y centros de acogida generalmente encajan dentro de dos categorias: (I) estrncturales y (2) de com portamiento.
Problemas Estructurales Muchos asilos y centros de acogida son viviendas ullifamiliares 0 viviendas unifamiliares a las cuales se les ha agregado espacio para acomodar cierto numero huespedes. En consecuencia, es pro bable que muchas instalaciones sean estrneturas construidas segUn las nonnas para albergar a una familia "tfpica" con capaci dades nonnales para detectar, responder ante y escapar de un in cendio. A continuaci6n algunas de las caracteristicas especfficas de protecci6n contra incendios para esos tipos de instalaciones. Construccion del Edificio. Los asilos y centros de acogida en viviendas refonnadas reflejan las preferencias de construcci6n para vivienda. Por tanto, muchas instalaciones se encuentran en estrncturas de madera de dos 0 tres pisos. En edificios viejos, la construcci6n tipo "balloon" y elementos estructurales de madera desprotegidos son riesgos estructurales comunes. En el mejor de los cas os, la construccion de estructura de madera puede ofre cer un poco de protecci6n, pero la resistencia al fuego es limi tada y la estrnctura combustible puede eventualmente aportar combustible al incendio. Instalaciones de Salida. En viviendas refonnadas, por 10 ge neral hay solamente una rnta que puedan usar los ocupantes desde cualquier habitaci6n para llegar seguros al exterior. En vi viendas refonnadas de dos pisos, esta ruta de escape incluye nor malmente una escalera sin cerramiento que puede conducir a los residentes a traves del area incendiada de la casa. A menudo, la unica ruta alternativa de escape es a traves de una ventana, la cual, en el caso de un edificio de tres pisos, puede estar a mas de 6 m (20 pies) sobre el nivel del suelo. Es comUn que en las vi viendas unifamiliares las puertas de salida esten equipadas con dispositivos de cierre para impedir la salida, especialmente de quienes no estill familiarizados con las cerraduras 0 son inca paces de accionarlas. Compartimentacion. La separaci6n entre habitaciones y co rredores y entre habitaciones a veces no existe 0 es de construe ci6n que proporciona muy poca 0 ninguna resistencia al paso del fuego y el hurno. Por 10 tanto, un fuego en cualquier habita ci6n puede llenar rapidamente todo el edi±lcio de humo y pro ductos t6xicos de la combusti6n, limitando la visibilidad y haciendo el ambiente intolerable para la supervivencia humana. Aberturas Verticales. Como en muchas viviendas de pisos multiples, las escaleras que tambien sirven como el medio prin
cipal de evacuaci6n nonnalmente no estan encerradas. Las es caleras estan generalmente abiertas al pasillo del piso superior y al vestfuulo de la planta baja. La propagaei6n del fuego y humo de un piso a otro sucede muy rapidamente. Acabados Interiores. Las paredes y techos pueden tener aca bados con artesonado y losas de techo acusticas, sin ninguna consideraci6n con la combustibilidad de estos materiales. Los propietarios de la instalaci6n que tratan de mejorar el medio am biente de los residentes, con decoraciones atractivas, pueden estar poniendolos en peligro sin saberlo. Los artesonados (paneling) de pared y losas de techo de alta combustibilidad pueden comribuir a la rapida propagaci6n ver tical y horizontal del fuego y pueden ser un factor importante de contribuci6n a la combustion subita generalizada (flashover). Tambien pueden contribuir a aumentar la velocidad con la que los pasadizos de salida se hacen intransitables. Cableado y Artefactos Electricos. El cableado generalmente caracteristico del uso original del edificio refonnado, segUn se advierte, es con frecuencia el de una vivienda unifamiliar. En edificios mas antiguos, los circuitos pueden set inadecuado en nlimero yen capacidad, el aislamiento puede estar viejo y dete riorado, los fusibles pueden ser de tamano equivocado para los circuitos que protegen, y las moditlcaciones del eableado, si las hay, pueden haber sido realizadas por personal no califieado. El uso de cables de extensi6n, calentadores portatiles, y otros arte factos electricos residenciales puede ser comUn y contribuir al riesgo de incendio. Mobiliario. El riesgo de incendio que representan los muebles y mobiliario varia ampliamente. Con frecueneia, se permite que los residentes traigan una cantidad ilimitada de muebles perso nales al centro de acogida. Pnicticamente todos estos productos pueden aportar combustible a un incendio y, naturalmente, unos mas que otros. Los muebles que se queman con mayor violen cia 0 producen grandes cantidades de humo espeso 0 productos toxicos de combusti6n sedan un riesgo mayor.
Problemas de Comportamiento Crece gran preocupaci6n por la seguridad humana en los asilos y centros de acogida por el hecho de que estos albergan a una ean tidad de personas que, en muchos casos, tienen capacidad fisica y/o mental disminuida. Aunque no es el caso en todas las institu ciones, ni son todos los residentes de cierta instalaci6n, el hecho de que personas minusvaIidas sean residentes de una instituci6n que los ayuda a enfrentar su rntina diaria supone que pueden tener problemas para valerse por si mismos en una emergencia. El imp acto que crean los problemas de comportamiento ge neralmente se divide en dos categorias: (1) eapacidad de eva cuaci6n y (2) sentido de seguridad. Capacidad de Evacuacion. Como la poblaci6n alojada en asi los y centros de acogida difieren ampliamente, no puede hacerse un planteamiento general de la capacidad de evacuaci6n en todas estas instalaciones. En el caso de hogares para adultos mayores, algunos resi
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dentes pueden ser lentos e inseguros, e incapaces de subir 0 bajar escaleras, de ver bien, 0 de recordar los procedimientos que deben seguirse en un incendio. Algunos pueden estar tan inca pacitados que no pueden serevacuados sin ayuda. Los residente de algunas instalaciones pueden estar impedi dos fisicamente al extremo de no poder evacuar por sf mismos. La capacidad de evacuaci6n puede ser afectada por el per sonal de la instalaci6n. En una instituei6n que albergue resi dentes sordos, por ejemplo, la preseneia de un miembro del personal que pueda despertar y alertar a los residentes en una emergencia podrfa ser suficiente para normalizar la capacidad de evacuaci6n del grupo. En las instalaciones que albergan mas personas impedidas y debiles, un numero grande de empleados podria ser incapaz de realizar una pronta evacuaci6n. Sentido de Seguridad. Un factor de riesgo mayor que tiene esta ocupaci6n mas que las otras oeupaeiones resideneiales es que muchos de los residentes tienden a no estar conscientes de los pe ligros de sus acciones. Este riego incrementado se aplica a todos los comportamientos donde los errores conducen a incendios en hogares normales, como fumar, el uso de calentadores portatiles, cocinar, supervisi6n de los niftos que puedan jugar con fuego, manejo de electrodomesticos 0 equipos de distribuci6n de elec tricidad, e inclusive encender fuegos deliberadamente.
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Asilos y centros de acogida
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debe limitarse a las personas que sean capaces de manejar el aparato adecuadamente 0 a quienes han sido entrenados bajo su pervision. Deben proveerse tomacorrientes adecuadas para eli minar el uso de cables de extensi6n.
Control de los Combustibles En muchos asilos y eentros de acogida se permite a los residen tes traer sus propios muebles a los dormitorios. La mayor parte de estos muebles no han sido sometidos a ningiin tipo de prueba que indique si se pueden quemar facilmente 0 las tasas de libera ci6n de calor. Las cortinas nuevas, colgaduras, muebles tapiza dos y co1chones deben cumplir con los criterios especificos de prueba de la NFPA. Se exceptUan los muebles tapizados y los colchones de los residentes cuando se colocan en sus habitacio nes siempre que haya una alarma de humo instalada en el cuarto. En las instalaciones con muebles existentes que no eum plen con los criterios de inflamabilidad de la NFPA se deberian evaluar otros elementos de proteeci6n como la deteeci6n tem prana, extinci6n y compartimentaci6n para asegurar un nivel aceptable de proteccion. Otras fuentes de combustible, tales como los materiales de acabado interior tam bien se dcben evaluar con respecto a su po tencial de propagaci6n del fuego.
Proteccion de los Ocupantes ESTRATEGIAS DE PROTECCION
CONTRA INCENDIOS
Respecto ala seguridad humana, los problemas de incendios en asilos y centros de acogida se pueden enfocar con el control de ignicion, control de combustibles, protecci6n de los ocupantes, actividades de deteccion y extinci6n, y operaciones de planea ci6n y entrenamiento. EI enfoque sistematico para la seguridad contra incendios en centros correccionales puede ser modificada para aplicarse tambien a los asilos y centros de acogida. (Ver la Secci6n 11, Capitulo 5 sobre "Instalaciones Penitenciarias y Co rreccionales").
Control de la Ignicion Los materiales de fumar inician muchos incendios fatales en asi los y centros de acogida. Cada instalaci6n debe tener tma poli tica respecto a fumar que incluye temas como donde esta permitidofumar y la eliminacion adecuada de los materiales de fumar. Claramente, la politica deberia tener por objeto evitar incendios que los ocupantes puedan causar al quedarse dormi dos mientras fuman 0 por la eliminacion inapropiada de los ma teriales de fumar. Se deben pro veer ceniceros de seguridad incombustibles en las areas donde este permitido fumar. En las instalaciones que permiten fumar, en areas supervisadas desig nadas para fumar, 0 donde el ocupante raramente se encuentra solo, pueden funcionar. Otras fuentes de ignici6n, te1es como los aparatos que pro ducen calor, dispositivos de ealefacci6n de espacios, cocinas, equipos de distribucion de e1ectricidad y otros aparatos se deben controlar y mantener adecuadamente. El uso de estos equipos
No es facil establecer un criterio minimo de protecci6n de vida humana contra incendios en ocupaciones de centros de acogida. Como se ha indicado, esta no es una ocupaci6n homogenea. La protecci6n minima en una instalaci6n puede ser sobreproteccion o protecci6n inadecuada en otra. Es dificil asegurar que en otros tipos de ocupaciones, si existen, con el paso del tiempo haya un equilibrio adecuado entre el euidado que necesitan los residen tes y el cuidado que la instituci6n les brinda. La capacidad de evacuaci6n es el factor mas importante para determinar los elementos de protecci6n contra ineendio ne cesarios para obtener un grado aceptable de seguridad humana. Una instalaci6n que alberga a un grupo con capacidad normal para responder puede necesitar muy poca proteccion mas alla de la que otras ocupaciones residenciales necesitarian. En edi ficios que albergan personas que responden lentamente, podria ser adecuado un sistema de protecci6n que provea tiempo adi cional de reacci6n y evacuaci6n. Los grupos que no se espera que puedan evacuar sin ayuda podrfan necesitar un sistema de defensa en ellugar. Deberia esperarse que, despues de cierto tiempo, todas las instalaciones puedan albergar residentes sin capacidadde eva cuaci6n, de modo que pueda proveerse protecci6n en la peor de las situaeiones. Este enfoque es valido en el caso de hogares para ancianos, donde es predecible el deterioro de las condicio nes fisicas y mentales. Sin embargo, muchos tipos de asilos y centros de acogida, debido a su tamafio y a la naturaleza de los servicios que prestan, nunca manejan personas incapaces de pro tegerse a Sl mismos. No deberia requerirse que estas instalacio nes tengan el mismo grado de protecci6n incorporada que aquellas que albergan poblaciones menos capaces. Por 10 tanto, es razonable establecer el criterio de protecci6n basado en la ca
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
pacidad de evacuacion de los residentes de las instalaciones. Se requerini mas 0 menos proteccion estructural dependiendo de la capacidad de los residentes para valerse por si mismos. Para una poblacion con capacidad de evacuacion relativa mente normal, el sistema basico de proteccion consiste en 10 si guiente: • Controles para prevenir la ignicion • Deteccion temprana • Medios de alertar a los residentes • Posiblemente un medio de extincion automatica de incendio • Por 10 menos dos rutas de escape • Prohibir materiales de acabado interior de alta combustibi lidad (limitando la velocidad de propagacion del fuego y minimizando el riesgo de combustion sub ita generalizada (flashover) • Encerrar las aberturas verticales (limitando la propagacion vertical del fuego y el humo) Para una poblacion que sea capaz de evacuar, pero 10 hace lentamente 0 con dificultad, un sistema razonable de proteccion incluiria los puntos relacionados anteriormente, illiis los si guientes: • Controles illiis estrictos para evitar la ignicion • Deteccion y alarma tempranas • Mayor necesidad de extincion automatica del fuego • Salidas que sean mas faciles de usar que las que serian ade cuadas para una poblacion mas capaz • Controles mas estrictos sobre la combustibilidad de acaba dos interiores • Un mayor grado de resistencia al fuego para mantener la in tegridad del edificio por un perfodo de evacuacion mas largo • Compartimentacion para confinar el fuego y el humo, man teniendo asi las rutas de salida utilizables durante un tiempo de evacuacion mas largo • Mayor resistencia a la propagacion vertical del fuego y humo Para una poblacion que no sea capaz de evacuar, el con cepto de proteccion con defensa "in situ" incluiria todos los ele mentos listados anteriormente, mas los siguientes: • Suficiente resistencia estructural al fuego para permitir que el edificio y la compartimentacion intema sobrevivan al in cendio • Un medio de extincion automatic a del fuego antes de que amenace seriamente la estructura y la compartimentacion • Control estricto del mobiliario
Actividades de Deteccion y Extincion Los medios para poner en marcha los controles de ignicion y de combustibles, al igual que la capacidad de evacuacion de los ocu pantes, son factores cruciales para determinar el nivel adecuado de deteccion y extincion necesarias. Los rociadores residencia les son los medios mas eficaces de incrementar la seguridad hu
mana. De acuerdo con la NFPA 101, se puede usar un sistema basado en una de las siguientes normas, dependiendo del tamafio de la instalacion y la capacidad de evacuacion de los ocupantes: • NFPA 13, Norma sobre la Instalacion de Sistemas de Ro ciadores • NFPA 13D, Norma para la instalacion de Sistemas de Ro ciadores en Viviendas Unifamiliares y Bifamiliares y Casas Prefabricadas • NFPA 13R, Norma para la Instalacion de Sistemas de Ro ciadores en Ocupaciones Residenciales hasta de Cuatro Pisos de Altura Inclusive Con respecto a la NFPA 13D, se debe reconocer que la du racion del surninistro de agua depende de la clasificacion de ca pacidad de evacuacion de las instalaciones y que la demanda domestica de agua no esta necesariamente incluida. Otras ex cepciones permiten que los rociadores sean omitidos en ciertas areas como armarios pequefios, cuartos de bafio, aticos y otras areas donde las estadisticas indican que es menos probable la iniciacion de un fuego. NFPA 13 exige ahora el uso de rocia dores de respuesta rapida 0 rociadores residenciales para estas y todas las demas ocupaciones de riesgo leve. Se debe consultar con las compafiias aseguradoras y los co digos pertinentes antes de escoger los sistemas de deteccion y extincion. Tambien se deben tener en cuenta los requisitos de mantenimiento preventivo de cada tipo de sistema durante el proceso de seleccion y disefio.
Operaciones de Planeacion y Entrenamiento La direccion de la institucion debe desarrollar un plan de emer gencia que cubra diferentes emergencias 0 desastres, incluyendo incendios. EI plan deberfa ser realista y poder implementarse con el minimo de recursos disponibles, generalmente durante la noche. EI plan debe coordinarse con el cuerpo de bomberos local para garantizar la consistencia entre las expectativas de ambos. EI plan de emergencla debe corregirse 0 revisarse cada vez que un residente con necesidades especiales sea admitido en la institucion. Todo el personal debe conocer sus responsa bilidades en el plan y revisar formalmente esas responsabilida des por 10 menos cada dos meses. Los residentes con capacidad deben participar en el entre namiento y simulacros. Como se menciono anteriormente, los residentes necesitan estar familiarizados y comodos con las di ferentes rutas de evacuacion disponibles. Los cuerpos de bom beros locales, escuelas de formacion en incendios, y las oficinas del jefe de bombetos pueden tener personal y material audiovi sual que pueden ayudar en el adiestramiento del personal y re sidentes. Esta es un area en la que los asilos y centros de acogida tienen ventaja sobre otras ocupaciones residenciales. Puede haber mucho mejor control sobre los ocupantes en estas instala ciones. Cuando han sido entrenados adecuadamente, los resi dentes de los asilos y centros de acogida pueden desempefiarse por encima del promedio durante los simulacros de incendio.
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BIBLIOGRAFIA C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, nomws y practicas recomen dadas de la NFPA proporcionara informacion adidonal sobre asilos y centros de acogida disculidos en este capitulo. (Ver la ultima version del Catalogo de La NFPA para la disponibilidad de edidones corri entes de 10 siguientes documentos.)
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Asilos y centros de acogida
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NFPA 13, Standardfor tile Installation ofSprinkler Systems NFPA 13D, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems ill One and Two-Family Dwellings and Manufactured Homes NFPA 13R, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems in Resi dential Occupancies up to and Including Four Stories in Height NFPA lOtID, Life Safety Code® NFPA lOlA, Guide on A Iternative Approaches to Life Safety
April Leyla Berkol Thomas G. Daly
ara los efectos de este capitulo, las ocupaciones de aloja miento incluyen hoteles y donnitorios. En la edici6n 2000 de NFPA 10 I ®, CMigo de Seguridad Humana®, los requisitos de seguridad de vida para hoteles y donnitorios se en cuentran bajo los mismos capitulos, "Hoteles y Donnitorios Nuevos", y "Hoteles y Donnitorios Existentes". Las definicio nes de donnitorio y hotel de la NFPA 101 son las siguientes: Dormitorio ~ Edificio 0 espacio en un edificio en el cual se provee acomodaci6n para donnir para mas de 16 personas que no son miembros de la misma familia en una habitaci6n 0 serie de habitaciones unidas bajo ocupaci6n conjunta y una sola administracion, con 0 sin alimentacion, pero sin facilidades individuales de cocina. Hotel - Edificio 0 grupos de edificios bajo la misma administraci6n en los que hay acomodaci6n para donnir para mas de 16 personas y utilizados principalmente por transeuntes para alojamiento con 0 sin alimentaci6n.
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incendios de hoteles y moteles ocurrieron en edificios sin de tectores de incendio y dos tercios en edificios sin rociadores. 2 El estuclio original de 1988, presentado al Congreso cuando se estudiaba la legislaci6n para hoteles sobre seguridad contra incendios, lleg6 al final de una decada crucial para los hoteles, moteIes, alojamientos y posadas en relacion con la seguridad contra incendios. La decada habia comenzado con una serie de incendios catastr6ficos de hoteles para tenninar con aurnentos sin precedente en los gastos de protecci6n contra incendios en toda la industria hotelera. La investigaci6n colectiva3 de pro blemas y soluciones especificas de seguridad contra incendios en la hoteleriajug6 un papel. significativo en la mejora de la per cepci6n de una industria que se hacia cargo del problema y tra
La definicion de hotel fue refinada en la NFPA 101 para in cluir hoteles, posadas, clubes, moteles, cama y desayuno, 0 cual qui era otra estructura que cumpla con la definici6n anterior.
SEGURIDAD CONTRA
INCENDIOS EN HOTELES
"Los huespedes en establecimientos hoteleros hoy estan mas se guros que nunca contra la amenaza de incendios". Esta fue la conclusi6n del primer estuclio estadfstico de pro tecci6n contra incendios a gran escala en establecimientos hote leros de los Estados Unidos. 1 Este estudio de 1988 report6 el uso casi universal de detectores de hurno en las habitaciones ho teleras y anota que aproximadamente la mitad de todas las ha bitaciones de hoteles estaba equipada con rociadores, con un incrementos en el numero de hasta dos tcrcios si se tienen en cuenta solamente los hoteles de muchos pisos. Los incendios graves, sin embargo, tienen mas probabilidad de ocurrir en las instalaciones menos bien equipadas. De acuerdo con el Infonne de la NFPA Sobre el Problema de Incendios en los Estados Uni dos, de 1994 a 1998, por ejemplo, mas de una quinta parte de los
April Leyla Berko!' M.A., M.Sc., es Directora Corporativa de Salud Ambiental, Seguridad Humana y contra Incendios, de Starwood Hotels and Resorts. Thomas G. Daly, M.A., MoSc., es Viccpresidente de Prevenci6n de Perdidas de Hilton Hotels Corporation y fue el primer presidente de la Secci6n de la Industria de Hospedaje dc NFPA.
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SECTION 11
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Sistemas de protecci6n para cfases de ocupaciones
bajaba para obtener soluciones viables. De 1980 a 1998, el nu mero de incendios reportados de hoteles y moteles en los Esta dos Unidos descendi6 en casi dos tercios (de 12 200 a 4400), uno de los descensos mas dramaticos en cualquier tipo impor tante de ocupaci6n medido par estadfsticas de la NFPA. Fuera de los Estados Unidos, sin embargo, los incendios graves de ho te1es continuaron hasta finales de los 1990 y siguieron siendo motivo de preocupacion especialmente para los viajeros inter nacionales. Solamente a finales de los 1980s, se cambiaron dramatica mente la legislaci6n y los c6digos de construcci6n y de incendio para exigir sistemas de protecci6n contra incendios y equipos mas sofisticados para establecimientos hoteleros. Algunos es tados, incluyendo estados con gran afluencia de turistas como Nevada y Florida, hicieron estos requisitos retroactivos para los estab1ecimientos hoteleros existentes, generalrnente hote1es de muchos pisos. En los afios 80s, los estados de Alaska, Califor nia, y New Jersey exoneraron de impuestos la instalaci6n de sis temas de proteccion contra incendios por medio de crCdito de impuestos (Alaska) 0 una exencion sobre impuesto a la propie dad (California y New Jersey), aliviando asi el costa financiero de estas mejoras en los edificios existentes, incluyendo hoteles. Los progresos en muebles resistentes al fuego redujeron 1a propensi6n de desarrollo de incendios flipidos donde se emple aron estos muebles. De 1988 hasta 2000, los esfuerzos renova dos de prevencion de incendios por operadores de hoteles en compaiila de los bomberos locales produjeron una reduccion sin precedente en el numero de incendios a pesar del auge de cons truccion sin paralelo, que aumento el inventario de hoteles nue vos en miles y mas de 1,3 millones de nuevas habitaciones. 4 En 1987, NFPA form6 la Secci6n de Miembros de la In dustria Hotelera para ofrecer un foro y enfocarse dentro de la NFPA hacia la vocerfa y necesidades de la industria. La NFPA 101 fue enmendada en 1988 para exigir a los hoteles de altura, nuevos y existentes, la insta1acion de sistemas de rociadores. Al final de la decada, todos los c6digos de construcci6n de la na cion tambien requerfan que los hoteles nuevos de 20 habitacio nes 0 mas, sin importar su altura, tuvieran rociadores. Se desarroll6 una nueva tecnologfa de rociadores de "respuesta ni pida" para el uso de muchos propietarios y operadores de hote les en sus proyectos de mejoramiento y de nuevas construcciones. En 1989, la NFPA expidi6 una nueva nonna para rociado res, la NFPA 13R, Norma para la Instalacion de Sistemas de Rociadores en Ocupaciones Residenciales hasta de Cuatro Pisos de Altura, con en fin de hacer la protecci6n con rociado res mas asequible para edificios de uso residencial de pocos pisos. La NFPA 13R combinada con el desarrollo y listado de tuberias para rociadores de cloruro de polivinilo (CPVC) y po libutileno (PB) en esta decada, redujo el costa de instalaci6n de rociadores, especialmente en hoteles existentes. A comienzos de los 1990s, el Congreso promulg6, y el Pre sidente George H. Bush firm6 la Ley de Seguridad contra In cendios de Hoteles y Moteles de 1990, P.L: 101-391. Este estatuto llevo todo el peso de los fondos del gobierno federal sobre el as unto de la seguridad contra incendios en los hoteles allimitar las reuniones de las agendas federales en estableci
mientos hotel eros solamente a los hoteles y moteles que cum plian con los requisitos de protecci6n contra incendios determi nados en la Ley. Los empleados federales en viajes oficiales tambien se limitaron, despues de un perfodo de introducci6n, a quedarse solamente en hotdes que tambien cumplfan estos re quisitos. Un estudio de la GAO s sobre el cumplimiento de las agencias federales con 1a Ley en 1994 mostro resultados mixtos. Con e1 tiempo, sin embargo, como la gran mayoria de hoteles en los Estados Unidos cumplian con las directivas de la Ley,61a le gislaci6n se hizo simb61ica del relieve y el exito de los hotele ros de la naci6n en garantizar un medio ambiente seguro contra incendios para sus huespedes y empleados. Los afios 1990 trajeron aful mas construcciones de hote1es, pero menos incendios en hoteles, muertes en incendios y lesio nes, y reducci6n en las cifras de perdidas en d61ares por incen dios en este grupo de ocupaci6n, teniendo en cuenta 1a inflaci6n. Solamente ocurri6 un incendio en un establecimiento hotelero (que caus6 cuatro 0 mas muertes) en los afios noventas.1 AI final de esta decada, unos 4,1 millones de habitaciones hoteleras po blaron el paisaje norteamericano. 4 Los grandes gastos para me jorar los hote1es con sistemas de rociadores y detectores de incendio y el entrenamiento extenso del personal de empleados de los hote1es dieron lugar a este numero notablemente bajo de perdidas. El Dr. John B. Hall hizo cr6nica de este exito en el ar ticulo del NFPAJournal en 1996. 8 Aunque ese informe deberia ser reconfortante, informa sobre los numeros brutos de perdidas sin tener en cuenta las po blaciones y numero de habitaciones de los hoteles. Agregando el crecimiento espectacular de instalaciones de a10jamiento desde mediados de los afios ochentas hasta mediados de los no ventas, la disminucion en el fndice de perdidas es aun mas im presionante que la reportada en este articulo. Por ejemplo, de los 6000 incendios reportados en 1992 y el numero de hoteles de 41 700 hubo 144 incendios por cada 1000 hoteles. 4 En 1997 hubo solamente 4600 incendios reportados en hoteles, pero el nlimero de hoteles se habia elevado a 47 000. 4 Por 10 tanto, el indice de incendios de hoteles fue de 98 por 1000 hote1es, 0 una reduccion de 32 par ciento. De hecho, de acuerdo con el NFPAJournal de marzo abril 2001,9 "En los Estados Unidos hoy, es mas seguro alojarse en un hotel que quedarse en su propia casa. En las u1timas dos decadas, e1 numero de incendios de hoteles ha dismi nuido cerca de dos tercios, aunque e1 numero de hoteles se la incrementado considerablemente. Y las muertes causa das por esos incendios han caido casi tres cuartos. Esta me jora excede en mucho la disminuci6n en incendios y muertes por incendios en todos los tipos de estructuras." EI nuevo milenio dio lugar a acciones reglamentarias con tinuas empezando en California, donde en enero de 2001 el Jefe de Bomberos del Estado propuso enmendar el c6digo de construcci6n del estado para exigir rociadores en todos los ho te1es nuevos que se construyeran sin importar su altura 0 nu mero de habitaciones, posici6n que fue respaldada por la industria hotelera.
CAPiTULO 8
DORMITORIOS
Superficial mente, la unica diferenda importante entre hoteles y dormitorios es la naturaleza transitoria de los huespedes de los hoteles. En realidad, los ocupantes de dormitorios tienden a in troducir una carga combustible mayor y mas fuentes de ignicion a sus habitaciones por un periodo mas largo de tiempo. Hoy los estudiantes traen con frecuencia diferentes artfculos de sus ho gares para hacer sus habitaciones mas confortables. Estos in cluyen mini-refrigeradoras, ventiladores, homos microondas, calentadores electricos de inmersion para hervir agua, etc. Las decoradones incluyen telas drapeadas, alfombras de pelo largo, y cualquier cantidad de materiales sinteticos 0 naturales. Inevi tablemente, las cargas de incendio de cada habitacion cambian seglin esto. EI uso de incienso y velas tambien ha aumentado en alios recientes. En muchos caos, los dormitorios son estructuras de un solo uso y no contienen otras ocupaciones. Sin embargo, como su cede con los hoteles, en algunos recintos universitarios, los dor mitorios pueden ser parte de un edificio de muchos pisos 0 un complejo extendido en el cual se destina una parte del edificio para tiendas, auditorios, lavanderfa, cafeterias, centros de entre tenimiento 0 girnnasios, etc. En los dormitorios modernos, los servicios del edificio pueden incluir Internet, conexiones de red locales 0 de area, television por cable, y otros productos de alta tecnoiogfa. Todas estas caracteristicas son sirnilares a las que se encuentran hoy en los hoteles. Durante el ano, los dormitorios estan ocupados continua mente excepto los dias feriados, descansos semestraies, y las va caciones mas largas de verano. Al contrario de los hoteles, durante el ano academico los dormitorios estan totalmente ocu pados con excepcion de los feriados y recesos. Los hoteles, por otro lado, experimentan grandes variaciones de ocupacion set:,'un el dia de la semana (fines de semana versus dlas habiles), tem poradas bajas, 0 como resultado de bajas en los negocios. Aun que la mayorfa estan abiertos para ocupacion todo ei ano, tambien hay hoteles de temporada, que cierran al final de la tem porada. Por ejemplo, centros de esquiar que atienden a los gru pos de deportes invemales cierran en el verano. Algunas universidades usan sus dormitorios para alojamiento transitorio de participantes en programas de verano (por ejemplo campa mentos de mtbol, escuelas de verano, y otros tipos de activida des de corta duracion) durante las vacaciones de verano. Ya sea hotel 0 dormitorio, las personas que usan estas instalaciones ge neralmente no estan farniliarizadas con el edificio. Esto es espe cialmente el caso de los hoteles. Por 10 tanto, muchos requisitos de proteccion de la vida como rutas de salida, extincion, detec cion y notificacion, construccion, servicios del edificio, y carac terfsticas de operacion, son comunes a ambos tipos de ocupacion. Todos estos requisitos se discuten en los capitulos sobre hoteles y dormitorios nuevos y existentes de la NFPA 101. Los dormitorios, como los hoteles, tienen diferentes tama nos, formas y configuraciones. Pueden ser tan variados como los hoteles, dependiendo de su ubicacion y el tamano del cam pus que sirven. Los campus en las ciudades, donde el terreno es iimitado, frecuentemente convierten edificios de apartamentos existentes, "town houses ", u otras estructuras convenientes de diferentes edades, en alojamiento para estudiantes. Los dormi
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Ocupaciones de alojamiento
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torios de construccion nueva con frecuencia contienen ocupa dones rnixtas para aprovechar el espacio limitado. Cuando hay terreno disponible, los dormitorios se construyen para comple mentar e1 recinto eXlstente y cubrir las necesidades de aloja miento y otras necesidades de los estudiantes. Cuatro incendios fatales de dormitorios y fraternidades es tudiantiles 10 en la ultima decada llevaron a la conclusion de que estas ocupaciones necesitaban proteccion adicional contra in cendios, especialmente teniendo en cuenta su antigiiedad. Al gunos estados, incluyendo Carolina del Norte, Pennsylvania, y New Jersey, promulgaron estatutos requiriendo instalacion re troactiva de equipos y sistemas de proteccion contra incendios 10 mismo que simulaeros de incendio obligatorios para los ocu pantes. A nivel federal, en febrero de 200] se introdujo la Ley de Prevencion de Incendios en Universidades, S. 399, para pro veer fondos federales equivalentes (50-50) para aquellas insti tuciones educativas que instalen tecnologfa de extincion y prevencion de incendios en dormitorios existentes y residencias de hermandades estudiantiles.
CARACTERisTICAS DE CONSTRUCCION Los requisitos de construccion de edificios para hoteles y dor mitorios estan gobernados por codigos de construccion. Algunos estados tambien han adoptado la NFPA 101 como documento complementario, asegurando asi la proteccion integral tanto del edificio como de sus ocupantes. La altura y tamafio de un edi ficio determinan el tipo de construccion, numero requerido de salidas, metodo de proteccion de los medios de salida, distancia de recorrido basta los puntos de salida, y otras caracteristicas di sefiadas para limitar los efectos del incendio en un edificio. Para hoteles de altura 0 con atrios, los conceptos de control del humo, inc1uyendo la presurizacion de escaleras y extraccion de humo, juegan un papel importante en la mitigacion de la pro duccion inicial de humo de los incendios hasta que se activan los rociadores y hagan sostenible la evacuacion. La NFPA 101 per mite atrios en hoteles y dormitorios, siempre y cuando Henen ciertas condiciones. Estas condiciones incluyen los requisitos de proteccion total con rociadores y, ya sea un estudio de ingenie ria para demostrar que el edificio esta disefiado para mantener la interfase de capa de humo por encima de la abertura mas alta sin proteccion hacia espaeios adyacentes, 0 6 pies por encima del nivel del piso de acceso de salida mas alto abierto al atrio, 0 que tiene un control de hurno disefiado que haga 10 mismo. Los pa rametros de diseno para sistemas de control de humo y los me todos de construccion us ados para el analisis se pueden enconirar en la NFPA 92A, Practica Recomendada para Siste mas de Control de Humo, y NFPA 928, Guia para Sistemas de Control de Humo en Centros Comerciales, Atrios, y Grandes Superficies.
SISTEMAS Y EQUIPOS ACTIVOS DE PROTECCION CONTRA INCENDIO Con pocas excepciones, la instalacion de proteccion de rociado
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
res en todas las partes de hoteles de construccion nueva, sin im portar su altura, se ha convertido en un requisito en la mayorfa de los codigos de construccion. Todos los codigos de mode10 de construccion requieren detectores de humo en habi taciones hoteleras individua1es y suites, 10 mismo que en habi taciones de dormitorios (Tabla 11. 8.1). La NFPA 13R es de especial importancia para la proteccion de hoteles mis pequeiios y dormitorios, la cua1 estipula los re quisitos de diseiio e insta1acion de sistemas de rociadores mas economic os en ocupaciones residenciales de baja altura. Los mecanismos automaticos 0 de cierre automatico para puertas son una caracteristica de protecci6n contra incendios efectiva y de bajo costo y facil de mantener, que garantiza la compartimentacion del incendio, acelerando asi la activaci6n de los rociadores. Los sistemas de alarma de incendio requieren ahora seiia les de alerta audible y visual normalizados bas ado en las revi siones recientes de la NFPA 72® C6digo Nacional de Alarmas de Incendio®, que fue adoptado universalmente por los cOdigos de construcciOn.
ORGANIZACIONES DE ENTRENAMIENTO DEL PERSONAL V EMERGENCIA Parte del credito por la dramatica reduccion en el numero e in dices de incendios en hoteles durante los ultimos 20 afios se puede atribuir al entrenamiento perfeccionado en seguridad con tra incendios del personal y a la organizacion intern a de los ho teles para el manejo de emergencias en general. La prevenci6n de incendios no es el resultado de los sistemas y equipos de pro teccion contra incendios, sino de las personas involucradas en la operacion del edificio, incluyendo la participacion activa del servicio de bomberos local. En los hoteles, los miembros del equipo de organizaci6n de emergencias tambit~n pueden ser entrenados en primeros auxi lios y/o certificados para ejecutar tratamientos medicos de emer gencia, como resucitacion cardiopulmonar (CPR). Una organizaci6n eficiente de emergencias, junto con rociadores au tomaticos, compartimentacion, diseiio eficaz de salidas, y siste mas de detecci6n y alarma, proporcionara un mayor grado de proteccion contra incendios a los huespedes de hoteles y ocu pantes de dormitorios. Los simulacros de incendios frecuentes, como los especifica la NFPA 101 para hoteles y dormitorios, re alzaran la supervivencia de los huespedes y empleados de hote les y ocupantes de dormitorios. Los requisitos de simulacros de incendio dela NFPA 101 para donnitorios exigen que se realicen con suficiente frecuencia para que los ocupantes se familiaricen con los procedimientos de emergencia, rutas de evacuaci6n, tono y operacion de alarmas. En los hoteles donde los huespe des son transitorios y sue len quedarse solamente una noche, los empleados deb en estar entrenados y preparados par ayudar a los huespedes en caso de un incidente. Para los hoteles, la NFPA 101 requiere que se realicen los simulacros por 10 menos tri mestralmente. Se puede pedir a los huespedes que participen en los simulacros de evacuaci6n total, pero normalmente no se es pera que sea as!.
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TABLA 11.8.1 Caracteristicas de protecci6n contra incendios en incendios de hoteles y moteles reportados a departamen tos publicos de bomberos. Promedios anuales 1994-1998
Porcentaje de incendios en edificios con alarmas de humo u otras alarmas de incendio Porcentaje de incendios en edificios con alarmas de humo u otras alarmas de incendio donde los dispositivos eran operacionales Porcentaje de incendios en edificios con alarmas de humo u otras alarmas de incendio operacio nales (producto de las dos primeras estadfsticas) Porcentaje de incendios en edificios con sistema automaticos de extincion Muertes por 1000 incendios con sistema automatico de extinci6n Muertes por 1000 incendios sin sistema automatico de extincion Reducci6n en muertes por 1000 incendios con sistemas automaticos de extincion Perdida promedio por incendio con sistemas automaticos de extincion Perdida promedio por incendio sin sistema automatico de extinci6n Reducci6n en perdida por incendio cuando habia sistemas automaticos de extincion
78,2% 78,6%
61,4%
34,5% 0,0 8,5 100,0% $6530 $15 690 58,4%
Fuente: Calculos nacionales basados en encuestas de la NFIRS
y NFPA.
CAUSAS DE INCENDIOS Dos factores, los elementos de fumar y e1 incendio premeditado, son las causas principales de incendios fatales en estableci mientos hoteleros. En relacion con el cigarrillo, la investigacion ll autorizada por el Congreso despues de 1a Ley de Seguridad contra Incen dios por Cigarrillo de 1990, y rea1izada por el Insti1oto Nacional de Normas y Tecnologia (NIST) conc1uy6 que la producci6n co mercial de un cigarrillo relativamente segura contra incendios era posible. Una legislaci6n posteriorl 2 introducida por el Re presentante Joseph Moakley (Massachussets) en 1994 buscaba autorizar a la Comision Federal de Seguridad de Productos de Consumo (CPSC) para desarrollar una norma para la industria y prohibir la fabricaci6n 0 importacion de cigarrillos que no cum plan esta norma. Esa legislaci6n no pas6 y el asunto pennane ci6 moribundo hasta finales de 2001 cuando el Estado de Nueva York promulg6 una ley para limitar la venta de cigarrillos sola mente a aquellos que se consideraran seguros contra incendios en enero de 2003. A principios de 2002, las legislaturas de otros cuatro esta dos estaban considerando una accion similar. Enfrentados a la posibilidad de tener que producir diferentes cigarrillos para di ferentes estados, c1 fabricante de cigarrillos mas grande del pais, Altria Corporation (antes Philip Morris) tomo la posicion de que todos los cigarrillos deberian ser a prueba de incendio. 13 Con ese cambio de posici6n y con la investigaci6n del NIST, 1410s se nadores Richard Durbin (Illinois), y Sam Brownback (Kansas)
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ye1 Representante Edward Markey (Massachussets) introduje ron nuevas leyes lS en abril2002 para efectuar este cambio. En cuanto a los incendios premeditados, el analisis razo nado tradieional incluye premeditaci6n por lucro, venganza, y perturbaci6n mentaL Los afios 1990s vieron una nueva dimen sion, incendios premeditados como armas del terrorismo locaL Aunque todavia no ha tocado a la industria hotelera, el ineendio premeditado como medio de expresar una filosofia politica afiade una raz6n mas para garantizar la confiabilidad de los equi pos y sistemas de protecci6n contra incendios y para grupos de emergencias mas fuertes en los hote1es y as! garantizar la pro tecci6n de los ocupantes y establecimientos de alojamiento de la nacion.
BIBLIOGRAFiA Referencias Citadas 1. Daly, T. G., et a1., "Fire Protection in the Lodging Industry,"
2.
3.
4. 5.
6.
7.
American Hotel and Motel Association and the Tri Data Corpo ration, June 30, 1988, p. 4. Hearings before the Subcommittee on Science and Technology, U.S. House of Representatives on thc Hotel and Motcl Fire Safety Act of 1989, Mar. 2, 1989. "Operation San Francisco Technical Report" BenjaminiClarke Associatcs, sponsored by the Intemational Association for Fire Chiefs, the Marriott Corporation and the San Francisco Fire De partment, Apr. 1984. Lodging Profile, American Hotel and Lodging Association An nual reports, 1988-2000. U.S. General Accounting Office, "Fire-Safe Accommodations Information on Federal Agencies Compliance with P.L. 101-391 Lodging Requirements," GAO Report B-27 11 04, July 1995. "Hotel & Motel Fire Safety," http://;llww.usfaJema.govlhotell searchJesults.cfm. Information from United States Fire Admin istration reports more than 30,200 hotels are qualified as of Feb. 2002. "2 Found Guilty in Arson Fire that Killed 4, Hurt 16 in Kentucky Hotel," The Knoxville News-Sentinel, Saturday Mar. I, 1997, p.A9.
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Ocupaciones de alojamiento
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8. Hall, J. 8., "A Tale of Fire Safety Programs That Work-Two Decades of HoteliMotel Fires," NFPA Journal, July/Aug. 1996, p.55. 9. Ephron Touger, H., "Top-to-Bottom Hotel Fire Safety," NFPA
Journal, MarJApr. 2001, p, 72.
10. School, College, L"niversity Dormitories. Fraternity and Sorority Houses, Special Report, National Fire Protection Association, 1998 Reports Four Fratemity House Fires Resulting in 12 Deaths from 1994 to 1998. II. National Institute of Standards and Technology, "Test Methods for QuantifYing the Propensity of Cigarettes to Ignite Soft Fur nishings," NIST PB94-1 08644INZ, Aug. 1993. 12. The Fire Safe Cigarette Act of1994, H.R. 3885, 103rd Congress 2nd Session. 13. Zuckerbrod, N., "Fire Standard Sought for Cigarettes," Associ ated Press, Apr. 25. 2002, Washington, DC. 14. "Relative Ignition Propensity ofTest Market Cigarettes," NIST Technical Note 1436, Jan. 2001, Appendix D: Cigarette Extinc tion Method. 15. The Joseph Moakley Memorial Fire Safe Cigarette Act of2002, H.R. 4607, 107th Congress, 2nd Session, Apr. 25, 2002.
COdigos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes c6digos, normas y practieas recomendadas de la NFPA proporcionara informaci6n adicional sobre las prcocupa ciones de los departamentos de bomberos en relacion con la construe cion de edificios discutidos en este capitulo. (Vease 1a ultima version del Catalogo de la NFPA para la disponibilidad de ediciones corrientes de 10 siguientes documentos.)
NFPA 13R, Standardsfor the Installation ofSprinkler Systems in Res idential Occupancies up to and Including Four Stories in Height NFPA 72®, National Fire Alarm Code® NFPA 92A, Recommended Practice for Smoke Control Systems NFPA 92B, Guide for Smoke Management Systems in Malls, Atria, and Large Areas NFPA 10}®, Life Safety Code®
Kenneth Bush
os edifieios de apartamentos son estructuras que contie nen tres 0 mas unidades de vivienda eon instalaciones in dependientes de cocina y bailos, ya se llamen casas de apartamentos, residencias, condominios, 0 apartamentos-jardfn (garden apartments). Los apartamentos difieren de las ocupa ciones residenciales multiples que no se consideran viviendas, tales como hoteles y pensiones, porque disponen de cocinas in dividuales, por el numero de dormitorios, y la naturaleza menos transitoria de los oeupantes. La proteccion adecuada de los edificios residenciales y sus ocupantes contra los efectos del fuego ha sido hist6ricamente una preocupaci6n importante de los profesionales de proteccion contra incendios. La construccion las de unidades de viviendas mUltiples haee esta tarea mas eompleja. Esta construcci6n no solamente agrega mayor tamano y numero de ocupantes al edi ficio sino mayor complejidad debido a las caractensticas de di seno, construccion y proteccion contra incendios del edificio.
sido estable. Las lesiones de civiles por incendios en aparta mentos tal11bien han variado mucho de un ano para otro pero, a diferencia de las muertes, muestran una tendencia clara a largo plazo. Los danos a la propiedad en incendios de apartamentos han aumentado continuamente antes de los ajustes por inflaci6n pero han disminuido despues de estos ajustes.
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RIESGOS DE OCUPACION Los riesgos de ocupaci6n de los edificios de apartamentos in cluyen todos los factores de riesgo que pueden surgir en deter l11inados segmentos de la poblacion. Los ninos en edad preescolar y adultos mayores, si los hay, tienen mayor riesgo de morir en incendios debido a las lil11itaciones mentales 0 fisicas propias de su edad. Los ninos mayores y los adultos mas j6ve nes pueden estar en riesgo si se encuentran mental 0 fisicamente impedidos 0 como resultado del uso de drogas 0 alcohol. Los incendios fatales son mas comunes durante la noche cuando las personas estan dormidas. EI patron de las causas de incendios fatales en apartamen tos es diferente al patron en viviendas uni y bifamiliar. Como los edificios de apartamentos probablemente utilizan sistemas cen trales, y supervision y mantenimiento profesional para sus equipo, la mayoria de las causas de incendio relacionados con equipos son menores en los edificios de apartamentos que en las viviendas uni y bifamiJiares. Dnos 2920 civiles murieron en incendios residenciales du rante 1999. De estas muertes, 520 ocurrieron en incendios en apartamentos; un incremento de 16,9 por ciento desde el ano in mediatamente anterior, comparado con una disminucion de 14,4 por ciento de civiles muertos por incendios en viviendas uni y bifamiliares. Por ejemplo, de acuerdo con las muertes por incendios entre 1994-1998, los equip os de calefaccion representaron 8 de las 12 eausas mayores, comparadas con el segundo lugar en vi viendas uni y bifamiliares. Los equipos de distribuci6n elee trica clasificaron en el sexto lugar, comparados con el cuarto lugar y un porcentaje mas de dos veces el de viviendas uni y bi familiares. Los equipos de calefaeci6n tam bien clasificaron sep timos en las 12 causas mayorcs en los incendios en apartamentos entre 1994-1998, comparado con el segundo lugar en viviendas uni y bifamiliares. La NFPA calcula que durante 1999, 16 245 6 75,3 por ciento de todas las lesiones de civiles por incendios ocurrieron en propiedades residenciales, frente a una reduccion de 4,4 por ciento con relaci6n al ano anterior. Un calculo de 4500 (20,6 por ciento) de estas lesiones ocurrio en apartamentos, para una re
CARACTERISTICAS DE LA OCUPACION En 1997, 24 992 000 de las unidades de vivienda ocupadas todo el ano eran estrueturas de dos 0 mas unidades; es decir, duplex o apartamentos. (no se pueden aislar los duplex en estas esta disticas). EI desglose por tamano era de 8 973 000 viviendas en edificios con 2 a 4 unidades; 4 852 000 en edificios eon 5 a 9 unidades, 4 264 000 en edificios con lOa 19 unidades; 3292000 en edificios con 20 a 49 unidades; y 3611 000 en edi ficios con 50 unidades 0 mas.! Las estadisticas preliminares de 1999 muestran que 225 600 apartamentos para alquiler no amoblados, de financia cion privada, no subsidiados, en edificios con einco 0 mas uni dades fueron construidos y alquilados en arcas permitidas en los Estados Unidos, y que se vendieron otras 682 000 unidades de apartamentos existentes en condominios 0 cooperativas. Esto es un aumento de 19 por ciento sobre las 189 200 unidades termi nadas en 1997. EI total en 1999 fue el mayor nlimero de estas unidades terminadas desde 1989. Las propiedades rcsidenciales en este pais continuan siendo la mayor perdida por incendios en este pais, y los edificios de apartamentos comparten esa mayona. Los incendios den uncia dos de apartamentos y las muertes asociadas de civiles general mente han disminuido desde 1980, aunque la disminuci6n no a
Kenneth Bush es ingeniel'O senior de protecci6n contra incendios de la Oficina del Comisario de Incendios del Estado de Maryland. Es miem bro de los Comites Tecnicos de Seguridad para la Vida y del Comite Tec nico Correlativo del C6digo de Seguridad Humana de la }..rpPA.
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
ducci6n del 10 por dento desde 1998. Para el perfodo 1977 1999, el nfunero de muertes de civiles vari6 de un maximo de 31 275 en 1983 a un minimo de 21 875 en 1999, para una dis minuci6n general de 30 por ciento. No hubo un patr6n constante de desviaci6n hasta recientemente, cuando las lesiones se redu jcron aproximadamente en 5000 en 1995-1995 hasta 25 775; cambiaron poco en 1996; cayeron el8 por ciento para 23750 en
1997; variaron poco en 1998; y despues cayeron 5 par ciento para 21875 en 1999. Aproximadamente $8 490 000 000, 0 el 85 por ciento de todos los danos a la propiedad ocurrieron en incendios de edifi ClOS can el 51 por ciento ($5 092 000 000) de estas perdidas en propiedades residenciales, un aumento significativo del 16 por ciento desde 1998. Hubo una perdida de propiedad de
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$842 000000 por incendios en apartamentos durante 1999, la cua1 represento otro incremento importante del 33,4 por ciento frente al ano anterior. Otros aruilisis de la NFPA muestran que un tercio de los incendios fatales en apartamentos se inician en las a1cobas, comparados con la cuarta parte de incendios fatales en viviendas unifami1iares, duplex, 0 casas preiabricadas. Esto probablemente significa que, en promedio, las victimas en los apartamentos se encuentran mas cerca del fuego. Los detectores de humo y alarmas de humo han sido un exito en los edificios de apartamentos, 10 mismo que en las vi viendas privadas. El uso de alarmas de humo continua creeiendo, pero mas lentamente desde 1982. En 1995, el 93 por ciento de todos los hogares tenian por 10 menos una alarma de humo, y habia evideneia de que su uso en apartamentos era todavia mas alto, probablemente porque las leyes estatales y locales que exi gen alarmas de hurno tienen con freeuencia requisitos mas es trictos para los apartamentos. Sin embargo, los estudios de la NFPA indican que cuando ocurre un ineendio, aproximadamente una tercera parte de las alarmas de humo de los apartamentos no funciona eon la misma proporeion que las viviendas uni y bifa miliares. Estos estudios tambien indican que las alarmas dc humo disminuyen el riesgo de morir en un incendio en el hogar en un 40 por ciento. Sin embargo, la rcduccion estimada es sola mente del 16 por ciento en apartamentos, casas urbanas y con domini os, sustentada en incendios oeurridos entre 1985 y 1994. Aunque los datos disponibles no conducen a eonc1usiones defi nitivas, pareee que la difereneia en los niveles de efectividad puede deberse al numero menor de rutas de escape 0 distaneias mas largas en edificios de apartamentos, a mayor exito en la de teccion temprana para evitar que los incendios erezcan 10 sufi ciente para ser informados, 0 a la reaccion retardada de los residentes de los apartamentos a las alarmas fuera de su unidad. Una vez que un incendio poteneialmente grave se inieia, los edificios de apartamentos pueden presentar problemas especiales graves para las fuerzas de extineion del cuerpo los bomberos. La diversidad de estos tipos de residencias, igual que el deseo arquitectonieo de haeer los edifieios estetieamente agrada bles pero funcionales, crea una interesante combinacion de exi gencias de proteccion contra incendios. Los disefios de edificios, consideraeiones del espacio, y disposieion de los estacionamien tos pueden crear graves problemas de aceeso, espeeialmente para aquellos aparatos destinados a la 1ucha contra ineendios (Figura 11.9.1). El tendido de mangueras 1argas y las vias de acceso blo queadas pueden crear problemas para las operaciones de lueha contra incendios ademas de los problemas existentes, como el ciima, carencias de personal, y suministros de agua obstaculiza dos (Figura 11.9.2). Los disefios arquitectonicos pueden usar ta biques falsos y construccion con revestimientos, dando una impresion ficticia del tipo y magnitud de eonstrucci6n del edifi cio (Figura 11.9.3). Aunque NFPA 10],1;., COdigo de Seguridad Humana (meneionado de aquf en adelante como ~FPA 101), no haee requerimientos espeeia1es para la eonstruccion de estos edi ficios, muchos de estos requerimientos se eneuentran y se hacen cumpUr mediante los eodigos de construeci6n, 10 mismo que a traves de los eodigos y ordenanzas locales actualmente en vi gencia. Algunas veces la ubieacion y eonstruccion de los edifi cios de apartamentos hacen muy difieilla salida de los residentes y el aeceso de los bomberos. (Figura 11.9.4). Un problema adieional surge de la ubieacion y eombina-
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Edificios de apartamentos
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FIGURA 11.9.1 Disefios de edificio de apartamentos y la dispo nibilidad de estacionamientos crean problemas de acceso, obs taculizando las operaciones de lucha contra incendios
FIGURA 11.9.2 La uoicacion y falta de vias de acceso en muchos edificios de apartamentos nuevos crean problemas gran des para el estacionamiento de autobombas (coches de bomberos) y operaciones de lucha contra incendios
FIGURA 11.9.3 Disefio arquitectonico que utiliza tabiques falsos y construccion con revestimientos
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
FIGURA 11.9.4 Acceso Iimitado para los bomberos debido a la proximidad de una via fluvial
FIGURA 11.9.5 Combinacion de apartamentos con otros tipos de ocupaci6n
cion de apartamentos con otros tip os de ocupaciones, especial mente aquellos sobre y detnis de las oeupaciones eomereiales y de negocios (Figura 11.9.5). Cuando hay varias clases de oeu paciones en el mismo edifieio y estan tan entremezcladas que se haee imposible la proteeeion individual, las instalaeiones de me dios de salida, eonstrueei6n, proteccion, y otras medidas de se guridad deben cumplir con los requisitos mas estrietos de seguridad humana para las ocupaciones involucradas.
manejo adecuado de Hquidos inflamables, y la identificaci6n y correecion de riesgos de incendio en el hogar. Adcmas, las es trictas normas de inflamabilidad para muebles tapizados, tales como las expedidas por la Comision de Seguridad de Productos de Consumo de los Estados "Cnidos (CPSC) para pijamas y col chones infantiles, proporcionaran beneficios de seguridad con tra incendios a largo plazo. Deberian instalarse sistemas especialmente disefiados que sean efectivos en terminos de se guridad humana para proveer un alto nivel de proteccion a los ocupantes, particularmente donde hay un gran nu.mero de per sonas presentes, como en los edificios de apartamentos de gran altura, 0 donde la capacidad dc los ocupantes para escapar es Ii mitada, como en los apartamentos para ancianos. Aunque estas precauciones dc seguridad contra incendios no son siemprc practicas, espccialmente dentro de una unidad residencial individual, se debe hacer un esfuerzo concentrado para limitar el incendio y sus efectos en un area bien definida y limitada de la estructura. Esta tare a sc lleva a cabo mediante la adopcion de codigos aceptados dc seguridad contra incendios, como NFPA 101, Desde que las actuales leyes y reglamentacio nes evitan que las autoridadcs de inspcccion de incendios entren a las unidades de vivienda individuales, se deben disefiar y cons truir elementos adecuados de proteccion contra incendio durante las fases iniciales del proyecto. Las estipulaciones sobre mue bles interiores proporcionan solamente una soluci6n parcial del
CONCEPTOS DE SEGURIDAD HUMANA EI problema de muertes y lesiones por incendios en apartamen tos es muy complejo, y se deben presentar varias estrategias para ayudar a resolverlo. La instalacion y mantenimiento adecuado de alarmas de humo y rociadores residenciales de respuesta ra pida en las areas de dormitorio proveen un metodo efectivo de advertencia temprana, de bajo costo, y ampliamente disponible, para que la evacuaci6n, contenci6n y extinci6n puedan iniciarse en las etapas incipientes de un incendio. El publico en general debe aprender a protegerse a sl mis mos y proteger a otros ocupantes de la unidad resideneial con tra incendios por medio de la correcta utilizaci6n e instalaeion de dispositivos alternativos de calefacci6n, el almacenamiento y
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problema de seguridad contra incendios, aunque dichos ele mentos de consumo generalmente se usan durante muchos afios antes de ser reemplazados. Ademas, los habitos y actitudes in dividuales de los ocupantes del edificio nunca se pueden regla mentar y son dificiles de cambiar. Las estipulaciones adicionales propuestas por la nueva N~FPA 5000®, NFPA Building Code®, tambien tratan sobre los re quisitos de seguridad contra incendios con el objeto de promo ver la proteccion de la propiedad y mejorar la seguridad de los bomberos y del personal de emergencias que debe entrar al edi ficio bajo niveles variables de las condiciones de incendio. Estos niveles de proteccion inc1uyen requisitos detallados para la construccion de edificios y otras caracteristicas de construc cion y la instalaci6n de tuberias verticales y sistemas de alarma y comunicacion para uso del servicio de los bomberos. Aunque estos requisitos han sido modelados sobre aquellos reconocidos por la NFPA 101 para proteccion de los ocupantes, las nuevas es pecificaciones tienen por objeto encargarse de otros asuntos re lacionados con proteccion de la propiedad y procedimientos de operaciones de emergencia. Como los edificios de apartamentos son tan diferentes en tamafio, configuracion y poblacion residente, muchos codigos prestan atencion especial a los disefios de construccion y a los elementos de proteccion contra incendios. La NFPA 101 cubre la presencia de riesgos como los equipos de cocina y de cale faccion, as! como el grado de familiaridad del ocupante con su espacio vitaL La NFPA 101 requiere que la mayoria de edificios de apartamentos nuevos esten protegidos por rociadores auto maticos. Sin embargo, no se requiere la proteccion con rocia dores cuando cada apartamento tiene una puerta directamente hacia el exterior a nivel de la calzada (0 planta baja), como en los apartamentos estilo casa urbana), 0 si esta servido por una es calera interior totalmente encerrada por construcci6n clasificada contra incendios, 0 cuando una escalera exterior sirve un ma ximo de dos unidades situadas en el mismo piso (Figura 11.9.6). La NFPA 101 Hene un metodo tmieo de reglamentar la cons trucci6n y disefio de edifieios existentes de apartamentos de acuerdo con el tipo y alcance de los equipos provistos de detec cion y/o extincion automatica de incendios. AI reconocer dispo siciones equivalentes encontradas en otras partes de NFPA 101, el comite tecnico sobre ocupaciones residenciales establecio cuatro esquemas equivalentes para proveer un alto grado de fle xibilidad. Estos disefios proveen igualmente un nive1 minimo de seguridad humana a los apartamentos. Algunos sistemas tienen una eapacidad de proteccion adicional que permite mayores al turas y areas mas grandes de construecion. Este enfoque general ofrece uno de los prim eros intentos de codificacion del disefio de sistemas. Mientras que un sistema total puede tener muchos enfoques de disefio, este sistema mas limitado ofrece solamente euatro enfoques diferentes. Sin em bargo, el evaluador puede identificar un metodo apropiado den tro de los euatro enfoques de acuerdo con el tamafio del edificio, altura, y disposicion. Esto permite que la persona que hace la evaluaci6n del edificio existente pueda proponer un enfoque de seguridad mas adecuado para el edificio, en lugar de adaptar el edificio a un solo eriterio de c6digo de diseiio. Segtm las definiciones especiales de NFPA 101, los conte nidos de las unidades de vivienda en ocupaciones residenciales
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Edificios de apartamentos
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La unidad del primer piso abre directamente hacia el exterior a nivel del terreno
FIGURA 11.9.6 Disposicion de las salidas requeridas para nuevos edificios de apartamentos sin proteccion de rociadores
FIGURA 11.9.7 Ocupacion de riesgo ordinaria, que incluye una combustion moderadamente rlipida de los contenidos del edificio y una generacion considerable de humo (Fuente: Gloria M. Faulkner)
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Sistemas de proteccion para cfases de ocupaciones
caen dentro de la clasificacion de riesgo ordinario. Las caracte risticas de estos riesgos incluyen una combustion moderada mente nipida y considerable generacion de humo (Figura 11.9.7). En condiciones normales, no deberian presentarse ex posiciones peligrosas durante el periodo necesario para escapar del area del incendio cuando se de pronta notificacion del in cendio a los ocupantes. Generalmente, esta clasificacion inc1uye las condiciones que se encuentras en la mayorfa de edificios. A(m con la introduccion de plasticos, materiales de espuma, y otros materiales combustibles en los muebles, la cantidad y con figuracion de estos materiales representa un peligro inferior al de otms ocupaciones donde se venden, almacenan 0 exhiben. La NFPA 13, Nonna Para la Instalacion de Sistemas de Rocia dores, c1asifica los contenidos de los edificios de apartamentos como "leve" para el disefio de sistemas de extincion. Esta dife rencia en la c1asificacion esta basada en la amenaza a la seguri dad humana asumida en la clasificacion ordinaria contra la que se asume cuando la capacidad de extincion del sistema de ro ciadores automaticos se clasifica como de riesgo leve. En la designacion del numero y tipos de salidas requeridas en los edificios de apartamentos, NFPA 101 establece lacarga de ocupacion en base a 1 personallS,6 m2 (200 pies 2) de area bruta de suclo, 0 ala poblacion maxima probable de cualquier cuarto o sec cion en consideracion, la que sea mayor. Muchos edificios, tales como instalaciones para dormitorios, pueden producir una carga de ocupacion mayor. Sin embargo, aunque algunas partes de estos cdificios estan densamente pobladas, todo el edificio no necesariamente sobrepasa I personallS,6 m2 (200 pies 2) de area bruta, debido al espacio ocupado por instalaciones sanitarias, vestibulos, arrnarios y salas de estar. Estos requisitos no exc1u yen la neeesidad de proveer las capacidades de salida adecuadas desde las areas de uso concentrado y areas de dormir basadas en la poblacion maxima probable, en lugar de los ca1culos del di sefio. Las eapacidades de las salidas requeridas son las especi ficadas en NFPA 101. Un nuevo concepto para determinar la carga de ocupacion ha trasladado el calculo de cargas de ocupa cion al capitulo sobre medios de egreso en NFPA 101. Esto re conoce el caso comun de una variedad de usos dentro de un edificio c1asificado como de una sola ocupacion. Estas disposi ciones ocurren frecuentemente en edificios de apartamentos, ya que las areas para reuniones publicas tales como salas de juntas, comedores, y centros de conferencias; oficinas y areas adminis trativas; espacios dc almacenaje y mantenimiento; ocupaciones de guarderfas; y areas comerciales, podrian, y con frecuencia pueden, ocupan espacios dentro de los edificios de apartamentos. Aunque aparentemente contrario a los requisitos basicos de los codigos de dos medios distintos y remotos de salida desde todos los lugares, se encuentran algunas excepciones a esta regIa dentro de los requisitos para ocupaciones de apartamentos. Mientras la distribueion tradicional del corredor interior de sa lida que se encuentra normalmente en los edificios de aparta mentos y condominios mas grandes requiere dos salidas remotas, otra cantidad de opciones en la eonfiguracion de los edificios de apartamentos permiten otras distribuciones. La dis tribucion eom(m de las casas urbanas, quc provee una salida di rectamente a la calle 0 patio a nivel del suelo 0 por medio de una escalera exterior 0 encerrada que sirva a esc apartamcnto sola mente, permite que la puerta principal sca la uniea salida reque
rida. Por 10 tanto, la puerta trasera, que con frecuencia existe, no se requeriria y podria utilizarse una puerta corrediza hacia un porche 0 patio. Otra disposicion de salida (mica para edificios de aparta mentos permite una excepcion al requisito tipico de lejania de las salidas desde los corredores de ac(;eso a la salida no entrelazados en edificios de apartamentos que tienen puertas hacia el corrcdor desde las unidades residenciales distribuidas de manera que las salidas queden ubicadas en direcciones opuestas a tales puertas. Ademas, se introdujo una disposicion en el codigo para limitar las distancias de recorrido desde las areas de edificios dc aparta mentos, diferentes a aquellas dentro de las unidades de vivienda, a un maximo de 61 m (200 pies) en edificios sin rociadores y a un maximo de 76 m (250 pies) en edificios con rociadores. Otra excepcion es un enfoque basieo de discfio para los apartamentos con j ardin donde las entradas al apartamento cstan enecrradas alrededor de una escalera unica protegida. Esta es calera (mica se encuentra generalmente abierta al exterior 0 esta enccrrada por cristales. Debe estar separada del edificio por una construccion con c1asificacion de resistencia al fuego minima de I h~ra. Las puertas deberian ser tratadas de forma similar. Notese que esta excepcion de una sola salida esta limitada a edi ficios de cuatro plantas 0 menos, con maximo cuatro unidades de vivienda por pi so y protegidos totalmente por un sistema aprobado y supervisado de rociadores automaticos, y para edi ficios cxistentes de tres plantas 0 menos. Es interesante resaltar que el disefio basico del tipico apartamento estilo jardin ha in fluenciado otros capitulos de NFPA 101. Las ediciones anterio rcs de NFPA 101 rcquerian que todas las escaleras de salida que se prolongaran mcdio piso mas aHa del piso de descarga fueran intcrrumpidas a cse nivel medlante tabiques, puertas, u otros me dios cfectivos para mostrar claramente la direccion de salida hacia la calle. Sin embargo, una excepcion a este requisito per mite que las escaleras contimien medio piso mas aHa del nivel de descarga sin csta interrupcion fisica. Esta disposicion de la salida se encuentra general mente en apartamentos tipo jardin que ticncn zonas dc los apartamentos 0 de servicio en la planta baja 0 a nivel de la terraza. De acuerdo con esta excepcion, las escalcras que sirven estos niveles no necesitan ser interrumpi das, por razones de scguridad contra incendios, en el pi so de descarga de la salida. Recientementc, sc han afiadido escaleras de escape de incendio y dispositivos de altcmacion de escalones como medios reconocidos de salida dc edificios de apartamen tos. Se debe reconocer, sin embargo, que estos tipos de compo nentes de los medios dc egreso son aceptables en un numero muy limitado de circunstancias, como desde areas que tengan cargas de ocupacion bajas de personas capaces fisicamente de usar estos dispositivos. Ademas de la cantidad y tipos de salidas requeridos, la dis posicion y distancia de recomdo hasta estas salidas cstan regla mentadas por los requisitos generales de NFPA 101, con la debida consideracion a los niveles de los elementos de protec cion contra incendios en el edificio. Como en otras ocupaciones, todas las salidas deben terminar directamente en una via publica o una descarga de salida aprobada (Figura 11.9.S), a mcnos que se provean ciertos elementos de protecci6n adicional como ro ciadores automaticos y separaci6n de los vestibulos y/o recintos, de acuerdo con NFPA 101 para permitir que el50 por cicnto dc
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FIGURA 11.9.8 Salidas de descarga de los apartamentos hacia una via publica, protegidas contra incendios en las ocupaciones de exposicion, especialmente zonas de estacionamiento
la capacidad de las salidas requerida descargue a traves de zonas a niveI de la descarga. NFPA 101 tambien reconoce el uso de areas de refugio, especialmente para espacios accesibles a per sonas con discapacidad severa de movilidad. Debido al alto grado de desempefio y de respuesta satisfactoria a las condicio nes de incendio de los sistemas supervisados de rociadores au tomaticos, cualquier piso de un edificio de apartamentos equipado con este nivel dc proteccion puede considerarse como un area de refugio aunquc el ocupante no tenga acceso a ninguna dc las unidades de apartamentos. Como las puertas con cerrojo en las unidades de apartamcntos hacen inaccesibles los cspacios difercntes al corrcdor, el corredor se mantiene sostenible debido ala efectividad de los rociadores automaticos y sirve como area de refugio. Deben proveerse niveles minimos de iluminacion para es pacios publicos, vestibulos, escaleras y otros medios de egreso. Se requiere ilurninaci6n de emergencia en edificios de apar tamentos que tengan mas de 12 unidades de vivienda 0 que ten gas mas de tres plantas de altura, excepto en edificios donde cada unidad de vivienda tenga salida directa hacia el exterior a nive1 del terreno, como en las casas urbanas. Se requieren avi sos de salida aprobados en todos los edificios de apartamentos que requieren mas de una salida. Sin embargo, se debe usar dis crecion en la ubicaci6n de estos avisos donde las salidas sean ob vias, 0 todos los ocupantes esten familiarizados con el edificio. Debido a que existe la posibilidad de que en algunos apar tamentos aumente el nivel de ocupaci6n transitoria, se toman consideraciones especiales de salida en las unidadcs de vivienda individuales, ademiis de las que se encuentran en los espacios de acceso publico. Todas las unidades de viviendas individuales con dos 0 mas habitaciones deben cumplir con las estipulacio nes minimas para que las aberturas exteriores puedan ser usadas como un medio secundario de escape 0 con los requisitos de se paraci6n 0 proteccion especializados de NFPA 101. Estas aber turas no s610 deben ser de un tamafio minimo, sino tambien accesibles y faciles de operar. Ademiis, cada unidad de vivienda superior a 180 m 2 (2000 pies2) 0 con una distancia de recorrido
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superior a 22,5 m (75 pies) hasta el medio de escape principal debe tener dos medios principales de escape, alejados entre sf, 0 debe estar protegida con un sistema aprobado de rociadores au tomaticos supervisados. Esta permitido que las unidades espe ciales dc varios niveles, tales como duplex 0 "penthouses", tengan escaleras norm ales, curvas, 0 en espiral que conduzcan a un nivel por encima 0 por debajo de la entrada del apartamento. Estipulaciones adicionales prohiben que cualquier puerta de un edificio de apartamentos, incluyendo las puertas de la uni dades individuales, esten cerradas impidiendo la salida mientras el edificio esre ocupado. Esto qui ere decir que una puerta puede estar cerrada con Have de manera que pueda abrirse desde den tro del edificio pero no desde el exterior. Normalmente, los ce rrojos dormidos, cerraduras de doble cilindro, y cerraduras de cadena no cumplen con estas estipulaciones. Pueden ocurrir muertes multiples por incendio porque no se encontr6 la Have para abrir una puerta 0 no se quit6 la cadena. Sin embargo, El uso de cerraduras de egreso temporizado, esta permitido en edi ficios de apartamentos protegidos totalmente con sistemas de rociadores automaticos 0 sistemas de deteccion de incendios. La limitacion de uno de estos dispositivos de cierre en cualquier ruta de egreso y el disparador de 15 6 30 segundos de retardo proveen la seguridad necesaria a las puertas que no se usan fre cuentemente y, al mismo tiempo, garantizan que la puerta per manezca disponible para uso de emergencia. En edificios de apartamentos, la protecci6n de las aberturas verticales, tales como escaleras, pozos de ascensores, y atrios, siguenlosrequerimientosdeNFPA101 (Figura 13.11.9). Sere quieren torres hermeticas al hurno en los edificios altos de apar tamentos existentes excepto aqueUos que esten totalmente protegidos con rociadores. Esto limita la posibilidad de conta minaci6n de las salidas por e1 humo y asegura un medio de egreso segura y protegido. La proteccion de riesgos, asi como la clasificaci6n de acabados interiores, tambien esta fundamen tado en los niveles de deteccion y/o proteccion contra incendios del editicio. Una estipulacion relativamente nueva de los c6digos mo delo prohibe las aberturas verticales no encerradas de cualquier clase dentro de edificios nuevos 0 secciones contra incendios de nuevos edificios servidos por una sola salida. Ademiis, se re quiere que cualquier edificio nuevo con aberturas verticales no
FIGURA 11.9.9 Propagaci6n vertical del incendio y otros productos de la combusti6n
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Sistemas de proteeeion para e/ases de oeupaeiones
protegidas este totalmente protegido por un sistema supervisado de rociadores automaticos aprobado. Sin embargo, las aberturas de conveniencia que cumplen con los requisitos especiales que se encuentran en otros capftulos de NFPA 101 estan pennitidos sin excepcion en edificios de apartamentos. Tal vez la mejor forma de proteccion contra incendios en una ocupaci6n residencial es la alanna temprana. Todas las uni dades de vivienda en un edificio de apartamentos deben estar equipadas con alarm as de humo aprobadas. Estas alannas de humo generalmente estan ubicadas en los pasillos que tienen ac ceso a las areas de donnitorios aunque los nuevos edificios de apartamentos sin rociadores debe estar equipados con alannas de humo en todos los donnitorios. En unidades de niveles mul tiples, tambicn debe haber una alanna de humo instalada en la parte superior de las escaleras. Los sistemas de detecci6n deben estar instalados de acuerdo con las practicas basicas de ingenie ria. Debe prestarse especial atencion a la configuracion de las habitaciones, movimiento del aire, y baches de aire estancado que reducirian la eficacia de los detectores, y areas de cocina, chimeneas, u otros aparatos que nonnalmente producen humo, 10 cual podrfa causar exceso de alarmas molestas. Todas las alarmas de humo requeridas para ser instaladas en viviendas multiples deben ser accionadas por la corriente electrica de la casa. No se requiere fuentes secundarias de energia para las alarmas de humo de estacion unica en edificios existentes sola mente. Ademas, cuando un solo apartamento necesita mas de una alanna de humo, las alannas de humo deben estar interco nectadas e16ctricamente. Debe tenerse en cuenta que se requicre este tipo de sistema de deteccion, ademas de los requisitos para cualquier otro sistema de detecci6n 0 extincion. Se requieren sistemas de alarma de incendio manuales en edificios de apartamentos de acuerdo con el tamafio y altura del edificio y las capacidades de evacuaci6n de los ocupantes. A medida que los edificios se hacen mas altos y mas complejos, se requieren elementos especiales adicionales, tales como paneles de anuncios, senales de alarma visibles, sistemas de comunica cion por voz, y transmision automatica de las alarm as de incen dio del edificio al cuerpo de bomberos. Los sistemas de comunicacion de voz se usan con frecuencia como parte de un sistema multifacetico que permite al cuerpo de bomberos co municarse con los ocupantes del edificio durante un incendio. Como se menciono anterionnente, NFPA 101 requiere que casi todos los edificios de apartamentos nuevos esten protegidos por rociadores automaticos. En edificios de apartamentos exis tentes, el alcance de Ia proteccion de rociadores automaticos de pende de nuevo del tamafio y altura del edificio, 10 mismo que de las cuatro opciones de proteccion tratadas en NFPA 101. Hasta donde 10 permite la nonna aplicable de instalacion del sis tema de rociadores, se requiere el uso de rociadores residencia les 0 de respuesta rapida para nuevas instalaciones de sistemas de rociadores en unidades de vivienda, apartamentos y cuartos de huespedes. El desarrollo de la tecnologia, racionalizacion de costos, y surgimiento de estos sistemas ofrecen numerosos in centivos adicionales para exigir esta opcion de proteccion. Una excepci6n pennite la eliminacion de barreras contra corriente de aire y rociadores con espaciado muy pequefio como 10 requiere NFPA 13 para comodidad de las aberturas dentro de lasunida des de vivienda.
El comite tecnico de los c6digos modelo de constmccion, Ia NFPA 101, y las normas de rociadores se esfuerzan continua mente para coordinar los requisitos para la protecci6n de los ro ciadores automaticos en edifieios que albergan ocupaciones residenciales. Dos de estos cambios se relacionan con los nive les de proteccion necesarios para los annarios dentro de unida des de viviendas individuales y para estmcturas abiertas de estacionamiento en edificios protegidos por sistemas disefiados de acuerdo con NFPA 13. La NFPA 101 requiere que haya extintores portiitiles de in cendio ubicados en areas de riesgo solamente, no en todo el edi fielo. Muchos propietarios de edificios colocan estos extintores en unidades de vivienda individuales bajo la responsabilidad di recta del ocupante. Ademas, se ha afiadido una excepcion para eliminar la necesidad de extintores portatlles de incendio en edi ficios protegidos totalmente con un sistema automatico de ro ciadores aprobado y supervisado. El posible uso ineficiente de estos artefactos por persona" no entrenadas en su funciona miento, as! como el gasto y esfuerzo para instalar y mantener los extintores portatiles, especialmente en areas posiblemente inse guras, esta ahora resuelto con operaciones de aviso y extinci6n temprana de las alarmas de humo y rociadores automaticos, es pecialmente aquellos sistemas de rociadores de respuesta nipida o rociadores residenciales, para notificar adecuadamente a los ocupantes y controlar los incendios sin necesidad de la inter venci6n de los oeupantes. El disefio, instalaci6n y mantenimiento de estos sistemas de detecci6n y protecci6n contra lllcendios estan fundamentados en las normas de referencia de protecci6n contra incendios, asi como en el buen criterio de la ingenieria. Para ocupaciones re sidenciales de cuatro plantas 0 menos, ver la NFPA 13R, Norma para la Instalacion de Sistemas de Rociadores en Ocupaciones Residenciales hasta de Cuatro Pisos de Altura 1nclusive. Cuando los incendios no pueden ser confinados en su area de origen, los medios de egreso deben estar suficientemente pro tegidos para dar a los ocupantes del edificio tiempo suficiente para una evacuaci6n segura. Esta inquietud basica de proveer seguridad al ocupante en una habitacion durante un incendio condujo ala construcci6n minima de una pared de corredor para evitar que el incendio en un corredor penetre a una habitaci6n 0 evitar que el incendio en la habitacion penetre en el corredor. Las puertas que protegen las aberturas en estos recintos deben proveer un nivel de proteccion de acuerdo a la carga combusti ble esperada en la habitaci6n y con la resistencia al fuego de la construcci6n de la pared del corredor. Contrario a la regIa ge neral sobre montajes de puenas en ocupaciones residenciales, los requisitos para puertas en estas ocupaciones se aplican sola mente a Ia hoja, en una puerta solida de 45 mm (1 % de pul gada), pegada, con nucleo de madera, considerada equivalente a una puerta con clasificacion de resistencia al fuego de 20 mi nuto. El requisito de clasificaci6n de resistencia para las puertas establece una calidad de constmccion minima y no requiere que el ensamblaje completo de la puerta cortafuego sea listado. Sin embargo, el requisito de que las puertas entre los apartamentos y corredores sean autocerrantes reduce el riesgo de muertes por incendio. La propagacion del fuego puede ocurrir principal mente debido a que la puerta se deja abierta mientras el ocu pante escapa del incendio. Las personas pueden morir al abrir
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la puerta de una habitacion totalmente incendiada 0 cuando, des pues de provocar un incendio total, aI abrir una puerta entra oxi geno al incendio. En ambos casos, una puerta equipada con bisagras de muelle 0 un cierra puertas impiden que el humo 0 el fuego se propaguen por el corredor exponiendo a los ocupantes. Como un incendio y sus efectos pueden ser contenidos adecuada y rapidamente en espacios protegidos por rociadores residen ciales 0 de respuesta rapida, la instalacion de esos tipos de ro ciadores actualmente permite la eliminacion de paredes y puertas de corredores que separan los corredores de acceso a las salidas des de los espacios no utilizados en las unidades de vi vienda 0 areas peligrosas. Estos espacios pueden inc1uir salones de reuniones, vestibulos, tiendas de regalos, oficinas, y otros es pacios anexos que se encuentran en muchos edificios de aparta mentos. En los espacios con carga combustible mas alta, 0 donde puedan existir fuentes de ignicion, tales como talleres, cuartos de almacenamiento, y lavanderfas no esta permitido el uso de esta excepcion de las paredes de corredores. Durante un incendio, la evacuacion de todos los residentes de los grandes edifieios de apartamentos es un proceso que toma mucho tiempo. Este problema es agravado por la introduccion de estructuras mis grandes y altas, disefios complejos e intrin cados de edifieios, y mayores poblaciones de residentes incapa ces de una evacuacion rapida, especialmente por las escaleras. Pos estas razones, el movirrtiento mas expedito de un gran nu mero de residentes puede ser horizontalmente. La introduccion de las areas requeridas de refugio sirve a tres fines fundamenta les para la proteccion de los ocupantes del edificio: (1) limitar la propagacion del fuego y los contaminantes producidos por el fuego, (2) limitar el numero de ocupantes expuestos a un Unico incendio, y (3) proporcionar evacuacion horizontal creando un espacio seguro y sostenible al mismo nivel. Se requieren medios de egreso accesibles y areas asociadas de refugio en los edificios de apartamentos nuevos de acuerdo con la capacidad de evacuacion de los ocupantes del edificio y con las caracteristicas de disefio y construccion del edificio y los niveles de proteccion contra incendios. Como se presume que la mayoria de residentes de los apartamentos son capaces de una evacuacion vertical usando las escaleras, la ubicaci6n de las es caleras provee tanto el area de refugio requerida como el medio de salida. Cuando el tiempo de recorrido hasta las escaleras se incremente debido a distancias horizontales excesivas y/o donde la mayoria de los residentes tengan su movilidad disminuida, se requeriran areas especializadas al mismo nivel del suelo. Generalmente, se requiere que todo el equipo de servicio del edificio y servicios canalizados en los edificios de aparta mentos sean disefiados e instalados de acuerdo con practicas so lidas de ingenieria y todas las normas aplicables de la NFPA. No esta permitido el uso de un corredor publico como parte del sistema de suministro, retorno, 0 extraccion de aire de acuerdo con NFPA 90A, Norma para la Instalacion de Sistemas de A ire
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Acondicionado y Ventilacion. De hecho, en ciertos disefios de edificios de apartamentos, estos corredores deben estar presuri zados contra el movimiento del humo. Los requisitos normali zados para la confiabilidad dc los medios de egreso y retardadores de incendios para muebles y decoraciones interjo res y el mantenimiento y pruebas adecuados de los equipos de proteccion contra incendios aplican igualmente a todas las ocu paciones de apartamentos. Con la llegada de innovaciones en la tecnologia y disefio de los calentadores a gas, incluyendo la in terrupcion automatica del combustible y alarmas de agotamiento de oxigeno, ahora se permite el uso de calentadores ambientales a gas aprobados para espacios bajo ciertas condiciones de acuerdo con ellistado del calentador. Los ocupantes de cada unidad de vivienda deben recibir instrucciones para emergencias anualmente, indicando la loca lizacion de las alarmas, rutas de salida, y acciones que deben to marse en respuesta a un incendio en la unidad de vivienda y en respuesta al sonido de una alarma. Sin embargo, otros elemen tos de operaci6n, como entrenamiento especializado en seguri dad contra incendios y simulacros de espape de incendios, se han anulado debido a la naturaleza no transitoria de la mayoria de los ocupantes de los edificios.
BIBLIOGRAFiA Referencias Citadas 1. U.S. Bureau of the Census, Statistical Abstract o/the United States: 2000, Washington, DC, 1996, Tables 1204, 1205, 1209, 1211. 2. U.S. Bureau ofth..: Census, Characteristics 0/Apartments Com pleted: i999. Washington, DC, 1999.
Referencias Hall, J. R., Jr., The U.S. Experience with Smoke Detectors, NFPA Fire Analysis and Research Division, Quincy, MA, August, 1996. Hall,.1. R., Jr., The U.S. Problem Overview Report. NFPA Research Division, Quincy, MA, Apr. 1996. Karter, M. J., Jr., "Fire Loss in the United States during 1999," Sept. 2000.
C6digos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, normas y practicas recomendadas de la NFPA proporcionara informacion adicional sobre los edificios de apartamentos discutidos en este capitulo. (Ver la ultima version del NFPA Catalog para disponibilidad de ediciones corrientes de los sigu ientes documentos.) NFPA 13, Standard/or rile Installation a/Sprinkler Systems NFPA l3R, Standard/or the Installation o/Sprinkler Systems in Resi dential Occupancies up to and Including Four Stories in Height NFPA 90A, Standard/01' the installation a/Air-Conditioning and Ven tilating Systems NFPA 101®, Life Safety Code® NFPA 5000®, NFPA Building Code®
Revisado por Alfred J. Longhitano Mario A. Antonetti
's casas de huespedes son definidas POf la NFPA 101 ® Codigo de Seguridad Humana® como aquellos edificios n los que se alquilan comodidades para dormir indepen dientes para 16 personas 0 menos, transeuntes 0 permanentes, con comidas 0 sin ellas, pero sin instalaciones independientes para cocinar para cada uno de los ocupantes. No se consideran casas de huespedes las viviendas unifamiliares y bifamiliares en las que se alquilan una 0 mas habitaciones a no mas de tres per sonas. Los edificios con comodidades para dormir para mas de 16 personas entran ya en la clasificaci6n de hoteles, mientras que los que tienen cocinas individuales se consideran edificios de apartamentos. Los ocupantes de una casa de huespedes deben ser capaces de cuidarse por sf mismos. La presencia de cuatro 0 mas ocupan tes incapaces de hacerlo haria que estas instalaciones se reclasifi caran como de atenci6n a la salud 0, posiblemente, como asilos. Segun estas restricciones, la definici6n de "casa de hues pedes" se limita a una casa que ofrece comodidades para dormir para 4 a 16 personas eapaces de valerse por sl mismas y que no tiene instalaciones de cocina independientes.
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CARACTERisTICAS DE OCUPACION En los afios 70 y 80 varios nuevos mercados inmobiliarios han producido un crecimiento en la cantidad y naturaleza de las casas de huespedes, que alguna vez fueron consideradas como una alternativa mas econ6mica que los hoteles. En primer lugar, algunas sentencias notables de los tribunales han exigido que los pacientes psiquiatricos capaces de vivir en un entomo mas libre que el de los hospitales psiquiatricos, puedan ser liberados para vivir entre la poblaci6n general. Aunque muchas de estas personas que han dejado de estar internadas no requieren de la asistencia de personal de apoyo como el que puede encontrarse en un asilo, prefieren no asumir todas las responsabilidades de la vida independiente, prepanindose la comida, etc., y han ele gido vivir en casas de huespedes. El segundo fen6meno que contribuye al crecimiento de las casas de huespedes es la creciente popularidad de los lugares que ofrecen cama y desayuno y las posadas campestres como acomodaciones alternativas para los viajeros. Un tercer tipo importante de casa de huespedes se encuen tra dentro y alrededor de los campus universitarios en la forma
Alfred J. Longhitallo, P.E., es un consultor illdcpendiente de protec cion contra incendios y seguridad humana en Chappagua, Nueva York, Mario A. Antonetti, P.E., es director y secretario de Gage-Babcock & Associates, Inc., en Armonk, Nueva York.
de fratemidades masculinas y femeninas y alojamientos univer sitarios en viviendas convertidas. Hay muy pocos edificios nuevos que se esten clasificando como casas de huespedes. La mayoria son edificios existentes procedentes de la conversi6n de viviendas, moteles 0 pequefias casas de apartamentos. Generalmente no se encuentran ocupa ciones mixtas, excepto en los casos de locales en que existen es pacios de uso mercantil en e1 piso 0 los pisos bajos con los cuartos para dormir en los pisos superiores. Estas instalaciones no estan permitidas por la NFPA 101, excepto si la casa de hues pedes y sus salidas estan separadas de la ocupaci6n mercantil mediante construccion con una resistencia al fuego minima de una hora y si la ocupaci6n mercantil esta protegida con rocia dores automaticos. Las casas de hmSspedes pueden estar en cdificios de cual quier tipo de construcci6n permitido por los c6digos de cons trucci6n locales. La NFPA 101 no establece ningun requisito minimo de construcCJ6n. Como la mayoria de las casas de hues pcdes estan situadas en viviendas convcrtidas 0 comparten el edificio con ocupaciones mercantiles, su construcci6n se suele limitar a los Tipos III 0 V, como se define por la NFPA 220, Norma sabre Tipos de Construccion de Edificias. Los riesgos de los contenidos se consideran "ordinarios". caracterfstica consistente con la mayorfa de las ocupaciones re~ sidenciales.
Conversion 0 Remodelacion de Ocupaciones Los riesgos de incendio pueden ser creados inadvertidamente durante una conversion 0 remodelaci6n. En estos procesos los acabados de paredes y techos existentes son removidos, expo niendo los componentes combustibles de la estructura. Se pue den crear espacios combustibles ocultos con la instalaci6n de cielorrasos y nuevos acabados de paredes. Estos espacios com bustibles ocultos permiten un rapido desarrollo y propagaci6n del fuego y limitan el acceso para la lucha contra el fuego. Los acabados de paredes y techos en nuevas instalaciones, estan li mitados a la ClaseA, B 0 C como se define en 1a NFPA255, Me todo Normalizado de Ensayo de Caracteristicas de Combustion Supeljiciales de lvlateriales de Construccion pero, en edificios existentes, los materiales de acabados frecuentemente exceden esta limitaci6n y afectan significativamente la propagaci6n del fuego y la generaci6n de hurno.
Falta de Compartimentacion contra el Fuego Como resultado de la falta de c6digos de construcci6n 0 por no
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
aplicarse estos durante la construccion, muchos edificios anti guos carecen de compartimentacion contra el fuego en paredes y cielorrasos. Esto puede crear rutas para una propagacion ra pida y no detectada de fuego y humo.
Aberturas Verticales No Protegidas Estas aberturas no eSIDn solo limitadas a las escaleras. Incluyen chimeneas, conductos, emparriUados de calefaccion 0 simple mente viejas aberturas en el suelo que nunca fueron cubiertas. Cada una de ellas representa un camino para el movimiento del fuego y del humo, los que pueden comprometer una salida que se considera protegida.
Servicios de los Edificios En las casas de huespedes los servicios de los edificios normal mente estan limitados al cuidado de los sistemas electricos, de calefaccion y, posiblemente, de aire acondicionado. La primera consideracion deberia darse al adecuado mantenimiento del equipo de calefaccion y a prevenir que se sobrecargue el circuito electrico. Algunos inquilinos podran ser permanentes y, por 10 tanto, mas propensos a acumular mas artefactos eIectricos que los transitorios. Se debe tener en cuenta la provision de sufi cientes tomacorrientes en los espacios de los inquilinos para evi tar que los inquilinos sobrecarguen los tomacorrientes 0 hagan mal uso de cordones de extension.
Areas de Almacenamiento para Pertenencias Personales Estas zonas de almacenaje estan normalmente situadas en los sotanos, bajo las escaleras y en cuartos fuera de los corredores de salida. Debido a que pueden guardar una alta concentracion de contenido combustible, un fuego en este tipo de cuarto puede comprometer rapidamente un corredor 0 una escalera.
Aparatos Supletorios de Calefacci6n Una calefaccion inadecuada puede conducir a la utilizacion de aparatos de calefaccion supletorios que incluyen calentadores portatiles electricos 0 de querosen 0 calentadores fijos de am bientes. Cada uno de eUos representa un riesgo especifico y tiene sus propios requisitos. Por ejemplo, un requerimiento especifico del codigo prohfbe instalar una estufa 0 un calentador donde un funcionamiento defectuoso podria bloquear el escape en caso de incendio.
CONSIDERACIONES DE
SEGURIDAD HUMANA
Otros Riesgos Aproximadamente dos tercios de las muertes y lesiones en in cendios estructurales informados de 1994 a 1998 en casas de huespedes, pensiones 0 intemados se debieron a incendios pre
meditados 0 sospechosos 0 a materiales de fumadores. Los ad ministradores y el personal deben estar alertas a cualquier com portamiento de los inquilinos que posea un riesgo de incendio. Las causas principales de incidentes de incendios en estas es tructuras de 1994 a 1998 fueron los equipos de cocinar, espe cialmente las cocinas, presumiblemente en la cocina comun accesible solamente a los empleados. No se debe asumir que los imicos riesgos de incend io se relacionan con los inquilinos. Debido al limitado nillnero de lugares para dormir y a la carencia de instalaciones de cocinas separadas para los ocu pantes individuales, las casas de huespedes se contemplan desde un punto de vista de la seguridad de la vida, como clasiticadas en algun lugar por encima de las viviendas de una 0 dos fami lias y por debajo de los dormitorios, los hoteles y los edificios de apartamentos. Los requerimientos de la NFPA 101 para esta ocupacion se centran en cuatro elementos clave esenciales para la seguridad de la vida: los medios de escape, los sistemas de de teccion y alamla, la separacion de los cuartos donde se duerme y la proteccion con rociadores automaticos.
Medios de Escape En las casas de huespedes, el sistema de salida consiste en un medio de escape, que, por definicion, es una via hacia afuera del edificio 0 estructura que no se ajusta a la definicion estricta de los medios de salida pero proporciona una via segura para salir. Este termino, separado y diferente del medio de salida, se re fiere a una categoria filis baja de salida para esta ocupacion es pecifica en relacion con atras clases de ocupaciones y a una categoria mas alta de salida que el que se requiere en viviendas de una 0 dos familias. Se requiere que los dormitorios y areas de estar encima 0 de bajo del nivel de descarga de salida tengan un medio principal y un medio secundario de escape, uno de los cuales debe ser una escalera interior con cerramiento, una escalera exterior, una sa lida horizontal 0 un escape de incendio existente. El medio prin cipal de escape debe proveer una ruta segura de recorrido hacia el exterior del edificio, que no exponga a los ocupantes a una abertura vertical no protegida, excepto en edificios de tres pisos o menos totalmente equipados con rociadores (Figuras 11.10.1, 11.10.2 y 11.10.3). En edificios protegidos totalmente con rocia dores automaticos, no se requiere un medio de salida secundario. EI ejemplo de la Figura lLIO.l muestra una escalera inte rior encerrada que descarga directamente afuera. El acceso a la escalera interior es por un carredor interior que no esta expuesto a aberturas verticales no protegidas. El medio de escape secun dario podria ser a traves de ventanas. La parte inferior de la es calera se puede encerrar de varias maneras; este es solamente un ejemplo. En el ejemplo de medio de escape de la Figura 11.10.2, los inquilinos llegan ala escalera exterior a traves de un corredor interior que no eSID expuesto a abertura vertical no pro tegida. El medio secundario de escape es a traves de ventanas. En el ejemplo de la Figura 11.10.3, el acceso no es por un co rredor interior, y el medio secundario de escape es a traves de una escalera interior abierta. Los medios de escape especificados necesitan cumplir con los requisitos de los Capitulos 24 y 25 de la NFPA 101, con ex cepcion del ancho y de la altura y profundidad del escalon. La
CAPiTULO 10
NFPA 101 suministra detalles sobre medios secundarios de es cape, e incluye ya sea una puerta 0 escaLera que prove a un reco rrido sin obstrucciones hasta el exterior del edifieio al nivel de La calle 0 del sue]o, 0 una ventana exterior operable. N6tese que no se requiere un medio de escape secundario si el cuarto tiene una puerta que lleve directamente al exterior a nivel del suelo 0 una escalera exterior aprobada. Los cuactos para dormir situados al nive1 de la descarga de salida deben tener dos medios de escape no especificados, uno de los cuales puede ser una ventana operable que cumpLa los requi sitos de La NFPA 101. Se aplican excepciones de los dos medios de escape a habitaciones con puertas hacia el exterior a nivel del suelo y a edificios protegidos con rociadores automaticos. Ningiin medio de escape requerido puede encaminarse a traves de un area que no este bajo el control del ocupante que esta saliendo del edificio 0 a traves de una puerta que pudiera estar cerrada con cerradura.
•
Casas de huespedes
11-85
Escalera exterior (0 escape de incendio si 10 hay)
~l
rr=~==~~
Ventanas operables
~~~~~========~--
Dormitorio Dormitorio
Dormitorio
Segundo Piso Dormitorio Bano
c:j
Dormitorio
Dormitorio
Segundo piso Escalera con cerramiento solamente en la partE Protegiendo la abertura vertical con paredes de 'esistencia al fuego y puerta autocerrante de 20 pero sin encerrar las escaleras. EI cerramiento omitirse en edificios con rociadores.
Dormitorio
FIGURA 11.10.2 Media de escape de una casa de huespedes usanda una escalera exterior Dormitorio
Ventanas operables
Dormitorio Bano Dormitorio
0(]
Dormitorio
Escalera con cerramiento de paredes de 1f2 hora de resistencia y puerta autocerrante de 20 minutos (puede abrirse al segundo piso en un edificio de dos pisos)
Dormitorio
t
Sala-comedor
o
Balcon Dormitorio abierto con escalera c'==::======i======-=======:::!J exterior Segundo piso Escalera interior abierta Salade television
Ventanas operables
pued~-=~\:E=p=a=re=d=e=s=c==o=n
Esta area no usarse como sala de espera, vestibulo con combustibles 0 usos similares.
=res=is::!Jtencia al fuego de
Y2 hora con puertas autocerrantes de
20 minutos.
FIGURA 11.10.1 Media de escape de una casa de huespedes usando una escalera interior
FIGURA 11.10.3 Media de escape de una casa de huespedes usando una escalera exterior can acceso salida exterior
a
Sistemas de Detecci6n y Alarma Los sistemas de detecd6n y alarma en edificios residenciales desempefian un papeL muy importante en el pronto apercibi miento y evacuaci6n temprana de los ocupantes. En todos los casos es requerido un sistema manual de alarma contra incen
11-86
SECCION 11
•
Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
1. En edificios existentes, donde se provee proteccion con ro dios de acuerdo con la NFPA n®, Codigo nacional de Alarma ciadores automaticos, de Incendio®, excepto en los edificios que tengan instalados sis 2. Se pcrmite que la casa de huespedes encima de otro tipo de temas aprobados de detecci6n de humo 0 de rociadores. ocupacion. En cada piso, incluyendo los sotanos pero excluyendo los es 3. No se requicre segundo medio de escape primario. Puede pacios de escasa altura y los aticos sin revestimiento, se deberan permitirse tener la escalera de escape primario sin cerra colocar alarmas de humo, instaladas de acuerdo con la NFPA n miento, si cada dormitono y sala tiene un medio de escape y alimentadas por el servicio eIectrico de la casa. Una vez activa secundario. das, las alarrnas de humo debenin ser audibles en todas las areas. Este requisito puede ser satisfecho interconectando las alarmas de La NFPA 101 ofrece tres normas diferentes para la instala humo con el sistema manual de alarma contra incendios. cion de sistemas de rociadores automaticos en casas de huespe Ademas de las alarmas de humo en los corredores de cada des. Para residencias pequenas, de una 0 dos familias, en las que piso, debe haber tambien una alarma de humo integrada (single hospedan inquilinos y para casas de huespedes que no sean par station) en cada dormitorio alimentada por la instalaci6n elec tes de una ocupacion mixta, la NFPA 130, Norma para la Ins trica del edificio para que alerte a los ocupantes 5i hay humo 0 talacion de Sistemas de Rociadores en Residencias de Una y fuego en la habitaci6n. Dos Familias y Casas Prefabricadas pernlite un sistema senci Es vital que el sistema de alarma contra incendios se escu 110 y economico. Para edificios mas gran des hasta de cuatro che en todos los dormitorios. pisos de altura, puede usarse la NFPA 13R, Norma para la Ins talacion de Sistemas de Rociadores en Ocupaciones Residen ciales, hasta de Cuatro Pisos de Altura Inclusive. Para grandes SEPARACION DE LOS DORMITORIOS edificios, especialmente aquellos que albergan ocupaciones multiples, la NFPA 13 es la norma apropiada de instalaci6n. Las casas de huespedes tienen que estar compartimentadas para limitar la propagacion del humo. Especificamente, los dormito rios deben estar separados de los corredores por paredes resis BIBLIOGRAFIA tentes al humo y puertas autocerrantes. Esto ayuda a evitar que C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA el humo comprometa los corredores de salida en caso de incen La consu]ta de los siguientes codigos, normas y practicas recomendadas dio en una habitacion; si el corredor se lIena de humo antes de de la NFPA suministrara informacion adicional sobre las casas de hues que puedan escapar todos los ocupante5, permite que un ocu pedes discutidas en este capftulo. (Consulte la ultima version del Catal pante permanezca dentro de la habitacion por un tiempo limi ogo de la NFPA para ver la disponibilidad de las ultimas ediciones de tado hasta que pueda ser rescatado 0 se puedan desarrollar los siguientes documentos.) estrategias de salida alternativas.
Protecci6n con Rociadores Automaticos La NFPA 101 requiere que la mayoria de las casas de huespedes nuevas esten protegidas por rociadores automaticos. Si se insta Ian rociadores, se pueden hacer excepciones de algunos otros requisitos.
NFPA 7iJiJ , National Fire Alarm Code~l
NFPA JO]®, Life Safety Code®
NFPA 220, Standard on Types oj Building Construction
NFPA 255, Standard Method ofTest ofSurface Burning Characteris tics ofBuilding Materials
Bruce W. Hisley
n este capftulo se discuten los riesgos de incendio y los fac tores de proteccion contra incendios que se aplican a las ocupaciones de almacenamiento, inc1uyendo la evaluacion del riesgo para la seguridad humana dentro de dichas ocupacio nes. Tambien se discuten las caracteristicas de la ocupacion y los riesgos asociados con las ocupaciones de almacenamiento, los cuales estan re1acionados con los contenidos y su distribucion, as! como los riesgos operacionales y las pnicticas de prevencion con tra incendios, las consideraciones sobre seguridad humana, la construccion del edificio, los sistemas de proteccion contra in cendios y los usos que requieren consideraciones especiales.
E
CARACTERISTICAS DE LA OCUPACION Las ocupaciones de almacenamiento son edificaciones 0 estruc turas utilizadas para almacenar 0 proteger bienes, mercancias, productos, vehiculos 0 animales. Las instalaciones de almace namiento pueden ser instalaciones separadas 0 diferentes 0, que forman parte de una ocupaci6n de uso multiple. "En ninguna otra area una ocupacion presenta una variedad tan amplia de riesgos, particularmente cuando las instalaciones aumentan en tamafio y contienen una crecicnte variedad de productos."r De acuerdo con FM Global Research, los ejemplos de ocupaciones de almacenamiento incluyen los almacenes, los terminales de carga, los estacionamientos, los hangarcs para aeronaves, los elevadores de granos, los graneros y los establos. Las ocupaciones de almacenamiento pueden clasificarse como de bajo riesgo, riesgo ordinario 0 de alto riesgo, 0 una eombinacion de estos, donde los "productos basicos (commodi fies) H se almacenan juntos y no estan separados eficazmente. Los factores que afectan la clasificacion de riesgo inc1uyen las caracteristicas de combustion del material almacenado, la com bustibilidad del embalaje, los metodos de almacenamiento y del embalaje y la cantidad almacenada. Los desarrollos modemos en el manejo del material han generado un cambio rapido en las ocupaeiones de almacenamiento, inc1uyendo las areas de alma cenamiento con estanterfas a gran altura que tienen desde 15 hasta 30 m (50 hasta 100 pies) de alto. Las gruas apiladoras controladas por computador se utili zan actualmente para mover y colocar los "productos basicos (commodities) Hen areas de almacenamiento con estanterias. Los
Bruce W. Hisley es un especialista en protecci6n contra incendios en Fairfield, Peunsylvania. Es expresidente del programa para Fire Pre vention Technical Programs en la Fire Administration, National Fire Academy de los Estados Unidos y es jefe retirado de la divisibn del De partamento de Bomberos del Condado Anne Arundel en Maryland.
superalmacenes y bodegas de distribucion regional que se esmn desarrollando actualmente, abarcan varios acres bajo un mismo techo y pueden contener entrepisos de dos 0 tres niveles. U sual mente, las ocupaciones de almacenamiento tienen muy poca cantidad de personal en relacion con el area total del piso. Las pautas de trabajo normalmente requieren que los empleados se muevan a 10 largo de la estructura utilizando vehfculos indus triales. Los almacenes y bodegas controlados totalmente por computador tienen inc1uso un numero menor de ocupantes, 10 cual puede complicar el diseiio de los medios de egreso. Los complejos de almacenamiento muy pequefios que se estan desarrollando en la actualidad, consisten en varios espa cios pequefios en alquiler que van desde 8 hasta 80 m 2 (88 a 880 pies 2) en una misma edificacion. Estos complejos son unicos. Hay muy poco control sobre el tipo y la cantidad de materiales peligrosos que pueden almacenarse en las areas en alquiler, ya que los arrendatarios tienen acceso a ellas las 24 horas del d1a. Usualmente, los espacios en alquiler no estan separados entre S1 por paredes con c1asificacion de resistencia al fuego. Un edifi cio puede constar de 50 0 mas espacios en alquiler. Dichas ins talaciones de almacenamiento tan pequefias pueden encontrarse incluso en edificaciones que alguna vez tuvieron otros usos, por ejemplo, edificios de altura para oficinas. El contenido de las ocupaciones de almacenamiento puede consistir en materias primas, productos terminados 0 bienes que se encuentran en un estado intermedio de produccion. Estos ma teriales pueden encontrarse en el almacenamiento a granel, en pilas solidas, en el almacenamiento paletizado y en el aim ace namiento dispuesto en estanterias. Tambien se utilizan recipien tes y anaqueles angostos, usualmente en los cuartos de "existencias (stock),', los cuales contienen pequeflas cantidades de materiales para su uso inmediato. La principal diferencia entre estas disposiciones del almacenamiento las cuales afectan el comportamiento y el control del fuego, es la naturaleza de los espacios 0 corrientes de aire horizontales y verticales, los cua les son creados por las configuraciones del almacenamiento. Los garajes de estacionamiento, los elevadores de granos y los han gares para aeronaves tienen otros problemas unicos que son cau sados por la naturaleza de las operaciones que se realizan en ellos. Este capitulo se refiere mas adelante a estos problemas.
RIESGOS ASOCIADOS CON LA OCUPACION Contenido No es inusual encontrar gran des cantidades de materiales den samente almacenados, que son intrinsecamente combustibles,
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11-88 SECCION 11. Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
como los textiles, los cuales se almacenan con empaques de ma teriales combustibles, tales como madera, pi::istico y cart6n. Los materiales en almacenamiento tambien pueden contener gases y materiales altamente inflamables. Actualmente los plasticos se utilizan cada vez mas como parte el producto asi como del em paque. Al determinar la clasificaci6n de riesgo de los conteni dos, se debe tener en cuenta el producto, el contenedor del producto y los materiales del empaque. El comportamiento del fuego depende de la facilidad de ignicion, la velocidad de pro pagaci6n del fuego y la tasa de liberaci6n de calor del "producto basico (commodity)" almacenado. Con frecuencia, los "productos basieos (commodities)"son artfculos complejos cuyo contenido de combustible, distribu cion, forma y configuraci6n afectan su desempefio durante un incendio. Un "producto basieo (commodity)" empacado debe considerarse como un todo, es decir la forma en que este se quema. Por ejemplo, la cerveza embotellada pucde considcrarse como de bajo riesgo, pero cuando se almacena en contenedores de carton 0 madera se convierte en un riesgo ordinario. Las la vadoras Hcnen muy pocos componentes combustibles. Sin em bargo, cuando estan empacadas en cajas de carton y estin rodeadas por los materiales pl.isticos del empaque, pueden que marse nipidamente y producir grandes cantidades de humo. La NFPA 230, Norma sobre Pmteccion contra Incendios para el Almacenamiento, divide a los "productos basicos (commodi ties)" almacenados en clasificaciones generales segUn el riesgo de combusti6n, el eual se bas a en el comportamiento ante el fuego de los articulos tlpicos. En las areas donde se almacenan artfculos variados, la cla sificacion de riesgo debe basarse en la categoria mas severa de riesgo. Esta condici6n variada es comun en almacenes 0 bode gas de hardware 0 de partes automotrices. Los materiales de alto riesgo 0 los materiales que requieren consideracion especial, pueden separarse algunas veccs para evitar que tengan una in fluencia en la clasificacion gcneral de riesgo. Algunos ejemplos de estos materiales son las llantas de caucho, los productos phis tieos, las fibras combustibles, el papel y los productos de papel, las prendas de vestir colgadas, el alfombrado, los pesticidas, los Hquidos y gases inflamables y los productos quimicos reactivos. Deben considerarse los requisitos de la NFPA 231D, Norma para el Almacenamiento de Uantas de Caucho y la NFPA 230. Las latas de aerosol que contienen productos inflamables y que se almacenan a presiones elevadas presentan un riesgo de peligro muy alto. Cuando estas se inflaman, pueden explotar produciendo bolas de fuego y pucden disparase a traves de un area determinada, iniciando multiples fuegos. El almacena miento a granel de estos contenedores debe cumplir con los re quisitos de la NFPA 30B, Codigo sobre la Fabricacion y el Almacenamiento de los Productos de Aerosol. En 1982, Richard Best publico un Informe de Investigaci6n de la NFPA sobre el incendio en el Kmart Distribution Center en Falls Township, Pennsylvania, que ocurri6 el 21 de junio de 1982. El fuego se inicio en el almacenamiento pa1etizado de re cipientes de aerosol a base de liquido de petroleo, el cual abrumo al sistema de rociadores del edificio y destruy6 totalmente e1 centro de distribucion de 1,2 millones de pies 2 . Este incendio se desarrollo extremadamente nlpido, ya que las latas de aerosol que eran disparadas propagaron el fuego a traves del area de al
macenamiento de los aero soles y en las areas adyacentes. La n'i pida propagaci6n del fuego someti6 a los rociadores a una exi gencia excesiva, 10 que ocasiono un nipido desplome del techo y el rompimiento de la tuberia del rociador. Esta perdida ilustra la necesidad de que exista una separa cion y protecci6n adecuada de los liquidos y gases inflamables que se encuentran en los recipientes presurizados. Un tinieo palet de latas de aerosol a ba~e de liquido de petroleo puede cau sar una perdida catastrofica, debido a que los recipientes de ae rosol son disparados por d fuego. El almacenamiento de aerosoles debe ser asignado a un area especial con una protec cion contra incendios apropmda, que este disefiada de acuerdo con la NFPA 30B.
Disposicion de los Contenidos La disposicion de los materiales almacenados tiene gran im pacto sobre la propagacion del fuego. E1 comportamiento del depende de la altura del almacenamiento, del ancho de los pasillos y de si e1 almacenamiento es a granel, en pilas s6lidas 0 en pitas paletizadas. El desarrollo del fuego depende de las su perficies combustibles de los bienes almacenados y de los espa cios horizontales y verticales que pueden servir como conductos formados entre las superficies de los materiales almacenados. Cuando se almacenan fibras combustibles, es posib1e que se de sarrolle en su superficie un fuego que se desplace rapidamente, si las balas de fibra tienen multiples fibras expuestas. Usualmente el fuego se propaga en forma de abanico, ya que el fuego de la base precalienta el material que esta encima, el cual a su vez se inflama y se quema. Al aumentar 1a altura del almacenamiento, es de esperar que el crecimiento del incendio se intensifique a medida que el fuego se mueve rapidamente hacia arriba. Se necesitan pasillos con un ancho minimo de 2.5 m (8 pies) para ayudar a restringir la propagacion del fuego a 10 largo de un pasillo. Los espacios de aire horizontales formados por los estibas en el almacenamiento paletizado pueden causar fuegos de rapida propagaci6n. Tambien puede esperarse una ni pida propagaci6n del fuego en las areas de almacenamiento en estanterias, debido a la altura de las estanterias y a los pasillos estrechos que existen normalmente cuando se utiliza un equipo automatico para la manipulaci6n de materiales.
RIESGOS OPERACIONALES Y
PRAcTICAS DE PREVENCION
CONTRA INCENDIOS
Las ocupaciones de almacenamiento pueden consistir en grandes espacios de superficie, ubicados en varios niveles, los cuales estan ocupados por muy poco personal. Debido a esto, con frecuencia los fuegos no son detectados durante un largo periodo de tiempo, particularmente en los espacios que no estan protegidos por siste mas automaticos de detecci6n 0 de supresi6n de incendios. Los riesgos y causas comunes del fuego que general mente estan asociados con las ocupaciones de almacenamiento, son los incendios intencionales 0, la manipulaci6n descuidada de rescol dos 0 cenizas calientes 0, los fuegos abiertos, las chispas prove
CAPiTULO 11
nientes de la cortadura 0 soldadura, la exposicion al fuego desde otra edificacion, las "existencias (stock) "almacenadas muy cerca de las fuentes de calor 0 con una separacion vertical insuficientc de las fuentcs de calor, otras deficiencias 0 errores de uso en el equipo de distribucion electrica 0 de calefaccion, los rayos, la eli rninacion descuidada de los materiales humeantes, las malas practicas de orden y limpieza, el embalaje y desembalaje de los bienes, el almacenamiento de estibas vados y, la ignicion de los camiones industriales u otros equipos moviles. Los sistemas di sefiados especiaimente para la manipulacion de materiales tam bien pueden presentar riesgos unicos (Tabla 11.11.1)2.
•
Ocupaciones de almacenamiento
11-89
Incendios Intencionales Las ocupaciones de almacenamiento son vulnerables a los actos incendiarios porque con frecuencia, estas tienen disponibles su· ministros de combustible y un gran potencial de perdida. Con frecuencia, un incendiario puede ingresar a la ocupaci6n e ini· ciar un fuego sin ser detectado. Inc1uso donde esta presente el personal de seguridad pero el acceso no esta bien controlado, los incendiarios pueden encender un fuego en una ubicaci6n lejos de su alcance, el cual puede crecer significativamente antes de ser detectado.
TABLA 11.11.1 Incendios estructurales en ocupaciones de almacenamiento excluyendo garajes de viviendas por area de origen, promedios anuales 1994-1998 (Los incendios de area desconocida estan asignados proporcionalmente) Area de origen Area de almacenamiento no clasificada Superficie exterior del muro Garaje 0 area de almacenamiento del vehfculo Area de almacenamiento del producto, tanque 0 deposito Cuarto 0 area de almacenamiento de suministro Prado, terreno 0 area abierta Area estructural no clasificada Area de origen no c1asificada Superficie exterior del techo Taller 0 area de mantenimiento Conjunto del muro 0 espacio oculto Atico 0 conjunto cielo raso/piso 0 espacio oculto Area de desperdicios 0 basura 0 contenedor Conjunto cielo raso/piso 0 espacio oculto Motor, tren rodante 0 area de la rueda del vehiculo Area de origen no aplicable Cuarto del equipo calefactor Area de transporte, de recepci6n 0 de carga Area 0 cuarto de la maquinaria Otras areas con funci6n conocida Otras areas de servicio conocidas 0 de equipos Otros medios de egreso conocidos Otras areas conocidas de transporte 0 de vehiculos Otras areas conocidas Total
Civiles muertos
Incendios
Civiles heridos
Danos a la propiedad (en millones de dolares)
3400
(15,0%)
2
(10,7%)
31
(12,8%)
56,2
(10,9%)
2500 2300
(11,0%) (9,9%)
°
(0,0%) (22,5%)
9 34
(3,8%) (14,3%)
20,9 37,8
(4,1%) (7,4%)
2100
(9,3%)
(5,5%)
27
(11,4%)
124,2
(24,2%)
2100
(9,1%)
(9,3%)
25
(10,5%)
42,0
(8,2%)
1200 1100 800 700 604 600 600
(5,1%) (4,9%) (3,5%) (3,2%) (2,5%) (2,5%) (2,4%)
(8,9%) (4,9%) (7,6%) (0,0%) (7,7%) (0,0%) (0,0%)
4 5 3 1 19 4 4
(1,8%) (2,2%) (1,4%) (0,5%) (7,8%) (1,7%) (1,6%)
6,4 19,1 11,7 5,5 22,0 11,7 12,3
(1,3%) (3,7%) (2,3%) (1,1%) (4,3%) (2,3%) (2,4%)
500
(2,3%)
(0,0%)
2
(1,0%)
4,8
(0,9%)
400
(1,7%)
(0,0%)
3
(1,4%)
8,4
(1,6%)
300
(1,5%)
(0,0%)
5
(2,3%)
5,6
(1,1%)
300 300 300
(1,4%) (1,2%) (1,1%)
(0,0%) (1,7%) (1,3%)
2 2 12
(0,8%) (0,7%) (4,9%)
3,9 8,2 22,4
(0,8%) (1,6%) (4,4%)
200 700 500
(1,0%) (3,3%) (2,1%)
(1,7%) (6,9%) (4,0%)
3 15 10
(1,2%) (6,4%) (4,3%)
6,3 20,3 30,5
(1,2%) (4,0%) (6,0%)
300 300
(1,3%) (1,3%)
(0,0%) (6,2%)
3 6
(1,4%) (2,4%)
5,7 6,4
(1,1%) (1,3%)
700
(3,2%)
22,900
(100,0%)
3
1 1 1
° °° ° ° ° °° ° °1 1
1
° °
15
(1,3%)
8
(3,5%)
20,7
(4,0%)
(100,0%)
239
(100,0%)
513,1
(100,0%)
Nota: Estos son incendios informados a los departamentos municipales de bomberos de los E.U.A y por 10 tanto excluyen los incendios informados unicamente a las agencias federales 0 estatales 0 a las brigadas industriales contra incendio, Los incendios son estimados en multiplos de cien, los muertos y los heridos son estimados en numeros enteros y el dano directo a la propiedad se estima en multiplos de cien mil d6lares. Las sumas pueden no ser iguales a los totales debido al error por aproximaci6n, EI dano no ha sido ajustado por la inflaci6n. Fuente: Estimaciones nacionales basadas en investigaciones del NFIRS y de la NFPA.
11-90
SECCION 11.
Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
Operaciones de Corte y Soldadura Deben tomarse precauciones durante todo cl tiempo que duren las operaciones de soldadura y corte. Tales operaciones no deben comenzar hasta que todos los materiales combustibles hayan sido retirados del area afectada 0 se cubran con una cubierta re tardadora del fuego. Los extintores portatiles de incendio 0 las lineas de manguera pequenas deben prepararse antes de iniciar la operacion. Debe estar presente en todo momento, un guardia que vigile si se produce un incendio durante la operacion y por 10 menos 30 minutos despues de que esta haya finalizado. Debe considerarse el uso de dispositivos mecanicos de sujeci6n y de sierras, cuando se reparan 0 reemplazan las estanterias de acero para evitar el corte y la soldadura. Todos los cortes y soldaduras deben realizarse de acuerdo con la NFPA SIB, Norma sobre la Prevencion de Incendios durante la Soldadura, el Corte y otros Trabajos en Caliente.
Equipos y Aparatos Calefactores El material debe almacenarse de modo que se mantenga una se paracion adecuada de los conductos de aire caliente, los cale factores unitarios, los homos montados en conductos, los tubos para humo, los calentadores radiantes para espacios, los arte factos de iluminacion, los artefactos y otros equipos generado res de calor. Es necesario tener especial cuidado cuando se utilizan artefactos calefactores temporales 0 portatiles. Deben cumplirse estrictamente los c6digos y normas pertinentes de la NFPA, para todos los tipos de equipos calefactores y del sistema de distribucion electrico.
Fumar Siempre debe controlarse el acto de fumar. Esto requiere un sin cero esfuerzo por parte de la gerencia, para lograr que los em pleados y visitantes cumplan con el uso de areas donde esta perrnitido 0 prohibido fumar. El acto de fumar debe estar limi tado a areas especificas que esten apartadas del aimacenamiento, las cuales deben mantenerse limpias y estar provistas con los re cipientes adecuados de eliminacion.
Practicas de Orden y Limpieza No puede subestimarse la importancia de realizar unas practicas adecuadas de orden y limpieza. Usualmente, el embalaje 0 de sembalaje de los bienes requiere 0 resulta en la presencia de cier tas cantidades de combustibles sueltos, tales como pedas espunladas de poliestireno, envoltorios de plastico espumado, papel cortado, paja de madera y paja. Otros combustibles tales como las fibras embaladas y las etiquetas 0 r6tulos desprendi dos, pueden actuar como lena para encender los materiales al macenados.
Operaciones de Embalaje y Desembalaje Las areas donde se realiza el embalaje y desembalaje, la clasifi cacion, la reparacion, el aeabado, la pintura y el mantenimiento
general pueden generar la aCLlmulaci6n de materiales combusti bles. Tales areas son comparables con las ocupaciones indus triales. Es una buena practica ubicar este tipo de operacion Jejos del area de almacenarniento 0 contar con una separacion con cla sificacion de resistencia al fuego.
Almacenamiento de Estibas Vacfos Las pilas de estibas de madera pueden presentar un riesgo severo de incendio, el cual es inherente a muchas ocupaciones de al macenamiento. Una pequena fuente de ignicion puede encender facilmente los estibas viejos. Inc1uso en las areas protegidas por rociadores, los costados inferiores de los estibas tienen areas secas donde el fuego puede erecer y propagarse. El proceso donde el fuego salta a otros estibas puede continuar hasta que el fuego se propaga a traves del extremo superior de la pila. Debido a la fuerte corriente ascendente de la llama, muy poca cantidad de agua proveniente del sistema de rociadores para riesgo ordi nario, puede llegar al asentamiento del fuego. Con frecuencia, los estibas de plastico y los ;:ontenedores de transporte presen tan similares. Los estibas deben almacenarse de acuerdo con la NFPA 230.
Camiones Industriales (Montacargas) El uso inadecuado del equipo de montacargas industriales, puede conducir al desarrollo de un fuego con grandes perdidas. Los riesgos asociados con e1 uso de camiones industriales se presentan en las operaciones de reabastecimiento, manteni miento y almacenamiento (cuando no estau en uso). El tipo de cam ion industrial utilizado. debe estar aprobado para su uso dentro de la edificacion, de acuerdo con el material peligroso al macenado. La NFPA 505, Norma sobre Seguridad contra In cendios para los Camiones Industriales de Motor incluyendo las Designaciones de Tipo, las Areas de Usa, las Conversiones, el lvfantenimiento y el Func ionamiento, designa el tipo de ca mion que puede utilizarse en un area peligrosa. Todas las ope raciones de reabastecimiento deben realizarse en el exterior de la edificacion. El combustible para los camiones debe almace narse y manipularse apropiadamente. Las areas utilizadas para el mantenimiento y recarga de las baterias para camiones elec tricos, deben estar separadas de las areas de almacenamiento.
CONSIDERACIONES SOBRE LA
SEGURIDAD HUMANA
En las ocupaciones de almacenamiento, el potencial para la per dida de vidas humanas depende del riesgo de incendio del ma terial almacenado y de las caracteristicas de la edificacion para el almacenamiento. El fuego en un almacenamiento de pilas altas 0 en estanterias puede propagarse rapidamente con ciertos tipos de materiales. En los edificios de un solo piso con cielos rasos altos, el humo y el calor tienen un lugar donde acumularse antes de que los medios de egreso se oscurezcan y se vuelvan in transitables. En las edificaclOnes con cielos rasos bajos, ocurre 10 contrario. En los edificios de niveles multiples con un piso
CAPiTULO 11
abierto emparrillado tipo entrepiso, el humo y el calor provc nientes de fuegos que estan mas abajo, pueden bloquear rapida mente un medio de egreso. Se requiere prestar particular atenci6n a las ubicaciones de los medios de egreso y a las salidas. En los almacenes y bodegas antiguos de mUltiples pis os, son comunes las aberturas verticales sin proteccion para los elevadores de carga y para otros sistemas de manipulaci6n de materiales. Estas permiten una rapida pro pagacion del humo y del calor hasta los pisos superiores. Los factores que afectan la seguridad humana en las ocu paciones de almacenamiento son "el producto basico (commo dity)" almacenado, el cual consiste en el producto, el empaque y el contenedor; e1 comportamiento del "producto basico (com modity)" ante el fuego, el cual se basa en la facilidad de ignici6n, en la velocidad de propagacion del fuego y en la tasa de libera cion de calor; la distribucion del almacenamiento, la cual in cluye la altura del almacenamiento y el ancho del pasillo; el area maxima unica del fuego; las aberturas de ventilacion para el humo y el calor; el acceso desde el exterior para combatir el fuego y la forma del material almacenado. La NFPA 101 ® ,C6digo de Seguridad Humana®, trata sobre la seguridad hum ana en caso de un incendio y otras emergencias similares. Esta incluye los elementos necesarios para minimizar el riesgo para la vida ocasionado por el fuego, el humo y los gases toxicos. La NFPA 101 tambien se ocupa de los egresos y de otras consideraciones esenciales para la seguridad humana. Sus requisitos mlnimos deben seguirse en las ocupaciones de al macenamiento. EI contenido de las ocupaciones de almacenamiento puede clasificarse como de riesgo bajo, riesgo ordinario 0 de alto riesgo 0, como una combinacion de estos cuando se almacenan diver sos "productos basicos (commodities) en el mismo lugar. Exis ten diferencias evidentes entre los requisitos de la NFPA 101 sobre seguridad humana, para las clasificaciones de riesgo que tienen contenidos diferentes. Cuando existen estas clasificacio nes diferentes en la misma estructura y estas no pueden separarse efectivamente del fuego, se aplican los requerimientos para la clasificacion mas peligrosa. Debe tenerse un criterio adecuado para determinar la c1asificaci6n de riesgo de los contenidos. La NFPA 101 utiliza la clasificacion de contenidos de riesgo ordi nario como base para establecer los requisitos generales; la ma yoria de las ocupaciones de almacenamiento se encuentran dentro de esta clasificacion. Solo muy poeas esmn incluidas den tro de la c1asificacion de contenidos de bajo riesgo 0 riesgo alto. Se requiere que haya un interes especial para mantener la estabilidad de la distribucioll del almacenamiento, cuando este es en pilas altas. El almacenamiento en pilas de gran altura, puede desplomarse durante las primeras etapas del desarrollo del fuego, debido a la inestabilidad inherente a la pila 0 a la al tura 0 peso excesivo de la misma, 10 que com prime las unidades inferiores. El desplome de la pila puede bloquear las rutas de egreso desde la estructura. H
Diseno del Egreso Los medios de egreso en las ocupaciones de almacenamiento estan dispuestos de la misma manera que aquellos que se en cuentran en otras ocupaciones. La principal diferencia es que tf
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Ocupaciones de almacenamiento
11-91
picamente hay muy pocas salidas en las ocupaciones de alma cenamiento. Las salidas estan provistas de acuerdo con las con sideraciones de distancia de recorrido y con la cantidad minima requerida de salidas, desde un area determinada. A diferencia de otras ocupaciones, no se tiene en cuenta el factor de carga de la ocupacion. Mas bien, ia carga de ocupantes se basa en una cifra no inferior al numero maximo probable de ocupantes presentes en eualquier momento. Usualmente, solo una pequeiia cantidad de personas se encuentra en una ocupacion de almacenamiento en un momenta dado. Generalmente, los patrones de trabajo re quieren que los empleados se desplacen a 10 largo de la estrue tura, 10 eual complica d diseno de los egresos para la seguridad humana. Todas las ocupaeiones de almacenamiento que tienen contenidos c1asifieados como de riesgo ordinario 0 riesgo alto, deben tener acceso por 10 menos ados medios de egreso sepa rados, que en la pnictica esten alejados entre sf tanto como sea posible. Esta permitid() un unico medio de egreso desde las oeu paciones de almacenamiento can contenidos de riesgo ordinario, siempre que los oeupantes puedan llegar a la salida cuando re corran un camino comtin que no sobrepase los 15 m (50 pies) 0, al reeorrer un camino comun de 30 m (100 pies) cuando un sis tema de rociadores automaticos supervisado protege la totalidad del edificio. Estos dos medios de egreso deben estar disponibles desde todos los lugares y niveles de la ocupacion y, deben estar dentro de las distancias de recorrido especificadas por la NFPA 101. Las salidas deben estar dispuestas de modo que los ocu pantes puedan llegar a ;;:Ilas utilizando diferentes eaminos de re corrido desde distintas direcciones. Sin embargo, esta pennitido un camino comun de recorrido en las areas con contenidos de riesgo ordinario. Las areas con contenidos de bajo riesgo re quieren solamente un unieo medio de egreso, sin ninguna limi tacion en la distaneia de recorrido para lIegar a una salida. En las areas que contienen eontenidos de alto riesgo, los ocupantes deben poder recorrer al menos dos rutas separadas que esten ale jadas entre si, las cuales permitan llegar a la salida. Estas areas neeesitan una consideraeion especial que asegure que los ocu pantes no estan limitados a un unico camino de egreso. Las puertas de salida deben permanecer abiertas desde el lade del egreso de la puerta, cuando el edificio esta ocupado. En las areas con contenidos de bajo riesgo y de riesgo ordinario, estan perrnitidas las cerraduras especiales listadas de egreso re tardado, si un sistema automatico aprobado de deteecion de in eendios 0 un sistema de rociadores supervisado protege la totalidad del edificio. Estan permitidas las puertas de acceso de egreso controlado, siempre que cumplan los requisitos especifi cos de la NFPA 101. Las puertas de egreso desde las areas con contenidos de alto riesgo deb en abrirse en direccion del reco rrido de egreso. El contmuo movimiento de "existencias (stock)" dentro de una oeupacion de almacenamiento, exige atencion es pecial para evitar que se bloqueen los pasillos de egreso y las puertas de salida.
Identificaci6n de la Salida Los medios de egreso y las ubicaciones de las salidas deben identificarse por medio de senales que deb en verse facilmente cuando la direccion del aeeeso a la salida no es clara. En las areas de almacenamiento de existencias a gran altura, la identi
11-92 SECCION 11. Sistemas de proteccion para cfases de ocupaciones
ficacion de 1a salida puede ser un problema, de modo que pue den ser necesarias otms medidas. Es necesaria una i1uminacion adecuada para los medios de egreso, especia1mente en los edifi cios sin ventanas que no Henen aberturas para luz natural. Los edificios que estan ocupados durante la noche 0 que no tienen aberturas para luz natural, deben estar equipados con luces de emergencia. proporcionan Ia iluminacion requerida para las escaleras, pasillos, corredores, rampas y pasadizos de egreso.
Aberturas Verticales Se requiere que las aberturas verticales esten protegidas. Las aberturas que son convenientes estan permitidas siempre y cuando conecten maximo dos pisos (solamente una penetracion por piso), esten separadas de las aberturas verticales sin protec cion que sirven a otros pisos por medio de una barrera corta fuego, esten separadas de los corredores y no funcionen como una salida requerida.
Sistemas de Alarmas de Incendios Debido a las grandes areas de pisos abiertos y a los pocos em pleados que pueden estar trabajando en diferentes lugares de un edificio de almacenamiento, debe considerarse la instalacion de un sistema de alarma de incendios para alertar a todos los ocu pantes el cualles permita salir oportunamente e iniciar la accion de emergencia. Si la ocupacion de almacenamiento cuenta con una brigada contra incendios entrenada 0 con un plan de emer gencia previo al incendio, debe existir un medio para notificar a las personas ubicadas en todas las areas del edificio de modo que se pueda iniciar el plan de emergencia. Debido aI bajo riesgo de incendio, las ocupaciones con contenidos de riesgo bajo no requieren un sistema de alarma. La NFPA 101 requiere la instalacion de un sistema de alarm a de incendios en las ocu paciones de almacenamiento con contenidos de riesgo ordina rio y de alto riesgo, que no estan protegidas por un sistema de rociadores automaticos y que tengan un area total de superficie superior a 9290 m2 (100 000 pies 2). En los edificios equipados con un sistema de alarma de incendios, deben tomarse medidas para que cuando se active el sistema de alarma, este propor eione senales sonoras y visibles a una ubicaci6n atendida cons tantemente, con el proposito de notificar a los ocupante5 e iniciar la acci6n de emergencia 0 5i no, este debe activar auto maticamente los artefactos de notificacion para ocupantes a 10 largo del edificio. Los sistemas de alarma requeridos deben ins talarse, ensayarse y mantenerse de acuerdo con la NFPA 70, C6digo E!ectrico Nacional®; y la NFPA , C6digo Naciona/ de Alarmas de Incendio®. Los sistemas de alarma de incendios son de suma imp or tancia para avisar a los ocupantes que ocurre un incendio, espe cialmente en las areas de almacenamiento que tienen solo unos pocos empleados en un area grande del piso y en edificios de multiples pisos. Los sistemas de alarma deben emitir sonidos caracteristicos. Los dispositivos deben distribuirse de modo que sean audibles en todos los cuartos 0 areas del edificio. Las se nales de notificaci6n para la evacuaci6n deben ser sonoras y vi sibles de acuerdo con la NFPA 72. Es importante que las estaciones manuales de alarma esten alejadas del almacena-
TABLA 11.11.2 Caracteristicas de la protecci6n contra in cendios en fuegos de estructuras en propiedades de afma cenamiento, excepto garajes de viviendas, informados a los departamentos publicos de bomberos, promedios anuales 1994-1998 Porcentaje de incendios en edificios donde estan presentes alarmas de humo u otras alarmas de incendio Porcentaje de incendios en edificios con alarmas de humo u otras alarmas de incendio en los cuales los dispositivos eran operacionales Porcentaje de incendios en edificios con alarmas de humo u otras alarmas de incendio (resultado de las dos primeras estadfsticas) Porcentaje de incendios en edificios con sistema automatico de supresion
6,4%
68,9%
4,4%
4,0%
miento y bien marcadas para una facil identificacion. Las ocupaciones de almacenamiento, excluyendo a los ga rajes de las viviendas, se encuentran dentro de las propiedades donde es menos probable el uso de sistemas automaticos de de teccion de incendios (Tabla 11.11.2). Existe un espacio impor tantc para el desarrollo de la protecci6n contra incendios en estas areas.
INFLUENCIA DE LA
CONSTRUCCION DE EDIFICIOS
EN CONDICIONES PELIGROSAS
Las ocupaciones de almacenamiento puedcn estar ubicadas en edificaciones de cualquier tipo de construcci6n. Ademas, el al macenamiento se encuentra en estructuras de uso mixto, ya que todos los tipos de ocupaciones necesitan un cspacio para el al macenamiento. La mayor parte de los tipos de construccion son adecuados para el almacenamiento. Sin embargo, la construc cion combustible aumenta la carga de fuego y puede crear un espacio combustible oculto que contribuye con la propagaci6n del fuego. La combustibilidad, la velocidad de propagacion de la llama, la producci6n de humo, el potencial de liberaci6n de calor y la estabilidad estructural de los materiales utilizados en la construcci6n de edificios son todos factores que deben ser con siderados. Debe tenerse en cuenta el tipo de cubierta utilizado sobre los techos de acero sin parapetos, los paneles plasticos uti lizados para el aislamiento dentro de los paneles de los muros y del techado y la velocidad de propagaci6n de la llama de la ba rrera de vapor para el aislamiento interior expuesto al fuego. Ciertas paredes de paneles con nucleo de aislamiento de plas tico expandido, deben utilizarse solamente en edificios protegi dos con rociadores automaticos y deben cubrirse con material resistente al fuego. La construcci6n de acero ligero y de arma dura de madera comunmente utilizada en la actualidad, puede ser susceptible de sumr un desplome estructural temprano. En algunos edificios con sistemas de almacenamiento en estanterias
CAPiTULO 11
en altura, el armazon estructural de las estanterias soporta por sf mismo los muros exteriores y el techo del edificio. Son bastante frecuentes los edificios hasta de 30 m ( 100 pies) de altura, que se utilizan para el almacenamiento en estan terias. Los sistemas de almacenamiento en estanterfas comple tamente automatizados pueden tener pasillos angostos con 1,2 m (4 pies) dc ancho entre las estantcrias. Puede ser dificil propor cionar una extinci6n completa del fuego dentro de las estante rias, aun en los edificios protegidos por sistemas dc rociadores automiiticos. El fuego que involucra las secciones superiorcs del alma cenamiento en estanterias, puede presentar problemas inusuales y riesgos severos para los bomberos. El acceso a la seccion su perior para una extinci6n y revisi6n completas es muy limitado. La utilizaci6n de escaleras de mana dentro de los edificios es extremadamente dificil y peJigrosa y esia limitada a una altura de 10,5 m (35 pies). El calor producido par el fuego puede cau sar la caida estructural del sistema de estanterias 0 el desplome del material almacenado, dentro del espacio del pasillo. El ma terial que se ha caido puede facilmente bloquear el pasillo, ha ciendo que el acceso al area del incendio sea au.n mas difici!. Los edificios 0 estructuras con acceso limitado desde el exterior, para las operaciones de lucha contra el fuego y de res cate, presentan un grave riesgo para la seguridad humana y pueden hacer que las areas grandes se conviertan en ambien tes letales de incendio. Debe considerarse la instalacion de aberturas de ventilacion para el calor y el hurno en las ocupaciones de almacenamiento. Algunas ocupaciones de almacenamiento son extremadamente grandes con muy pocas ventanas 0 puertas que pueden ser abier tas para eliminar el humo y el calor. En los edificios donde no hay protecci6n con rociadores automaticos, la ventilacion puede reducir la propagacion horizontal del humo y el calor a 10 largo del cielo raso, 10 que ayuda en la evacuacion. En los edificios protegidos por sistemas de rociadores automaticos, la venti la ci6n ayuda a eliminar el hurno, la cual, a su vez, ayuda en las operaciones de lucha contra incendios y de rescate. Las instala ciones con ventilaci6n para el humo y el calor, as! como la pro tecci6n con rociadores automaticos, son esenciales para la seguridad hurnana en los edificios sin ventanas y en las estruc turas subterraneas. La instalaci6n de aberturas de ventilacion para el hurno y el calor debe estar de acuerdo con la NFPA 204, Norma para la Ventilacion del Humo y el Calor. Deben considerarse los sistemas especiales de ventilaci6n mecanica en las ocupaciones de almacenamiento con areas gran des, para la eliminacion del humo y los productos de combus ti6n, de acuerdo con la NFPA 92A, Practica Recomendada para los Sistemas de Control del Humo. Consulte la Secci6n sobre "Practicas de Ventilaci6n".
SISTEMAS DE PROTECCION
CONTRA INCENDIOS
Aunque los rociadores automaticos se consideran la principal linea de defensa contra el fuego en las ocupaciones de alma cenamiento, no son de ninguna manera el u.nico metodo de pro
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Ocupaciones de almacenamiento
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tecci6n. Los sistemas de tomas fijas de agua para mangueras, los sistemas de espuma de alta expansi6n, los extintores por tatiles de incendio y los sistemas de alarma tambien desempe nan un papel en la proteccion de las ocupaciones de almacenamiento. Los bienes almacenados a grandes alturas, el equipo meca nico de apilamiento y los pasillos angostos, son altamente favo rabIes para la propagaci6n vertical del fuego. Incluso cuando esmn protegidos con rociadores automaticos, estos tipos de dis posiciones del almacenamiento suponen un rete para el control del fuego.
Rociadores Automaticos Los rociadores automaticos son particularmente efectivos para la seguridad hurnana ya que advierten sobre la existencia de un fuego y, al mismo tiempo, aplican agua sobre el area que se esta quemando. Los rociadores con una instalacion y mantenimiento adecuados proporcionan un medio de protecci6n altamente efec tivo contra la p6rdida de vidas hurnanas y de la propiedad. Los c6digos modele de construcci6n 0 los codigos adopta dos localmente, usualmente requieren la instalacion de sistemas de rociadores automaticos en una ocupaci6n de almacenamiento clasificada como de alto riesgo. Algunos c6digos requieren pro tecci6n con rociadores cuando los materiales se almacenan en estanterias 0 pilas con mas de 3,6 m (12 pies) de altura. Usual mente, los c6digos modele de construccion permiten la cons trucci6n de edificaciones de almacenamiento con un area ilimitada del piso, cuando estas estan protegidas por sistemas de rociadores y no se utili zan para almacenamientos de alto riesgo. Pueden ocurrir incendios desastrosos incluso en los alma cenes y bodegas protegidos con rociadores, si los materiales combustibles se alrnacenan a alturas que superan los 15 m (50 pies).EI diseno del sistema de rociadores debe ser compatible con el "producto basico (commodity)" almacenado y con las al turas del almacenamiento. Un factor importante de las grandes perdidas producidas por el fuego en las ocupaciones de almace namiento, puede ser cuando se somete al sistema de rociadores a un esfuerzo excesivo, el cual no estaba disefiado para el tipo de material almacenado 0 para el tipo de distribuci6n del alma cenamiento. Los registros deben indicar el tipo de material al macenado, la distribuci6n de las pilas, los metodos de almacenamiento y la altura del almacenamiento. Para las ocu paciones de almacenamiento que tienen requisitos especiales para los estibas vacios, las llantas de caucho, el algod6n emba lade y el papel en rollos, el almacenamiento debe disenarse e instaJarse de acuerdo con la NFPA 13, Norma para fa lnstala cion de Sistemas de Rociadores. Tarnbien se encuentran reque rimientos adicionales en la NFPA 230. Los sistemas de rociadares automaticos deben inspeccionarse, ensayarse y reci bir mantenirniento de acuerdo con la NFPA 25, Norma para fa Inspeccion, Ensayo y Mantenimiento de los Sistemas de Protec cion contra Incendios a Base de Agua. Las ocupaciones de almacenamiento, excJuyendo los gara jes de viviendas, estan dentro de las propiedades que son menos probables de tener protecci6n con rociadores automaticos (ver Tabla 1l.l1.2). Si puede cambiarse esta situaci6n, habra una oportunidad importante para la reduccion de perdidas.
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SECCION 11.
Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
Sistemas de Tomas Fijas de Agua para Mangueras Los sistemas de tomas fijas de agua para mangueras deben ins talarse en ocupaciones de almacenamiento que contienen alma cenamientos en estanterias 0 en pi las altas. Deben proporcionarse conexiones para las lineas de manguera de 38 mm (1 Yz pulg.) las cuales son utilizadas para las operaciones ini ciales de lucha contra incendios y de limpieza. Solamente el per sonal del departamento de bomberos 0 los miembros de una brigada contra incendios bien entrenada y equipada, deben uti lizar las conexiones de las tomas fijas de agua para mangueras. Las conexiones deben estar ubicadas de modo que se pueda lle gar con las mangueras a todas las secciones del area. La instala cion de las conexiones de mangueras para los sistemas con estanterfas altas, requiere una consideracion especial. Ademas de las conexiones normales a nivel del piso, pueden ser necesa rias conexiones adicionales a diferentes alturas que Ie permitan a las lineas de las mangueras llegar a todas las areas. Los siste mas de tomas fijas de agua deben instalarse de acuerdo con la NFPA 14, Norma para la Instalacion de Sistemas de Tomas Fijas de Agua, de Hidrantes Privados y Mangueras.
Extintores Portatiles de Incendios Todos los empleados deben estar familiarizados con las ubica ciones y la utilizacion de los extintores portatiles de incendios. El entrenamiento de los empleados debe hacer enfasis en la im portancia de hacer sonar una alarma y de notificar al departa mento de bomberos, tan pronto como se descubra un fuego. Los extintores deben guardarse en ubicaciones que sean vi sibles facilmente y donde el almacenamiento no impida en ninglin momento el acceso. Todos los empleados deben estar familiari zados con la operaci6n de los extintores disponibles. (Ver la NFPA lO, Norma sobre Extintores Portatiles contra Incendios).
USOS QUE REQUIEREN CONSIDERACIONES ESPECIALES Garajes de Estacionamiento Los garajes de estacionamiento requieren una consideracion es pecial ya que su operacion y utilizacion afecta los requerimien tos para la seguridad humana. Hay dos tipos de garajes de estacionamiento: (1) aquellos en donde los vehiculos son esta cionados exc1usivamente pOI los encargados 0 por medios me canicos y (2) aquellos en donde los c1ientes estacionan los vehiculos. La NFPA 101 inc1uye los requisitos de egreso de los garajes en los cuales el cliente estaciona el vehiculo. Caracteristicas de la Ocupacion. Los garajes de estaciona miento pueden estar ubicados en varios niveles por encima 0 de bajo del nivel del piso y pueden ser encerrados 0 abiertos. Se considera que un garaje esta al aire libre cuando hay aberturas distribuidas uniformemente en los muros exteriOIes, al menos en dos costados, las cuales deben totalizar como minimo el40 pOI
ciento del perfmetro de la edlficacion. Con frecuencia los garajes de estacionamiento se encuen tran junto con edificaciones que tienen otros usos, tales como hoteles, edificios de apartamentos y de oficinas. En los garajes utilizados para estacionamiento y para reparaciones, el area de reparacion debe estar separada del area de estacionamiento y deben tratarse como una ocupacion industrial. Riesgos Asociados con los Garajes. Generalmente los vehicu los de motor contienen combustibles de rapida combustion, in c1uyendo gasolina, combustible diesel 0 gas LP. Las partes principales de los vehiculos mas nuevos estan hechas de plas tico. Estos vehiculos pueden generar fuegos severos que produ cen grandes cantidades de humo. En algunos garajes se distribuye gasolina. La NFPA 30A, Codigo para Instalaciones de Distribucion de Combustible para Motor y Garajes de Re paracion, y la NFPA 88A, Norma para Estructuras de Estacio namiento, presentan un listado de los requisitos para este tipo de operacion. Ademas, la NFPA 101 contiene los requerimientos especiales para los garajes donde se distribuye gasolina. Los ga rajes utilizados para el almacenamiento de vehiculos se c1asifi can como areas con contenidos de riesgo OIdinario. Usualmente solo unas pocas personas ocupan al mismo tiempo los garajes de estacionamiento. Sin embargo, las estruc turas que estan ubicadas cen;a de grandes ocupaciones de reu nion, como los centros ch icos 0 los teatros, pueden estar ocupadas por un gran numero de personas en un momento dado, despues de que haya terminado el espectaculo 0 el evento. Du rante este tiempo, muchas personas se mueven a 10 largo de la estructura, ya sea porque se dirigen hacia sus vehiculos 0 porque esperan dentro de ellos para salir del garaje de estacionamiento. Consideraciones sobre la Seguridad Humana. Para garanti zar las condiciones de seguridad humana en un garaje, los nive les de cada piso deben tener acceso al menos ados salidas separadas, dispuestas de modo que el camino de recorrido se re alice en dos direcciones diferentes. Las ramp as para los vehicu los pueden servir como un acceso para la salida bajo condiciones especiales. La distancia de recorrido permitida para a1canzar una salida depende si el edificio esta abierto 0 encerrado y si el ga raje esta 0 no protegido pOI rociadores automaticos. Debe prestarse consideracion especial a la ubicacion de las bombas de gasolina para evitar que los ocupantes queden atra pados si ocurre un fuego 0 una explosion en las bombas. El re corrido en cualquier direccion debe conducir hacia una salida al exterior ubicada en el mismo nivel 0, hacia unas escaleras de egreso dispuestas apropiadamente. Cuando las areas de estacio namiento estan ubicadas debajo de las bomb as de distribucion de gasolina, cada piso debe tener acceso directo hacia el exterior. Esta distribucion elimina la posibilidad de que se acumule vapor de gasolina en las escaleras de salida encerradas. Los medios de egreso deben contar con iluminacion y luces de emergencia cuando el garaje se utiliza durante la noche 0 cuando no tiene iluminacion natural proveniente de las ventanas u otras aberturas durante el dfa. La mayor parte de las personas que utilizan un garaje de estacionamiento no estan familiariza das con la ubicacion de las salidas. Las salidas y el acceso a las salidas deben estar sefialados e identificados.
CAPiTULO 11
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Ocupaciones de almacenamiento
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r;;:::;;:;:::::r==TjI+- Caseta superior Parte superior del elevador
Volteador m6vil
Cinta transportadora
Dep6sitos para el almacenamiento de ranos
II
I
Cinta transportadora
FIGURA 11.11.1 Elevadorde granos y de almacenamiento a granel
Los garajes de estacionamiento encerrados, dehen tener un sistema de alarma de incendios cuando e1 area total del conjunto del piso sea superior a 9290 m 2 (100 000 pies2). Las estructuras de estacionamiento al aire lihre y las estructuras de estaciona miento protegidas a todo 10 largo, por un sistema aprohado de rociadores automaticos, no requieren sistemas de alarma de in cendios. En general, se requiere proteccion con rociadores au tomaticos en los garajes encerrados, uhicados por dehajo del nivel del piso y con mas de 23 m (75 pies) de altura.
Elevadores de Granos y de otros Almacenamientos a Granel Estas estructuras mueven, almacenan y procesan granos, como trigo, maiz, avena, soya y semillas de girasol (Figura 11.11.1 ).La manipulacion de estos productos hasicos (commodities) genera cierta cantidad de polvo dehido a la trituracion de los granos, 10 que hace que la corriente de granos sea susceptible al fuego y a la explosion. Los "productos hasicos(commodities)" son alma cenados a grane1 en silos de concreto y acero, en depositos de madera yen tanques de acero. Las explosiones de polvos son el principal riesgo en la industria de los granos. La NFPA 61, Norma sobre Prevencion de lncendios y Explosiones de Polvos en lnstalaciones Agricolas y de Produccion de Alimentos, pre senta una !ista de los requisitos de proteccion contra incendios y de seguridad, para la instalacion y operaci6n de los elevado res de granos. Las estructuras de este tipo son unicas y particularmente
peligrosas, ya que presentan serios riesgos para la seguridad de todos los ocupantes. Los riesgos de incendio y explosion re quieren una consideraci6n especial. Los elevadores de granos han sido responsables de algunos de los incidentes de perdidas de vidas humanas mas grandes que han ocurrido en ocupaciones de almacenamiento. En 1a mayoria de los casos, estas ocupacio nes a1macenan y manipulan materiales que generan polvos al tamente combustibles, En muchas explosiones de polvos, el medio principal 0 unico para salir de las secciones superiores de un elevador puede estar dafiado 0 destrnido, atrapando a los tra hajadores en la parte superior de la estructura. La NFPA 101 se refiere a las consideraciones sobre seguri dad humana cuando ocurren incendios. Los requisitos hasicos para la seguridad humana requieren que al menos esten dispo nihles dos medios de egreso y, que estos esten uhicados tan lejos como sea posihle el uno del otro. Estos medios de egreso deben estar disponihles desde todas las areas y desde la caseta superior uhicada en el extrema superior de la estructura de almacena miento. Todas las areas de trahajo deben tener acceso como mi nimo a una escalera que conduzca a un punto de salida de descarga a nivel del piso. Esta escalera dehe estar construida dentro de un cerramiento con clasificacion de resistencia al polvo y a1 fuego. Ademas de la escalera, se requiere un medio alteruativo de escape. Este medio secundario dehe proporcionar una via conti nua hasta el piso desde el extremo superior de la estructura del elevador, que no necesariamente debe cumplir con todas las dis posiciones para un medio de egreso. Este escape secundario puede consistir en escaleras exteriores 0 en escaleras de mano,
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SECCION 11.
Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
tipo canasta, que tengan accesos desde todos los niveles de la ca seta superior. Este medio de escape permite llegar al piso 0 al ex tremo superior de las estructuras adyacentes. Debe proporcionarse una escalera exterior 0 una escalera de mano, tipo canasta, desde la parte superior de estructuras como silos, transportadores, galerias y porticos. Este escape secunda rio debe ubicarse en el extremo de la estructura opuesto a la ca seta superior. La gran mayoria de elevadores tienen pasadizos subtemi neos debajo de los silos para los transportadores. Estos espacios deben tener al menos dos medios de egreso, ubicados de tal modo que no existan pasillos sin salida. Un medio de egreso puede ser una escalera vertical de mana u otro metodo de escape que conduzca a una ventana, escotilla 0 panel que pueda abrirse facilmente para permitir el escape.
Hangares para Aeronaves Un hangar para una aeronave es una gran estructura construida para proteger a la aeronave de la intemperie y proporcionar un espacio para el taller. Como no es practico retirar to do el com bustible de las aeronaves antes de moverlas dentro de un hangar, es posible que existan grandes cantidades de Hquidos inflama bles dentro de un hangar. El fuego que puede ocurrir durante las operaciones de mantenimiento y servicio, puede crear una gran exposicion al fuego para el personal que se encuentra en el han gar y, potencialmente puede poner en peligro a la aeronave que vale millones de dolares. Muchos procedimientos de manteni miento utilizan solventes altamente combustibles y algunas veces productos quimicos toxicos que son inestables. Es nece sario tomar precauciones especiales para la ventilacion y control de las fuentes de ignicion. Los hangares para aeronaves presentan un reto particular cuando se disefian las salidas adecuadas para la seguridad hu mana. El area abierta y grande necesaria para la aeronave, espe cialmente para las aeroHneas comerciales, requiere que se recorran grandes distancias para llegar a las salidas. La presen cia de Hquidos inflamables y combustibles agrava este pro blema. Las ubicaciones de las salidas deben estar localizadas a intervalos que no superen los 46 m (150 pies) a 10 largo de todos los muros exteriores del hangar. Cada parte del hangar 0 del area de servicio debe tener acceso como minimo ados ubicaciones de las salidas. Si se proporcionan salidas interiores horizon tales (barreras cortafuego de 2 horas de resistencia), entonces las ubi caciones de la salida a 10 largo del muro, deben estar a interva los no superiores a 30 m (100 pies). Debido a que la gran puerta del hangar no puede permanecer abierta cuando hay mal tiempo, pueden instalarse pequefias puertas de acceso en las grandes puertas de los hangares. Para utilizar espacio adicional, pueden construirse entrepisos dentro del hangar. El egreso desde estos niveles debe disponerse de modo que se pueda llegar a la salida recorriendo una distancia maxima de 23 m (75 pies). Estas sali
das deben conducir directamente a una caja de escalera cerrada aprobada que descargue directamente al exterior, hacia otra area separada desde el punto de vista del incendio 0, hacia las esca leras exteriores. Como los hangares abarcan areas tan grandes, estos pueden contener al mismo tiempo varias clasificaciones de riesgo. En las areas clasificadas como de alto riesgo por su contenido 0 cuando se realiza una operac!on de alto riesgo, deben existir sa lidas ubicadas donde no esten presentes pasillos sin salida. Para los propositos de la seguridad humana, se requiere un sistema de alarma de incendios en los hangares que no estan protegidos por sistemas de rociadores automaticos y en aquellos hangares donde el area total del piso sea superior a 9290 m2 (100 000 pies 2). Para conocer los reqUlsitos adicionales relacionados con la construccion y proteccion contra el fuego de los hangares para aeronaves, consulte la NFPA 409, Norma sabre Hangares para Aeronaves.
BIBLIOGRAFfA Referencias Citadas 1. Record, Factory Mutual Research Corporation, Norwood, MA, July/Aug. 1982. 2. Ahrens, M., The U.S. Fire Problem Overview Report, NFPA Fire Analysis and Research Di" is ion, Quincy, MA, June 2001. C6digos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, normas y pnicticas recomendadas proporcionani informacion adicional sobre las ocupaciones de almace namiento discutidas en este capitulo. (Ver la ultima version del CataJ ogo de la NFPA para conocer la disponibilidad de las ediciones actuales de los siguientes documentos.) NFPA 10, Standardfor Portable Fire Extinguishers NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems NFPA 25, Standardfor the Inspection, Testing, and Maintenance of
Water-Based Fire Protection Systems NFPA 30, Flammable and Combustible Liquids Code NFPA 30A, Code for Motor Fuel Dispensing Facilities and Repair
Garages NFPA 30B, Code for the Manufacture and Storage ofAerosol Prod
ucts NFPA SIB, Standardfor Fire Prevention During Welding, Cutting,
and Other Hot Work NFPA 61, Standardfor the Prevention ofFires and Dust Explosions in
Agricultural and Food Products Facilities NFPA 70, National Electrical Code®
NFPA 72®, National Fire Alarm Code® NFPA 88A, Standardfor Parking Structures NFPA 92A, Recommended Practice for Smoke-Control Systems NFPA 101, ® Life Safety Code® NFPA 204, Standardfor Smoke and Heat Venting NFPA 230, Standardfor Fire Pr'Jtection ofStorage NFPA 409, Standard on Aircraft Hangars NFPA 505, Fire Safety Standardfor Powered Industrial Trucks In
cluding Type Designations, Areas of Use, Conversions, Mainte nance, and Operation
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Revisado por
Danny L. McDaniel
ste eapitulo trata sobre de incidencia de incendios en ins talaciones de recursos culturales, analiza las diferencias entre incendios donde se producen perdidas grandes y minimas, y describe los principios y pnicticas para el manejo de los recursos culturales con el tin de reducir el riesgo de inc en dio en ellos y reducir al minimo las perdidas cuando sueedan. A primera vista los edificios historicos, bibliotecas, museos y lugares de culto parecen diferentes debido a la naturaleza de su uso, contenidos y grado de acceso de publico. Sin embargo, la mayoria de los museos contienen bibliotecas, muchas bi bliotecas tienen exhibiciones de arte u otros objetos de impor tancia eultural, la mayoria de museos y muchas bibliotecas y lugares de culto son edifieios historicos, muehos lugares de culto albergan importantes coleeciones de artefactos, objetos de arte, y material de bibliotecas, y todos contienen archivos esen ciales para el conocimiento de nuestra herencia cultural. Por otra parte, los problemas de proteccion contra incendios son similares. Las instalaciones de recursos culturales easi siempre incluyen gran des cantidades de combustibles, de mucho valor, y generalmente materiales irreemplazables. Otra similitud no table es que aunque los lugares de culto, bibliotecas y museos son ocupaciones de reunion publiea, su construccion abierta y cargas combustibles extraordinarias son mas tipicas de ocupa eiones de almacenamiento. Desde el punto de vista de la proteccion contra incendios, los lugares de culto, bibliotecas y museos son ocupadones de uso mLxto, principalmente de reunion publica y almacenamiento, pero tambien pueden incluir facilidades de cocina y restaurantes, labo ratorios, guarderias infantiles, y hasta acomodaeiones pard dormir. Un programa cada vez mas popular en los museos, por ejemplo, permite que grupos, generalmente de ninos, puedan acampar du rante la noche en una galeria. Estos programas han sido por mucho tiempo parte de las ofertas edueacionales de sitios historicos y museos de historia, y, naturalmente, algunos lugares de culto proveen albergue para los mendigos y otras personas necesitadas como parte de su servicio a la comunidad. El riesgo de incendio en estas ocupaciones no se debe subestirnar. Las areas publicas, como areas de reunion, salas de lectura de bibliotecas, y galerias de exhibidon de museos, generalmente son areas de no fumar con cargas eombustibles bajas y normas excelentes de orden y limpieza, y pueden estar vigilados por empleados 0 guardas de se-
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Danny L. McDaniel, CPP, CSP, ASSE, ASIS, rCOM, AAM, es di reetor de seguridad, y transporte de la Colonial Williamsburg Founda tion, Williamsburg, Virginia. EI es miembro del Comite de Recursos Culturales de la NFPA.
guridad. Sin embargo, estas areas sufren frecuentemente incendios costosos. Las areas no publicas, como bodegas, estanterias de libros y almacenamientos de coleceiones, areas de trabajo, areas de preparacion de exhibiciones y laboratorios de conservacion y restauracion, presentan riesgos adicionales. Las cargas com bustibles son mueho mas altas en estas areas, y el orden y limpieza asi como los fumadores son mas dificiles de controlar. Un estudio de las experiencias de incendios en la NFPA 909, Code for Protection of Cultural Resources, y NFPA 914, Codefor Fire Protectiol1 ofHistoric Structures, demuestra c1ara mente los riesgos de tal'. instalaciones de recursos culturales. In cendios recicntes dignos de atencion especial inc1uyen el de la Biblioteca Publica Central de Los Angeles (dos en 1986 y uno en 1988); Hampton Court Palace en Richmond on Thames, Inglaterra, en 1986; el Museo del Estado de Luisiana en Nueva Orleans en 1988; la B iblioteca de la Academia Rusa de Cien eias en San Petersburgo en 1988; el Castillo de Windsor en Berkshire, lnglaterra en 1992; el Hofburg Palace en Viena, Aus tria en 1992; la Biblioteea Central de Norwich en Inglaterra en 1994; La Opera de Fenice en Venecia, Italia en 1996; y la Primera Iglesia Presbiteriana en Lexington, Virginia en 2000.
CAUSAS DE INCENDIOS EN
PROPIEDADES CULTURALES
El incendio premeditado es la causa principal de incendios en bibliotecas y lugares de culto, (Tabla 11.12.1 y 11.12.2) tanto en numero de incendios como valor de danos a la propiedad. El in cendio premeditado tambien fue la segunda causa en frecuencia de incendios en museus durante el perfodo de 1980 a 1998 (Tabla 11.12.3). De 1980 a 1998, el ineendio premeditado re presento el 85 por eiento de las perdidas de propiedad en incen dios de bibliotecas, inc1uyendo el desastroso incendio de la Biblioteca Publica Central de Los Angeles en 1986, y en el mismo periodo, represento 42 por ciento de las perdidas en lu gares de culto, y 26 por dento de perdidas por incendio en museos. La segunda causa de incendios en bibliotecas y lugares de culto, y la causa principal en museos, ha sido las fallas en equipos de distribucion eIectrica. Los incendios en los equipos de distribucion eIectrica representaron mas de 27 por dento de perdidas por danos a la propiedad en los museos durante 1980 a 1998. Juntos, las causas incendiarias y sospechosas y problemas de distribudon eleetrica fueron casi la mitad de los incendios en instalaciones culturales de 1980 hasta 1998.
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11-98 SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
PRINCIPIOS DE PREVENCION
DE INCENDIOS
La prevenci6n de incendios es la primera linea de defensa con tra incendios en las propiedades culturales. La prevenci6n de in cendios consiste en controlar y separar las fuentes de ignici6n y el suministro de combustible.
Control de Ignici6n El control de la ignici6n consiste en la identificar todas las fuentes de calor que podrian causar la ignici6n en combustibles y aislar del combustible a estas fuentes. Incendio Intencional. Este es un delito dificil de prevenir porque el causante es una variable impredeeible en el programa de prevenci6n de incendios. Un incendiario decidido puede evadir el programa de proteeei6n eontra incendios mas estricto y cuidadoso. Sin embargo, la mayoria de estos criminales no son tan decididos y no tienen conocimientos especiales de los sistemas de protecci6n contra incendios. Aunque seria imposi ble prevenir todos los incendios intencionales, un programa de prevenci6n de incendios que incluya un programa estricto de se guridad puede limitar el riesgo. Las precauciones fundamentales contra los incendios in tencionales son: el control estricto del acceso apoyado por pro eedimientos detallados de abertura y eierre y medidas fuertes para disuadir y detectar entradas no autorizadas. Como minimo el programa de seguridad deberia incluir 10 siguiente: 1. Una politic a escrita, detallada, de eontrol de entrada con dos objetivos: (1) para controlar (definir) el acceso legitimo y (2) para evitar la entrada ilicita 0 innecesaria. Estos obje tivos se pueden lograr estableciendo niveles de acceso a es pacios, y niveles de acceso a areas u objetos protegidos. El acceso legitimo a terrenos 0 edificios no incluye el acceso a areas no publicas. El acceso a los almacenes no necesaria mente significa acceso a objetos protegidos. As! mismo, el acceso no significa acceso incontrolado. Las escoltas de vi sitantes son un medio apropiado de control de acceso. Una politic a eficiente de control de entradas incluye las siguientes provisiones: • Identificaci6n de las personas que pueden tener aeceso (tanto rutinario como ocasional) a espacios no publicos y bajo que circunstancias, por ejemplo, empleados, estu diantes, investigadores, visitantes, prestadores de servieios, personal de respuesta a emergencias y otros. • Procedimientos para obtener el acceso legitimo a areas no publicas. La polftica deberfa identificar que empleados pueden permitir el acceso, cuanto acceso se puede con ceder, y basado en que. La politica deberia establecer quienes deben ser escoltados en areas no publicas. • Responsabilidad de mantener las listas de acceso actual i zadas y de asegurarse que se usan diariamente. • Especificaci6n de por 10 menos los siguientes pro cedi mientos minimos de control de paquetes: (1) limitar el tamafio de los paquetes que pueden traer los visilantes al edificio, (2) revisar paquetes mayores de 27,9 X 38, I cm. (11 X 15 pulgadas) que ingresan en areas de investigaci6n
o no publicas por personas que no sean empleados, y (3) pennisos adecuados para los paquetes de los empleados que salen del edificio. 2. EI mejor programa de control de entradas y de Haves es de poco valor si las instalaciones se abren 0 cierran de manera inadecuada. Los siguientes procedimientos escritos para abertura y cierre son la fonna mas adecuada para hacer la transici6n de una condici6n a la otra. Nonnalizando la fonna de abrir y cerrar las instalaciones se establecen los fundamentos para las instalaciones durante cada perfodo. En el proceso de evaluaci6n de estas condiciones dictan las herramientas adicionales de seguridad fisica necesarias para a1canzar niveles de seguridad aceptables. Los procedimientos de apertura y cierre deben: • Establecer quienes pueden abrir 0 cerrar. Como base del programa de control de acceso de las instalaciones, nom brando por escrito quien tiene autoridad para abrir un edi ficio 0 area controlada, se establece tanto la responsabilidad como la autoridad para controlar el acceso. • Establecer secuencias y rutas para cierre y abertura. Al abrir 0 cerrar un edifido, un procedimiento claramente definido de entrada y 5alida aseguraria la continuidad y cobertura completa. Los procedimientos de abertura y cierre se deben disefiar de manera que la persona que cierra el edificio tennine siempre en el mismo punto. Este pro cedimiento asegura que todas las areas criticas se revisen consistentemente. • Establecer procedimientos para inspeccionar el edificio para buscar rezagados. Los grandes edificios generalmente tienen muchos lugares donde aIguien con intenciones de quedarse en el edificio puede evitar ser detectado. El primer paso para el manejo de "rezagados" es hacer tan dificil como sea posible que las personas no autorizadas in gresen en areas donde pueden esconderse. Las areas no public as como annarios de servicios, areas de maquinas, oficinas, etc., deben permanecer cerradas con cerrojo cuando hay visitantes en el edificio. En algunos casos los espacios aislados deben tener detectores de intrusos durante el dia para avisar al personal si una persona no autorizada entra en ellos. AI finahzar el dia, es importante revisar el edificio de manera sistematica, generalmente empezando desde arriba y progresando hacia abajo yafuera. Si es posi ble, cerrar con cerrojo 0 asegurar las areas del edificio des pues de inspeccionarlas para evitar que un intruso vuelva a entrar en el espacio despues de la inspecci6n. Los procedi mientos de abertura y cierre deben poner de relieve las areas que son especialmente vulnerables a los rezagados para darles atenci6n especial. Al instalarse, el sistema de detecci6n de intrusos debe estar zonificado de manera que se pueda activar en secciones para ayudar a mantener se guras las areas revisadas. • Identificar otras caracteristicas especificas de cuidado en el edificio. 3. Las ventanas y puertas debe asegurarse con dispositivos de cierre de buena calidad. Los cierres antipanico en las puer tas de salida de emergencia permiten que se abran las puer tas des de adentro y perrnanezcan cerradas por fuera. Las puertas en areas no public as se deben mantener cerradas con cerrojo para evitar el acceso incontrolado del publico.
CAPiTULO 12
4. Las ventanas y puertas deb en estar equipadas para dar alarma en caso de apertura no autorizada. En algunas co munidades las alarmas dc entrada se pueden conectar di rectamente con el departamento de policia 0 de bomberos. Tambien hay disponibles estaciones centrales de servicio de monitoreo de alarmas. 5. La television de eircuito cerrado puede ser muy util para supervisar espacios con poco usa, areas de exhibici6n, im prentas, y otras instalaciones de estudio de colecciones, 10 mismo que las salidas de emergencia. Ademas, la presen cia de una camara es generalmente un disuasivo psi col6gico contra el comportamiento Wcito. 6. La iluminacion exterior es un elemento importante en el pro grama de seguridad. La iluminacion de areas ocultas del edi fieio, puntos de entrada potenciaJes, y las ventanales permite a la policfa, patrullas de seguridad y otros en el vecindario observar la actividad alrededor del edificio. Cuando los ser vieios publicos no 10 proveen, se debe agregar iluminaci6n a todos las areas ocultas de acceso al edificio. 7. Las bibliotecas deben eliminar los buzones para devoluci6n de libros que se usan despues de horas de atenci6n al publico, aislarlos del edificio con constlUccion a prueba de incendios, 0 equiparlos con sistema automatico de extin ci6n de incendio. Los buzones para libros son blanco preferido de los incendiarios y vandalos. 1 8. Si es posible, las patrullas de seguridad deberfan inspec eionar el edificio a intervalos regulares por rutas bien planeadas y monitoreadas. 9. El personal deberfa inspeccionar con regularidad y cuida dosamente ceniceros, recipientes de basura, recipientes de ropa sucia, dispositivos de calefaccion, y otros lugares que puedan causar incendios. Aunque no es una medida es pecifica de prevencion de incendios premeditados, esta rutina puede descubrir peligros de incendio inteneional, por ejemplo, cesto de basura Heno que esconde unos deflagra dos de acci6n diferida, u otras condiciones ins6litas. Sistema E.h!ctrico. Los cableados instal ados de acuerdo con las estipulaciones de la NFPA 70, Codigo E!ectrico NacionafW, estan equipados con protecci6n de sobrecorriente que abre el cir cuito antes de que la corriente llegue a un nivel que sobreealiente peligrosamente e1 conductor 0 su aislamiento. Sin embargo, los dispositivos de sobrecorriente pueden fallar, y bajo algunas condiciones el cableado sobrecargado 0 puesto a tierra pareial mente puede generar suficiente calor para incendiar com bustibles sin fundir fusibles 0 saltar los cortacircuitos. 2 Por ejemplo, los cireuitos expuestos a inundaciones, cuando se rompe una tube ria de agua 0 hay filtraci6n de vapor, se deben secar totalmente. De 10 contrario, el agua puede poner parcial mente a tierra el circuito, produciendo calor excesivo al apli carse corriente. 3 El ejemplo mas comun de problemas que causan fallas de proteccion contra sobrecorriente, sin embargo, consiste en alteraci6n inadecuada del circuito al instalar un fusible 0 cortacireuito de capacidad incorrecta. 4 Un programa completo de mantenimicnto preventivo para el sistema de dis tribuci6n electrica del edificio es esencial para el programa de prevencion de incendios. La proliferaci6n de equipos de procesamiento de datos (ter
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Recursos cultura/es
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min ales de computadoras, procesadores de palabra, PCs, mOdems, impresoras. maquinas de telefax y fotocopiadoras) agrega cargas electricas significativas que pueden exceder la ca pacidad del sistema de cableado existente en el edificio. Con frecueneia, sin embargo, el problema es el deficit de tomacorri entes para los equipos 0 ausencia de tomacorrientes donde se necesitan. La tentaci6n es hacer funeionar las instalaciones exis tentes agregando adaptadores de tomacorrientes multiples para aumentar la capacidad de una toma existente 0 usar cuerdas de extension para traer energia desde un tomacorriente localizado en un lugar menos conveniente. Ninguna de estas soluciones es aceptable. Los adaptadores de tomacorrientes multiples provo can la sobrecarga del circuito electrico y nunc a se deben permi tir. Los cables de extension no su substitutos aceptables del cableado fijo: (1) eS1:an expuestos a dana mecanico, (2) se pueden sobrecargar facilmente. Los cables de extensi6n gene ralmente estan hechos con alambres de menor calibre que el ca bleado fijo del edificio. La resistencia electrica aumenta significativamente a medida que disminuye el diametro del cable y su longitud aumenta. Cuando se permitan, los cables de extension deben ser temporales y para uso por corto tiempo 80 lamente. EI conductor debe ser el especificado para llevar la carga de electricidad deseada a la distancia que se va a usar. Ademas, cuando los cables de extensi6n tienen instalaciones de tomacorrientes multiples, deben tener un cortacircuitos en el ex tremo de salida para proteger la extension contra la sobreco rriente. Los cables de extensi6n deben estar protegidos contra danos mecanieos y nunca escondidos debajo de las alfombras. (Vea Secci6n 4 Capitulo 1 "Equipos y artefactos electricos") Las temperaturas de superficie de las lamparas incandes centes varian mucho. Los reflectores, por ejemplo, pueden al canzar facilmente la temperatura de ignicion del papel 0 los textiles. Las bombillas ineandescentes cerca, 0 en contacto con materiales combustibles puede incendiarlos aunque su tempera tura de superficie este por debajo de la temperatura de ignici6n del material combustible. La aplicacion constante de una fuente de calor por debajo de la temperatura de ignici6n del material combustible puede producir suficiente calor para incendiar el material, dado tiempo suficiente. Las temperaturas de superficie menOs ealientes de las lam paras fluorescentes no presentan los riesgos de igniei6n de las lamparas incandescentes. Sin embargo, las bobinas de induc tancia de las lamparas fluorescentes producen calor y son fuentes potenciales de igniei6n, espeeialmente si estan instala das de manera que atrapen el calor. Por ejemplo, los estabi lizadores montados directamente contra una tabla combustible, de baja densidad, de fibra celulosa u otros materiales de com bustibilidad similar, presentan un pe1igro potencialmente grave de incendio. Los elementos estabilizadores de luces fluores centes tambien pueden ser fuente de ignici6n cuando fallan. Como minimo, un estabilizador que falla puede produeir eanti dades significativas de humo acre. Equipos de Calefaccion. El mal funcionanliento 0 usa impro pio de los calentadores es una causa potencial importante de in cendios. Las calderas y homos de los sistemas de calefacci6n central deben estar aislados en un recinto resistente al fuego, ya sea separados 0 adjuntos a las instalaciones de recursos culturales.
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
Los calentadores de espacios fijos 0 portatiles y otros calenta dores portatiles no se deben usar en areas de almacenamiento de colecciones combustibles. Como los materiales celulosos como la madera, papel 0 tex tiles acumulan calor, se pueden incendiar despues del contacto prolongado con objetos calientes que esten muy pOI debajo de la temperatura normal de ignicion de los materiales. Estos ma teriales no deben estar en contacto con tuberias de vapor, con ductos de calor u otras fuentes de bajo grade de calor. Artefactos. Sin no estan total mente prohibidos, los calenta dores de espacios, homilIos portatiles, homos microondas, cafeteras y otros artefactos pequefios deben ser estrictamente reglamentados y vigilados. Cuando se permiten, cada artefacto debe cumplir las condiciones: • Listados por un laboratorio de prueba independiente • Colocados sobre una base incombustible • Situados de manera que esten debidamente separados de los materiales combustibles • Localizados donde la circulacion del aire evite la acumu laci6n de calor Las personas responsables de cerrar el edificio 0 el area deben tener una lista con la localizaci6n de cada artefacto de calor y los deben inspeccionar como parte del procedimiento de cierre del edificio. La inspeccion debe comprobar que el aparato funciona correctamente, que no hay materiales combustibles en contacto 0 cerca del aparato, y que los aparatos que no son nece sarios para la proteccion del edificio esten apagados. Si las ins talaciones tienen guardas de seguridad, estos tam bien deben tener una lista de todos los artefactos de calefaccion y deben revisar cada aparato durante sus recorridos. En 10 posible, los artefactos calefactores deben estar desconcctados cuando no se usan. Fumadores. Muchos edificios de recursos culturales no per miten fumar. Cuando se permite, debe limitarse a espacios como oficinas administrativas, areas dc descanso del personal, y salas especia1es para visitantes, donde se pucdan supervisar y contro lar las practicas de proteccion contra incendios. Como muchas instituciones prohiben fumar, sin embargo, es importante re conocer que la prohibicion total puede resultar en fumadores a escondidas en lugares no supervisados. Cuando se prohibe fumar dentro del edificio, se deben proveer sitios adecuados en el exterior para acomodar a quienes deseen fumar. Dispositivos de Llama Abierta: Las llamas abiertas que se usan en reparaciones de edificios, operaciones de laboratorio, 0 en la interpretacion de ambientes historicos son riesgos graves de in cendio, como 10 son las chispas 0 escoria de corte y soldadura de metales. Las velas abundan en muchos servicios religiosos, incluyendo velas encendidas en un lugar fijo y velas que llevan los devotos. EI uso de dispositivos de llama abierta debe tener la aprobacion escrita de un funcionario responsable de la ad ministraci6n. Antes de firmar esta autorizacion, el funcionario debe evaluar el riesgo para la seguridad de la vida y los materia les de las co1ecciones, y debe dictar medidas de proteccion como condicion para la autorizacion. Los requisitos de la adminis tracion deben incluir pOI 10 menos:
1 . Relocalizar los materiales combustibles, especialmente los irremp1azables, valiosos y sensibles, como exposiciones 0 co1ecciones, a una distancia segura de la fuente de ignicion. 2. Requerir una patmlla de incendio de una 0 mas personas entrenadas con equipo de extinci6n de incendios adecuado. La guardia debe estar en el sitio continuamente, sin otras tareas, mientras se lleva a cabo la actividad peligrosa y debe permanecer en e1 area el tiempo suficientc para detectar cualquier fuego oculto despues de la interrupcion 0 termi nacion de la actividad. Debe haber un guarda de incendio supervisando el area por 10 menos 30 minutos despues de usarse antorchas para corte y soldadura.
Control de Combustibles El control de combustibles Illcluye todos los contenidos com bustibles, incluyendo todas las colecciones y registros auxilia res, 10 mismo que muebles, acabados interiores, materiales de empaque y liquidos inflamables. Las medidas de control in cluyen disposicion del almacenamiento para limitar la propa gacion del fuego y separar los combustibles de las fuentes de ignicion. Mucho de esto puede lograrse por medio de practicas adecuadas de mantenimiento y aseo. Almacenamiento y Manejo de Liquidos Inflamables. En 10 posible, los Jiquidos inflamables y combustibles se deben guardar en estructuras a prueba de incendio aisladas del edificio. Cuando no es posible, se pueden guardar pequefias cantidades de liquidos inflamables 0 combustibles en gabinetes de almace namiento de cierre automatico aprobados. Todos los liquidos inflamables 0 combustibles que se permitan dentro del edificio deben estar en latas seguras. Cuando estan en usc, solamente se permitira fuera del gabinete de almacenamiento la cantidad de liquido inflamab1e 0 combustible necesaria durante un tumo de 8 horas. Debe permanecer en latas de seguridad hasta que se use. Se atenci6n especial para asegurar ventilacion ade cuada, y se deben eliminar 0 controlar cuidadosamente las fuentes de ignicion. (Vea Seccion 4 Capitulo 17 Almacenamiento deliquidos inflamables y combustibles). Calentamiento Espontaneo. Los trapos 0 telas empapados en aceite 0 disolvente, como los que se usan con pintura a base de aceite, alcoholes minerales y algunos productos de limpieza, pueden calentarse esponmneamente. Estos deben colocarse en una lata metaIica con tapa de metal ajustada inmediatamente despues de usarse y retirarse del edificio a mas tardar al final de cada dia. Configuraci6n y Apiiiamiento de Combustibles. Una forma util de considerar los materiales combustibles contenidos en un edificio de recursos culturales es verlos distribuidos como pa quetes fijos de combustible: las cajas de exhibicion, estanterias de libros, escritorios, mesas, 'dllas, bancos de iglesia, himnarios, cortinas 0 colgaduras pesadas, etc. Estos paquetes combustibles pueden tambien contener combustibles movib1es, como los pa peles sueltos, que pueden variar la carga combustible total y cambiar radicalmente las caracteristicas de ignicion de los pa quetes combustibles individuales. Aunque estos paquetes com bustibles generalmente no estan contiguos, y naturalmente
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CAPiTULO 12
pueden estar guardados en una edificacion incombustible, pueden juntarse debido a los acabados interiores combustibles. Aumentando la distancia entre los paquetes combustibles y usando materiales de acabados interiores, como alfombras, revestimientos de paredes y cortinas con un regimen bajo de propagacion de las llamas, se reduce al minimo el riesgo de propagacion del incendio de un paquete a otro. Acabados Interiores. Los materiales de acabados interiorcs con regimenes altos de propagacion de las llamas, tales como fibras prensadas yalgunas cubiertas de tela (amUogas en composicion a las alfombras de revestimiento de pisos) cuando se orientan verticalmente niegan la efectividad de la distancia como herra mienta para aislar los paquetes de combustibles. Por ejemplo, la llama se puede prop agar en una los a de techo acustico de fibra celulosa prensada, como 10 muestra la Figura 11.12.1, tan nipi damente como las personas pueden correr. Hace varias decadas el indice de propagaci6n de las llamas para fibras celulosa pren sadas y techos acusticos era de un campo de 225 a 350. 5,6 Aunque pruebas de incendio en 1959 demostraron este po tencial de propagaci6n de las llamas, estos materiales todavia existen en algunas instalaciones de recursos culturales en Norteamerica.' Donde existan todavia estos materiales de acaba dos de baja densidad, deben reemplazarse. Durante Ia remoci6n es especialmente importante retirar tambien cualquier adhesivo usado para fijar las baldosas a las paredes 0 el techo. Este adhe sivo ha sido identificado como el factor clave en Ia propagaci6n rapida de las llamas por las baldosas del cielo raso. s Si no es posible cambiarlos, estos materiales se deb en encapsular detras de una tabla de yeso (gypsum) resistente al fuego. El tratamiento con pintura intumescente puede no proporcionar la proteccion deseada a menos que esta aplicacion este aprobada por ellabo ratorio que la cataloga y se Ie haga mantenimiento como 10 re quiere el fabricante. 9 Los revestimientos de tela pueden presentar un peligro similar cuando se usan en exhibiciones 0 cuando se aplican a superficies de paredes a menos que se prueben especi ficamente para establecer un regimen aceptable dc propagacion de las llamas cuando se instalan vertical mente. Espacio Inadecuado. Los museos y bibliotecas coleccionan;
FIGURA 11.12.1 Losa aciistica tipica de celufosa de baja
densidad
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Recursos culturafes
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por 10 tanto, es inevitable el crecimientos de las coleccione. A medida que crecen las colecciones, tambien tiende a crecer el numero de empleados. Agregar espacio es costoso y general mente se hace como ultimo recurso. Estas condiciones pueden causar apifiamiento tanto de las colecciones como del personal, reduciendo el espacio entre paquetes de combustiblcs. EI apifiamiento aumenta el riesgo de que un incendio crezca at propagarse a los paquetes de combustibles adyacentes en lugar de quemarse solos. Los periodos de apifiamiento, por 10 tanto, requieren compensar el enfasis en otros elementos del programa de prevencion de incendios, especialmente el control de las fuentes de ignici6n.
PROTECCION CONTRA INCENDIOS La Experiencia demuestra que la deteccion temprana seguida de una accion rapida para detener el crecimiento del incendio puede prevenir grandes perdidas por incendio. Un elemento comiln en la mayoria de incendlOs con grandes perdidas es la ausencia de sistemas de extincion automaticos para controlar 0 extinguir el fuego en sus etapas iniciales. Algunos especialistas en eonser vacion (curadores de muesos, biblioteearios, y archivistas) creen que el agua es un peJigro mayor que el fuego para el edificio y las eolecciones. Ellos acentuan la prevencion de incendios casi exc1usivamente, limitando la proteccion contra incendios a la instalacion de sistemas de deteccion automatica. Los incendios en instalaciones de recursos culturales siguen ocurriendo a pesar del enfasis en la prevencion de incendios. Los informes de muestran que 24 por ciento de todos los incendios en bibliote cas suceden entre 9 p.m. y 9 a.m.; un 23 por ciento adicional comienza entre 5 p.m. y 9 p.m. (horas en que las bibliotecas tienen poco 0 ningun personal trabajando).!O Estos periodos fuera de horas tambien representan aproximadamente la mitad de las perdidas de propiedad. Sin embargo, los incendios han disminuido constantemente en las instalaciones de recursos cul turales. (Tablas I L121, 11.12.2 y 11.l2.3) La dependencia total en la prevencion de incendios y ex tincion manual coloca las instalaciones de recursos culturales en grave riesgo de perdidas catastroficas cuando falla la preven cion. EI incendio en 1986 en la Biblioteca Central de Los An geles ilustra el punto claramente. En este incendio los detectores de humo alertaron a los ocupantes del edifieio, quienes eva cuaron con seguridad, Sin embargo, a pesar de la notificacion oportuna al Departamento de Bomberos de Los Angeles, la falta de sistema de extinci6n automatico permitio que el incendio se propagara. Se tomo mas de 7 horas en controlarlo. EI incendio destruyo mas de 400 000 objetos, y 700 000 libros mojados se refrigeraron para esperar su restauraeiOn. Como los esfuerzos de prevenci6n de incendio pueden dis minuir, pero no eliminar la posibilidad de un incendio, es esen cial el conocimiento de las opciones disponibles para limitar la propagaeion del incendio. Los codigos de incendio y construe cion locales estipulan los requisitos minimos para la super vivencia del edificio)- la seguridad de la vida de sus ocupantes. Sin embargo, atenerse solamente a las estipulaciones de los codigos no va a preservar adecuadamente los contenidos del ed ificio, especialmente las colecciones muy valiosas. Para prote
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SECCI6N 11
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
TABLA 11.12.1 /ncendios de edificios en bibliotecas por ano 1980-1997
Ano
Civiles Incendios muertos
1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997
386 266 276 194 238 279 206 197 150 151 171 175 158 124 144 131 182 140
Promedio anual
198
TABLA 11.12.2 /ncendios de edificios en museos yga/e rias de arte por ana 1980-1997
Dano directo a la propiedad (en millones de
Ano
a
2170000 215000 13864000 3557000 225000 1424000 42859000 15163 000 482 000 1 916 000 679 000 118 000 1 940 000 2264 000 170 000 927 000 1 187 000 341 000
1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997
1
4972 000
Promedio anual
Civiles heridos
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 3 0 5 0 0 0 2
a a a a a a a a
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Civiles muertos
Civiles heridos
98 120 105 72 117 105 137 82 86 101 64 84 79 78 59 78 59 70
C 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 7 0 2 2
89
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Incendios
0 0 0 0 0 0 C C
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Dano directo a la propiedad (en millones de dol ares)
880000 1096000 544000 828000 4702000 8304000 2 045 000 599 000 363000 7633 000 397000 341000 694000 2438000 3708000 1025000 734000 419000 2 042 000
Esta tabla muestra la experiencia de incendios de edificios (incidente tipo 11) por ano en bibliotecas(uso fijo de propiedad 153). Estos son incendios reportados a los departamentos municipales de bomberos en EUA y excluyen los incendios reportados solamente a agencias federales 0 estatales 0 brigadas industriales de incendios. Los incendios muertes y lesiones estan redondeados al numero siguiente; los danos directos a la propiedad estan redondeados al millar siguiente. Los danos a la propiedad no han sido ajustados por inflacion. Fuente: Calculos nacionales basados en investigacion de NFIRS y NFPA.
Esta tabla muestra la experiencia de incendios de edificios (incidente tipo 11) por ano en museos 0 galerias de arte (uso fijo de propiedad 152). Estos son incendios reportados a los depar tamentos municipales de bomberos en EUA y excluyen los incendios report ados solamente a federales 0 estatales 0 brigadas industriales de incendios. incendios muertes y lesiones estan redondeados al numero siguiente; los danos directos a la propiedad estan redondeados al millar siguiente. Los danos a la propiedad no han sido ajustados por inflacion. Fuente: Calculos nacionales basados en investigacion de NFIRS y NFPA.
ger los contenidos de los edificios se necesitan caracteristicas de proteecion contra incendio por encima de los requisitos min imos de los codigos locales.
incendio adoptados por la Biblioteca del Congreso en Washing ton, DC, pueden ofrecer un punto de referencia utH.11 Los Ob jetivos Generales de Proteccion contra Incendios y los Objetivos para Espacios Crfticos, ilustrados graficamente en la Figura 11.12.2, son similares a los de la U.S. General Services Admini stration (GSA) adoptados originalmente para los edificios de oficinas federales en todo el pais. 12 Este gnl.fico muestra los ob jetivos de proteccion contra incendios de los edificios de la Bi blioteca del Congreso y representa la probabilidad minima de exito deseada en el control del crecimiento de incendio desde su comienzo hast a la complicacion total de edificio. La adopcion de limites aceptables de perdida por incendio deben ajustarse al costa del sistema de defensa contra incendios para alcanzar esos limites con los recursos disponibles para la institucion.13
Enfoque Sistematico de la Protecci6n contra Illcendios El enfoque sistematico de la protecci6n contra incendios es una herramienta de administraci6n util para seleccionar el grado apropiado de proteccion para limitar las perdidas por incendios a un nivel aeeptable. EI enfoque sistematico usa el analisis de arbol de decisiones, modelos de fallas y amilisis de efectos, y otras tecnicas sistematicas para identificar peligros, evaluar pro babilidades, establecer perdidas maximas aceptables por incen dios, e identificar las alternativas de defensa contra incendios. Un elemento critico en el enfoque sistematico es el desa rrollo de objetivos de proteccion contra incendios para las instalaciones basados en consideraciones de proteccion de la vida, el valor y vulnerabilidad de las colecciones, y obligaciones de continuidad del servicio. Los objetivos de proteccion contra
Diseno del Sistema de Protecci6n contra Incendios EI disefio especifico escogido para el sistema de proteccion con tra incendios en una institucion tipica de recursos culturales de
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CAPiTULO 12
TABLA 11.12.3 Incendios de edificios en iglesias capillas iglesias 0 mezquitas promedios anuales 1980-1997
Ano
Civiles Incendios muertos
Civiles heridos
2421 2167 2175 1684 1851 1844 1712 1670 1489 1395 1354 1340 1410 1285 1264 1204 1410 1218
Promedio anual
1605
0
10 7 32 13 38 14 16 20 7 6 8 23 13 24 19 51 13 19
55119 000 67450 000 32833000 97436 000 33864000 43976000 34015 000 37026 000 42551000 34473 000 37 034000 36655000 45665 000 39814000 44497 000 42446000 32839 000 33205000
2
19
43939000
2
a 16 7
a a a 2 4 2
a a a 3
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Esta tabla muestra la experiencia de incendios de edificios por ano (incidente tipo 11) en iglesias capillas, iglesias, 0 mezquitas (uso fijo de propiedad 131). Estos son incendios reportados a los depar tamentos municipales de bomberos en EUA y excluyen los incendios reportados solamente a agencias federales 0 estatales 0 brigadas industriales de incendios. Los incendios muertes y lesiones estan redondeados al numero siguiente; los danos directos a la propiedad est{m redondeados al millar siguiente. Los daiios a la propiedad no han sido ajustados por inflaciOn. Fuente: Calculos nacionales basados en investigacion de NFIRS y NFPA.
pende del valor de las exposiciones, colecciones, U otros con tenidos especiales y el valor y earaeteristicas del edificio y su carga combustible. Como minimo, el sistema debe incluir de tecci6n de incendio, notifieaci6n por alarma, eomunicaci6n de emergencia, extinci6n manual, extinci6n automatiea del incen dio, protecci6n de peligros especiales y otros elementos pasivos de la construeei6n para la salida segura de los ocupantes, lim itaci6n de la propagaci6n del incendio y aislamiento de opera ciones peligrosas y los sistemas del edificio. Deteecion y Alarma. Se debe instalar un sistema de deteeci6n y alarma de incendios en todo el edifieio. El sistema debe incluir detectores de humo en todas las galerias de exhibici6n, salones de lectura, y areas de almacenamiento de eolecciones; y detee tores de humo, calor 0 llamas seglin el caso en otras partes del edificio. Desde 1994 a 1998, 39 por ciento de los incendios de edificios en iglesias e instalaciones similares en EUA y 70 por ciento en museos y bibliotecas se reportaron con existencia de detecci6n automatica de ineendios.
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Recursos culturales
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Dano directo a la propiedad (en millones de dolares)
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Alcance de propagacion del incendio por espacios
FIGURA 11.12.2 Analisis grafico ilustrativo de probabilidad de objetivos de proteccion contra incendios
El sistcma de dctecei6n y alarma dcbe avisar a los ocu pantes del edificio de cualquier incendio no deseado antes de que se convierta en una amenaza. Un sistema debidamente di sefiado e instalado notificara a los ocupantes con tiempo para evacuar de manera ordenada. EI sistema tarnbien facilitani la pronta notificaci6n al servicio de bomberos. Idealmente, e1 sis tema de detecci6n tambien ofrece la oportunidad de que el per sonal entrenado del edlficio extinga el incendio antes de que el equipo de extinci6n automatic a se active 0 Beguen los bomberos. (Seccion 7 de este manual describe tipos de dctecci6n y sistema.<; de alarmas) Sin embargo, son imperativos el cuidado y buen criterio. El fuego en espacios ocultos puede arder por un tiempo considerable antes de activar el equipo de deteccion. De 1994 a 1998, aproximadamente 10 por ciento de los incendios de estructuras en bibliotecas y museos de EUA y 15 por ciento en lugares de culto empezaron en espacios ocultos. Las per sonas que acuden a investigar una alarma deben estar alertas a sefialcs de que el incendio esta bien estableeido. Si hay dudas, evacuar. Intentar extinguir manualmente un incendio de espa cio oculto bien establecido puede causar una tragedia. Cuando el incendio se sale del espacio oculto, se puede propagar con gran velocidad. El sistema de rociadores automaticos tambien puede dar la alarma cuando el primer rociador se abre y el agua empieza a
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SECCION 11
•
Sistemas de proteee/6n para e/ases de oeupaeiones
correr en el sistema (ej., cuando el incendio crece hasta el tamafio de una persona). Sin embargo, esta detecci6n ocurre en una etapa posterior del desarrollo del incendio cuando el fuego y el humo pueden estorbar la evacuaci6n ordenada. Los rocia dores de respuesta nipida (QRS) pueden ser una excepci6n porque reaccionan al calor en una etapa mas temprana del de sarrollo del incendio que otros rociadores estandar (en algunas configuraciones solamente segundos despues que los detectores de humo). Por esta raz6n algunas bibliotecas, incluyendo la Biblioteca Nacional de Canada, la Biblioteca Nacional de Esco cia, la Nueva Biblioteca Britanica, la Biblioteca del Congreso y los Archivos Nacionales de EUA estan instalando sistemas de respuesta nipida para proteger sus areas de almacenamiento de colecciones Ademas de hacer sonar una alarma por todo el edificio, el sistema de detecci6n y alarma debe estar conectado a una estaci6n central, al departamento de bomberos local, 0 a algim servicio de monitoreo aceptable. El sistema de deteccion es un valioso instrumento de comunicaciones. EI sistema de detec cion por sf mismo no toma ninguna acci6n para controlar 0 cx tinguir el inccndio. Una alarma local puede ser adecuada para evacuar a los ocupantes del edificio, pero la alarma local no con voca a los bomberos u otra ayuda de emergencia. Estos es es pecialmente cierto cuando el edificio no esta ocupado. Por esta raz6n se recomienda conectar el sistema de detecci6n a una estaci6n central 0 equivalente. Un calificado especialista en protecci6n contra incendios calificado, con experiencia en proteccion de instalaciones de re cursos culturales, debe disetlar los sistemas de detecci6n y alarma de incendio para garantizar la cobertura adecuada del edificio y rcducir al minimo el riesgo de alarmas indeseadas. EI disenador debe tener conocimiento y experiencia en el compor tamiento del fuego en este tipo de instalaciones para escoger adecuadamente los detectores de incendio adecuados al riesgo y el ambiente. El disenador tambien debe ser versado en las es tipulaciones de c6digos y normas aplicables. Despues de hacer las pruebas de instalaci6n y aceptacion, se debe establecer un programa de pruebas y mantenimiento peri6dicos. Esto es muy importante porque las pruebas son la unica manera de determinar que no haya fallado ninguna parte del sistema de deteccion y alarma. 14 Ademas, como la sensibi lidad de los detectores de hunlO puede cambiar con la acumu laci6n de polvo y basura, se necesita la inspecci6n y limpieza peri6dica para mantener el detector funcionando dentro del rango de sensibilidad deseado. (Yea Secci6n 7 Capitulo 2 De tectores automaticos de incendios.) Comunicacion. Se debe considerar un sistema de alta voces, es pecialmente en grandes instalaciones, para dar instrucciones e informacion vocales para facilitar la evacuaci6n. Las instala ciones de recursos culturales pueden tener rutas de egreso com plicadas. Si no conoce la disposicion del edificio, el publico puede tener dificultad para encontrar el medio apropiado de egreso aunque las rutas de salida esten debidamente marcadas. Extincion Manual. Los extintores portatiles en man~s de usuarios entrenados constituyen una primera !fnea de combate de incendios para la institucion. Para evitar el uso del tipo equi
vocado de extintor en un incendio determinado, algunas institu ciones proveen solamente extintores portatiles de usa multiple. Estos deben estar localizados adecuadamente, e inspeccionados y mantenidos con regularidad, de manera que esten totalmente cargados y operacionales cuando se necesiten. Las mangueras de columna para uso de los ocupantes re quieren entrenamiento practico especifico y maniobras para evi tar lesiones personales y danos innecesarios a la propiedad. Las mangueras deben inspeccionarse por 10 menos anualmente y debe darseles pruebas de servicio cuando se encuentren condi ciones dudosas. Desafortunadamente, como muchos ocupantes de edificios no estan entrenado para usar correctamente las mangueras de incendio y debido a la tendencia generalizada a no inspeccionar y probar las mangueras como se requiere, los de partamentos de bomberos municipales pueden \Iegar al incendio y encontrar que las mangueras para los ocupantes se han usado ineficazmente, y a veces de manera peligrosa, 0 que no se han usado (Yea Secci6n 9 Capitulo 5 Mantenimiento y uso de ext in guidores portatiles) Obviamente, el departamento de bomberos tambien pro porciona extinci6n manual. En edificios sin sistemas de ro ciadores automaticos, la extinci6n manual es la segunda linea de defensa de extinci6n, despues de los esfuerzos de extinci6n por los ocupantes, para controlar las perdidas por incendios. Si el area del incendio llega a 232 0 279 m 2 (2500 a 3000 pies 2) en el momento de aplicar el agua, se podria controlar, pero no ex tinguirse realmente, La Figura 11.12.3 sugiere que 1a probabi lidad de exito del departamento de bomberos real mente empieza a disminuir nipidamente cuando el area del incendio es mayor de 70 a 140 m2 (750 a 1500 pies2 )Y La preocupaci6n principal con la extinci6n manual es que una vez el incendio entra en la fase de combusti6n libre, los danos por el fuego crecen exponencialmente hasta que el incen dio es controlado. 16 Los sistemas de protecci6n contra incendio que dependen completamente de la extinci6n manual tienen riesgo de desastre si la respuesta humana se demora 0 no esta disponible, Rociadores Automaticos. Como se dijo antes, la ausencia del sistema de extinci6n automatica es un factor importante que contribuye a los incendios con grandes perdidas en instalaciones de recursos culturales. Los sistemas de rociadores han demostrado que reducen de manera confiable y eficaz e1 riesgo de incendios con grandes perdidas en instalaciones culturales. 16 Un estudio de la Factory Mutual Research Corporation (FMRC) demostr6 que la per dida promedio en d61ares por incendios con protecci6n ade cuada de rociadores en el perfodo de cinco anos, de 1984 a 1988 fue 5,8 veces menor que la perdida promedio durante el mismo perfodo en incendios estudiados sin protecci6n adecuada de ro ciadores. Para este estudio, los incendios donde existia protec ci6n adecuada de rociadores fueron aquellos reportados a la FMRC en los cuales: (1) los rociadores estaban en servicio, (2) no habfa deiiciencias en el sistema de rociadores 0 el suministro de aguaY En 1994-1998, de los incendios de estructuras re portados en EUA a los departamentos de bomberos locales, habia rociadores solamente en 4 por ciento de incendios en lu gares de culto y 32 por ciento de incendios de bibliotecas y
CAPiTULO 12
Recursos culturales
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Extincion manual del incendio
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FIGURA 11.12.3 Grafico ilustrativo de probabi/idad de exito
museos. La perdida promedio por incendio en d6lares se redujo con el uso de rociadores en 32 por ciento en lugares de culto y 72 por ciento en bibliotecas y museos. Esto generalmente es consistente con la evidencia de que la perdida promedio se re dujo en la mitad 0 dos tercios. Por muchos afios, los profesionales en administraci6n de patrimonios culturales se oponian a la protecci6n con rociadores de agua automaticos, temiendo a los danos por eI agua mas que por el fuego. Muchas referencias sobre planeaci6n de bibliote
a diferente niveles de extincion manual cas y museos reflejan esta actitud. 18•20 Durante afios las bi bl\otecas y museos han sufrido dafios por agua de varios ori genes: goteras de techos, dafios por tormentas, problemas de canerias, inundaciones de rios, etc. En comparacion los danos pOI agua de rociadores son escasos. EI dano por agua es mas probable, sin embargo, cuando se usan mangueras del departamento de bomberos para combatir los incendios. Los romadores automaticos realmente minimizan
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
el potencial de dano por agua. Un rociador automatico descar gan de 76 a 95 Llmin (20 a 25 gpm) en forma de rodo, com parado con 568 a 946 Llmin (150 a 250 gpm) de agua a presion dc cada chorro de manguera de bomberos. La mayo ria de in cendios en edificios con rociadores automaticos se controlan con menos de cinco rociadores abiertos, que juntos descargan menos agua por minuto que un chorro de manguera. Las mangueras puedcn barrer los materia1es de estantes y exhibiciones dejan dolos como una masa desordenada sobre el piso inundado. Las posibilidadcs de recuperar los materiales mojados que per manecen en su lugar bajo la accion relativamente suave de los rociadores son mucho mejores que para los materiales derriba dos al suelo, empapados y posiblemente pisoteados. Otra consideracion es que los rociadores descargan agua di rectamente en el area del incendio. Los rociadores responden al calor, y solamente aquellos en el area directa del incendio se calientan suficientemente para abrirse. Los chorros de mangueras de bomberos, por otra parte, se deben dirigir al area general del incendio hasta que el humo se despeja 10 suficiente para que los bomberos localicen y empapen la concentracion del incendio. Por 10 tanto, mientras los rociadores tienden a limitar el dano al recinto de origen, los chorros de mangueras de bomberos pueden extender el dano por agua mas ampliamente. Finalmente, los rociadores funcionan temprano en el de sarrollo del incendio, reduciendo la cantidad de agua necesaria para extinguir el incendio. Los chorros de manguera de los bomberos se usan mucho mas tarde en el desarrollo del incen dio, generalmente despues de iniciarse la combustion libre. En consecuencia, la extincion del incendio con chorros de manguera de bomberos requiere una cantidad significativamente mayor de agua. La combinacion de mas agua corriendo, mas area para cubrir, y mas agua necesaria para la extincion significa que los chorros de mangueras de bomberos vierten enormes can tidades de agua sobre el incendio. Esta agua tiene que ir a algun lugar: corre fuera del area del incendio a traves de todos los de sagiies y grietas disponibles hasta el punto mas bajo del edificio. Por 10 tanto, los incendios en pisos superiores pueden causar danos extensos por agua a los materiales que estan muchos pisos debajo. El uso de mOdulos compactos de almacenamiento de alta densidad en los pisos inferiores y en sotanos ha aumentado el problema en anos recientes. Los modulos compactos movi bles de las bibliotecas aumentan significativamente los requisi tos de carga por piso, y, especialmente en aquellos que han sido modificados, solamente el piso bajo 0 sotano del edifieio tiene suficiente capacidad de earga. Esto eoncentra las eolecciones en las areas mas bajas de los edificios, de manera que el combate de un incendio en un piso superior, 0 en el techo, puede causar danos significativos por agua. Altemativas para el sistemas de rociadores de tuberia bUmeda como rociadores de abertura y cierre automatieo (on-off sprinklers) y sistemas de recicIamiento automaticos reducen al minimo los dafios por agua despues de que el incendio ha sido extinguido. Otra altemativa, el sistema de rociadores de accion previa, puede usarse cuando el temor de dailos por agua debidos a rocia dores dafiaos 0 tuberias IOtas es significativo. La tuberia del sis tema de rociadores de accion previa esta seca hasta. que una senal del sistema automatico de deteccion de incendios abre la
valvula de suministro de agua. Una falla del sistema de detec cion, sin embargo, elimina la operacion automatica del rociador de accion previa y requiere operacion manual de Ja valvula de suministro de agua. El sistema de deteccion de incendios, en tonces, es un solo punto de falla en el sistema de accion previa, reduciendo su confiabilidad por debajo de la del sistema de ro ciadores de tuberia hUmeda.. Ademas, los sistemas de accion previa requieren mayores grados de mantenimiento regular para evitar estados de fana potencial adicionales. Esto reduce alin mas su confiabilidad comparada con los sistema de tuberfa hUmeda. Costos de instalacion y mantenimiento mas grandes y menor confiabilidad son la compensacion de la confianza mayor que el personal pueda tener en que el sistema de accion previa tiene menos posibilidad de descargar agua accidentalmente que un sistema de tuberia hUmeda. Por razones de confiabilidad, mantenimiento, y costo, las instituciones pueden elegir los sis temas de rociadores de tuberfa humeda e inc1uso convertir sus sistemas de accion previa a tuberia hUmeda. Los sistemas de rociadores modificados en instalaeiones de recursos culturales pueden presentar problemas cuando el sis tema se carga inicialmente con agua. La prueba final de aceptacion de un sistema de rociadores requiere una prueba hidrostatica de 2 horas, 200 psi (1034 kPa) en toda la tuberia, accesorios y rociadores. Los sistemas de rociadores recien ins talados pueden tener fugas, por 10 menos un poco, cuando el sis tema se carga por primera vez. E8tO es inaceptable cuando hay coleceiones en su lugar. Una solucion, usada por la Oficina del Arquitecto del Capitolio de EUA en la instalacion de sistemas de rociadores de tuberia hUmeda en las estanterfas de libros de la Biblioteca del Congrcso, requiere que se haga prueba neumatica de cada sistema antes de proceder con la prueba hidrostatica re querida normalmente. Cuando se usan sistemas de rociadores humedos en areas especiales 0 muy valiosas, aquellos articulos especialmente vul nerables a danos por agua se deben guardar en gabinetes, cajas para manuscritos, u otros contenedores apropiados. Esta prac tica tiene varias fmalidades: (1) los materiales en contenedores son mas dificiles de encenderse, (2) los contenedores no sola mente protegen del rociador de agua el contenido en caso de descarga de los rociadores sino tambien del agua de otras proce dencias (ej., goteras en el techo, problemas de cafierias, etc.) y (3) los contenedores protegen los contenidos del dano por humo. 21 Aproximadamente desde 1970, muchas bibliotecas y museos existentes han instalado sistemas de rociadores au tomaticos para cumplir los objetivos de proteccion contra in cendios y mantener el riesgo de incendio dentro de los limites manejables y asegurables. Esta reduccion de las primas de se guros puede pagar el costo de instalaeion del sistema de rocia dores en pocos afios. 22 Aunque la presencia de rociadores automaticos no reduzca las primas de seguros, su presencia puede haeer la institucion un riesgo mas atractivo y comercial. E5tO puede ser una ventaja importante para obtener ofertas com petitivas para el programa de seguro de la propiedad. (Vea Sec cion 8 Capitulo 9 Principios de Desempeno de los Rociadorcs Automaticos de Ineendio y Seccion 8 Capitulo 11 Sistemas de Rociadores Automaticos).
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Proteccion contra Riesgos Especiales. Las areas que con tienen colecciones 0 equipos muy valiosos 0 especial mente vul nerables, 0 areas esenciales para la continuidad de las operaciones, pueden requerir un grado mas alto de proteccion contra incendios que el que puede proporcionar la combinacion de sistemas de deteccion de humo con rociadores automaticos para reducir al minimo los daiios 0 mantener la interrupcion de servicio dentro de limites aceptables. 22 La NFPA 550, Guia para el Arhol de Conceptos de Proteccion de la Vida, es una he rramienta excelente para ayudar a los administradores a evaluar la eficacia de estrategias de proteccion contra incendios como instalar sistemas especiales de proteccion contra incendios u otras tecnicas para alcanzar mayores grados de proteccion den tro de los !imites de un presupuesto?3 Cuando se proyectan estrategias para riesgos especiales, se debe prestar ateneion especial a la proteccion pasiva contra in cendios, por ejemplo, usar bovedas especiales resistentes al agua y al fuego, gabinetes, cajas para manuscritos y otros contene dores para proteger artfculos de colecciones muy valiosas. Los elementos pasivos pueden ser menos costosos de instalar y man tener y pueden, con el transcurso del tiempo, ser mas confiables que otras alternativas mas complicadas. Sin embargo, grados relativamente bajos de calor pueden destmir peliculas y otros materiales sensibles al calor. Por 10 tanto, los elementos pasivos no sustituyen la deteccion y extincion oportunas; mas bien, una combinacion de elementos activos y pasivos de proteccion con tra incendios aumenta la posibilidad de que contenidos, muebles y acabados sensibles y de mucho valor sobrevivan un incendio intactos. Algunos articulos pueden ser tan valiosos, raros, 0 vulne rabies que su proteccion se convierte en una de las prineipales prioridades de la institucion: el iinico grade de perdida aceptable es cero. Cuando este es el caso, la instituci6n puede optar por un sistema especial de protecci6n ademas de los rociadores au tomaticos para proveer una reacci6n casi instantanea. Estos sis temas especiales pueden ineluir deteeci6n sofisticada de humo con muestreo de aire, detectores de llamas, detectores lineales de calor U otros dispositivos de deteccion nipida que activen au tomaticamente sistemas especiales de extincion de incendios, usando un agente gaseoso 0 un sistema de niebla de agua. Con todo 10 demas, un incendio en un espacio protegido con un sis tema especial se extinguira durante los prim eros segundos de combustion, limitando asi el dano al grado mas bajo posible. A menos que sea igual a la confiabilidad y facilidad de mantenimiento del sistema de rociadores, el sistema especial instalado con este objeto debe usarse en combinaei6n, y no como substituto del sistema de rociadores. EI costo de insta lacion de un sistema especial para mejorar el sistema de rocia dores automaticos se justifica basado en el valor extraordinario y/o irremplazabilidad de los articulos que protege 0 porque se requiere para la continuidad de operaciones que no pueden acep tar ninguna interrupcion, como en lasala de control de los sis temas de protecci6n contra incendio 0 seguridad de la institucion y los servicios del edificio. La justificacion debe demostrar la necesidad de alta probabilidad de exito en la restricci6n del de sarrollo del incendio a un area 10 mas pequeiia posible usando rociadores automiiticos estandar solamente (por ejemplo, menor de 9,3 m 2 [100 pies 2]). Sin embargo, el sistema de rociadores es
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Recursos culturales
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un apoyo vital para el sistema especial de protecci6n, si es sis tema especial faHa en la extincion del incendio. EI Halon 1301 se usaba con frecuencia para proveer este grade extra de protecci6n. Las instituciones culturales 10 en contraban especialmente atractivo porque puede usarse en areas normalmente ocupadas, extingue rapidamente la parte llameante de los incendios, no deja residuos, y no se sabe que cause dafio fisico 0 qufmico. Agua Nebulizada. It agua lIena casi por completo los requisi tos como agente extintor de incendios ideal. Es segura para el medio ambiente y para las personas, tiene excelentes propiedades de extincion, y tiene la ventaja de ser barata y abun dante. Sin embargo, todos los articulos en la sala 0 compar timiento donde se descarga estan expuestos a la niebla porque, como los agentes extintores gaseosos, funciona como agente de inundacion total. La tecnologia del agua nebulizada es un de sarrollo reciente en la proteccion contra incendios y promete suministrar todas las ventajas del agua con menos dafios secun dados y res-puesta mucho mas rapida.(Vea Seccion 8 Capi tulo 15 Supresion de Incendios con Agua Nebulizada). Otros Riesgos Especiaies. Aunque los mismos principios de proteccion contra incendios se aplican a todas las instituciones de recurs os culturales . varias actividades comunes a los museos y algunas biblioteca& requieren atencion especial. Estas in cluyen 10 siguiente: • Almacenamiento de arte y otros objetos valiosos • Empaque y desempaque de exposieiones viajeras • Almacenamiento de cajas de embarque y materiales de em paque • Limpieza y restauracion • Constmcci6n y renovaci6n de exhibiciones Las areas donde se desarrollan estas actividades deben estar aisladas y tener rociadores. La buena pnictica limita el almace namiento de materiales combustibles al minimo requerido para la exhibicion (es) que se esta preparando 0 desmontando, guardando todos los otros materiales fuera dellugar. los lugares de culto tambien albergan actividades que re quieren atencion especial, incluyendo las siguientes: • Almacenamiento de materiales decorativos combustibles utilizados en los servicios, aparatos para cortar el prado y otros equipos con motor de gasolina, y velas • Operacion de instalaciones de cocina • Operaci6n de servicios de cui dado para nifios y guarderfas infantiles • Operaci6n de albergues temporales para los sin hogar Estas actividades deben ser supervisadas cuidadosamente y las areas protegidas con sistemas automatico de extinci6n de in cendios. El almacenamiento se debe controlar para limitar la cantidad de materiales combustibles, y todos los materiales in flamables 0 equipos accionados por motor de gasolina se deben almaeenar lejos de la estructura.
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CONSIDERACIONES DE CONSTRUCCION Los elementos intnnsecos de disefio deben incluir los aspectos de proteccion contra incendios de planeacion del lugar, cons truccion resistente al fuego, control de humo de los acabados in teriores, suministro de agua para proteccion contra incendios, y estipulaciones especiales para estructuras subternineas. Los topicos que merecen atencion especial en este capitulo son la compartimentacion, medios de salida, iluminacion y flexibili dad de las galenas.
Compartimentacion Un edificio bien protegido esta subdividido en compartimientos donde las paredes proporcionan barreras contra la propagacion del fuego. Los compartimientos debe ser 10 mis pequenos posi ble, y las paredes deb en estar disenadas para resistir la duracion calculada del incendio, basada en las cargas combustibles maxi mas de los compartimientos. Cuando los compartimientos pe quefios restringen el uso flexible del espacio, la instalaci6n de sistemas de rociadores automaticos permite areas de compar timiento mayores y compensa las cargas combustibles pesadas en lugares como areas de almacenamiento de colecciones y es tanterias de libros. El humo dana contenidos valiosos y perjudica a los ocu pantes. Las barreras contra incendio deberian confinar el humo en el compartimiento de origen del incendio. Las puertas con tra incendio que protegen las aberturas en estas paredes deben ser autocerrantes y deben perrnanecer cerradas todo el tiempo. Cuando sea necesario para una operaci6n eficiente tener estas puertas abiertas, esto se puede hacer solamente cuando haya dis positivos automaticos instal ados de acuerdo con la NFPA 101 ® C6digo de Seguridad Humana®, como artefactos electromag~ neticos para mantenerlas abiertas, que abran las puertas au tomaticamente a una senal del detector de humo 0 del sistema de deteccion de incendios. En el pasado, algunos codigos de cons trucci6n perrnitian el uso de eslabones fusibles para mantener las puertas abiertas con cierrapuertas automaticos. Estas no son aceptables para el control del humo 0 protecci6n de la vida porque dependen del calor en la puerta para soltarlas. En el mo mento en que la conexi6n fusible alcanza su temperatura de li beraci6n, el incendio ya ha hecho la abertura de la puerta no se pueda usar, y el humo, que precede al fuego, ya se ha dispersado mas aHa del espacio. Las areas con contenidos de alto riesgo donde se usan 0 al macenan grandes cantidades de materiales combustibles deben separarse con paredes resistentes al fuego de las areas eon gran exposici6n de personas 0 contenidos sensibles, de gran valor, como galerias de exhibici6n, salas de lectura, otras areas pub li cas, estanterias de libros y areas de almacenamiento de colec ciones. Estas areas de alto riego ineluyen talleres de carpinteria; talleres de preparacion de exposiciones 0 exhibiciones; talleres de pintura; talleres de empaque y cocinas de restaurantes, entre otros. En 10 posible, los materiales peligrosos como Hquidos inflamables, incluyendo algunas pinturas, deben guardarse en estructuras separadas del edificio. Las paredes resistentes al fuego para proteger areas de alto riesgo deben estar disefiadas
para resistir incendios de las cargas combustibles maximas que albergan y no en los requisitos minimos de los c6digos de cons trucci6n.
Medios de Salida Las disposiciones de seguridad para biblioteeas y museos re quieren generalmente que todos los clientes y empleados en tren y salgan del edificio por uno 0 dos puntos estrictamente controlados, Desafortunadamente, esto con frecuencia sig nifica que las otras puertas de acceso a la salida 0 evacuaei6n estipu1adas por la NFPA 101 esten cerradas con cerrojo, Este problema se presenta con frecuencia en museos y bibliotecas con colecciones valiosas y en biblioteeas eon eolecciones de consulta muy usadas, como las bibliotecas de universidades y colegios. El uso de sistemas e1ectromagnetieos y electro mecanicos de cierre de puertas esta ganando aceptaci6n como una fonna de resolver este conflicto entre protecei6n de la vida y seguridad. Estos sistemas deben inc1uir caracteristicas que provean un grado de seguridad de la vida equivalente a los que requiere la NFPA 101. La ~PA 101 perrnite cerraduras de apertura retardada en ocupaciones de reunion, eon restrieciones "',""ell"""":>, siempre que haya rociadores automatieos 0 detectores automaticos de incendio para proteger todo el edificio. Ver tambien la NFPA909 y NFPA914. Los lugares de culto gene ralmente carecen de con troles estrictos y a veces no limitan el numero de puntos de ingreso. El publico en galerias de exhibici6n y salas de lectura varia segun la popularidad de la exhibici6n y la temporada. Por ejem plo, una exposici6n famosa en un museD atrae miles de visi tantes diariamente. Los lugares de culto tendran asistencia alta en las fiestas religiosas y ciertos eventos, como las bodas. Du rante los periodos de gran asistencia de publico, los museos y bibliotecas deben controlar la carga de ocupaci6n del edificio para no sobrepasar la capacidad de salida?4 Un plan de emer gencia completo y personal bien entrenado son indispensables, especialmente en temporadas altas. El personal debe llevar la iniciativa de ayudar a los visitantes a evaeuar eon seguridad, par ticularrnente aquellos con incapacidades que les puedan dificul tar la evacuaci6n. Como se menciona anteriormente en este capitulo, se debe considerar el uso de comunicacion hablada en las grandes instalaciones 0 aquellas con mucha asistencia 0 rutas de salida complicadas. La comunicaci6n hablada facilita la coordinacion y reduce el temor y ansiedad de los ocupantes du rante la evacuaci6n.
lIuminacion Generalmente los museos de arte usan la mayor eantidad posi ble de luz natural. Con frecuencia tienen elementos como techos de vidrio, cie10 rasos de vidrio difusores de luz y ventanales, que incrementan la vulnerabilidad del museD a la exposici6n a in cendios. Por otro lado, para proteger las coleceiones de la ra diacion ultravioleta y obtener control total de la luz, algunos museos tienen aberturas minimas en paredes 0 techos. Sistemas complejos que contienen usualmente cargas electricas pesadas compensan la ausencia de luz natural en estos edificios. Ademas
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de la iluminacion general de las areas, los museos usan fuentes independientes de luz para iluminar exposiciones y exhibidores. Por 10 tanto, los museos necesitan numerosas tomas electricas en los pisos, paredes y cielo rasos para proporcionar flexibilidad en los cambios frecuentes de exhibiciones y para evitar el uso peli groso de cuerdas de extension.
Flexibilidad de las Galerias Las paredes removibles, recubrimientos temporales, y divi siones livianas facilitan la redistribucion de espacios y cambios de exhibiciones. Estos elementos, sin embargo, no deben im pedir el movimiento de los ocupantes en una emergencia, ni los materiales utilizados pueden aumentar el riesgo de incendio al afiadir cantidades significativas de material de alta combustibi lidad a la carga combustible del edificio.
ADMINISTRACION DE LAS
EMERGENCIAS DE INCENDIO
La administracion de una institucion de recursos culturales im plica decisiones y acciones necesarias para mitigar las conse cuencias, antes, durante e inmediatamente despues del incidente. La administracion eficiente incluye supervision continua para asegurarse de que los sistemas y elementos de proteccion con tra incendios esten siempre operacionales y nunca degradados 0 anulados por cambios en los espacios u otras modificaciones al edificio. Tambien incluye la provision de energia electrica de emergencia para la iluminacion de emergencia, comunicaciones, sistemas de seguridad y sistemas de proteccion contra incendios. (vea Seccion 4 Capitulo 4 Suministros de Energfa de Emergen cia y de Reserva) Como minimo, un plan viable de emergencia de incendio debe proveer planeacion con el departamento de bomberos y en trenamiento pre-emergencia de todo el personal del edificio en operaciones de evacuacion y salvamento. (Vea Seccion 5 Capi tulo 2 Planeacion Previa al Incidente para Instalaciones Comer ciales e Industriales) La decision de establecer brigadas de incendio depende de si el edificio 0 edificios estan suficiente mente cerca de un departamento de bomberos municipal 0 del condado para dar respuesta oportuna y si se espera que los em pleados usen extintores portatiles de incendio y lineas verticales de mangueras. Para decidir si se requiere que los empleados que usen equipo de combate de incendios, la administracion debe estar preparada para cumplir con los reglamentos federales y estatales sobre vestimenta de proteccion, entrenamiento y mantenimiento del equipo de combate de incendios. 25 (Vea Sec cion 5 Capitulo 6 Prevencion dc Perdidas Ocasionadas por el Fuego y Organizaciones de Emergencia y Seccion 5 Capitulo 10 Indumentaria y Equipo de Proteccion del Cuerpo de Bomberos y de los Servicios de Emergencia) Ademas de las considera ciones de proteccion contra incendios, se debe resaltar la redu ccion al minimo de los danos por agua y la proteccion 0 retiro de colecciones valiosas en peligro. La planeacion pre-incendio tambien debe proporcionar la seguridad de materiales valiosos despues de que se han sacado del edificio.
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Recursos culturales
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SALVAMENTO
Los especialistas en conservacion de bibliotecas han tenido exito en la recuperacion de materiales de bibliotecas, archivos y otros materiales de colecclOnes empapados en agua utilizando tecni cas de secado por liofilizaci6n al vacio. Sin embargo, el agua es solamente uno de los peIigros al que las colecciones son vul ncrables durante un incendio. Ademas estan el humo, acidos contenidos en los productos de la combustion, y agentes qufmi cos usados en el combate de incendios. Estos riesgos ponen en peligro las colecciones de los museos tal vez mas que el agua.
Salvamento en Lugares de Culto Religioso y Museos Con valores por unidad mucho mas altos y menos artfculos que las bibliotecas, los museos y lugares de culto religioso deben concentrar los esfuerzos de salvamento en retirar del area del in cendio las colecciones en peligro y llevarlas a un lugar seguro 10 mas rapido y con el mayor cui dado posible. Las estrategias y tecnicas de combate de incendio orientadas a la conservacion destacan los esfuerzos de salvamento y minimizan las perdidas de colecciones. El Museo Winterthur en Wilmington, Delaware, ha desa rrollado tecnicas de combate de incendios que otros museos y bibliotecas podrian adoptar?6,27 Los esfuerzos de combate de incendios estan divididos en tres fases simultaneas que eljefe de bomberos debe diriglf y proveer personal: (l) operaciones de proteccion y salvamento de la colecciones, dirigidas por el su pervisor de limpieza y mantenimiento y su personal; (2) seguri dad para las colecciones retiradas del area del incendio, que es responsabilidad de supervisor de seguridad y su personal; y (3) coordinacion general, provista por el superintendente del edifi cio 0 un designado.
Salvamento en Bibliotecas EI exito y costa del salvamento de colecciones empapadas en agua de bibliotecas depende de la planeacion anticipada y de que tan hUmedos esten los materiales. El secado por liofi lizacion al vacio elimina el agua muy eficientemente y los olores de humo, mientras que el uso de 6xido de etileno, un agente es terilizante, durante el proceso detiene la fonnacion de moho. El secado por liofilizacion al vacio no puede, sin embargo, restau rar el dafio fisico infligido por los chorros de mangucras, pi so teo 0 manipulacion incorrecta.
Antes del Incendio. La planeacion de los esfuerzos de salva menta antes de un inccndio debe inc1uir 1. Establecimiento de prioridades de salvamento. Esto facilita la tom a de decisiones bajo condiciones de emergencia al identificar con anticipaci6n los artfculos 0 colecciones a salvar primero. 2. Identificar los especialistas en conservacion con experien cia en salvamento que puedan proporcionar direccion necesaria.
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Sistemas de proteeeion para elases de oeupaeiones
3. Identificar fuentes de materiales, equipos e instalaciones de salvamento que esten disponibles prontamente. 4. Organizar y entrenar a los empleados que se van a necesi tar en el esfuerzo de salvamento durante y despues del in cendio. 5. Orientar y entrenar al servicio de bomberos para que sepan donde estan almacenados las colecciones u objetos vulner abIes 0 especialmente valiosos. EI departamento de bomberos debe preparar un plan pre-incendio que tenga en cuenta estos factores y proporcione salvamento sobre la marcha y reduzca al minimo los dafios durante las opera ciones de extinci6n de incendios. Durante el Incendio. Los esfuerzos de salvamento durante el incendio incluyen I. Retirar las colecciones muy valiosas en peligro, si esto se puede hacer sin arriesgar al personal. Cuando esto no es posib1e, el servicio de bomberos debe desempefiar esta fun cion con la direccion apropiada. 2. Usar lonas impermeables 0 telas p1asticas para proteger del agua los materiales que permanecen en el area 0 cerca al area del incendio pero que no estan directamente compro metidos en e1 incendio. Aqui tambien, el personal debe estar alerta a los peligros y no se deben poner arriesgar para salvar objetos. Un plan pre-ineendio del departamento de bomberos bien desarrollado debe incluir provisiones para lograr esto. Despues del Incendio. Los esfuerzos de salvamento despues del incendio incluyen I. Envolver y congelar los artfculos dafiados 2. Obtener gufa de un especialista en conservaci6n con expe riencia en salvamento 3. Determinar los procedimientos de restauraci6n apropiados Se necesitaria mucho menos trabajo de salvamento en las in stalaciones protegidas con rociadores automaticos. La absorcion de agua es minima cuando los materiales se dejan en los estantes sin afectar por la accion suave de los rociadores automaticos, en comparacion con la accion mas fuerte de los chorros de mangueras. EI sistema de rociadores automaticos tarnbien reduce considerablemente la cantidad de materiales que necesitan salva mento allimitar el tarnafio del area de incendio a la que esta cu bierta por la operacion de uno 0 unos pocos rociadores. 23
IMPLICACIONES DE PROTECCION
CONTRA INCENDIOS DE NUEVAS
CONSTRUCCIONES
Automatizacion de Catalogos de Bibllotecas y Registros de Adquisiciones de Museos La automatizacion esta llevando a la actualizacion de los eata logos tradicionales de tarjetas y archivos de papel de adquisi
ciones de los museos. Mientras esto ocurre, la continuidad del servicio al publico depende cada vez mas en las computadoras y necesita un alto grado de proteccion contra incendios in eluyendo la extinci6n automatic a para asegurar la continuidad de operacion. Se deben guardar duplicados de los medios mag neticos que contienen los catalogos computarizados de la bi blioteca 0 los registros de adquisiciones de museos en un lugar seguro, remoto y fuera del sitio de las instalaciones.
Estanterias de Libros Estanterias de Filas Multiples. Las estanterfa de libros, mode ladas como las que desarrollo la Biblioteca del Congreso de EUA en 1893, se han usado por decadas en muchas bibliotecas (Figura 11.l2.4). Generalmente, columnas y vigas de hierro 0 acero no protegido a interval os de 2,14 m (7 pies) sostienen las plataformas 0 andamios. Las aberturas verticales entre platafor mas permiten el calentamiento de las area de estanterias de ti bros por conveccion 0 corrientes de aire. (Vease la Figura 11.12.5, "Abertura de plataforma"). En caso de incendio, estas mismas aberturas funcionan como conductos para acelerar la propagacion vertical del incendio hacia los andamios superiores. Se deben instalar barreras contra fuego en estas aberturas verticales, 0 aberturas de plataforma, para facilitar la deteccion del humo en la platafonna 0 andamio de origen del incendio. Esto no se hizo cuando se instalo el sistcma deteccion de humo en las estanterias de plataformas multiple en la Biblioteca Publica Central de Los Angeles porque no se habia instal ado un sistema de ventilacion mediante conductos para las estanterias de libros. Cuando un incendiario prendio fuego en la quinta plataforma, los primeros detectores en activarse estaban en la sexta plataforma, una mas arriba de la de origen del incendio. Hubo una demora en encontrar el incendio y los ocupantes perdieron la oportunidad de detener el incendio con extintores porta tiles cuando todavfa era pequeno, con resultados catastro ficos.2 9 Se necesitaron 350 bomberos y mas de 70 carros de bomberos durante 7 horas para extinguir el infierno resultante. 3o Todavfa se venden verSlOnes modernas de estos sistemas pero sin aberturas verticales en los modulos (Figura 11.12.6). Sin embargo Las estructuras de acero sin proteccion son vul nerables a desplomarse en un ineendio. Los miembros estrnc turales de hierro fundido y acero pierden resistencia a las altas temperaturas que se encuentran en los incendios y pueden derrumbarse. Por este motivo, el servicio de bomberos puede no ser eapaz de entrar en una estanteria de plataformas multiples para realizar la extinci6n manual. Esto tambien se aplica a cualquier variaeion del disefio de estanterias de libros que usa elementos estrncturales expuestas de acero. Como puede ser imposible para los bomberos proporcionar la extineion manual en estanterias de libros de este diseno 0 similares, es esencial que las estanterias esten equipadas con sistemas de extincion au tomatica de incendios para defenderlas de los incendios. En las nuevas construcciones de bibliotecas, las estanteria de libros de plataformas multiples reemplazan las estanterias de libros independientes instaladas sobre pisos resistentes al fuego. La diferencia en carga combustible entre estanterias de platafor mas multiples y estanterias independientes es substancial. Todos los niveles en un sistema de plataformas multiples gene
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Recursos culturales
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Estanteria para libros Greens (patente) para bibliotecas. The Snead and Co. Iron Works, Louisville, KY and Chicago, IL
Perspectiva de la estanteria
FIGURA 11.12.4 Estanteria de libros de plataformas multiples instalada en la Biblioteca del Congreso, Circa 1893
ralmente se consideran como un compartimiento de incendio, debido a la ausencia de barreras vertieales contra fuego entre platafonnas. Las cargas de incendio dependen del numero de plataformas en la estanteria. Con cargas de estante a 70 por ciento de capacidad, la carga de incendio esperada en cada platafonna seria de 268 a 317 kg/m2 (55 a 65 Ib/pie2) Por 10
tanto, para una estanteria de libros de platafonnas multiples con 10 platafonnas en un '>010 compartimiento de incendio, la du radon del incendio se calcula en 70 a 85 boras. En contraste, un incendio en una estanteria de libros independiente que tenga siete estantes de altura y colocada sobre un pi so resistente al fuego, se limitaria a una sola platafonna y una duracion del in
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
THE SNEAD AND COMPANY IRON WORKS, INC.
DETALLE DE LA NORMA SNEAD
reten posterior ajustable
Cierre auto ajustable de una
FIGURA 11.12.5 Estanteria de plataformas multiples para libros- muestra seccion a traves del piso de /a plataforma, abertura de plataforma, Estante de fondo fijo, y estantes ajustables.
cendio de 7 a 8 horas. Almacenamiento Compacto 0 Archivos de Rieles. Las unidades de estanterias para libros, 0 hileras, montadas en ca rros que ruedan sobre rieles son comunes en la construcci6n de nuevas bibliotecas y museos y en las renovaciones. En este sis tema de almacenamiento que economiza espacio, un pasillo movible sirve a varias hileras. Los sistemas de rieles son mo dulares, con dos 0 mas filas movibles entre dos filas de extremos fijos en cada modulo (Figura 11.12.6). Este metodo de almace namiento puede crear cargas de incendio superiores a los 586 kg/m 2 (120 Ib/pie2) y duraciones de incendio de mas de 15 horas. Este es un desafio mas que suficiente para las barreras contra fuego mas resistentes y la constrnccion estipulada en cOdigos de construcci6n y de incendio. EI Comire Tecnico de la NFPA sobre Proteccion de Recur sos Culturales recomienda protecci6n con rociadores automati cos para las instalaciones de almacenamiento compacto. Sin esta proteccion, un incendio en una instalaci6n con este tipo de
almacenamiento pone en peligro no solamente la coleccion, sino que puede causar graves fallas estructurales y tal vez el de rrumbe del edificio tambien. Un analisis independiente31 de pruebas de incendio realizadas para evaluar la efectividad de los rociadores en un sistema de almacenamiento compact032 con cluyo que los rociadores instalados sobre un modulo de almace namiento compacto, muy probablemente evitaran que un incendio que se origina en el modulo dane los elementos es trncturales del edificio fuera del modulo. Ademas, las pruebas demostraron (1) que hay una buena probabilidad de que los ro ciadoIes eviten la propagacion del incendio a traves de los pasi llos de 1,22 metros ( 4 pies) entre los modulos de almacenamiento compacto, y (2) que los rociadores pueden evi tar eficazmente la propagacion del incendio entre estanterias adosadas mutuamente de los modulos adyacentes cuando hay una hoja de metal con un espacio de 25 mm (1 pulgada) de aire entre las partes posteriores de los paneles de eada estante. De esta manera se puede esperar que los rociadores automatic os limiten el desarrollo del incendio a esa parte del modulo de ori
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Recursos culturales
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FIGURA 11.12.6 Instalacion modema de estanterfa de Jibros de plataformas multiples
gen del incendio entre la fila de extrema fijo y e1 lado abierto. Sin embargo, es posible la perdida total de los contenidos dcn tTO de esa parte del m6dulo de almacenamiento (Figura 11.12.7). Los disenadores de las instaladones deben considerar cuidadosamente estos puntos para el disefio de sistemas de al macenamiento compacto: I. El uso mas eficiente del espacio resulta en una densidad mayor de concentraci6n de valores. Es decir, aumenta el numero de articulos sujetos a dana por incendio por unidad de volumen de espacio de almacenamiento. Este riesgo se debe tener en cuenta para determinar el numero maximo de filas a incluir en cada m6dulo. 2. Los sistemas existentes de detecci6n automatica de incen dios y de extinci6n podrian tener que modificarse, y los agentes gaseosos pueden ser ineficaces. En una instalaci6n existente con protecci6n de rociadores re-equipados con sistemas de almacenamiento compacto, se debe prestar atend6n especial ala densidad del agua, distancias de cielo raso y caracterfsticas estructurales del espado. Pruebas re alizadas para la Biblioteca Nacional de Canada demostraron claramente que para los sistemas de almace namiento compacto instalados donde no sea posible el "cumplimiento explicito con las normas de instalaci6n ac tuales", puede ser necesario ir mucho mas aHa del criterio
de disefio normal para rociadores normales para obtener la protecci6n adecuada. 33 3. Los m6dulos de almacenamiento compacto pueden ocultar el origen del humo, aumentando asi la dificultad para 10 calizar y extingUlr e1 incendio. 4. Los m6dulos de almacenamiento compacto evitan la pene tracinn del agua de los chorros de manguera para la ex tin cion del incendio y retrasar la detecci6n atrapando el humo y el calor. Se debe considerar disenar el sistema de manera que las filas pueden aparcarse con una separaci6n de 12,7 cm (5 pulgadas) entre ellos durante los periodos de alma cenamiento inactivo. Underwriters Laboratories pro baron esta disposicion con resultados satisfactorios para la Ad ministracion Nacional de Archivos y Registros de EVA usando rociadores de respuesta rap ida. La perdida de tros de papel se limit6 a 0,28 m 3 (10 pies3 ) y la perdida de registros computarizados a 0,08 m 3 (3 pies 3).34 5. Los resultados de pruebas de extinci6n de incendios con niebla de agua en escenarios con estanterias de libros de muestran ser promisorias para aplicaci6n especial para el problema de formaci6n de "tlineles" en los incendios de al macenamiento compacto. Puede ser posible disenar sis temas de niebla de agua para almacenamiento compacto que limiten el dano por fuego y agua aim mas eficientemente que diseno del sistema de rociadores probado para la Ad ministracion NaclOnal de Archivos y Registros de EVA. 34
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
MEDIO ANAQUEL INDIVIDUAL TiPICO EN SECCION INDIVIDUAL
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Secci6n
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Soporte m6vil
FIGURA 11.12.7 Estanteria movible compacta
6. Las filas de estanterias de libros se pueden mover electrica 0 manualmente. En sistemas de almacenamiento compacto que se mueven eIectricamente, el motor eIectrico en cada fila de estanterias de libros es una fuente potencial de ignici6n.
DECISIONES SOBRE PROTECCION
CONTRA INCENDIOS
EI tiempo transcurrido entre el descubrimiento de un incendio y el comienzo de la extincion manual efectiva puede facilmente ser demasiado largo para evitar perdidas inaceptables, especial mente cuando el edificio no esta ocupado. Enfrentados a esta . realidad, los directores de museos y bibliotecas y sus cuerpos ad ministrativos estan decidiendo incorporar sistemas de extinci6n automatica de incendio como defensa primordial contra perdi das por incendio. En un estudio en 1989 de museos de diferentes tamafios, in cluyendo 30 de los mas grandes de EUA, 77 por ciento infor maron que usan protecci6n de rociadores automaticos.1 6 La lista de museos que tomaron esta decision incluye 15 museos Smithonian: EI Museo Nacional del Aire y el Espado, Museo Nacional de Historia Americana, Museo Nacional de Historia Natural, Galleria Nacional de Retratos, Galeria Sackler, Museo Nacional de Arte Africano, Musco Naeional del Indio Ameri cano, etc. Tambien incluye la Phillips Gallery de Washington, DC y el Dewis Wallace Museum y Abby Aldrich Rockefeller Folk Art Museum en Williamsburg, Virginia, para mencionar unos pocos. Tgualmente, la !ista de bibliotecas, grandes y pequefias, equipadas para defender sus colecciones contra perdidas por in cendios con la instalacion de sistemas de rociadores automaticos
sigue creciendo. Los ejemplos incluyen las bibliotecas munici pales enAtlanta, Dallas, Houston, Los Angeles, P6rtland, Maine y Portland, Oregon, 10 mismo que muchas bibliotecas acad6mi cas, la Biblioteca del Estado de Michigan y bibliotecas na cionales como la Biblioteca Nacional de Arabia Saudita, la Biblioteca del Congreso de EUA, la Biblioteca Nacional de Canada, y la Biblioteca Nacional de Escocia, y la Biblioteca Britanica en St. Pancras. 35 La NFPA 909 y otros eapitulos de este manual proporcio nan guia para la obtenei6n, instalaeion, prueba y mantenimiento de sistemas de proteccion contra incendios.
EDIFICIOS Y LUGARES HISTORICOS Los edificios hist6ricos albergan museos, lugares de culto, edi ficios de oficillas, residencias, escuelas, bibliotecas, restau rantes, hoteles, para llombrar unos pocos. Los lugares hist6ricos incluyen estructuras tan pequefias como puentes cubiertos 0 tan grandes como comunidades enteras. Los edificios y lugares hist6ricos con frecuencia estin lejos de los eaminos muy fte euentados y a distancia considerable de los servicios de bomberos organizados. A menudo es tan importante proteger la estructura de un edificio 0 lugar historico como proteger los eon tenidos. Un incendio puede daiiar rapidamente los elementos decorativos arquitect6nicos y la estructura hist6rica quemada se pierde para siempre. Los asuntos de proteccion de la vida en edificios historicos tambien se pueden eompliear. Los edificios hist6rieos pueden contener materiales y acabados estructurales altamente com bustibles, y los medios de salIda pueden ser inadeeuados segtill las normas actuales. EI incendio se desarrolla y propaga rapi
CAPiTULO 12
damente en escaleras abiertas 0 donde no hay barreras contra humo y otros elementos para controlar el humo y el fuego. 36,37 Los edificios hist6ricos pueden no tener avisos de salida e ilu minaci6n de emergencia modernos, 10 que puede causar con fusion en una emergencia. Los administradores de los edificios deben controlar la carga ocupacional y tener un plan de evacua cion bien desarrollado cuando existen estas condiciones. 35
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Recursos cu/tura/es
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• Pro veer 0 tener disponible una organizacion de comb ate de incendio y salvamento entrenada y debidamente equipada • Instituir pnicticas administrativas y operacionales que eli minen las causas de incendio, y promover el entrenamiento organizado del personal para que pueden actuar eficiente mente cuando se requiera.
Otras Consideraciones Incendios en Edificios Hist6ricos Los informes de los servicios de bomberos clasifican los edifi cios por tipo de ocupacion, de manera que las informaciones sobre frecuencia 0 causas de incendios en edificios historicos son incompletas. Aquellos clasificados como edificios hist6ri cos sufrieron 35 incendios de estructuras en EUA por ano re portados por los departamentos de bomberos locales de 1994 a 1998. Sin embargo, donde hay informacion disponible, las causas del incendio reportadas, en orden de frecuencia de 1994 a 1998, son: incendio premeditado; equipos de distribucion elec trica como cableados fijos; equipos de calefaccion; causas natu rales como los rayos; equipos de cocina; fumar; artefactos electricos; llamas abiertas; ninos jugando; y exposicion de es tructuras que se estill quemando, hierba y bosques. 36 ,37 Los edi ficios hist6ricos contienen con frecuencia sistemas mecanicos y electricos anticuados, y muchos museos en edificios hist6ricos usan velas, chimeneas, fraguas, estufas y otros dispositivos de llama abierta como ayudas interpretativas. El incendio puede crecer y esparcirse en los edificios historicos debido a barreras inadecuadas, ausencia de rociadores y otros medios de proteccion automatica, y el descubrimiento y reporte tardio del incendio. Los primeros minutos despues de la ignicion pueden ser criticos, especialmente en edificios histoIi cos de estructum combustible. La ausencia de deteccion au tomatica de incendios u otra proteccion automatica deja el descubrimiento de un incendio a los vigilantes 0 al azar. Los edificios hist6ricos requieren atenci6n esmerada a los detalles para conservar la autenticidad historica, pero la experiencia de muestra que es posible proveer los niveles suficientes de pro teccion contra incendios para el edificio y seguridad para los empleados y visitantes manteniendo a1 mismo tiempo la cons truccion original 0 su aspecto hist6rico. 3S,39
Protecci6n de Edificios Hist6ricos contra Incendios Cada edificio 0 lugar hist6rico es linico y el proyectista debe en focar los meritos y problemas individualmente. Un plan de pro teccion contra incendios que cumpla sistematicamente las metas de seguridad contra incendios incluye compartimentacion, ami1isis estructural, alarma y comunicaciones, medios de salida, control del humo, e imp acto sobre la autenticidad. 38 La ad ministracion de la proteccion contra incendios de un edificio historico incluye • Examinar las condiciones fisicas y desarrollar un plan de defensa contra incendio • Incorporar sistemas automaticos de deteccion y alarma 0 sistemas fijos de extincion, 0 ambos
Chimeneas. Los conductos se deben examinar para bus car uniones de mortero deterioradas que puedan permitir que las chispas 0 el calor exeesivo entren en la armazon de madem u otros materia1es combustibles. Las chimeneas deben ser revesti dos y unirse de nuevo con mortero antes de usarse. Si el estado del conducto es dudoso, 0 no puede repararse sin afectar seria mente la estructura del edificio alrededor de la chimenea, en tonces no deberia usarse. Servicio Eh~ctrico. Los cableados electricos deben ser aproba dos. Los sistemas anbguos de cab1eados pueden incluir mate riales deteriorados, accesorios y conexiones que no cumplen con los codigos actuales. Un ingeniero 0 electricista licenciado debe inspeccionar y evaluar los circuitos y cableados electricos. Las partes inadecuadas 0 inseguras se deben reemplazar, y los fusibles y cortacircuitos deben estar rotulados para indicar que areas controlan. Incendios de Exposicion. EI plan de proteccion contra incen dios debe tener en cuenta la exposicion de la estructura a incen dios exteriores. Las estructuras dentro de arboledas 0 hierbas altas, 0 adyacentes a estas, a deben tener callejones contra in cendio y areas despejadas para proteger la instalacion de un in cendio forestal 0 de vegetacion. Otras estructuras cercanas pueden presentar una amenaza de incendio por exposicion cuando no existe espacio despejado suficiente para reducir la propagacion del incendio de una estructura a otm. Si el edificio historico es de construccion de estructura de madera, los techos y paredes resistente~ al fuego pueden ayudar a protegerlo, aunque los aleros, comisas y ventanas pueden todavia estar ex puestos. Los rociadores exteriores colocados estrategicamente en las aberturas de la'i ventanas, a11ado de las comisas y pare des combustibles, y sobre los techos combustibles ofrecen pro teccion. Las puertas contra incendio 0 compuertas de incendio que se cierran automaticamente en un incendio pueden proteger las aberturas en paredes de 1adrillo y mamposteria. La planeacion arquitectonica cuidadosa puede reducir al minimo el impacto de estos elementos de proteccion en la estructura 0 apariencia histoIica del edificio. Llamas Abiertas. Los museos en edificios hist6ricos usan chimeneas y estufas para la cocina y calefaccion y para crear la atmosfera deseada y con frecuencia usan velas y himparas (de aceite, gas y kerosen) para iluminacion. Cualquier llama es una fnente potencial de ignicion que debe ser protegida y super visada. Limpieza y Mantenimiento. La limpieza y mantenimiento son elementos vitales en la protecci6n contra incendio. EI desorden
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
y los desperdicios invitan al fuego. Los desperdicios y basuras se deben retirar regularmente y se debe supervisar el orden y limpieza exteriores. Los escombros, hierbas altas y hojas caidas que pueden causar la propagacion del fuego se deben eliminar. Extinci6n del Incendio. Generalmente hasta las comunidades pequefia5 tienen un departamento de bomberos, Sin embargo, 5i el edificio esta aislado 0 lejos de la estacion de bomberos, es prudente tener equipos de emergencia en el lugar y entre namiento del personal para su operacion. Los bomberos debe conocer la localizacion de los hidrantes 0 fuentes alternativas de agua como arroyos, rios, estanques 0 cisternas si no hay hidrantes disponibles y deben planear cuidadosamente como usar los recursos alternativos eficientemente. Seria prudente instalar un hidrante seco con la linea de suministro por debajo de la linea de congelacion de manera que los bomb eros puedan usar una fuente alternativa de agua.
Diseno Basado en el Desempeno El disefio de sistemas de proteccion contra incendios en edificios historicos requiere imaginacion e innovacion para reducir al minimo los efectos en la autenticidad. Un grupo que incluya un protesional con experiencia en proteccion de edificios histori cos, especialistas en conservacion, el propietario 0 adminis trador del edificio, y la autoridad competente, debe evaluar el edificio y considerar las alternativas aceptables. El grupo de planeacion puede determinar que los cOdigos y normas tradi cionales no proporcionan soluciones practicas para corregir las deficiencias en proteccion contra incendios. Para enfrentar este desafio, la NFPA 914 contiene alternativas basadas en el de sempefio que pueden ser aceptables para la autoridad compe tente. Tambien incluye estipulaciones para incluir sistemas de operacion de administracion como elementos aceptables del sis tema general de proteccion contra inccndios.
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas 1. Morris, 1., "Is Your Library Safe From Fire?," American School and University, Apr. 1980, p. 61. 2. McElroy, F. E. (Ed.), Accident Prevention Manualfor Industrial Operations, 7th ed., National Safety Council, Chicago, IL, 1974. 3. Factory Mutual Research Corp., Handbook ofIndustrial Loss
Prevention, 2nd ed., McGraw-Hill, Inc., New York, 1967.
4. McKinnon, G. P. (Ed.), Industrial Fire Hazards Handbook, 1st ed., National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1979. 5. Fire Protection Handbook, 12th ed., Table 80143, National Fire Protection Association, 1962, pp. 8~145. 6. Lathrop, J. K., "Building Under Construction," Fire Journal,
Vol. 68, No.5, 1974, pp. 37, 39.
7. Operational School Burning: Official Report on a Series of School Fire Tests, Conducted April 16 to June 30, 1959, by the Los Angeles Fire Department, National Fire Protection Associa tion, Quincy, MA, 1959. 8. Brannigan, F. L., "Fire Growth," Firehouse, July 1995,
pp. 80~85.
9. Juillerat, E., Jr., "The Hartford Hospital Fire," NFPA Quarter~v, Vol. 55, No.3, 1962, pp. 295~303. 10. Harvey, B., "Fire Hazards in Libraries: Part I-Clearing the Smoke," Library Security Newslettel; Vol. 1, No.1, 1975.
11. Firepro, Inc., Fire Defense Alternatives: Library ofCongress, Washington DC, 1977, unpublished report. 12. Building Firesafety Criteria. PBS P5920.9, Appendix D, 1979, Gcneral Services Administration, Washington, DC. 13. Marchant, E. W., "Fire Engineering Strategies," Fire Science and Technology, Vol. 11, Nos. 1-·2, 1991, pp. 13~19. 14. Zimmerman, C. E. (Ed.), Fire Alarm Signaling Handbook, NFPA SPP 82, 1987, National Fire Protection Association, Quincy,MA. 15. Fitzgerald, R. W., and Wilson, R., The Systems Techniquefor EvalUating Building Firesafeo; Worcester Polytechnic Institute, Worcester, MA, 1976. 16. Wilson, 1. A., "Fire Fighters." Museum News, Nov.lDec. 1989, pp. 68~72. 17. Kirsch, A., "Preserving Today's Treasures for Tomorrow," Fac tory Mutual Record, Vol. 76 . No.1, 1990, pp. 4~8. 18. Myller, R., The Design ofthe Small Public Library, Bowker, New York, 1966. 19. Thompson, G., The Museum Environment, Butterworths, Lon don, UK, 1978. 20. Brawne, M., Libraries: Architecture and Equipment. Praeger, New York, 1970. 21. Johnson, E. v., and Horgan, J. C., l'vIuseum Collection Storage. United Nations Educational Scientific and Cultural Organization, Paris, France, 1979. 22. Thomas, S. (Ed.), "Retrofitting with Sprinklers for Added Protec tion," Factory Mutual Record, Vol. 59, No.3, 1982, pp. 13~19. 23. Grant, C. C., P.E., "Life BeJond Halon," Fire Journal, Vol. 84, No.3,1990. 24. Shields, T. J., Dunlop, K. E .. and Silcock, G. W. H., "Manage ment Strategy to Establish Life Safety Equivalency for Historic Buildings," Fire Science and Technology, Vol. 11, Nos. 1~2, 1991,pp. 21~26. 25. U.S. Department of Labor, occupational Safety and Health Ad ministration (OSHA), Occupational Safeo' and Health Standards (29 CFR 1910), Subparts E & L. 26. Fennelly, L. J. (Ed.), Museum, Archive and Library Security, Butterworths, London, UK, 1983. 27. Cash, J., "Sophisticated System Protects Historic Museum," NFPA Journal, Vol. 86, No.5, 1992, pp. 63-67. 28. Fuhlrott, R., and Dewey, M .. Library Interior Layout and De sign, Saur, Munich, Germany, 1982. 29. Morris, 1., "Fire Protection tor the Library," The Construction Specifier, Oct. 1989. 30. Isner, M. S., "Fire in Los Angeles Central Library Causes $22 Million Loss," Fire Journal, Vol. 81, No.5, 1987. 31. Cutler, H. R., Engineering Analysis ofCompact Storage Fire Tests, Library of Congress, Washington, DC, 1979. 32. Chicarello, P. J., et aI., Fire Tests in Mobile Storage Systems for Archival General Services Administration, Washington, DC, 1978. 33. Lougheed, G. D., Mawhinney, J. R., and O'Neill, J., "Full-Scale Fire Tests and Development of Design Criteria for Sprinkler Pro tection for Mobile Shelving Units," Fire Technology, Vol. 30, No. 1,1994. 34. Underwriters Laboratories, Inc., "Report on Archives n Mobile High Density Shelving Fire Protection System." A copy ofthis re port, dated Nov. 30,1989, is available from the National Archives and Records Administration I NARA), Washington, DC 20408. 35. Cartwright, N. K., "Fire PrOlection at the New British Library," Fire Prevention, 203, Oct. 1987. 36. The United Kingdom Working Party on Fire Safety in Historic Buildings, Heritage Under Fire, Fire Protection Association, 1990. 37. Maxwell, I., "Fire Protectior. Measures in Scottish Historic Buildings," Fire Protection and the Built Heritage, Historic Scotland, Edinburgh, 1999, pp. 1~14. 38. Allwinkle, S., et aI., Techniccl/ Advice Note 11: Fire Protection Measures in Historic Buildings, Historic Scotland, Edinburgh, 1997.
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39. The Fire Proteetion Assoeiation, Technical Advice Note 14: The Installation ofSprinkler Systems in Historic Buildings. Historic Scotland, Edinburgh, 1998.
NFPA, C6digos, Normas y Practicas Recomendadas La consulta de los siguientes c6digos, nonnas y practicas recomendadas proporcionara infonnaci6n adicional sobre las ocupaciones de almace namiento discutidas en esre eapitulo. (Vcr la ultima versi6n del Catal ogo de la NFPA para conocer la disponibilidad de las cdiciones actuales de los siguicntes documentos.) NFPA 1, Fire Prevention Code NFPA 10, Standardfor Portable Fire Extinguishers NFPA 11, Standardfor Low-Expansion Foam NFPA 12, Standard on Carbon Dioxide Extinguishing Systems
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Recursos culturales
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NFPA 12A, Standard on Halon 1301 Fire Extinguishing Systems NFPA 13, Standardfor 'he Installation ofSprinkler Systems NFPA 14, Standardfor the Installation ofStandpipe, Private Hydrant, and Hose Systems NFPA 40, Standardfor the Storage and Handling ofCellulose Nitrate Film NFPA 45, Standard on Fire Protection for Laboratories Using Chemicals NFPA 70, National Electrical Code® NFPA 101®, Life Safety Code® NFPA 232, Standard for the Protection ofRecords NFPA 550, Guide to the Fire Safety Concepts Tree NFPA 600, Standard on Industrial Fire Brigades NFPA 909, Code for the Protection ofCultural Resources NFPA 914, Code for Fire Protection ofHistoric Structures NFPA 2001, Standard on Clean Agent Fire Extinguishing Systems
Revisada par
Jeffrey Moore
ste capitulo se refiere a la protecci6n contra incendios pam las operaciones de almacenamiento y las operaciones de los almacenes y bodegas. Debido a la naturaleza. cantidad y distribucion del inventario en estas ocupaciones. los incendios pueden desarrollarse bastante rapido hasta transformarse en UI!a condicion incontrolable. Es esencial el desarrollo y la imp le mentacion de un amplio plan de proteccion contra incendios. Las practicas modernas de almacenamiento estin dirigidas a maximizar el espacio disponible por medio del apilamiento a gran altura de los productos y, dejando un espacio minimo para el pasillo entre las pilas 0 estanterias. Como resultado. enormes cantidades de material se ubican con frecuencia en una unica area 0 edificacion donde puede ocurrir un incendio. Ademas, los contenidos de muchos almaccnes contienen grandes cantidades de plasticos. Los plasticos tienen el potencial para quemarse ra pidamente, tienen altas velocidades de liberaci6n de calor y ge neran grandes cantidades de productos de combustion. Este capitulo revisa los principios basic os de la proteccion contra incendios principalmente dentro del contexto de las nor mas de almacenamiento de la NFPA. En el se presenta una vision general de los elementos de proteccion contra incendios que ne cesitan un program a de proteccion contra incendios completo, los materiales mas relevantes y las ocupaciones de almacenamiento que presentan retos inusuales para la proteccion contra incendios. Este capitulo incluye la proteccion contra incendios para una amplia variedad de materiales y las distribuciones de almacena miento, pero no la proteccion de los materiales que presentan un riesgo de explosion. Para obtener informacion sobre estos temas, consulte los capitulos en este manual que tratan sobre aerosoles, agentes exp10sivos, productos quimicos, metales exoticos, fue gos artificiales, liquidos inflamables y combustibles y, gases.
E
NORMAS SOBRE
ALMACENAMIENTO DE LA NFPA
La NFPA ha desarrollado normas que presentan medios efecti vos para la preparacion de planes de proteccion contra incen dios para varios tipos de ocupaciones de almacenamiento. Estas inc1uyen la NFPA 230, Norma sobre Proteccion contra Incen dios de los Almacenamientos y la NFPA 13, Norma sobre la Ins-
Jeffrey \fOOTe. P.E., es ingeniero senior con Hughes Associates, Inc. en Cincinnati. Ohio.
[a!aciim ci,; Sfsri'7!1E de Rociadores. Los requisitos de protec cion contra incendiC's ':)am el almacenamiento general en inte rio;es. almaceCl.:unient(\ en estanterias, lIantas de caucho, pape1 e:1 r0!1os. alg0don ~b:clado y. otras mercancias han sido reuni d05 en estas dC's !l0I"L:2'S. La pfCI:ec.:i&r. ~0n~ incendios para los almacenes y las ocupacioTIe-s d.;' ax:'a;:-enamiemo comerciales dependen del tipo de almacenan:iCTI:i' Y Ole los merodos de almacenamiento. En la mayona de ii'S ~SC'5. ] as normas de proteccion contempian las areas de ,,!rr.aC:.;'::3.::::e,t:O con alturas de aim ace La !\TPA 13 incluye los requerimiem05 de ;':-t'l cecion contra incendios para almacena mienro de pn:>dt:.=~.;:>5 \:'1r!0S que no cumplen con estos criterios. Tipic3.lTICTI:e e 1 ~'f.rr!acenamiento de productos varios no su , de altura y es inherente a las principa pera 105 3. - ~.'" Ie., operacior::.;'s ;:::. :':il3. instalacion. Por ejemplo. las areas pequefias :.Eil;z.::~ ,::' .3.1·a el almacenamiento de partes a 10 largo de una linea de ~5:hlliDlajc. serian por 10 general consideradas como de al::nacerumie'1to incidental. La NFPA 13 describe los diferentes :i;-,-..;;. ..1e iilmacenamiento y la proteccion requerida con roci3li,)~"5. Las ncr::::3.5 de .l.lmacenamiento de la NFPA se basan en en sayos de ~'1:?CTIdi05 a ~scala real y en experiencias de perdidas amenor.;'s. L::.s lloc:r.as no incIuyen las distribuciones del alma cenamie::.ri' cua~dt~ ::10 estan disponibles [as datos de ensayo 0, cuando TIC' 5~ Sacar conclusiones a partir de 1a extrapo 1aci6n de los datos disponib1cs, de los criterios 0 de la experien a1 I ector verificar 1a informacion especifica cia. Se Ie con la norma :!p!'opiad a de almacenamiento. Para las distribu ciones de! ah'1l3Cenami.:nto que estan fuera del a1cance de un do cumento de la J',IfPA, deben utilizarse los criterios de ingenieria y de orras fuentcs. Sin embargo, los documentos sobre a1ma;;;.:namiento de la NFPA y este capitulo resumen los conceptos basicos de I" proteccion contra incendios para opera ciones de a1macenamir:nto y, pueden proporcionar una orienta cion cuando no estin d isponibles las normas especificas.
PRO"rECCION CON
ROCIADORES AUTOMATICOS
En general, la proteccion con rociadores automaticos, comp1e mentada por las operaciones manuales de 1ucha contra incen dios junto can las pra.::ticas seguras de almacenamiento y de orden y 1impieza, son un medio de proteccion contra incendios comprobado, efectivo y practico. Los sistemas que se disefian,
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
instalan y mantienen apropiadamente realizaran las tareas para las cuales est{m destinados. Sin embargo, no puede esperarse que un plan de protecci6n contra incendios que incorpore un sis tema de rociadores inadecuado, defectuoso 0 parcial produzca buenos resultados. La tecnologfa de los rociadores proporciona tres enfoques basicos para la protecci6n contra incendios de las operaciones de almacenamiento. Estos inc1uyen la utilizaci6n de (1) rociadores pulverizadores, (2) rociadores de gota grande y, (3) de supresi6n temprana y de respuesta rapida (ESFR). Tipicamente la catego ria de los rociadores pulverizadores incluye los rociadores de ori ficio normalizado, de orificio grande y, de orificio extra grande (ELO). Los rociadores de respuesta normalizada 0 de respuesta nipida, cualquiera de los dos, estan permitidos. Los rociadores de gota grande producen gotitas de agua mucho mas grandes que penetran mejor el penacho del fuego y llegan hasta el asenta miento del fuego. EI rociador ESFR, el cual tiene incorporado un elemento operativo de respuesta rapida y un orificio grande, des carga cantidades considerables de agua sobre el fuego mientras este tiene todavfa un tamano relativamente pequeno. Actualmente el rociador ESFR es el Unico rociador cuyo prop6sito es el de apa gar un fuego. El rociador pulverizador y el rociador de gota grande tienen el prop6sito de controlar el fuego hasta que llegue el equipo de respuesta de lucha contra incendios. Consulte los ca pftulos sobre rociadores para obtener discusiones mas detalladas, relacionadas con los diferentes tipos de rociadores disponibles
MEDIOS SUPLEMENTARIOS DE
PROTECCION CONTRA INCENDIOS
PARA LOS ALMACENES
Considerados como la linea principal de defensa contra el fuego en las ocupaciones de almacenamiento, los rociadores automa ticos no son el Unico metodo de protecci6n necesario. Aunque con frecuencia los rociadores extinguen el fuego, la mayoria de los sistemas de rociadores estan disenados para controlar el fuego por un periodo de tiempo detenninado. Otras medidas, tales como los sistemas de mangueras, los extintores portatiles, y las operaciones manuales de lucha contra incendios, deben complementar al sistema de rociadores.
Mangueras Grandes y Pequenas Los almacenes con un area moderada que estan cerca de los hi drantes no presentan problemas especiales en la supresi6n de in cendios. Pero cuando la dimensi6n mas pequefla de un almacen supera los 61 m (200 pies), puede ser dificil que los tendidos de las mangueras Ueguen desde los hidrantes publicos hasta el cos tado mas alejado de la edificaci6n. Por 10 tanto, adquiere impor tancia la ubicaci6n de hidrantes privados alrededor del perimetro, con puertas de acceso al almacen que esta cerca a ellos. Es comUn en tales situaciones, una separaci6n de 76 m (250 pies) entre los hidrantes privados. La NFPA 24, Norma sobre la Instalacion de Tuberfas Principales y sus Aeeesorios para Servicios Privados contra Ineendias, proporciona orientaci6n sobre la cantidad y ubicaci6n de los hidrantes. Las mangueras pequeftas que se usan
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en interiores se recomiendan para edificaciones que tienen un al macenamiento de pilas a gran altura 0 en estanterias, para que los ocupantes las utilicen cuando hay fuegos incipientes. Su alcance relativamente bueno y el abastecimiento de larga duraci6n las hace mas efectivas en ciertas situaciones, que los extintores por tatiles de incendio. Sin embargo, no eliminan la necesidad de contar con extintores porta tiles.
Extintores Portatiles de Incendio Los extintores portatiles de incendio deben ubicarse a 10 largo de las propiedades. Estos pueden ser efectivos durante las etapas in cipientes del fuego, si el incendio es detectado pronto y el ope rador esta entrenado apropiadamente. La NFPA 10, Norma sabre Extintores Portatiles de Incendio, proporciona orientaci6n en la selecci6n de los tipos y tamafios de losextintores de incendios y, su ubicaci6n apropiada. Cerca de la mitad de los extintores por tatiles de incendio se encuentran en areas de almacenamiento donde hay disponibles lineas fijas de mangueras pequenas las cuales llegan a todas las zonas en el area de almacenamiento.
Lucha contra Incendios Incluso con un control adecuado del fuego por medio de rocia dores, la lucha manual contra incendios de los almacenamientos presenta retos siguificativos. La pulverizaci6n proveniente de los rociadores operativos debe alcanzar, rodear y generalmente controlar el fuego, haciendo mas segura la evacuaci6n de los ocupantes. Sin embargo, mientras la combusti6n continua, los bomberos deben enfrentar el humo y el vapor que se generan. A medida que la descarga del rociador genera vapor, la visibilidad tiende a disminuir. Otros aspectos de la lucha manual contra incendios inclu yen el acceso a los fuegos localizados en las cabeceras de las es tanterias a gran altura, lograr el acceso a traves de los pasillos bloqueados por el almacenamiento que ha colapsado y, la remo ci6n de articulos quemados, tales como balas de fibra 0 llantas de caucho, los cuales no sc extinguen facilmente. Un sistema de protecci6n contra incendios bien planeado debe simplificar las tareas de la lucha manual contra incendios. Las alarmas auto mliticas que Uegan al departamento de bomberos desde los sis temas de rociadores en operaci6n, as! como los hidrantes adecuados, el acceso de emergencia las 24 horas, la indicaci6n sonora/visual del sistema de rociadores que esta operando, la identificaci6n clara de las valvulas de los rociadores, los hi drantes, las estaciones interiores pequenas de mangueras y las conexiones de la bomba del departamento de bomberos, contri buyen en su totalidad a que las operaciones de lucha contra in cendios sean exitosas. Las inspecciones y la planeaci6n previa a un incidente se recomiendan tirmemente. La NFPA 600, Norma sabre las Brigadas Industriales contra Incendias y, la NFPA 1620, Praetieas Recomendadas para la Planeacion Previa de Incidentes, proporcionan una orientaci6n adicionaL
Organizacion de Emergencias en las Plantas Un plan bien organizado es esencial para manejar exitosamente
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las emergencias de incendio. Incluso si el plan para la operacion de un almacen pequeno designa a un individuo para que notifi que al departamento publico de bomberos y utilice un extintor portatil de incendios, deben tomarse las decisiones para identifi car al individuo y, determinar como se deben llevar a cabo estas tareas. Las propiedades mas grandes con frecuencia autorizan las asignaciones para comunicaciones, la utilizacion de extintores de incendios y mangueras pequenas, la revision de la condicion de las valvulas, la operacion de las bombas, aconsejar a los bombe ros que responden a la emergencia, las operaciones de salva mento y mas. La NFPA 600 proporeiona orientacion sobre la organizacion, los dcberes y eI entrenamiento de dichas brigadas.
Prevenci6n de Incendios El papel en roll os, el papel de desecho embalado y otros matc riales similares se inflaman facilmente por fuentes de ignicion de baja energfa. Los productos en envases, cajas 0, los materia les plasticos del empaque pueden requerir una fuente de ignicion mas grande, pero aun as! se queman con tasas elevadas de libe racion de calor. Los esfuerzos de la prevencion de incendios para eliminar las fuentes comunes de ignicion son el metodo mas efectivo para limitar las perdidas ocasionadas por el fuego en al macenes y en ocupaciones de almacenamiento. Entre las causas principales de incendios en instalacione8 de almacenamiento se encuentran los incendios ocasionados in tencionalmente (la principal causa); las llamas abiertas; la ex posicion a un incendio desde otra estructura en una propiedad diferente; el funcionamiento inadecuado 0 las falIas en el equipo electrico de distribucion, particularmente el cableado; las causas naturales, particularmente los rayos y el calentamiento esponta neo 0 las reacciones qufmicas; y el equipo de calefuccion. Las igniciones de llama abierta son inducidas por las hogueras y otros fuegos abiertos pero tambien incluyen las antorchas y otros trabajos en caliente, los rescoldos 0 cenizas calientes y los fos foros (excluyendo los incendios ocasionados intencionalmente 0, los incendios ocasionados por nifios).! Algunas causas comunes de incendios en areas de aim ace namiento incluyen fumar, el equipo eleetrico, los camiones in dustriales (de gasolina, gas LP, diesel 0, energia electric a) y, las chispas provenientes del corte y soldadura por llama de gas. Es preferible unir las estanterias de acero por medio de tornillos y no eon soldadura, esto evita el corte por llama de gas durante un posible desmontaje en el futuro. Las chispas del corte y solda dura tienden a iniciar el fuego mas alia del alcance del equipo portatil adecuado de lucha contra incendios.
INSTALACIONES ESPECIALES
DE ALMACENAMIENTO
Operaciones de los almacenes y del almacenamiento
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Los productos farmaceuticos, los antibioticos y los produc tos quimicosinestables tambien pueden requerir un almacena miento refrigerado. Dependiendo de los productos 0 procesos involucrados, las temperaturas de los almacenes y bodegas refrigerados pueden a1canzar una temperatura minima de - 46°C (-50°F). A pesar de las bajas temperaturas. los almaeenes y bodegas refrigerados no son inmunes a los riesgos de incendio. De hecho, las bajas tem peraturas presentan problemas inusuales en la prevencion y con trol de incendios, los cuales pueden agravarse por los almacenes ybodegas ubicados lcjos de los sistemas municipales de distri bucion de agua. Los materiales combustibles en tales almacenes incluyen e1 aislamiento con corcho 0 plastico expandido; las ta rimas, estibas (pallets), las cajas y las eestas de madera; los con tenedores de carton de fibra, las envolturas de papel y tela; los contenedores y las cajas de plastico y los materiales impregna dos de grasa. Todos presentan un riesgo poteneial para que ocu rran grandes perdidas materiales.
Construcci6n. Los almacenes y bodegas refrigerados pueden construirse de material combustible, no combustible 0 con una combinacion de ambos. La tendencia actual es construir edifi caeiones mas grandes y de mayor altura en las cuales las estan terias de almacenarniento automatizadas son unidades estructurales que soportan los muros y los techos de los edifi cios. Tal construccion es aceptable si la estructura de las estan terfas soporta el viento y las cargas de nieve. Aunque en sf mismos los materiales estructurales no son combustibles, estos edificios deben tener instalaciones adecuadas de roeiadores para proteger tanto a la estructura como al material almacenado. Cuando se intlaman grandes cantidades del aislamiento de cor cho yio espuma, e8tos pueden arder fuera de control, generando temperaturas 10 suficientemente altas como para deformar el acero y causar un colapso estructural. La espuma de pohuretano, ya fuere en laminas 0 espumada en el lugar,y la espuma de poliestireno son dos materiales co munes de aislamiento. Cuando se cmplean en paredes 0 cielos rasos, estos materiales deben estar protegidos por una barrera termica aprobada 0 por una capa de revoque de cemento de 12,7 rom (Y2 pulg.) sobre listones de metal unidos ala estructura del edificio. Para el poliestireno, la balTera tambien puede ser de hojas de fibra prensada de yeso Tipo X 0 de madera laminada re tardadora de incendios de 19 mm (0/. pulg.) fijadas ala estruc tura. Para cumplir con las normas sanitarias, estas barreras termicas deben cubrirse con una capa de acabado lavable apro bado por el Department ofAgriculture de los E.U.A(USDA). Si estas se utilizan en el piso, el aislamiento debe cubrirse con con creto y la junta entre el pi so y el muro debe estar provista con una moldura 0 zocalo. Deben proveerse rociadores automaticos por debajo de los cielos rasos suspendidos y el espacio por en cima del cielo raso debe estar protegido contra la propagacion del fuego y tener rociadores si es combustible.
Almacenamiento Refrigerado Los almacenes y bodegas refrigerados se utilizan principalmente para el almacenamiento extendido de productos alimenticios a temperaturas que evitan 0 retardan el dana de los mismos.
Gases Refrigerantes. Los gases refrigerantes presentan dos riesgos basicos: la toxicidad y la inflamabilidad. Los rociadores son muy efectivos para rnitigar estos riesgos debido a que la pul verizacion diluye, dispersa y enfrfa los gases que escapan.
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Sistemas de protecci6n para c/ases de ocupaciones
Distribuciones del Almacenamiento. Como en otros almace nes y bodegas, las distribuciones del almacenamiento en los al macenes refrigerados pueden ser a granel, en pilas s6lidas, en tarimas, estibas (pallets) 0 mediante estanterias (racks), siendo el almacenamiento a granel el que tiene un uso minimo. Una ex cepci6n para es1a distribucion es el almacenamiento en ganchos de los productos cfunicos y de las aves de corral mientras esUm en espera de un procesamiento posterior. Este m6todo de alma cenamiento presenta un riesgo de incendio minimo debido a las bajas temperaturas ya la auscncia de empaques combustibles.
Practicas de Orden y Limpieza. La limpieza en los almacenes refrigerados es usualmente excelente debido a la posibilidad de una contaminacion. Protecci6n con Rociadores. Un almacen refrigerado deberia estar protegido por un sistema adecuado de rociadores. El mismo disefio del sistema de rociadores utilizado para las edifi cacioncs no refrigeradas es apropiado para esta ocupacion, ex cepto que debe disefiarse para evitar que se congele. Los sistemas de di6xido de carbono por inundaci6n total 0 de es puma de alta expansi6n no son alternativas aceptables para los rociadores automatic os. En los cuartos frios y en los enfriadores, los sistemas de rociadores tipo accion previa operados electri camente son preferibles a los sistemas de tuberia seca. En los congeladores 0 sectores de espera, los sistemas deben combinar las caracteristicas de los sistemas diluvio y de tuberia seca. En este sistema, un orificio de 3,2 mm e/s pulg.) en una derivacion (bypass) mantiene la presi6n del agua debajo de la valvula de tu beria seca. Una valvula diluvio mantiene cerrado el suministro principal de agua. Un sistema de detecci6n de incendios inde pendiente activa el6ctricamente la valvula. Cuando se emplean sistemas de almacenamiento en estan terfas en altura (high-racks), es necesario utilizar rociadores para estanterias (in-racks) disefiados para llegar hasta los espacios que los rociadores del techo no pueden a1canzar. Deben tomarse medidas para la descongelacion y el drenaje despues de la acti vaci6n del sistema. Todos los rociadores ubicados en los almacenes y bodegas refrigerados deben disefiarse e instalarse de acuerdo con la NFPA 13. Deben estar disefiados de modo que puedan inspeccionarse y desarmarse facilmente para retirar los tapones de hielo. La combinaci6n del sistema de diluvio de tuberia seca ayuda a evitar la forrnaci6n de hielo debido al disparo accidental de las valvulas de tuberia seca. Cuando se emplec esta combinaci6n, I. El sistema de tuberia seca debe conectarse a la valvula di luvio. 2. El area protegida no debe superar los 3716 m2 (40 000 pies 2). 3. La distancia entre las valvulas debe ser 10 mas corta posible. 4. La camara entre la valvula diluvio y Ia de la tuberia seca, debe estar presurizada desde el lade dcl suministro de la valvula diluvio. 5. En Ia valvula de tuberia seca debe instalarse una valvula es ferica aprobada de drenaje. Dispositivos de detecci6n de calor localizados apropiada
mente en e1 area protegida de ben operar automaticamente la val vula dc diluvio. Es preferible una valvula de diluvio activada el6ctricamente. En todas partes debe utilizarse equipo aprobado y todo el equipo electrico debe ser compatible. La tuberia conectada a los dispositivos activados por calor debe ser supervisada. La tube ria de control debe disponerse de modo que tanto la perdida de presi6n de aire del sistema de rociadores como la operaci6n de un dispositivo activado por calor ocurran antes de que entre en funcionamiento el mecanismo disparador de la valvula diluvio.
Muelles y Embarcaderos Con frecuencia los almacenes y bodega." forman parte de las su perestructuras de los muelles y embarcaderos. Pueden llamarse "cobertizos" y, en los mueHes, pueden proyectarse a grandes dis tancias sobre el agua. Comparten las mismas caracteristicas ge nerales que las de otros almacenes y bodegas, pero presentan mas problemas de protecci6n y supresi6n de incendios. Entre 6stos se encuentran los accesos reducldos para los vehiculos del departa mento de bomberos que tienen su base en tierra firme, la natura leza usualmente combustible de sus subestructuras, las cuales pueden estar expuestas a residuos flotantes en llamas 0, a liqui dos inflamables; el peJigro de que las tuberias principales de su ministro de agua se congelen y, el riesgo de que las embarcaciones colisionen con los muelles. Es mas favorable que las mercancias tiendan a estar apiladas a baja altura debido a la naturaleza tem poral y de traslado del almacenamiento, es decir, desde la embar caci6n hasta la orilla 0, desde la orilla hasta la embarcaciOn. La NFPA 307, Norma sobre la Construccion y Proteccion contra Incendios de los Terminales Marinos, lvfuelles y Embar caderos, requiere un suministro de agua tanto para los chorros de mangueras como para los sistemas de rociadores, que este disponible minima durante 4 horas (alrededor del doble del re quisito usual).Para proteger la parte inferior de una subestruc tura combustible, los rociadores deben ser rociadores colgantcs normalizados en posici6n vertical hacia arriba 0, rociadores de estilo antiguo en posici6n vertical para humedecer la superficie inferior de la subestructura. La limitaci6n del area entre los muros cortafuegos trans versales en un muelle es deseable. Esto hace que estas paredes sean continuas con los muros cortafuegos de la subestructura, los cuales, a su vez, deben extenderse hasta las aguas bajas. Los muros deben estar separados por una distancia no superior a 137 m (450 pies). Bajo una subestructura combustible, los cortafue gos transversales deben estar espaciados por una distancia no superior a 45 m (150 pies).
Garajes de Almacenamiento Los vehiculos a motor, incluyendo los autom6viles y los camio nes en "almacenamiento muerto," estan guardados en garajes de almacenamiento 0 a la intemperie. Los incendios en vehfculos individuales pueden ser severos debido a que general mente su tapiceria se quema rapidamente y, a su contenido de gasolina 0 aceite diesel. Sin embargo, la carga de fuego total del edificio es moderada, ya que la considerable cantidad de metal en los vehf culos absorbe calor y, el peso promedio de los combustibles por
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unidad de area no es elevado. De acuerdo con la NFPA 88A, Norma sobre Estructuras de Estacionamiento, los garajes de almacenamiento y las estructu ras de estacionamiento encerradas (no las estructuras de esta cionamiento al aire libre) necesitan protecci6n con rociadores automatic os si se encuentran en s6tanos, en edificios de mas de 15 m (50 pies) de altura con conjuntos combustibles del techo al suelo 0, dentro 0 debajo dc edificios utilizados para otros pro p6sitos, tipicamente los edificios de apartamentos de altura, los hote1es 0, las oficinas. En e1 ultimo caso, una alternativa para los rociadores es un sistema de detecci6n de humo supervisado, combinado con un sistema de ventilaci6n mecanica capaz de ex traer el humo. La distribuci6n de liquid08 combustibles infla mables desde los tanques subterraneos es algunas veces una earacteristica del interior de dichos garajes. Las bombas deben estar al nivel de la calle dentro de una distancia de 15 m (50 pies) de la salida 0 entrada de un vehiculo. (Consulte la NFPA 30, COdigo de Liquidos Injlamables y Combustibles}.Muchos c6digos de edificios requieren la protecci6n con rociadores au tomaticos en los garajes publicos de estacionamiento no com bustibles y resistentes al fuego que cxcedan ciertas areas y / 0 alturas, por 10 que deben consultarse los c6digos aplicables.
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el calor y, el acceso para combatir el fuego. La protecci6n con rociadores automaticos instalada bajo los pisos y cielos rasos construidos, es vital para proteger al almacenamiento combus tible y al personal asociado. La NFPA 520, Norma sobre Espa cios Subterrimeos, proporciona los requisitos minimos para el disello, operacion y mantenimiento de los espacios subterraneos desarrollados, para garantizar la seguridad de la vida hurnana y de la propiedad cuando hay incendios y riesgos similares.
Estructuras Soportadas por Aire Para los almacenamientos en ubicaciones temporales 0 remotas, tales como los sitios en construccion 0, como un edificio adjunto de bajo costo para edlficios convencionales mas permanentes, algunas veces se utilizan las grandes estmcturas soportadas por aire (Figuras 11.13.1 y 11.13.2). Estas estmcturas son envoltu ras de tela recubiertas de plastico que parecen globos y se man tienen rigidas por la baja presi6n positiva interna del aire. Cuando se utiliza para almacenamiento, la estructura puede tener distribuidos muelles de carga, tales como esclusas neurna ticas con puertas electricas enrollables. Las estmcturas con un
Edificios de Almacenamiento Aislados Algunos almaccnes y bodegas de gran valor son necesari08 s610 por algunos afios, tales como los que se emplean para proyec tos de construcci6n en areas remotas. A veces, estos almacenes pueden contener grandes cantidadcs de equipamiento electrico y electronico, alambres, cables, artefactos, accesorios de tube rfas y as! sucesivamente. Los 8iti08 experimentales 0 de mineria tambien pueden tener grandes almacenes. Estas areas remotas con frecuencia carecen de tuberias principales publicas de agua 0, de departamentos de bomberos, haciendo que la protecci6n privada adecuada sea mas costosa. Varios factores deben ser 80 pesados, tales como determinar si el edificio es critico 0 no para el proyecto y, el tiempo necesario para reemplazar los conteni dos vitales. Las normas y los cOdigos de construccion no se apli can de manera rigida en estas situaciones. Una decision conveniente podria ser la de separar los almacenes no protegi dos en unidades pequefias, para proporcionar una protecci6n pri vada total y completa 0, comprometerse y utilizar sistemas de protecci6n con un suministro de agua limitado. El aumento en la vigilancia de los servicios de guardia, de limpieza y manteni miento, y el control para no fumar deben acompafiar cualquier protecci6n fisica intermedia.
FIGURA 11.13.1 Una trpica estructura de un almacEln adecuado para los prop6sitos de almacenamiento (Fuente: Air Structures American Technologies, Inc.)
Almacenamiento Subterraneo Los grandes almacenes y bodegas subterraneos pueden ofrecer ventajas para la conservaci6n de energia, porque las cavemas de roca tienen una tcmperatura casi constante. En los Estados Uni dos, algunas cavemas han almacenado gas comprimido y algu nas minas viejas han almacenado discos? Las cuevas que han sido desarrolladas para funcionar como almacenes inc1uyen protecci6n con rociadores automaticos. En general, los problemas de las estmcturas subterraneas incluyen las salidas, las aberturas de ventilacion para el hurno y
FIGURA 11.13;2 Interior de un almacEln soportado poraire de 30 x 91 m (100 x 300 pies) donde se muestra el almacenamiento (Fuente: Air Structures American Technologies)
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ancho 0 un diametro inferior a 46 m (150 pies) debcn cumplir con la NFPA 102, Norma sobre Tribunas, Asientos Plegables y Telescopicos, Carpas y Estructuras de ii1embrana, la cua! trata sobre la resistencia del viento, fuerza, distribucion de cargas y presurizacion de las estructuras soportadas por aire. La tenden cia a utilizar un sistema de redes de arneses de cables para en capsular la envoltura en todas las direcciones, aumenta la estabilidad de la estructura durante las cargas debidas al viento. 3 Como estas estructums no soportan las tuberias 0 el cableado suspendido, no puede cumplirse con la necesidad habitual de ins talar sistemas automaticos de control de incendios. Por 10 tanto, no son adecuadas pam el almacenamiento a largo plazo de mate riales de gran valor 0 altamente pe1igrosos. Cuando los motivos para utilizar estas estructuras son poderosos, se prefieren las uni dades mas pequenas separadas, en lugar de una estructura grande.
CONSTRUCCION Cualquier edificio, almacen u otra instalacion importante, me rece una construe cion durable resistente al viento y a las cargas de nieve. Muchos tipos de construccion cumplen estos criterios pero son combustibles 0 vulnerables a las temperaturas del fuego. Practicamente, los rociadores automaticos son siempre necesarios para proteger los contenidos almacenados y para compensar estos riesgos. Los edificios usados tanto para la fabricacion como para el almacenamiento deben tener un buen muro de barrera, preferi blemente, un verdadero muro cortafuegos entre estas areas, ya que e1 mayor riesgo en el area de fabricacion expone al material altamente valioso en el area de almacenamiento a los efecios da ninos del fuego. Las particiones contra incendios deben separar las areas adyacentcs incidentales, tales como una caldera, la ma quinaria 0 los cuartos de mantenimiento. Las columnas de acero dentro de las estanterias de alma cenamiento de mis de 4,6 m (15 pies) de altura que no tienen rociadores entre las estanterias requieren los medios de pro teccion contra incendios adicionales descritos en la NFPA 13 y laNFPA230.
OPERACIONES DE LUCHA CONTRA
INCENDIOS DE BODEGAS Y
PLANEACION PREVIA AL INCIDENTE
La siguiente informacion esta dirigida principalmente a los ofi ciales de las brigadas contra incendio y, a los oficiales publicos contra incendios quienes deben desarrollar e implementar un plan previo al incidente para un almacen. Tambien ayudara a los oficiales contra incendios cn las posiciones de comando, quie nes son los responsables de las decisiones tactic as y estrategicas tomadas en ellugar del inccndio. Como la proteccion con rociadores automaticos es la mas efectiva y, en muchos casos, es el unico metodo que controla con exito un incendio en un almacen, todas las operaciones de lucha contra incendios deben estar dirigidas para apoyar al sis tema de rociadores cuando este esta presente. Este soporte no
solo aumenta la posibilidad de controlar el incendio sino que tambien aumenta al maximo la seguridad de los bomberos, ya que no es necesario que los bomberos se expongan a los riesgos de un ataque del fuego en el interior. Despues de que se haya estab1ecido el apoyo efectivo para los rociadores, la emergencia producida por el incendio puede considerarse estabilizada. Esto proporciona el tiempo suficiente para organizar cuidadosamente una operacion de supresion del fuego segura y exitosa. Ademas, los rociadores hacen ganar tiempo y ayudan a aumentar al maximo la seguridad y la efccti vidad operacional (las operaciones apresuradas de lucha contra incendios no son solamente desorganizadas sino tambien inse guras y poco efectivas). El exito total de una operacion de lucha contra incendios de un almacen esta determinado mucho antes de que sea visible la primera senal de humo (de hecho, este csta determinado antes de que ocurra la ignicion real). El exito de la operacion se deter mina a medida que se desarrolla en el almacen el plan previo al incidente. El plan previo al incidente debe ser un esfuerzo de coope racion entre el propietario de la edificacion, los cquipos para emergencias de la planta y, e1 departamento publico de bombe ros que se espera responda al incendio. Otras agencias tambien pueden proporcionar un aporte valioso al plan previo al incen dio. Estas agencias inc1uyen las fuerzas de seguridad de la planta, el personal de ingenieria de la planta, las compafiias de servicios publicos y, la aseguradora.
Desarrollo de un Plan Previo al Incidente EI proceso de planeacion previa al incidente empieza con una vi sita al almacen. Deben hacerse los arreglos necesarios con el propietario de la edificacion para que alguien con un conoci miento operativo de la instalaci6n y de su funcionamiento, este disponible para acompanar a los representantes del departa mento de bomberos durante la visita. Los propietarios del edifi cio deben cooperar totalmente con el departamento publico de bomberos cuando ell os desarrollen un plan previo al incidente. Deben suministrarse los dibujos y los diagramas arquitect6nicos de la instalaci6n que muestran la distribucion, la construccion, las configuraciones del almacenanliento, el disefio de los siste mas y, el equipo de proteccion contra incendios, para ser exa minados antes de la visita. EI proposito de la visita es reunir la informacion que senft utilizada por el departamento de bomberos para predecir el tipo anticipado de incendio y las posibles complicaciones que se pue den encontrar durante las operaciones de supresion del fuego. La informacion recopilada debe incluir por 10 menos 10 siguiente: • La evaluaci6n del tamafio de la edificacion y las caracteris ticas de construccion para determinar e1 efecto probable del fuego. Por ejemplo, un tccho soportado por vigas de enre jado de barras 0 por armaduras de acero puede esperarse que colapse tempranamente durante un incendio serio. • La ubicaci6n de los muros cortafuegos, barreras cortafue gos y puertas cortafuegos que separan el area de almace namiento de las operaciones circundantes. Estos deben revisarse para determinar que funcionan adecuadamente ya
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que debe dependerse de ellos durante una emergencia para inhibir la propagacion del fuego. • La identificacion de los productos almacenados dentro del almacen. El conocimiento de sus caracteristicas de com bustion es esencial. Por cjemplo, los productos en aerosol que se estin quemando, los liquidos inflamables 0 los ma teriales simi lares pueden estar mas alIa de las capacidades del sistema de rociadores. • La determinacion del metodo de empaque de los materia les en el almacen. Por ejemplo, puede esperarse que las cajas de cart6n colapsen rapidamente dentro de los pasillos y, tambien puede esperarse que las correas plasticas que su jetan los materiales a las tarimas 0 estibas se derritan rapi darnente. • La identificacion del metodo de almacenamiento, por ejem plo, cstanterias, pilas s6lidas en el pi so 0 paletizadas. • La evaluaci6n de los niveles normales y maximos de alma cenamiento. Los niveles de la mercancfa deben evaluarse en cuanto a su estabilidad relativa entre una estacion y otra. Los planes previos a los incidentes deben estar basados en el peor caso posible. Por ejemplo, el peor caso de incendio en un al macen por departamentos ubicado en un almacen, puede ocurrir en septiembre 0 en octubre cuando toda su capacidad esta ocupada con la mercancia para las vcntas navidefias. • La determinacion del tipo y disefio de los sistemas de ro ciadores automaticos. La obtencion de la informaci6n com pleta sobre la capacidad de los sistemas de rociadores es muy importante de modo que esta puede compararse con los riesgos que plantea el almacenamiento en el almacen. • La determinacion del flujo y presion minimos requeridos para el abastecimiento de los sistemas de rociadores. Para evaluar la adecuacion de los suministros de agua disponi bles, deben conocerse las demandas de abastecimiento de agua para los rociadores. Si el suministro de agua es inade cuado, los rociadores no tendran un desempefio de acuerdo eon su disefio. Si los resultados actuales del ensayo de su ministro de agua no estan disponibles, deben realizarse los ensayos para obtener informacion actualizada. • La identificacion del tipo y cantidad de suministros dc agua disponibles para la proteccion contra incendios y, la infor macion sobre como poner en marcha las bombas de incen dio de modo que los bomberos puedan encenderlas manual mente, si es necesario. • La ubicacion de los hidrantes publicos y las conexiones de los rociadores del departamento de bomberos. Los vehicu los eontra ineendios no deben robar agua desde los sistemas de rociadores al conectarse a los hidrantes del terreno que rodea al edificio. La ubicacion de los hidrantes publicos ade cuados y de las fuentes estaticas de agua para abastecer a los vehiculos contra incendios debe ser 10calizada y evaluada. • La distribucion de las tuberias verticales interiores y de las conexiones de las mangueras. i,Estas reciben alimentacion de los rociadores suspendidos? i,Pueden permaneeer en ser vieio cuando los rociadores esmn apagados ? Todas las co nexiones de las mangueras deben tener las mismas roscas de manguera que el departamento publico de bomberos. • La evaluacion del tipo, capacidad y metodo de operacion de todas las instalaciones de las aberturas de ventilacion
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manuales 0 automatieas para el humo y el calor. (,Como pueden activarse los vcntiladores de extraccion? (,Como esta distribuido el suministro de energia a los ventiladores? (,Se perdera energia cuando la energia electrica para el al macen se paralice durante una emergencia? • La determinacion de los medios principales y aiternos de ac eeso al alrnacen. l Cmlles caracteristicas de seguridad hacen que el acceso sea mas dificil? lLos guardias de seguridad 0 los perros de seguridad se encuentran normalrnente en el al macen despues de las horas normales de trabajo? • La determinacion del tipo de entrenamiento provisto para la organizacion de emergencia de la planta. Tambien la eva luacion de cuantQs miembros estaran disponibles durante un ineendio y, los procedimientos que seran seguidos por ellos durante un incendio. • La evaluacion de los tipos de equipos manuaies de protec cion contra incendios disponibles para la organizacion de emergencia de la planta y, determinar si el departamento publico de bomberos puede 0 no utilizar este equipo. • La evaluacionde las practicas generales de almacena miento en la edificacion. i,Las pi1as esmn limpias y orde nadas? i,Estas estin sucias y en des orden, indicando que las practicas de orden y limpieza son malas, 10 cual conduce a una rapida propagaci6n del fuego? • La investigacion del almacenamiento en los pasillos. In c1uso el almacenamiento conocido como temporal bloquea el acceso a los pasillos durante una emergencia y puede causar que el incendio Ilene rapidamente los espacios a tra yes de los pasillos. • La determinacion del equipo disponible para la manipula cion de materiales durante las operaciones de revision, para saear la mercancfa fuera del edificio. i,Los empleados esta ran disponibles para operar el equipo 0, deben entrenarse los bomberos para utilizar el equipo? Despues de haber reunido esta informacion basica, co mienza el desarrollo del plan real previo al incidente. El plan, por supuesto, debe desarrollarse junto con el propietario de la edificacion de modo que todo el mundo conozca sus responsa bilidades especificas durante un incidente de emergencia. Los empleados y la organizacion de emergencia de la planta deben recibir instruccion sobre los procedimientos para reportar un in cendio, para asegurarse de que los empleados sean evacuados, para hacer revisiones que aseguren que las valvulas de los ro ciadores estin abiertas y, para cerrar las puertas cortafuegos evi tando la propagacion del fuego.
Consideraciones Estrategicas de la Lucha contra Incendios La estrategia empleada para combatir los incendios estructurales es la de confinar el fuego al area mas pequefia posible despues de la Ilegada de la primera unidad del departamento de bomberos. En la mayoria de los casos, esto siguifica confinar el fuego al cuarto 0 a1 compartimiento de origen. Inc1uso en las grandes edi fieaciones comerciales, los bomberos pueden depender usual mente de un cierto grado de compartimentacion para retrasar al menos la propagaci6n e intensidad del fuego. Cuando la com
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partimentaci6n fimciona segun 10 previsto, los incendios son "simples" fuegos donde se quema un cuarto y su contenido. Desafortunadamente, los almacenes y bodegas modernas carecen con frecuencia de tal compartimentaci6n. Son comunes los almacenes con varios cientos de miles de pies cuadrados (9290 m 2 equivalen a 100 000 pies 2) de area del pi so bajo un mismo techo con pocos, si los hay, verdaderos muros cortafue gos 0 barreras cortafuegos. Las aberturas de los transportadores, las puertas de paso, y las entradas para que pasen por ellas los elementos de servicio con frecuencia comprometen los muros y las barreras cortafuegos existentes. Las barreras cortafuegos 0 las puertas cortafuegos de cierre automatico pueden 0 no prote ger apropiadamente estas aberturas. Calcular las dimensiones de un incendio de un almacen puede y, seguramente sera, muy diffciL Ln fuego serio puede estar ocurriendo en un gran almacen, aun.que muy poco hurno sea visible desde afuera. El humo que se ve desde el exterior del edificio puede no ser un indicador de la ubicaci6n del fuego en el interior. Como la mayoria de los almacenes tienen muy pocas ventanas 0 casi ninguna, no hay un metodo facil para determi nar el tamafio, ubicaci6n 0 estado actual del fuego. Esto hace que tener un plan actualizado previo al incidente sea aun mas importante.
Apoyo del Sistema de Rociadores Los rociadores comienzan a combatir el fuego antes que Hegue el departamento de bomberos, estos descargan agua directamente dentro del area del incendio y no se yen afectados por la poca vi sibilidad, el calor, y los gases t6xicos. La mejor tactica es la de apoyar la operacion del sistema de rociadores haciendo un bom beo dentro de la conexi6n de rociadores del departamento de bomberos a plena capacidad. Mientras mas alta sea la presi6n dis ponible para el sistema de rociadores, mayor sera la cantidad de agua descargada desde los rociadores en fimcionamiento y, mayor sera la posibilidad de controlar el fuego. Despues de que se ha es tablecido el apoyo para los rociadores, el comandante del lugar del incendio tiene tiempo para evaluar cuidadosamente la situa ci6n y determinar el uso mas efectivo de los recursos disponibles. El apoyo de los rociadores significa que el departamento de bomberos debe bombear dentro de las conexi ones de los ro ciadores del departamento de bomberos, para asegurarse de que las presiones apropiadas semantengan dentro del sistema. Tam bien deben tomarse medidas para asegurarse de que el agua para las operaciones manuales de supresion de incendios no pro venga de los rociadores 0, de que los aparatos conectados a los sistemas de hidrantes del ierreno que rodea al edificio no roben agua desde los rociadores. En los casos donde los suministros de agua eran marginales, los departamentos de bomberos tomaron agua desde el sistema, haciendo que la presion dentro del sis tema de rociadores cayera a niveles criticamente bajos. Los bomberos deben entender que, aunque el flujo de 63 Lis (100 gpm) puede ser una alta velocidad de flujo para muchos tipos de incendios, el sistema de rociadores en una bodega puede reque rir desde 95 hasta 190 Lis (1500 hasta mas de 3000 gpm) para operar efectivamente. Las compafiias de bomberos que Hegan allugar del incendio pueden enfrentar una cantidad de situaciones diferentes que de
penden principalmente de la efectividad del sistema de rociado res automaticos. Tales situaciones incluyen los siguientes puntos. No Hay Rociadores. Si la bodega no cuenta con rociadores au tomaticos y el fuego esta mas aHa de la etapa incipiente, eon trolar e1 incendio sera muy dificil. Salvar cualquier cosa que se encuentre en el compartimiento de origen puede resultar muy poco probable y, los esfuerzos deben dirigirse hacia la preven cion de la propagacion del fuego a traves de las aberturas sin protecci6n en los muros cortafuegos, en las barreras cortafuegos y con la utilizaci6n de chorros maestros a traves de los vanos de las puertas para contener el fuego. El ingreso al area del incen dio puede ser extremadamente peligroso debido ala velocidad a la cual se propaga el fuego y, a la probabilidad de un colapso es tructural temprano. Un summistro de agua adecuado debe ase gurarse tan pronto como sea posible, para abastecer los grandes chorros de las mangueras requeridos para controlar el fuego y proteger las edificaciones expuestas al fuego. Hay Rociadores Pero No Funcionan. Si se instalan rociadores pero no se encuentran todavia funcionando cuando llegan las compafiias de bomberos, uno de estas dos situaciones ha ocunido: I . Es posible que el fuego no este todavia 10 suficientemente grande como para activar los rociadores. En este caso, las lineas de la manguera pueden hacerse avanzar dentro del area para controlar el fuego. 2. Los rociadores pueden no estar operando porque el sistema de rociadores est
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cional a los sistemas de rociadores bombeando el agua dentro de los hidrantes del muro 0, de los hidrantes privados del terreno que rodea la edificacion, si estan disponibles.
Riesgos que Suponen los Bienes Almacenados El personal que se encuentra en el incendio de una bodega debe estar familiarizado con los riesgos especificos de los bienes al macenados, de las "existencias (stock),' en el almacen. Los ma teriales tales como liquidos inflamables, aerosoles inflamables y productos quimicos toxicos suponcn riesgos obvios. Los ries gos de otros materiales son con frecuencia pasados por alto. Por ejemplo, los materiales embalados, tales como el papel de dese cbo 0 la pulpa de papel, pueden ser mortales. Estos rnateriales absorben el agua de las operaciones de supresion y pueden des plornarse sobre los bomberos que estan trabajando dcntro de la edifieacion. Otro riesgo de los materiales es que, a rnedida que absorben agua pueden expandirse al estar mojados. Si los mate riales, tales como la pulpa de papel, se empacan dentro de la edi ficaci6n contra las paredes de rnamposteria, es posible que, a medida que se expande el material, este empuje las paredes hacia afuera, ocasionando el desplome local 0 total de la estruc tura. Cuando se estan desarrollando los planes previos a un in cidente, estas posibilidades siempre deben considerarse. Los materiales almacenados en cajas de cart6n tambien pue den desplomarse a rnedida que las cajas se mojan y debilitan. De hecho, en algunos casos el desplome de una pila se considera ventajoso desde el punto de vista de control del fuego: el fuego en el interior de la pila queda expuesto a la descarga del sistema de rociadores. Los bornberos deben comprender que los ingenie ros de protecci6n contra incendios pueden desear que una pila en un alrnacen se desplome para facilitar el control del fuego. Un ejemplo de los riesgos causados por el desplome de las "existencias (stock)", ocurri6 en Idaho, donde tres rniembros de un departamento industrial de bomberos y otros dos empleados murieron durante un incendio en un almacen de papel protegido por rociadores. EI edificio de almacenamiento no combustible tenia 14 m X 23 m (46 pies x 72 pies) y estaba cornpletamente protegido por rociadores automaticos. Una parte del molino de papel, almacenaba papel de desecho embalado para ser reciclado hasta una altura cercana a los 4,6 m ( 15 pies). Un empleado des cubri6 un incendio que se inici6 por las operaciones de solda dura y molido y notific6 al departamento de bornbcros. A su Uegada los bornberos encontraron que el ambiente en la edifica ci6n estaba muy cargado de humo y, que los rociadores estaban funcionando en el cielo raso. Ingresaron a la edificacion con las lineas de mangueras para encontrar el asentamiento del fuego. Una cuadrilla de bomberos habla recorrido solo una distancia entre 3 y 3,7 m (10 a 12 pies) dentro del edificio cuando las balas de papel se desplomaron sobre ellos y, atraparon ados bombe ros. Otros bomb eros y empleados que estaban en el exterior en traron a toda prisa para auxiliar a los bomberos atmpados. Un segundo desplome atrap6 a siete personas que habian acudido al rescate. Para cuando el incidente habla terminado, dos ernplea dos y tres bomberos habian muerto debido al desplorne de las balas. Todas las victimas rnurieron por asfixia. Otros siete miembros de la brigada de incendios resultaron heridos en el in
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cidente. EI informe de investigaci6n de la NFPA sobre el inci dente decfa: "Este incendio ilustra cIaramente el riesgo para los bomberos del desplome de materiales almacenados, los cuales se expandcn con la absorci6n de agua. El riesgo es particular mente intenso en los almacenes y bodegas con instalaciones de rociadores y, debe estar considerado en los planes previos al in cidente de los departamentos de bomberos que protegen las plantas 0 las instalaciones de almacenamiento que incluyen tales "productos (commodities)".4 El personal tambien debe estar consciente del potcncial que tienen las "existencias" para caerse desde las estanterias. En mu chos casos, las estanterias pueden tener mas de 9,1 m (30 pies) de altura. Las "existencias" en combusti6n que caen de tales al turas pueden facilmente ser fatales para cualquier persona que sea 10 suficientemente desafortunada como para estar trabajando en los pasillos.Sin importar cl tipo de "existencias", distribuci6n del almacenamiento 0, disefio de los sistcmas de protecci6n con tra incendios, los bomberos siempre deben estar alerta a la posi bilidad del desplome de las existencias y deben protegerse como corresponde.
Visibilidad La visibilidad dentro de un almacen durante un incidente de in cendio es usualmente limitada. La mayoria de los alrnacenes estin construidos con accesos limitados y pocas ventanas. La luz natural puedc no existir, 10 que resulta cn una visibilidad muy pobre, especialmente si hay un corte de energia electrica como sucede con frecuencia cuando ocurre un incendio. Con trario a 10 que algunos crcen, los rociadores no "conducen" el humo hacia el piso. Mientras estan en funcionamiento, se forma vapor que tiende a enfriar la atmosfera en el area del incendio. Como 10 saben todos los bomberos, el hurno frio y Mmedo es dificil de extraer. Sin embargo, los rociadores automaticos nunca deben apagarse en un intento por mejorar la visibilidad hasta que se verifique que el incendio ha sido extinguido 0, esta bajo control. Un bornbero debe permanecer en la valv'Ula de control del rociador en caso de que el sistema necesite ser reactivado.
Ventilaci6n La ventilaci6n es importante en un incendio de un almacen, asi como 10 es en cualquier otro incendio estructural. Las aberturas automaticas de ventilacion para el hurno y el calor 0, los siste mas mecanicos de extracci6n de hurno pueden ayudar a los bom beros. Si no se proporcionan las instalaciones de ventilaci6n para el calor y el hurno, la ventilaci6n puede lograrse por medio de metodos mas tradicionales, como haciendo una abertura en el tccho. La ventilaci6n cruzada puede lograrse abriendo puertas elevadas 0 rompiendo las ventanas alineadas con el alero, si es que estan presentes. Es importante que el personal de lucha contra incendios no sea enviado al tejado de una edificaci6n con estructura de accro a no ser que los rociadores hayan controlado realmente el fuego. Si el incendio no esta bajo control, los miernbros estructurales li vianos de acero pueden caerse rapidamente, haciendo que se des plome el techo. De la misma manera, el personal nunca debe ser enviado al tejado de una estructura sostenida por armaduras de
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madera. Las edificaciones con armaduras de madera pueden des plomarse nipidamente y sin previo aviso durante un incendio. Las lineas de las mangueras presurizadas deben estar dis ponibles antes de ventilar ya que la ventilaci6n, aunque es ne cesaria para mejorar la visibilidad, puede incrementar la intensidad del fuego. Como se mencion6 en la discusi6n sobre visibilidad, los rociadores que funcionan apropiadamente hacen que se forme vapor en el area del incendio y, el humo saturado con vapor se vuelve mas dificil de movilizar. La ventilaci6n cruzada puede ser el mejor metodo de despejar el edificio. Tam bien puede usarse la ventilaci6n de presi6n positiva.
Orientaci6n de los Bomberos Comunmente los almacenes y las bodegas son grandes edifica ciones. Las distribuciones de los pasi110s y de las pi las de alma cenamiento pueden volverse confusas. Si el personal de lucha contra incendios no es cuidadoso, puede desorientarse facil mente y perderse dentro del edificio, especialmente cuando la visibilidad es limitada. El personal que esta trabajando dentro de un almacen siempre debe mantenerse en contacto con la linea de la manguera 0, con una cuerda salvavidas que puedan seguir para salir al exterior de manera segura.
Logfstica La logistica de la operaci6n de lucha contra incendios de un al macen no debe subestimarse. Inc1uso bajo circunstancias idea les, combatir exitosamente un incendio requiere de una gran cantidad de personal y de suministros. Las demandas fisicas para los bomberos debido al tamafio absoluto de la edificaci6n requieren la rotaci6n regular del personal fuera del area del fuego, para que este descanse y se recupere. Los planes previos al incidente deben tener las medidas para reunir un grupo grande de personal entrenado que ayude en las operaciones de lucha contra incendios. Otros suministros requeridos inc1uyen los cilindros de aire. La mayoria de los aparatos aut6nomos de respiraci6n (SCBA) tie nen solamente una capacidad de 30-45 min. y, probablemente solo duran la mitad de este tiempo durante las operaciones de lucha contra incendio intensas. Los bomberos que deben caminar 91.5 m (300 pies) dentro del edificio hasta el area real del incendio so lamente pueden tardar entre 5 y 7 min., combatiendo el fuego, antes de que deban 11enar de nuevo sus suministros de aire. El equipo para el manejo de materiales que mueve las "existencias (stock),' durante las operaciones de revisi6n y sal vamento tambien debe estar disponible, al igual que el personal calificado que pueda operarlo durante las operaciones de emer gencia. Esto puede requerir que los operadores reciban entrena miento para usar aparatos aut6nomos de respiraci6n, de modo que puedan ayudar con las operaciones de revisi6n.
Prioridades del Control de Incendios Despues de garantizar la seguridad de las vidas humanas, el principal problema que enfrenta el departamento de bomberos a su 11egada al incendio de un almacen es controlar el fuego. Es tablecer el control, significa simplemente evitar que se prop ague
el fuego. Si se asume que los rociadores estan funcionando, el dafio causado por el agua no deberia ser una preocupaci6n hasta que el fuego haya sido extinguido. Si los propietarios 0 arrendatarios de un edificio se quejan que hay agua fluyendo dentro del edificio, los bomberos pueden sentirse presionados para cerrar los rociadores y evitar los dafios posteriores debido al agua. E110s deben ignorar dicha presi6n.
Revisi6n Asi como los rociadores comrolan efectivamente el fuego en un almacen, la extinci6n final debe realizarse manualmente. Esto significa que el personal debe romper los palets abiertos con res coldos, extinguir el fuego residual dentro de las cargas y luego retirarlos del almacen. Si es posible, el personal debe llevar a cabo esta labor bajo la protecci6n de los rociadores en funcio namiento. Como minimo, las lineas de las mangueras de carga multiple deben estar disponibles en el area. La revisi6n del incendio de un almacen puede presentar va rios retos, especialmente si esta involucrado el almacenamiento en estanterias. Por ejemplo, .;,c6mo pueden los bomberos y las lineas de las mangueras alcanzar el nivel de 9,1 m (30 pies) 0 de 24,4 m (180 pies) en un area de almacenamiento en estanterias de altura elevada para su extinci6n final y su revisi6n? El plan previo al incidente debe tratar estos problemas y, deben practi carse durante los simulacros realizados en ellugar.
Reencendido El fuego puede reencenderse durante las operaciones de revi si6n cuando las cajas de las "existencias (stock),' se rompen para ser abiertas. Si se cierran los rociadores, alguien con un radio puede situarse en la valvula( s) de control del rociador para restablecer rapidamente el servicio del sistema si ocurre una reignici6n En general, las reglas basic as para apagar el sistema de ro ciadores son las siguientes: • No cerrar los rociadores hasta que se determine con segu ridad que el fuego ha sido extinguido. Si existe alguna duda, los rociadores deben permanecer en funcionamiento. • Mantener lineas de mangueras disponibles en el (las) area(s) del incendio antes de cerrar los rociadores. • Situar una persona con un radio en la(s) valvula(s) de con trol del rociador para reabrir la(s) valvula(s) si ocurre la reignici6n. • Restablecer la operaci6n total del sistema de rociadores tan pronto como sea posible.
Limitaciones de la Supresi6n Manual de Incendios El mejor metodo para proteger un almacen es instalar un sistema de rociadores automatic os disefiado apropiadamente y, mante nerlo en buen estado de funcionamiento. Si no hay rociadores 0 estos no se encuentran en servicio debido a un mantenimiento deficiente, las probabilidades de salvar un almacen involucrado
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en un incendio se redu~en enormemente. El personal no debe ser enviado a posiciones peligrosas en un intento por controlar un incendio incontrolable. El departamento de bomberos mejor equipado jamas podra compensar la falta de un sistema de ro ciadores efeetivo.
ALMACENAMIENTO A LA INTEMPERIE La proteeeion contra incendios correetamente disenada de aeuerdo con nonnas de ingenierfa es extremadamente diffcil de lograr para el almaeenamiento a la intemperie, como 10 es tam bien para el almaeenamiento interior sin rociadores. Sin em bargo, dependiendo del riesgo, del valor monetario y del area de almacenamiento, puede desarrollarse un plan basi co de protee cion contra incendios. Por consiguiente, para el almacenamiento incidental y transitorio a la intemperie de pequefias cantidades, la proteccion adecuada puede consistir simplemente en una buena cerca de seguridad y en iluminacion exterior. Por otro lado, los terrenos muy grandes con almaeenamientos de gran valor justifican los medios de proteccion elaborados. Esta seccion resume las practicas generales adecuadas, de sarrolladas a partir de la experieneia en incendios, para areas de almacenamiento eonsiderables y hace referencia a ciertos tipos de almacenamiento que han reeibido un estudio especial (ver NFPA230).
Eleccion del Sitio Tamaiio. El area de almacenamiento debe ser 10 suficiente mente grande como para contener la totalidad del material al macenado, con un espacio libre para la separacion entre las pilas y una posible expansion futura. Si el area no es adecuada, deben eneontrarse sitios adicionales. La congestion puede ser un fac tor importante en la propagaci6n del fuego. Terreno. Si es posible, el suelo debe estar nivelado. EI terreno inc1inado no es deseable ya que haee que las pilas sean inesta bles y esto complica las operaciones de lucha contra incendios. Las areas de desperdicios, la tierra rellena con aserrin, el suelo pantanoso 0 las areas propensas a los incendios subterraneos, se consideran inadecuados. Exposicion. Deben mantenerse las separaciones adecuadas a las propiedades adyacentes, para minimizar la exposieion mutua al fuego. Los reglamentos de zonificacion con frecuencia espe cifican las distancias que deben mantenerse despejadas hasta los timites de la propiedad. Si no existen tales reglamentos, la naturaleza del futuro desarrollo de una propiedad adyacente debe considerarse, ya que este puede afectar el tamafio del area de almacenamiento. Otras consideraciones de exposicion incluyen la proteccion contra incendios del pasto, de la maleza 0 los incendios foresta les; y la proteccion contra posibles fuentes potenciales de cion, tales como chispas generadas por el rodamiento del equipo del ferrocarril, ehimeneas incineradoras, transformadores elec tricos en postes, 0 cigarrillos encendidos descartados por los au
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tomoviles que pasancerca allugar. Proteccion contra Incendios. Debido a que los sistemas auto maticos fijos usualmente no son una opci6n, la proteccion ma nual disponible influye en la distribuci6n del almacenamiento a la intemperie, incluyendo el tamafio de la pila y las separaciones requeridas desde las pilas adyacentes, las edificaciones y los Ii mites de la propiedad adyacente. Deben evaluarse las caracte risticas locales de proteccion contra incendios, tales como el abastecimiento publico de agua y su fiabilidad, el flujo disponi ble para combatir el fuego, la ubicaci6n del departamento de bomb eros y el tiempo en que este tarde en llegar y los medios disponibles para notificar al departamento de bomberos. Innndaciones y Vendavales. Deben evitarse las areas que estin sujetas a inundaciones 0 vendavales. Los vendavales presentan un problema particular en algunas areas costeras. Los incendios que ocurren cuando hay vientos fuertes presentan un problema de exposici6n contra el cual es casi imposible protegerse. Los vientos pueden llevar materiales que se estan quemando y tizo nes a 10 largo de distancias considerables, aunque el incendio pueda estar confinado a un area relativamente pequefia.
Preparacion del Sitio Despeje del Sitio. La vegetaci6n debe ser retirada dellugar de modo que no pueda secarse y convertirse en combustible para la ignicion 0 propagacion del fuego. EI sitio debe ser nivelado tanto como sea posible y luego debe pavimentarse. Si la totaH dad del terreno no esta nivelada, debe tenerse cuidado para ase gurarse de que los vehiculos contra incendios pueden maniobrar facilmente a 10 largo del terreno. Esto requiere eaminos capaces de soportar los camiones pesados. EI drenaje apropiado de11ugar tambien es esencial. Es una buena practica pintar line as dentro del terreno para sefialar los pasillos y los caminos, aSl como la ubicaci6n de los hidrantes del terreno, los extintores y las casetas de mangueras. Disposicion del Sitio. Debe desarrollarse un plano del sitio. Este debe detallar donde se almacenan los materiales especifi cos, las distancias de separacion apropiadas entre las pilas y los puntos de acceso a todas las areas del sitio, incluyendo las cer cas y los portones. La densidad de los materiales almacenados influye en la forma en que se quema el material. La madera amontonada en pitas solidas, ordenadas hasta una altura de 6 m (20 pies) no pre senta el mismo problema que la madera almacenada en pilas "atravesadas". En este ultimo caso, el fuego se desarrolla mas rapidamente por la presencia de espacios de aire en las pilas. La pulpa de madera se almacena algunas veces en pilas de 61 m (200 pies) de diametro y 30 m (100 pies) de altura; estas pilas contienen espacios y bolsas de aire, originados por las fOTInas rugosas y variadas de los troncos, los cuales aceleran la com bustion. Ciertos materiales se queman rapidamente y producen una gran cantidad de calor. EI algodon embalado, el heno, la madera, los materiales de empaque, los palets, la madera laminada, la pulpa de madera y el caucho son ejemplos de dichos materiales
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y, debe proporcionarse una separacion considerable entre y al rededor de estas pilas. Es deseable que el ancho del pasillo sea igual a la altura de la pila para estos tipos de "productos (com modities)". Tanto el terreno en sl como las pilas dentro del terreno deben ser de facil acceso para losbomberos. El acceso para el almacenamiento cerca de los desvios muertos de la via ferrea es con frecuencia dificil debido a los carros de caj6n y a otr08 equi pos de la via ferrea dejados en la carrilera. Los caminos de en trada minimo de 4,5 m (15 pies) de ancho perrniten que los vehicu10s del departamento de bomberos lleguen a todas las sec ciones del area de almacenamiento. Los pasillos de 3 m (10 pies) o mas reducen la probabilidad de que el fuego se propague entre una pila y otra. En terrenos de almacenamiento excepcional mente gran des 0 en los terrenos de tamafio moderado con "pro ductos (commodities)" valiosos, los pasillos principales 0 las franjas cortafuegos subdividen el almacenamiento de manera si milar a como 10 hacen los muros cortafuegos en e1 interior de las edificaciones. En general, el ancho ideal del pasillo depende de una cantidad de factores, incluyendo el tipo de material, como este es almacenado, la altura del almacenamiento, las condicio nes previstas del viento, las capacidades del departamento de bomberos yel equipo de lucha contra incendios. En algunos casos, el embalaje y la paletizacion afectan los metodos de almacenamiento, particularrnente los de los mate riales con formas irregulares 0 pequefios. Las estibas combusti bles pueden presentar un riesgo adicional. Algunos materiales se empacan en huacales pesados. Usualmente, estos no incremen tan el riesgo excepto despues de la accion severa de los agentes atmosfericos 0, cuando la manipulacion ha causado su rompi miento 0 astillamiento. Las lonas imperrneables y otros mate riales resistentes a la intemperie utilizados para cubrir la mercancia deben ser de material retardador tratado para el fuego. Una pila estable bajo condiciones norrnales puede presentar un riesgo severo durante un incendio. Es sensato anticipar como el fuego y el agua, afectan la estabilidad de las pilas cuando se esta planeando su tamano y configuraci6n. Las pilas que se des ploman pueden causar una propagacion severa del fuego y en torpecer la lucha contra incendios, particularrnente si hay riesgo de que haya tizones 0 rescoldos suspendidos en el aire. Las areas utilizadas para el servicio y mantenimiento del equipo deben estar designadas y marcadas apropiadamente 0, acordonadas. El combustible liquido inflamable, si se utiliza, debe almacenarse en un tanque subterraneo, si es posible. Si no es as], los tanques de almacenamiento de combustible deben estar ubieados de modo que los derrames no fluyan debajo 0 al rededor del almacenamiento y a la inversa, de modo que un in cendio en un area de almacenamiento no podra encender un tanque de liquido inflamable 0 combustible. Instalacion de la Proteccion contra Incendios. Los elemen tos y el equipo de proteccion eontra incendios deben instalarse durante la preparaci6n del 8itio. Dependiendo del tamat'lo y La ubicaci6n del sitio, la instalaci6n de las tuberias prineipales pri vadas de agua y de los hidrantes a 10 largo de terreno puede ser necesaria. En la planeacion de la instalacion de los hidrantes y las tu berfas principales del terreno, el suministro de agua, debe ser
capaz de proveer el flujo necesario para combatir el fuego, ya sea que provenga de las tuberias publicas principales 0 de las fuentes privadas. Los extintores de incendio marcados adecuadamente, pre feriblemente los tipo agua con anticongelante dcben ubiearse de modo que la distancia a la unidad mas ccrcana sea de 23 m (75 pies) 0 menos. Para los sitio~ activos y nonnalmente ocupados, deben proveerse casetas de mangueras completamente equipa das y debe haber personal entrenado para utilizarlas durante un incendio. Un medio para notificar al departamento de bomberos es esenciaL Un sistema que envie senales directamente al departa mento de bomberos es 10 mejor; como minimo, debe haber ac ceso a un telefono. Medidas de Seguridad. Ya que podrian atraer a otros, las puer tas traseras de los patios de almacenamientos pueden tener pro blemas eon la intromision, vandalismo y el robo. Se deben tomar medidas de seguridad, tales como la instalaci6n de cercas e ilu minacion, para afrontar este problema. Tambien protegeda po siblemente contra un incendio premeditado, algunas veces provocado pOI nifios 0 vagabundos. Una cerca siempre y cuando no impida el acceso al patio por el cuerpo de bomberos. Estos deben consultar sobre la incorporacion de puertas remotas en la cerca para proveer acceso adicional bajo las condiciones de un incendio. Los guardias de seguridad pueden ser muy etectivos prote giendo las puertas traseras de los patios de almacenamiento. NFPA 601, Standardfor Security Services in the Fire Loss Pre vention. Cumpliendo con la selecci6n, deberes, instrucci6n y en trenamiento de dicho personaL
Utilizaci6n del Sitio Gestion. Cuando un terreno se selecciona y distribuye, la can tidad maxima de material que puede ser almacenada dentro del mismo tambien es establecida. Esta cantidad no debe superarse ya que el exceso de material puede reducir La seguridad eontra incendios disponible. Las inspecciones peri6dieas frecuentes deben monitorear la cantidad de material y otros elementos de la prevencion y proteceion, incluyendo la eliminacion de los ma teriales de desecho. En general, la actitud de la gestion hacia la proteccion con tra incendios del terreno brinda un ejemplo, que es probable, sea seguido por los empleados. Proteccion contra Incendios y Prevencion. Todo el equipo de proteecion contra incendios,inc1uyendo los hidrantes, las bom bas de incendio, los extintores de incendio, y cualquier sistema de supresion, deteccion 0 alarrna en el sitio del almacenamiento, debe mantenerse y ensayarse apropiadamente. Todo el equipo para la manipulacion de matcriales en el sitio debe estar equi pado con extintores portatiles adeeuados para cualquier incen dio, esto es, un extintor Clase ABC. Las ubicaciones de todos los hidrantes, las casetas de las mangueras, los extintores portatiles, las cajas de alarrna y otros equipos de proteccion contra incendios deben marcarse apro piadamente, preferiblemente con sefializaciones en relieve. Las
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flechas y las sefializaciones pintadas sobre el pavimento son las marcaciones minimas requeridas. Si el material que debe ser soldado 0 cortado con soplete no puede ser movido desde el almacenamiento del terreno hasta una ubicacion remota, el trabajo debe hacerse solo despues de que se han tornado las precauciones adecuadas. (Ver la NFPA 5lB, Al macenamientopara la Prevenci6n de Incendios durante fa Sol dadura, ef Corte y otros Trabajos en Caliente.) Fumar debe estar prohibido 0 restringirse a areas especifi cas que esten alejadas del almacenamiento de combustible. En cualquier caso, las sefializaciones adecuadas deben exhibirse y las reglamentaciones deb en hacerse cumplir estrictamente. Una brigada privada contra incendio formada por emplea dos puede tener las capacidades para la lucha contra incendios inicial. Si hay suficientes empleados para organizar una brigada contra incendio, la disponibilidad y habilidad de un departa mento publico de bomberos, normal mente determina el nivel de organizacion, entrenamiento y del equipo proporcionado a la brigada. Mientras mas grande sea el terreno y mientras mas va lioso sea su contenido, mayor sera la necesidad de contar con una brigada privada contra incendio. La NFPA 600 proporciona los requisitos minimos para su organizacion y entrenamiento. Tal vez la labor mas importante de una brigada contra in cendio 0 de un guardia de seguridad es la de notificar inmedia tamente al departamento de bomberos que hay un incendio. El departamento de bomberos debe ser llamado inc1uso si las bri gadas pueden manejar la emergencia sin ayuda externa. Es im portante no demorar la notificacion al departamento publico de bomberos mientras las brigadas 0 los guardias de seguridad in tentan controlar los incendios, ya que esto puede resultar en per didas superiores a las necesarias. Mantenimiento y Limpieza. Las reparaciones de la cerca, la iluminacion y la superficie del terreno deben hacerse pronta mente y, el equipo para la manipulacion del material debe man tenerse en buenas condiciones. Los medios de proteccion adecuados deben proporcionarse para minimizar el ricsgo de chispas provenientes del equipo, tales como quemadores de des perdicios, chimeneas de calderas, cscapes de vehiculos y loco motoras. Una buena limpieza tambien incluye el control de las malas hierbas y de la vegetacion. Las malas hierbas, el pasto y otros tipos de vegetacion deben pulverizarse con un herbicida acepta ble 0 con un esterilizador de tierra 0, desyerbarse de rafz. Las malas hierbas muertas deben ser retiradas despues de su des trucci6n, pero los quemadores de las malas hicrbas no deben uti lizarse mientras estas se sacan. En muchos casos, la madera de desecho, los palets rotos, los contenedores quebrados, las balas 0 los pedazos de material almacenados en el sitio son desechados dentro del espacio libre alrededor del terreno. Deben hacerse revisiones diarias para en contrar tales materiales de desecho; cuando se encuentren, estos deben ser removidos apropiadamente. Debe tenerse cuidado para evitar la acumulaci6n de residuos llevados por el viento y de otros materiales combustibles bajo las pilas de materiales. Si una pita de material cae dentro de un pasillo 0 un espa cio libre, la mercancia debe reapilarse inmediatamente.
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Almacenamiento a la Intemperie de Materiales Especificos A continuacion se presenta una discusion de las pnicticas segu ras de almacenamiento para algunos materiales poco comunes. Como fuente de consulta de las pnicticas adecuadas, revise las publicaciones de la NFPA a las que se hace referencia y, a las normas de la industria 0 de las compafiias de seguros. Muchas veces, la aplicaci6n de las directrices del almacenamiento inte rior para mercancia es un buen punto de inicio para planear las directrices del almacenamiento a la intemperie. Madera y Productos de Madera. Debido a que la madera es sacada de los bosques solamente en ciertas epocas del ano, gran des cantidades de troncos se almacenan en los aserraderos, los molinos de papel y los molinos de pulpa. Las grandes pilas cir culares con troncos que son descargados sobre la parte superior se Haman "pilas amontonadas". Los troncos apilados en para lelo, como los fosforos en una caja, se Haman "pi las alineadas". Las pi las amontonadas usualmente son mucho mas grandes, con pilas con alturas que con frecuencia se acercan a los 30,5 m (100 pies). Los arrumes alineados usualmente tienen entre 3 y 5 m (10 a 15 pies) de altura. Como es mas facil mantener la separacion y los pasillos para las pilas alineadas, la proteccion contra in cendios para estas pilas tam bien es mucho mas facil (Figura 11.13.3). EI control de incendios en terrenos con troncos puede re querir grandes cantidades de agua, tal vez muchos miles de ga lones 0 Iitros por minuto. Esto puede requerir que operen simuitaneamente, muchos torretes y boquillas con monitor, que descargan cada una cerca de 3785 Llmin (1000 gpm). Es una buena practica contar con un sistema de tuberias principales en forma de anillo, con los hidrantes separados a 10 largo del te rreno. Las boquillas con monitor sobre torres son ventajosas en los terrenos de troncos, especial mente aqueHos con pilas altas amontonadas. Los fuegos ocultos en grandes pilas amontonadas son dificiles de extinguir inc1uso despues de que la superficie que se esta quemando esta bajo control. La NFPA 230, prop or ciona las directrices adicionales para el almacenamiento de tron cos. desarroHadas. La exposicion de la madera almacenada a las areas adyacentes es un factor importante. Los pasillos apropia dos y una buena limpieza, junto con los procedimientos apro-
Espacio libre y senda . contdr~ Incen lOS
~ 30d~ m
Espacio libre y senda contra incendios de 30.5 m (100 pies)
I .
r- L
Pila de troncos de altura H'
Senda cortafuegos _ de '1_-'-_ 2 H , a no _ menos de 6.1 m (20 ,.::.:::.:=......;;,....:..:..-.::::_ _--,
I
Pila de troncos
I
(100 pies)
00-Separaci6n del hidrante 00 de 76.2 m
FIGURA 11.13.3 Distribuci6n adecuada para pi/as alineadas de troncos en un terreno de almacenamiento
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
piados para controlar las fuentes de ignici6n como, salamandras, fumar, etcetera, reducen considerablemente el riesgo de incen dio. Grandes cantidades de agua pueden ser necesarias para con trolar el incendio de un terreno donde se almacena madera, despues de que este ha tenido tiempo para desarrollarse. Los ti zones suspendidos en el aire pueden propagar nipidamente el fuego a 10 largo del terreno y dentro de las areas adyacentes, par ticularmente bajo condiciones de mucho viento. Papel y Productos Derivados. Ciertos papeles y productos de papel se almacenan a al intemperie; la mayoria se almace nan en el interior para protegerlos de las condiciones del tiempo. El papel en rollos es almacenado normalmente en grandes rollos que pesan 1814 kg (2 toneladas) 0 mas. El papel enrollado a la intemperie es mas vulnerable. Una vez este se ha encendido, el fuego en el papel en rollos almacenado a la in temp erie es dificil de extinguir con metodos manuales de lucha contra incendios. EI papel de desecho embalado no produce un fuego tan in tenso como el que se origina en el papeJ en rollos, pero en cam bio tiende a producir fuegos ocultos. El fuego en el papcl de desecho embalado es dificil de extinguir y puede generar una gran cantidad de hurno, que inhibe la lucha manual contra in cendios. Las balas rotas son dificiles de manipular despues de que se han mojado. Un vehiculo motorizado con una pala puede ser necesario para mover los residuos y completar la extinci6n. La ignici6n espontanea puede ocurrir en el papel de desecho si los materiales extranos que estan sujetos al calentamiento es pontaneo quedan atrapados en las balas. La proteccion contra incendios para e1 almacenamiento de papel de desecho es gene rahnente igual a la de otros almacenamientos a la intemperie. Caucho. El almacenamiento de llantas presenta un riesgo se vero. Las llantas pueden quemarse rapidamente, emitiendo un calor intenso y grandes cantidades de humo denso que entorpe cen la lucha manual contra incendios. Grandes cantidades de agua a presiones elevadas pueden ser necesarias, ya que los re vestimientos de la llanta protegen al fuego. Las pilas angostas con pasillos adecuados son las mejores para el almacenamiento a la intemperie. Las balas con frecuencia se almacenan en el exterior. FM Global Research recomienda quc las pilas individuales se limi ten a 90 720 kg (100 toneladas) con un minimo de 9 m (30 pies), pero es preferible una separaci6n entre las pilas de 15m (50 pies). 5 Las pilas deben agruparse hasta un maximo de 907 000 kg (1000 toneladas) con pasillos de 30 m (100 pies) que las se paren. Es importante que la arpillera utilizada para envolver las balas no este contaminada con aceite; el aceite en una pila em pacada de manera apretada pucde generar un ealentamiento es pontaneo. Fibras Combustibles Embaladas. Aunque el almacenamiento a la intemperie de fibras combustibles embaladas no es una buena practica, gran parte de este material, como el algodon em balado que esta en transito desde la desmotadora hasta una bo dega, es almacenada temporalmente en el exterior. La FMRC recomienda que las pilas se limiten a 500 balas por pila con un minimo de 9 m (30 pies) y, preferiblemente 15 m (50 pies), de
espacio libre entre las pilas individuales, desde una cerca exte rior 0 desde las edificaeiones. 6 Las pilas embaladas sin limpiar de paja de lino deben Iimitarse a (272 000 kg) 300 toneladas y a una altura de 6 m (20 pies) y, deben ubicarse a una distancia de 60 m (200 pies) desde las edificaciones y con 30 m (100 pies) de separacion entre elias 0, de las fuentes de ignicion potencia les. EI almacenamiento de las balas de fibras combustibles se parado del piso sobre palets proporciona ventilaci6n y evita el dana excesivo causado por la humedad del suelo. El cubrimiento de las partes superiores y de los costados de todas las pilas con una lona impermeable de matcrial retardador del fuego ama rrada fmnemente, las protege de las condiciones de clima y del moho. Carbon. EI carbOn bituminoso puede calentarse espontanea mente. El carbOn de antracita no esta sujeto al calentamiento es pontaneo. El carbon recien extraido, sin embargo, es mas susceptible ya que absorbe oxigeno mas rapidamente. La hurne dad y el polvo de carbon tambien pueden hacer que el carbOn sea mas susceptible a una ignicion espontanea.
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas 1. Ahrens, M., "The U.S. Fire Problem Overview Report," NFPA Fire Analysis and Research Division, Quincy MA, June 2001, p.168. 2. Holdcraft, R. L., "Fire Protection Criteria for Caves," Fire Jour nal, Vol. 79, No.3, 1985, pp. 35-37, 121. 3. Air Structures Institute, "Air Structures Design and Standards
Manual," ASI-77, Air Structures Institute, St. Paul, MN, 1977.
4. Best, R. L., "Storage Collapse Kills Five," Fire Command, Nov. 1980. 5. Factory Mutual Research Corporation, "Storage of Baled Crude Rubber," lAlss Prevention Data Sheet 8-1, Factory Mutual Re search Corporation, Norwood, MA. 6. Factory Mutual Research Corporation, "Baled Fiber Storage," Loss Prevention Data Sheet 8-7, Factory Mutual Research Cor poration, Norwood, M.A.
C6digos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes c6dlgOS, normas y pnicticas recomendadas de la NFPA proporcionara informaci6n adicional sobre el almace namiento general en interiores discutido en este capitulo. (Ver la ultima versi6n del CawJogo de la NFPA para conocer la disponibilidad de las ediciones actuales de los siguientes documentos.) NFPA 10, Standardfor Portable Fire Extinguishers NFPA 11A, Standardfor Medium- and High-Expansion Foam Systems NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems NFPA l3E, Recommended PraCTicefor Fire Department Operations in Properties Protected by Sprinkler and Standpipe Systems NFPA 14, Standardfor the Installation ofStandpipe, Private Hydrant, and Hose Systems NFPA 24, Standardfor the Installation ofPrivate Fire Service Mains and Their Appurtenances NFPA 25, Standardfor Inspection, Testing, and Maintenance of Water-based Fire Protection Systems NFPA 30, Flammable and Combustible Liquids Code NFPA 30B, Code for the Manufacture and Storage ofAerosol Products NFPA 5IB, Standardfor Fire Prevention During Cutting, and Other Hot Work NFPA 72®, National Fire Alarm Code®
CAPiTULO 13
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NFPA 80A, Recommended Practice for Protection ofBuildings from Exterior Fire Exposures NFPA 88A, Standardfor Parking Structures NFPA 102, Standardfor Grandstands, Folding and Telescopic Seat ing, Tents, and Membrane Structures NFPA 204, Standardfor Smoke and Heat Venting NFPA230, Standardfor the Fire Protection ofStorage NFPA 307, Standardfor the Construction and Fire Protection ofMa rine Terminals, Piers, and Wharves
Operaciones de los almacenes y del almacenamiento
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NFPA 434, Code for the Storage ofPesticides NFPA 505, Fire Safety Standardfor Powered Industrial Trucks In cluding Type Designations, Areas of Use, Conversions, Mainte nance, and Operation NFPA 600, Standard on Industrial Fire Brigades NFPA 601, Standardfor Security Services in Fire Loss Prevention NFPA 1620, Recommended Practice for Pre-Incident Planning
Revisado por
Richard E. Munson
os equipos para el manejo de materiales, en especial los camiones industriales y los vehiculos automaticos guia dos (VAG), las bandas transportadoras mecanicas 0 neu mati cas y las grlias, brindan un servlclO esencial para la actividad industrial y comercial. Este capitulo describe los tipos bAsicos de equipos y los sistemas para la manipulaci6n de ma teriales, y discute los peligros de explosion e incendio inheren tes a ellos. Tambien se refiere a los metodos de proteccion.
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CAMIONES INDUSTRIALES Los camiones industriales, los cuales incluyen montacargas y VAGs, estan entre los tipos de equipos mas comunes para el ma nejo de materiales. Existen montacargas disponibles en muchos disefios especiales, los cuales se disponen a diferentes usos y a los diferentes tipos de cargas que deben ser manejadas, siendo los mas comunes los de tipo horquilla y tipo soporte a presion. Estos pueden ser propulsados electricamente 0 por combustible diesel, gasolina, gas licuado de petroleo (LP) 0, por motores de gas natural comprimido (CN).Usualmente los VAGs son pro pulsados electricamente. A menos que estos vehiculos sean del tipo listado por un laboratorio de pruebas y se mantengan y uti licen adecuadamente, pueden representar serios riesgos de in cendio. Todos los vehiculos deben ser seleccionados, habilitados, mantenidos y operados de acuerdo con los riesgos de los lugares donde sean utilizados.
Designaciones por Tipo y Areas de Utilizaci6n La NFPA 505, Norma de Seguridad contra Incendios para Camia nes Industriales Motorizados, Incluyendo las Designaciones de Tipo, Areas de Utilizaci6n, Conversiones, lvfantenimiento, y Fun cionamiento, relaciona 18 tipos diferentes de designaciones de ca miones 0 tractores industriales. Estas designaciones se dividen de acuerdo con el tipo de propulsion utilizada: diesel, electrica, gaso lina, gas licuado de petr61eo (LP) y gas natural comprimido (eN). Ademas, se dispone de vemculos con sistema de combustible dual. La letra de designaeion refleja el tipo de propulsion utilizado.
Richard E. Munson es un consultor principal retirado del Safety, Health & Environmental Excellence Center ofE.I. Dupont de Nemours Company, y ex presidente del Comite Tecnico de Camiones Industriales de laNFPA.
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1. Las unidades Tipo eN, son unidades propulsadas con gas natural comprimido que cuentan con los medios de protec cion minimos aeeptables contra los riesgos de incendio in herentes al equipo. 2. Las unidades Tipo eNS, son unidades propulsadas con gas natural comprimido que cumplen con todos los requisitos para las unidades tipo eN y tienen protecciones adiciona les en los sistemas de escape, de combustible y electricos. 3. Las unidades Tipo D, son unidades con motor diesel que tienen las protecciones minimas aceptables contra los ries gos de incendio que les son inherentes. 4. Las unidades Tipo DS, son unidades con motor diesel que ademas de los requisitos para las unidades Tipo D tienen protecciones adicionales en los sistemas de escape, de com bustible y eIectricos. 5. Las unidades Tipo DY, son unidades con motor diesel con todas las protecclOnes de las unidades Tipo DS y, que ade mas no cuentan con equipo electrico, ni siquiera para el en cendido. Tambien estan equipadas con equipos de limitacion de temperatura. 6. Las unidades Tipo DX son unidades de propulsion diesel que difieren de las unidades Tipo DS y Tipo DY, en cuanto a que el motor diesel y los accesorios electricos y el equipo, estiin disefiados, construidos y ensamblados de modo que la unidad puede utilizarse en atmosferas que contienen deter minados vapores inflamables, polvos y bajo ciertas condi ciones fibras . 7. Las unidades Tipo E, son unidades electricas que disponen de las protecciones minimas aceptables contra los riesgos de incendio y las descargas electricas que les son inheren tes. 8. Las unidades Tipo ES, son unidades electricas, que ademas de cumplir con todos los requisitos de las unidades Tipo E, estan provistas de protecciones adicionales en el sistema eIectrico para impedir la emision de chispas y para limitar las temperaturas de la superficie. 9. Las unidades Tipo EE, son unidades e1ectricas que ademas de todos los requisitos de los Tipos EyES, tienen sus mo tores electricos y todo el resto del equipo electrico comple tamente encerrado. lO.Las unidades Tipo EX, son unidades electricas que difie ren de los Tipos E, ES 0 EE en que la instalacion y el equipo electrico estan disefiados, construidos y montados de tal forma que estas unidades pueden emplearse en atmosferas que contienen determinados vapores, polvos y bajo ciertas condiciones, fibras inflamables. Las unidades Tipo EX
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SEGGION 11
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Sistemas de proteccion para cfases de ocupaciones
estan especiaImente ensayadas y clasificadas para su em pleo en ubicaciones peligrosas Clase I, Grupo D, 0 en Clase II, Grupo G, defmidas en la NFPA 70. 11. Las unidades Tipo G, son unidades con motor de gasolina, que tienen las protecciones mfnimas aceptables contra los riesgos de incendio que les son propios. 12. Las unidades Tipo GS, son unidades con motor de gaso lina, que ademas de cumplir los requisitos de las unidades Tipo G, estin provistas de protecciones adicionales para los sistemas de escape, de combustible y el6ctricos. 13. Las unidades Tipo LP, son unidades con motor de gas li cuado de petr6leo, que cuentan con las protecciones mini mas aceptables contra los riesgos de incendio que les son propios. 14. Las unidades Tipo LPS, son unidades con motor de gas li cuado de pctr61eo, que ademas de cumplir los requisitos de las unidades Tipo LP, estan pro vistas de protecciones adi cionales para los sistemas de escape, de combustible y elec tricos. 15. Las unidades Tipo G/LP, son unidades que pueden fun cionar con gasolina 0 gas licuado de petr6leo y que tienen las protecciones minimas aceptables contra los riesgos de incendio que les son propios.
16. Las unidades Tipo GS/LPS, son unidades que pueden fun donar con gasolina 0 gas licuado de petr61eo, y que ademas de cumplir los requisitos de los Tipos GILP, estan provistas de protecci6n adicional para los sistemas de escape, de combustible, y electricos. 17. Las unidades Tipo G/CN, son unidades que funcionan con gasolina 0 gas natural comprimido que tienen las protec ciones mfnimas aceptables contra los riesgos de incendio que les son propios. 18. Las unidades Tipo GS/ CNS, son unidades que funcionan ya sea con gasolina 0 gas natural comprimido y, que ade mas de cumplir con todos los requisitos de las unidades Tipo G/CN, estan provistas con protecciones adicionales para los sistemas de escape, de combustible y electricos. El uso de varios tipos de camiones industriales esta limi tado a las ubicaciones especificadas en la Tabla 11.14.1. Pueden producirse incendios si se operan camiones inferiores al tipo mi nimo requerido en lugares peligrosos. Una fuente potencial de incendio para los camiones indus triales de gasolina, diesel, gas licuado de petr6leo (LP), y gas na tural comprimido(CN), son las fugas de combustible que pueden encenderse por el calor del motor, del silenciador, del sistema de encendido, de otros equipos e1ectricos u otras chispas. Los
TABLA 11.14.1 Tipos recomendados de camiones para diversas ocupaciones Ubicacion o que contienen materiales de riesgo de incendio ordinario
Glase I, Division 1. 8 ubicaciones donde pueden existir concentraciones explosivas de gases 0 vapores inflamables bajo condiciones norma les de funcionamiento, 0 cuando puede ocu rrir la liberacion accidental de concentraciones peligrosas de dichos materiales simultanea mente con la averia del equipo electrico Glase I, Division 2. aUbicaciones donde los 11 quidos 0 gases inflamables son manipulados dentro de sistemas 0 contenedores cerrados desde los cuales estos pueden escapar solo por accidente, 0 ubicaciones donde normal mente la ventilaci6n mecanica positiva evita las concentraciones peligrosas
Ocupaciones tipicas
Almacenamiento de prendas de vestir Manufactura y trabajo del papel Procesos textiles excepto apertura, mezcla do, almacenamiento de estibas, Y otras ubicaciones Glase III Panaderla Gurtiduria de cueros Talleres de fundicion y de forja Trabajo con laminas metalicas Ocupaciones de herramientas para maquinas Hay pocas areas en esta divisi6n en las cuales se utilizarian camiones
Mezclado, rociado 0 inmersi6n de pintura Almacenamiento de gases inflamables en cilindros Almacenamiento de liquidos inflamables en tambores 0 latas Recuperacion de solventes Procesos quimicos que emplean liquidos inflamables Recubrimiento de papel y tela que emplea solventes inflamables en equipos cerrados Mezcla de caucho y cementa
Tipos de camioneso,c aprovados Y listados Electricos- Tipo E De gasolina- Tipo G Diesel-Tipo D De gas LP- Tipo LP De gas natural comprimido-Tipo GN De combustible dual -Tipo G-LP - Tipo G-GN
Electricos- Tipo EX' Los de gasolina, diesel, gas LP y GN, no se recomiendan para este seNicio
Electricos-Tipos EE, EXg Diesel- Tipo Dyg Los de gasolina, diesel Tipos D & DS, Gas LP y GN, no se recomiendan para este seNicio
CAPjTU LO 14
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Equipamiento para manipuiaci6n de materiaies
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TABLA 11.14.1 Continuaci6n Ubicacion
Ocupaciones tipicas
Tipos de camionesb,c aprovados y listados
Clase II, Division 1. aUbicaciones donde las mezclas explosivas de polvos combustibles pueden encontrarse en el aire, bajo condiciones normales de funcionamiento, 0 donde la averia mecEmica del equipo puede producir dichas mezclas simultaneamente con arcos 0 chispas de equipos electricos, 0 donde pueden estar presentes polvos electricamente conductivos
Procesamiento de granos Procesamiento de almidon Moldeado de almidon (fabricas de dulces) Procesamiento de polvo de madera
Ehktricos- Tipo EX d Diesel- Tipo DY Los de gasolina, Tipo diesel 0 & OS, gas LP y CN, no se recomiendan para este servicio
Clase II, Division 2.aUbicaciones donde las mezclas explosivas de polvos combustibles normalmente no estB.n presentes 0 probable mente son lanzadas dentro de una suspen sion por el funcionamiento normal del equipa miento, pero donde los depositos de dicho polvo pueden interferir con la disipacion de calor del equipo electrico, 0 cuando dichos depositos pueden encenderse por arcos 0 chis pas del equipo electrico
Almacenamiento y manipula cion de granos, almidon, 0 polvo de madera en balsas u otros conte ned ores cerrados. Molienda de compuestos de moldeado ph~istico en sistemas hermeticos Molinos alimentadores con equipos cerrados hermeticamente
Electricos-Tipos EE, EX, Ese De gasolina - Tipo GS e Diesel-Tipo DY, DS e De gas LP-Tipo LPse De gas natural comprimido, Tipo CNS Tipo CNS e
Clase III, Division 1.aUbicaciones donde se manipulan, fabrican, 0 utilizan combustibles en suspension
Apertura, mezclado 0 cardado del algodon 0 mezclas de algodon Desmotadoras de algodon Areas de aserradura, perfilado o lijado en plantas de trabajo de madera Procesos preliminares en plantas de cordeleria
Electricos- Tipos EE, EX Diesel-Tipo DY Los de gasolina, diesel Tipos 0 & OS, gas LP y CN, no se recomiendan para este servicio
Clase III, Division 2. aUbicaciones donde se almacenan 0 manipulan fibras facilmente inflamables (excepto en el proceso de fabricacion)
Almacenamiento de fibras textiles y de cordeleria Almacenamiento de paja de madera, kapok, 0 lana vegetal, 0 musgo espanol
ElectricQS, prefieren los Tipos EE, ES, EX; Ee De gasolina Tipo GS Diesel, Tipos OS, DY De gas LP, Tipo LPS De gas natural comprimido, Tipo CNS
aUbicaci6n peligrosa segun clasificaci6n del C6digo Electrico Nacional. bS e considera que los camiones Tipo G (gasolina), Tipo D (diesel), Tipo LP(gas LP) y Tipo CNS (gas natural comprimido) presentan riesgos de incendio comparables. 'Se considera que los camiones Tipo GS (gasolina), Tipo DS (diesel), Tipo LPS (gas LP) y Tipo CNS (Gas Natural Comprimido) tienen riesgos de incendio comparables. dAceptables parallos Grupos G y F, pero estan sujetos a investigacion especial. 6Aceptables pero estan sujetos a investigacion especial. 'Solamente para Clase I, Division 1, Grupo D; ningun camion debe utilizarse en los Grupos A, B. Y C. 9Solamente para Clase I, Division 2, Grupo D; puede utilizarse en areas de los Grupos A, B, y C que estan sujetas a la autoridad local. Fuente: Factory Mutual Research Corp.
camiones diesel representan un peligro algo menor, debido al punto de inflamaci6n mas elevado del combustible diesel. Sin embargo, un riesgo especial de los camiones de gas LP es que los vapores se dispersan con dificultad y tienden a dirigirse hacia los puntos mas bajos 0 fosos. Debe tenerse especial cui dado con los camiones de gas LP 0 CN, para evitar las elevadas temperaturas cerca de los homos, los hogares, y las fuentes de calor similares. Ciertas protecciones especiales incluidas en el disefto de algunos tipos de camiones de gasolina, diesel, gas LP
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y CN ayudan a reducir estos riesgos, pero estos no pueden eli minarse completamente y las areas donde se utilizan deben estar estrictamente contro ladas (Tabla 11.14.1). Para facilitar la identificaci6n de los tipos de camiones y las areas en que pueden usarse, se ha desarrollado un sistema uni forme de seftalizaci6n que se describe en la NFPA 505 (Figuras 11.14.1 y 11.14.2). EI empleo de dichas sefializaciones en vehi culos y camiones permite una facil y rapida identificaci6n de los vehiculos aprobados para determinada ubicaci6n.
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11-138 SECCION
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
rGs/I rGs/I
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FIGURA 11.14.1 Rotulos utilizados para identificar los tipos de camiones industriales
Riesgos y Prevenci6n de Incendios Los camiones industriales pueden contribuir a la perdida de la propiedad debido a su operacion irresponsable 0, a que son ma nejados por operadores entrenados de manera inadecuada 0 in correcta. Las colisiones con las tuberias de los rociadores automaticos, las puertas cortafuegos, y otros equipos de protec cion contra incendios; el almacenamiento en pilas demasiado altas; y la manipulacion descuidada de los cargamentos, tales como los contenedores de liquidos intlarnables, pueden contri buir directamente al desarrollo de incendios y a dificultar su combate. EI riesgo de incidencia de tales accidentes se puede re ducir por medio de un curso completo de formacion para los operadores de carniones. Los pasillos amplios y lib res de obsta culos para el movimiento de vehfculos y la presencia de avisos visibles que adviertan sobre las tuberfas elevadas 0 expuestas pueden reducir tambien el numero de incidentes. Una buena fuente de informacion acerca de las reglas de operacion segura de estos vehfculos es laANSI B56.1, American Nacional Safety Standardfor Low Lift and High Lift Trucks. Los incendios donde hay involucrados camiones industria les pueden deberse a las averias del equipamiento por un man tenimiento inadecuado 0 inapropiado. Para reducir el riesgo de estos incendios, el mantenimiento program ado periodicarnente debe hacerse de acuerdo con el nlimero de horas de funciona miento del motor. Como muchos camiones funcionan casi de manera continua, deben seguirse cuidadosamente los programas de mantenimiento. Es especialmente importante 1a detecci6n de conexiones defectuosas 0 danadas de combustible, en los vehi cu10s que usan gasolina, diesel, gas LP y CN, asf como la eli minacion de acumulaciones de grasa, pelusa y suciedad. Se recomienda el uso de extintores portatiles adecuados para los riesgos presentados por el carni6n y el medio arnbiente. Los tanques de gas licuado de petr6leo requieren un cui dado especial para evitar incendios. No deben sobrellenarse. Utilice una solucion de jab6n para detectar las posibles fugas,
nunca emplee cerillas 0 una llama abierta. Deben suministrarse los medios necesarios en el sistema de combustible para reducir al minimo los escapes de combustible al cambiar los tanques in tercambiables dc gas LP, por ejemplo, cerrando la valvula del tanque y utilizando en la linea de combustible un acoplamiento automatico de cierre rapido. Los tanques intercambiables deben montarse de manera segura para evitar que se sacudan, se suel ten, se deslicen 0 se giren. El orifieio de entrada del dispositivo de alivio de presion siempre debe estar en contacto con la zona de vapor en la parte superior del tanque. Se suministra una marca indieadora para asegurar que el tanque de gas LP este en la posicion correcta. Es una buena costumbre examinar todos los tanques de gas LP antes de volverlos a recargar para detec tar los defectos 0 danos. Los incendios que involucran camiones movidos por bate rias pueden ocurrir debido a cortocircuitos eJeetricos, calenta miento de resistencias, arcos eleetricos y eontactos fundi dos, acumulacion de pelusa, 0 explosion de baterias. Los dos tipos de baterias mas comunmente utilizadas son las de plomo y de nfquel-hierro. Estas contienen soluciones co rrosivas de productos quimicos, que son acidas 0 alcalinas y por 10 tanto presentan un riesgo quimico. Al eargarse, estas generan hidr6geno y oxigeno los cuales, cuando se combinan en ciertas eoncentraciones, pueden explotar. Las instalaciones para recarga de baterias deben estar ubicadas en areas reservadas especifi camente para tal proposito. Las instalaciones deben incluir los medios para lavar y neutralizar el electro lito derramado; las ba rreras para proteger los aparatos de recarga de los impactos de los camiones; la ventilacion adecuada para dispersar los vapo res de las baterias que emiten gases; y la protecei6n contra in cendios adecuada. Para suministrar el acido desde los contenedores es necesario un llenador 0 sifon. Cuando se estan recargando las baterias deben evitarse las llamas abiertas, las chispas 0, los arcos eleetricos en las areas destinadas para re cargar las baterfas. Tambien, deben mantenerse las tapas de ven tilacion puestas para evitar las salpicaduras del electrolito y asegurarse de que estas tapas funcionan bien. La(s) cubierta(s) de la bateria 0 de los compartimientos debe(n) permanecer abierta(s) durante 1a recarga para disipar el calor y el gas.
Recarga y Reabastecimiento Las operaciones de reabasteeimiento de combustible y de re carga de baterias deb en ser realizadas por personal entrenado y especializado y, solamente en areas determinadas bien ventila das, lejos de las zonas de fabricaci6n y servicio; euando sea fac tible se recomienda el reabastecimiento de combustible en el exterior. En estas areas esta prohibido fumar. Las baseulas para pesar los tanques de gas LP deben calibrarse periOdicamente para asegurar que eillenado es exacto. Los camiones que emplean combustibles liquidos, tales como gasolina y combustible diesel, solamente deben reabaste eerse de las bomb as dispensadoras en ubicaciones seguras lejos de las fuentes de calor y de ignici6n. Debe tenerse cuidado para que no haya derrames de combustible 0, sobrellenado del tanque de combustible del vehiculo. ya que muehos incendios donde hay carniones de combustible liquido se producen por el de rrame de combustible durante el reabastecimiento.
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CAPiTULO 14
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Equipamiento para manipulacion de materiales
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Letras amarillas sabre fonda negro 19mm (tpulg) 13 mm ---1---j-----J. (tpulg.) 25mm (1 pulg.) 13mm ~ (tpulg.)
25mT
(1 pulg.) 13mm--.._ _ , (tpulg.)
SOLO CAMIONES
MARCADOS
406mm
(16 pulg.)
125
Letras negras sabre fonda amarillo
(5
318mm (12tpulg.)
13 mm;-jI--_...J..-_-1 (tpulg.) 25mm (1 pulg.) 13mm (tpulg.)
SE PERMITEN
EN ESTAAREA
140 mm (5tpulg.)
'I
1 + - - - - - - - - - - : 2 7 9 mm (11 pulg.)
1_ L
13 mm _ _ _ _ _ _(_t_PU_lg_._)_---.1-.1 -.
13 mm (tpulg.)
I FIGURA 11.14.2 Senales de edificaciones que deben fijarse en las entradas de areas pe/igrosas
Mantenimiento y Reparacion Los camiones nunca deben repararse en ubicaciones peligrosas Clase I, II y III. Las reparaciones de los sistemas de combusti ble y encendido de los camiones industriales que presentan ries gos de incendio deben realizarse en lugares especializados para tales reparaciones. Las reparaciones del sistema electrico de los camiones industriales movidos por baterias deben realizarse solo despues de que las baterias hayan sido desconectadas. Todas las partes de cualquier camion industrial que necesitan ser reemplazadas, deben ser repuestas unicamente con piezas que suministren el mismo grado de proteccion contra incendios que las piezas del disefio original. Los silenciadores que funcionan con agua deben llenarse diariamente 0, con la frecuencia nece saria para mantener el suministro de agua en el 75 por ciento de su capacidad de llenado 0, por encima de esta. No deben ope
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rarse los vehiculos que tengan los silenciadores, los filtros u otras partes atascados. Debe retirarse inmediatamente del servi cio cualquier vehiculo que emita chispas 0 llamas peligrosas por su sistema de escape ), no deben volverse a poner en servicio hasta que la causa de las chispas y las llamas haya sido elimi nada. Cuando la temperatura de cualquier parte del camion su pere la temperatura tlormal de operacion, se genera una condicion de riesgo y el vehiculo debe ser retirado del servicio, hasta que se haya eliminado la causa del sobrecalentamiento. Es una buena costumbre mantener siempre los camiones in dustriales limpios y libres de pelusa, acumulaciones de aceite y grasa. Las condiciones bajo las cuales funciona el camion deben determinar la frecuencia de la limpieza. Deben emplearse agen tes no combustibles para limpiar los camiones; los solventes con bajo punto de inflamacion [por debajo de 38°C (lOO°F)] no deben utilizarse. Las precauciones relacionadas con la toxici
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SECCI6N 11
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
dad, la ventilaeion, y el riesgo de ineendio deben ser las apro piadas para el agente 0 solvente usado. Cuando el sistema de en friamiento requiere un antieongelante, debe emplearseun material a base de glicoL
TRANSPORTADORES Y
ELEVADORES MECANICOS
Los equipos mas comUnmente empleados para el manejo de ma teriales son los transportadores y elevadores mecanicos, los cua les transportan eficientemente materiales empacados y a grane!. Hay muehas clases y disefios de transportadores mecani cos. Los principales aspectos para su seleccion son la distancia y la inclinacion a las euales debe transportase el material; los tipos de atmosfera y la ubieacion por donde debe transportarse el material; y el tamano global, la densidad,la fluidez, las pro piedades abrasivas y corrosivas, la toxicidad y otras caracteris ticas de los materiales que deben ser transportados. Los materiales en polvo, las atmosferas cargadas de polvo 0 ambos requieren un equipo que pueda encerrarse adecuadamente. Los transportadores de tornillo sinfin para terrones y los transporta dores "en masa". pueden funcionar a altas temperaturas, 10 que con frecuencia excluye las bandas transportadoras; las cuales se emplean usualmente cuando hay que cubrir grandes distancias. Los elevadores de cangilones son los que mejor manejan los as censos verticales considerables. Algunos aspectos importantes de la proteccion contra in cendios, relacionados con los transportadores y elevadores in cluyen la temperatura, el polvo y el material que esta siendo transportado. Para las cintas transportadoras debe tenerse en cuenta la combustibilidad de la banda y el material que esti siendo transportado; estos dos aspectos pueden contribuir con el desarrollo de un incendio y su propagacion. Cuando se disefian e instalan transportadores, debe prestarse especial atencion a la proteccion de las aberturas y al control de las cargas estaticas.
Temperatura Los transportadores de tornillo sinfin, los vibratorios y algunos de cangilones son, normalmente, los mas adecuados para mani pular los materiales muy calientes 0 para funcionar en atmosfe ras eon temperaturas,elevadas. Mientras que ellimite superior de temperatura, para la utilizacion de gran parte de las bandas transportadoras es de 93°C (200°F), normalmente su uso esta restringido a las temperaturas inferiores a 65°C (l50°F)I. La mayor velocidad de propagacion de la llama ocurre con las ban das de caucho, pero hay muy poca diferencia entre las caracte risticas de iguicion del neopreno, el caucho y, el cloruro de polivinilo. Por 10 tanto, la gran mayoria delas cintas transporta doras no son adeeuadas para mover materiales callentes 0 fun didos y, no se emplean en atrnosferas con temperaturas elevadas.
Protecci6n contra Incendios Generalmente, la proteccion con rociadores automaticos 0 por aspersion de agua es necesaria para las band as transportadoras
importantes, particularmente si estin encerradas. Deben prove erse controles para apagar la banda cuando estan funcionando los rociadores. Tambien es necesaria la proteccion con mangueras para llegar a todas las partes del transportador. Esta proteccion puede lIevarse a cabo con conexiones de manguera de 38 mm (1 Yz pulg.) hasta las lineas del roclador 0 desde los hidrantes.
Control del Paiva Los factores relacionados con los incendios de transportadores mecanicos pueden incluir materiales polvorientos, una atmos fera cargada de polvo y, el polvo que se genera durante el pro ceso de manipulacion de los materiales. Casi todos los sistemas de manejo de los materiales producen poIvo, especialmente en los puntos de entrada y descarga y en los conductos largos para los materiales que caen libremente. La alimentacion de las bandas transportadoras con materia les polvorientos, debe hacerse a traves de un mecanismo estran gulador para evitar la formacion de nubes de polvo. Cuando prevalecen las condiciones de rrabajo con mucho polvo, debe dis ponerse de un sistema de aspiracion adecuado para remover el polvo hasta los colectores, ubicado en un lugar seguro. Si no pue den evitarse las nubes de polvo, es mejor utilizar transportadores de espiral 0 encerrados, donde es mas facil evitar el escape de polvo. Cuando se manejan polvos combustibles 0 explosivos, la tuberia del transportador debe ser 10 suficientemente resistente como para soportar la presion maxima producida por las explo siones del polvo involucrado y es esencial una conexi6n estatica a tierra adecuada. Siempre que sea posible, deben evitarse los cambios de direccion bflk<;COS y debe disponerse de tuberfas de ventilaci6n comunicadas con el exterior, donde haya cambios de direcci6n necesarios y en los extremos de las !ineas. (Esto no debe interpretarse como una prohibieion del usa de aberturas de ventilacion para el alivio de explosiones). Los transportadores de tornillo sinffn deben estar comple tamente encerrados en recinto~ hermeticos no combustibles, con tapas que se levantan faeilmente, en el extremo de la descarga y sobre cada acoplamiento del eje. Los transportadores en masa 0 tipo cadena sinffn con paletas, deben ser de construccion meta lica resistente, disenados para evitar el escape de polvo. Las cu biertas sobre los registros de limpieza, de inspeccion y otras aberturas deben sujetarse de manera segura. Los transportadores deben disenarse y construirse para soportar las presiones de ex plosion previstas, teniendo en cuenta la liberaci6n de presion que pueden proporcionar las aberturas de ventilacion para el ali vio de explosiones. Debe instalarse un estrangulamiento 0 sello, de diseiio adecuado 0, un sistema de supresion en un transpor tador (excepto en los transportadores neumaticos) para evitar que una explosion se propague de un edificio a otro 0, de uua parte del edificio a otra, las cuales estan separadas entre sf por un muro cortafuegos. Los colectores de polvo deben estar ubicados al aire libre 0 en salas separadas con aberturas de ventilacion para de explo siones adecuadas para los coleetores y las habitaciones. Cuando sea necesario utiIizar los colectores tipo bolsa, estos deben estar encerrados en recintos metalh;os. Un imico col ector de polvo no debe prestar servicio a varios procesos separados. Deben utili
CAPiTULO 14
zarse los colectores individuales para las etapas sucesivas de cualquier proceso. Los colectores de aspersion de agua pueden ubicarse en el interior de los edificios, pero no se recomiendan para ciertos tipos de polvo.
Proteccion contra la Electricidad Estatica Todas las partes de la maquinaria y los transportadores deben estar completamente unidas y tener conexion a tierra para redu cir al minimo las descargas estiticas. La posibilidad que se ge nere electricidad estatica aumenta cuando se emplean transportadores neumaticos, para llevar materiales calientes 0 secos 0, cuando la banda transportadora funciona en una atmos fera caliente 0 seca. 2 La electricidad esUitica puede controlarse empleando bandas transportadoras de material conductivo, apli cando un acabado conductivo a la superficie de la banda 0, ins talando un colector de electricidad estatica puesto a tierra que este casi en contacto con la banda justo por encima del punto donde la banda sale de la polea2 • Las poleas, los dispositivos de proteccion y otros cuerpos metlilicos tambien deben estar co nectados a tierra.
Equipamiento para manipulacion de materiales
•
11-141
del piso, a no ser que predominen las corrientes de aire adver sas. Como el efecto de enfriamicnto de la aspersion es directa mente proporcional al tiempo de exposicion de los gases calientes que estan en la corriente hasta la aspersion, la efecti vidad de la absorcion de calor puede aumentarse agregando un encerramiento a la abertura (Figura 11.14.4). La Figura 11.14.5 muestra el efecto de enfriamiento de cuatro boquillas de 12.7 mm (y, pulg.) sobre una abertura de 2,4 x 2,4 m (8 x 8 pies), con diversas velocidades de corriente y con las presiones de las bo quillas segun ensayos realizados por FM Global. Cada boquilla descarga agua a 106 Umin (28 gpm), con un angulo efectivo de unos 65 grados.
Area protegida
Area del fuego
Encerramiento ~
Proteccion de las Aberturas de los Transportadores Metodo de Aspersion de Agua. La proteccion de las aberturas y los pisos a traves de los cuales pasan los transportadores, pre senta dificultades para la instalaci6n de encerramientos de for mas ordinarias, debido a los objetos transportados a traves de la abertura. Cuando no es practico instalar puertas 0 encerramien tos para las aberturas de los transportadores, hay disponible un metoda de proteccion que incorpora el efecto de presion y la ac cion de enfriamiento de la aspersion de agua desde las boquillas de aspersion dirigidas (Figura 11.14.3).Con un disefio adecuado de las boquillas de agua y, con la presion deagua necesaria para obtener una velocidad y un tamafio apropiados de las gotas de agua, el efecto de presion debido a las boquillas superara la co rriente creada por la diferencia de temperatura entre los dos lados de la pared y la altura de la abertura por cncima del nivel
,/
FIGURA 11.14.4 Mayor absorcion de calor debido al encerramiento de la abertura del transportador
Temperatura del costado protegido (vG)
10
38
66
93
121
149
177
1750r-----'r---~r----,--~~-----,~---,9M
I,
50 pSI (345 kPa)
2400 cfm
(68 m3/min)
1500
i
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~--'r~~'~-~-i 677 ~
'[ 1250 c
c
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U
Area protegida
U
8. 1000 f-~---'''''.f"-'+.f-----~- ~~-'-~-+-------+""------~--""-+-..~---""I 538 8.
Area del fuego
~
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a. E
{!: 500 1--.lLJ~f--~ l----""--1----1,----I,-----I260 {!: PmtA",-inn de una abertura
2,4 x2,4 m (8 pies x 8 pies) boquillas de 12,7mm (n pulg_)
250 f------l-~~-"""--
50
FIGURA 11.14.3 Boquil/as de aspersion para proteger la abertura de un transportador en un muro cortafuegos
~""--___+_-+-------!--
:
! j ,
I !
I
I
121
i
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100 150 200 250 300 Temperatura del costado protegido (OF)
350
FIGURA 11.14.5 Temperaturas del costado expuesto en funcion de las temperaturas del costado protegido a distintas velocidades de la corriente y presiones de las boquil/as
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SECCION 11
•
Sistemas de protecci6n para c/ases de ocupaciones
Las recomendaciones de FM Global para la instalacion de boquillas son las siguientes: 1. Cuando se espera que el fuego pueda originarse en cual quiera de los lados de la abertura, instale las boquillas a ambos lados. Una valvula automMica activada por un de tector termico controla las boquillas. Se recomienda insta lar cuatro boquillas en cada lade para cubrir eompletamentc la abertura. Son convenientes las tasas de descarga de agua entre 81 y 163 Llmin.lm2 (2 y 4 gprnJpies2) 0 mas, depen diendo de la altura de la abertura y los efectos desfavorables de la corriente. Las boquillas deben estar ubicadas a un an gulo no superior a 30° entre la linea central de descarga de la boquiUa y, una linea perpendicular al plano de la aber tura. Para evitar que la contracorriente de la boquilla fueree la entrada de aire desde el area de incendio hacia otras zonas, todas las aberturas que comunican con el area de in cendio deben estar protegidas de una manera normalizada. 2. Este metodo tambien puede proteger las aberturas de los transportadores que atraviesen los pisos, siempre que se construya un cerramiento alrededor del transportador desde el piso hasta las boquillas de pulverizacion 0, un poco mas arriba y, se instalen cortinas para la corriente, que se ex tiendan de 0,5 a 0,8 m (20 a 30 pulg.) por debajo y alrede dor de la abertura del piso (Figura 11.14.6). 3. La efectividad del sistema de proteccion depende, desde luego, de una rapida proteccion y de la apropiada coordi naci6n entre el sistema de detecci6n y la maquinaria. Puertas Cortafuegos. Es err6neo el concepto de que las aber turas por donde pasan los transportadores no pueden protegerse por medio de puertas cortafuegos. Desde luego, siempre que sea posible, debe evitarse que el transportador penetre un muro cor tafuegos por medio de un nuevo recorrido 0, como es factible al-
gunas veces en las edificaciones de un solo piso, haciendo que el transportador pase a traves del tejado, por encima del muro cortafuegos y dirigiendolo luego hacia abajo en un recinto con forma de "V" invertida, que esre dispuesto para dejar escapar el fuego nipidamente hacia la atm6sfera (Figura 11.14.7). El di sefio de los elementos estructurales del transportador y del re dnto debe ser de auto descarga, de modo que no se imponga una carga excentrica sobre el muro cortafuegos 0 su parapeto, 10 que podria afectar de manera adversa al muro. Cualquier recorte de una puerta cortafuegos aprobada, que se realice en el lugar de instalacion para permitir que esta cierre alrededor de la via de ro damiento del transportador u otros componentes, anula su sello. Siempre que sea posible, esta practica debe evitarse. Cuando la realizaci6n del corte es c1aramente ventajosa y la inspecci6n de termina que la puerta cortada cumple con las normas de labora torio en todos los demas aspectos, el laboratorio que puso el sella puede suministrar un certificado. Las Figuras 11.14.8 a 11.14.1 0 ilustran varios disefios de transportadores y/o dispositivos de programaci6n que reducen al minimo 0 eliminan el peligro de obstrucci6n, para completar cl cerramiento de la puerta cortafuego por el transportador 0, por las "existencias (stock)" transportadas.
,/ Parapeto
""I :
~!~ ~~~ia~6~n '\0.
! : ! : ' :
A-A
Recinto no combustible dellransportador
'\..
Paneles inclinados con bisagras en la parte inferior, fija cable
fusible Nota: Eltejado debe cu brise con gravilla dentro de una distancia de 3 m (10 pies) del recinto del transportadof
Encerramiento
no combustible
~=====:::::zil FIGURA 11.14.7 Paso de un transportador sobre un muro corlafuegos Plano
Encerramiento no combustible
/(L //t
No superior a 30 grados
X"'-../ / I
/
Cortina para corriente de 0,5 a 0.75 m (20 a 30 pulg.) Elevacion
FIGURA 11.14.6 Protecci6n con boqui/la de aspersi6n para aberluras de piso
.........
-~~~
..
~~
........-
Muro cortafuegos
~~~~~
Puerta cortafuegos electromagnetica con el interruptor que detiene el transportador separado apropiadamente de la mer cancia para evitar la obstruccion de la puerta mas cercana
FIGURA 11.14.6 Proteccion de aberluras cuando puede interrumpirse una banda transporladora
CAPiTULO 14
I------l
~
•
Equipamiento para manipulacion de materiales
I
Eslab6n fusible en el cielo raso y par encima de la puerta
J!=:F======
Puerta cortafuegos
,---------,
4. Puerta cortafuegos
Existencias
Existencias
5. Tope de
puerta
Contrapeso
6.
Rodillo
Tope de .Ias
eXlstenclas
FIGURA 11.14.9 Metodo para detener la mercancia en un transportador de rodil/os por gravedad
7. Tramo del transportador elevado por con' que interrumpe el paso de las existencia! puerta es sostenida hasta que se abre la
8. 9. Contrapeso suspend ida par el eslaoon fusib dispuesto encin de la puerta.
FIGURA 11.14.10 Seccion con bisagras de un transportador de rodil/os con contrapeso
Las ilustraciones solo pueden mostrar los conceptos basi cos. EI desempefio adecuado depende igualmente de si el disefio es conservador, de una buena mana de obra en la instalacion, de la inspeccion de funcionamiento y, del mantenimiento. Deben seguirse las siguientes pautas: 1. Seleccionar un disefio que funcionc de la manera mas sim ple y directa posible. Debe recalcarse que la operacion sea a prueba de fallas. 2. Programar la secuencia de etapas de funcionamiento y los enclavamientos, de modo que la obstruccion (por parte del transportador 0 su carga) hasta el cerramiento de la puerta se retire positivamente y de manera permanente (hasta que sea reajustada manualmente) del recorrido de la puerta, antes que se suelte la puerta para cerrarse. 3. Disefiar conservadoramente los componentes estructurales y mecanicos, las uniones, las separaciones, etc. Los contrape sos, resortes y, otras fuerzas operantes que no pueden inte rrurnpirse por las etapas iniciales del fuego,deben tener la
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suficiente fuerza de reserva para manejar las sobrecargas producidas par los pequefios cambios, que son razonable mente previsibles en la configuracion y, el peso del material transportado, el desgaste normal y la fiiccion. Las alteracio nes importantes necesitan nuevos cruculos completos de in genieria para contirrnar que el disefio es adecuado. Incorporar mecamsmos de autoliberacion en el disefio de los componentes del transportador, tales como las guias de la carretilla, las cadenas y los soportes. Mantener una separacion de 9,5 mm (% de pulgada) entre la puerta y el umbra!. Si es aconsejable, debe suministrarse otra puerta cortafue gos en ellado opuesto de la abertura para aumentar la fia bilidad de la proteccion de la abertura del muro, en caso de incendio. De manera similar, cuando la propiedad esta pro tegida con rociadores, considere reforzar la proteccion de la abertura por medio de una cortina de agua generada por los rociadores automaticos. Hay que tener cuidado para que la descarga de los rociadores no impida el funcionamiento de los eslabones fusibles sobre la puerta cortafuegos. Despues de la instalacion, deben realizarse ensayos de fun cionamiento que reflejen el alcance de varias condiciones adversas que son previsibles, para asegurarse que todos los componentes funcionan sin contratiempos, en la secuencia apropiada, dentro del intervalo de tiempo especiticado y, con las separaciones y las tolerancias adecuadas. Cerrar todas las puertas cortafuegos durante los periodos de inactividad. EI cierre de rutina que simula el funcionamiento de emer gencia puede indicar que la protecci6n de la abertura con tinua siendo adecuada.
Friccion y Sobrecalentamiento EI calor de la fiiccion puede causar incendios relacionados con los transportadores, tales como los utilizados para transportar materiales como el algodon en bruto, los granos, los polvos y el carbon. Esta fhcci6n se origina por la acumulacion de grasa y suciedad y por el sobrecalentamiento de piezas defectuosas 0 sin lubricacion, especialmente los rodillos. Este riesgo de in cendio comun se reduce y controla facilmente por medio de la revision de las cintas, por una inspeccion frecuente del equipo y por la eliminacion de suciedad y acumulaciones de gr'dsa3 . La sustitucion oportuna de las partes viejas y gastadas tambien es importante.
Elevadores de Cangilones Los elevadores de cangilones se utilizan en plantas de proceso a granel, para transportar cargas verticalmente y estan expuestos a los mismos riesgos de incendio que los transportadores meeani cos. Es necesario tomar las mismas precauciones para el control de la temperatura y del polvo, la proteccion de aberturas yelimi nacion de la fricci6n y el sobrecalentamiento. Los elevadores de cangilones deben estar encerrados en carcasas solidas hermeticas al polvo de construccion no combustible, que se extiendan a tra yeS del techo sin reducciones de tamano y, que esten provistas de cubiertas ligeras, resistentes a la intemperie, disefiadas para le
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de OGupaciones
vantarse facilmente y aliviar la presion de la explosion. Los elevadores de cangilones deben instalarse cerca de un muro exterior de edificio y estar provistos con respiraderos di rectos y cortos que pasen a traves de la pared a intervalos de 6 m (20 pies) sobre los tramos verticaIes del elevador. Las puer tas deben instalarse para permitir el acceso ala polea motriz y a la polea de la caja del elevador. Todas las puertas ubicadas en las carcasas de la base del elevador deben ser hermeticas al polvo. Debe haber un amplio espacio alrededor de las cajas del eleva dor para realizar la limpieza y lubricaciOn. Los elevadores deben protegerse contra el recalentamiento 0 el estrangulamiento, por medio de disparadores automiiticos activados por la sobrecarga o por la reduccion en la velocidad de operacion.
TRANSPORTADORES NEUMATICOS
Conducto hacia el se secundario de materi<: hacia la atmosf, Separadores primarios de material del aire Visord vidrio
Visor de
. Salida de matenal
Separador secundario de material del aire
0
i
Tramp; de aire
Salida de material
Finos
-~--I Valvula de ali- ,-'"
via de presion
J
Tuberia neumatica Entrada de • material
Entrada de material
\1 EI transporte neumatico es un metoda comtin para transferir polvos y pequefias particulas solidas de un lugar a otro dentro de una edificacion 0, de un edificio a otro. Este proceso pre senta un riesgo de explosion debido ala facilidad y rapidez en las cuales pueden introducirse proporciones explosivas de polvo dentro del aire. 2
ispositivo
de
alimentacion
Man6metro
Alimenta dordela bolsa de aire
FIGURA 11.14.11 Sistema tfpico de transferencia que combina los sistemas de preSion y succion con una capacidad alta
Descripcion de los Sistemas Los sistemas transportadores neumiiticos consisten en un sis tema de tuberias encerrado, el cual normalmente transporta el material por medio de una corriente de aire con la velocidad su ficiente para mantener en movimiento el material transportado. Los gases no combustibles pueden emplearse en lugar de, 0 mezclarse con aire. Estos sistemas son de dos tipos principales (de presion 0 de succion) 0, una combinacion de los dos tipos. Sistemas de Presion. Los sistemas de presion transportan ma terial empleando aire a una presion superior a la atmosferica. Biisicamente estos sistemas consisten en un soplador que arras tra el aire a traves de un filtro, un alimentador de la bolsa de aire que introduce los materiales dentro del sistema, tuberias 0 con ductos y, un separador adecuado de material y aire. Sistemas de Succion. Los sistemas de succion transportan ma terial empleando aire a una presion inferior ala atmosferica. Ba sicamente estos sistemas consisten en una toma de entrada de aire, tuberfas 0 conductos, un separador adecuado de material y aire y, un ventilador 0 soplador de succi on. La Figura 11.14.11 ilustra una combinacion tfpica de un sis tema de presion y succi on.
Conductos de los Transportadores Los conductos de los transportadores se fabrican de metales no ferrosos, de metal que produzca una minima cantidad de chispas 0, de acero inoxidable no magnetico 0, que produzca una mi nima cantidad de chispas. Estos tienen una interconexi6n elec trica y una conexion a tierra. No son deseables los revestimientos de pliistico 0 de otros materiales no eonductivos.
Atmosferas Inertes En los sistemas transportadores se recomienda el gas inerte siempre que la concentracion de polvos en el interior pueda en trar dentro del rango explosivo. El gas inerte, como el nitr6geno, el argon, 0 el helio con una concentraci6n limitadora de oxigeno que se basa en las caracteristicas explosivas de las particulas en el sistema, es esencial para prevenir los incendios y las explo siones. Biisicamente, este gas contiene una cantidad insuficiente de oxfgeno para permitir la combustion y no contiene mon6xido de carbona y, tiene un punto de rodo en el cual no se puede con densar 0 acumular la humedad libre en ningun punto del sis tema. El tipo de material que esta siendo transportado y la naturaleza del gas inerte, determinan las limitaciones posterio res. Por ejemplo, el gas inerte para los sistemas de polvo de mag nesio no debe contener dioxido de carbono. Los limites de oxigeno del 3 al 5 por ciento deben mantenerse en los sistemas de polvo de aluminio que utihzan un tipo controlado de gas re sidual. Otros lfmites son aplicables cuando estan presentes otros gases y polvos inertes. 4 Es necesario un monitor continuo para hacer sonar una alarma si el contenido de oxigeno del gas inerte no estii dentro de la escala de seguridad establecida. Varios medios mecanicos, para la reduccion del tamailo de las particulas producen polvos metiilicos Jigeros y de aleaciones metaIicas ligeras. Estos procesos, asi como ciertas operaciones de acabado y transporte, tienden a exponer un area de la nueva superficie de metal, la eual aumenta continuamente. La mayoria de los metales experimentan inmediatamente una reacci6n de superficie con el oxigeno atmosferico disponible, el cual forma una capa protectora de oxido que sirve despues como una capa impermeable que inhibe la oxidacion posterior. Esta reaccion es
CAPiTULO 14
exotermica, produciendo una sensible cantidad de calor. Si una particula tina 0 delgada de peso ligero con un area grande de su perficie nueva es expuesta repentinamente a la atmosfera, se ge nerani la suficiente cantidad de calor como para elevar su temperatura hasta el punto de ignicion. Un gas completamente inerte no promoverii la seguridad operacional y, no debe usarse para el transporte de polvo meta lico ligero en un dispositivo de transferencia neumiitico 0 fluido. Esta pnictica seria muy insegura debido a que en alguna parte del proceso de fabricacion, de empaque 0 del uso final, el polvo es expuesto eventualmente a la atmosfera cuando las superficies que no han reaccionado, reaccionen de repente con el oxigeno disponible, para producir el calor sufidente que pueda causar un incendio 0 una explosion. Para pro veer la maxima seguridad, se proporciona un medio para controlar la oxidacion de las su perficies recien expuestas (tan pronto como estas son expuestas) regulando el contenido de oxigeno del gas inerte. Un gas inerte que contenga una cantidad limitada y eontrolada de oxigeno es efectivo para este proposito. Esta mezc1a controla la velocidad de oxidacion, ademiis de proveer un ambiente que material mente reduce el riesgo de incendio y de explosion.
Transporte por Aire Si el gas empleado para el transporte es el aire, como ocurre con frecuencia en la pulverizacion, la proporcion de polvo y aire a 10 largo del sistema transportador se mantiene por debajo de la concentracion explosiva minima del polvo de metal, segun 10 determinan los datos del Bureau o/Mines de los E.U.A.4 Aun que la suspension de polvo y de aire pueda mantenerse por de bajo de la concentracion explosiva en el sistema transportador, la suspension necesariamente tendrii que pasar a traves delli mite explosivo en el colector ubicado en el extrema del sistema transportador, a no ser que el polvo sea recogido en un liquido, como en una torre de aspersion. Esta recoleccion humeda no siempre es posible 0 deseable. Cualquier liquido que se utilice, debe ser no inflamable, no debe reaccionar con el polvo metii lico 0, debe reaccionar a un limite minimo controlado bajo con diciones reguladas favorables. EI liquido que permanece en 0 sobre el producto, debe ser compatible con los requisitos del proccsamiento posterior. En un sistema transportador por aire, cualquier col ector seco debe considerarse como un riesgo de explosion que con tiene una mczcla de polvo y aire dentro del limite explosivo. Por 10 tanto, este debe ubi carse en un lugar seguro y que este pro visto de las barreras requeridas u otros medios del disefio para la proteccion del personal. La construccion es de metal no fe rroso, que no produce chispas 0, de aeero inoxidable no magne tico que no produzca chi spas. La totalidad del sistema, particularmente el colector, debe estar completa y minuciosa mente trabado y con conexion a tierra. Cuando se revisa con un ohmmetro, el sistema de conexi6n a tierra debe indicar una re sistencia inferior a 5 ohms con la tierra. Cuando el conducto transportador es expuesto a la intem perie 0 a la humedad, este debe ser hermetico a la humedad, ya que cualquier humedad que entre al sistema puede reaccionar con el polvo, generando calor y actuando como una fuente de ig mcion potencial.
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Equipamiento para manipulacion de materiales
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Se emplea una velocidad minima de transporte a 10 largo del sistema transportador, para evitar la acumulacion de polvo en cualquier punto y, para recoger cualquier polvo que pueda caerse durante una intenupcion no programada del sistema. S i el gas que estii siendo transportado es introducido dentro del sistema en un ambiente relativamente caliente y, el sistema de conductos y los colectores estiin relativamente fI.·ios, la tem peratura del gas puede caer por debajo del punto de rocio, pro duciendose la condensacion. Para evitar esto, los conductos y los colectores deben estar aislados 0, estar provistos con un medio de calefaccion.
Aberturas de Ventilaci6n de Alivio para los Conductos de los Transportadores Las aberturas de ventilaci6n con el area suficiente que estiin co nectadas a conductos 0 aberturas, las cuales estiin protegidas con viihrulas oscilantes contra cl retroceso de la llama y, que se extienden hacia el exterior de la edificacion, pueden proveer un alivio de explosion. Deben tomarse las precauciones para limi tar la inercia de las viilvulas oscilantes hasta el nivel minimo re querido. Pueden utilizarse diafragmas de ruptura en lugar de las viilvulas oscilantes. Siempre que puedan producirse dafios de bide a la ruptura de un conducto, e1 conducto dcbe disefiarse para una presion de trabajo internaminima de 690 kPa (100 psi) en caso de que la valvula de alivio no pueda ofrecer la suficiente presion de alivio. Cuando el conducto estii ubicado de tal forma que no se producirii ningtin dafio si este estalla, puede ser de construccion muy ligera para que de manera intencional no fun done como una abertura auxiliar de ventilacion para el sistema.
Construcci6n y Disposici6n de los Ventiladores Las aspas y los alojamientos de los ventiladores que se utilizan para mover el aire 0 el gas inerte en los conductos transportado res estiin construidos de metal no conductor que no produce chispas, como el bronce, el acero inoxidable que no produce chispas, 0 el aluminio. En ningtin caso el disefio debe ser tal que perm ita el arrastre de polvo a traves del ventilador antes que entre al colector final. 'l"o debe permitirse que el personal este a una distancia inferior a 15 m (50 pies) del ventilador, durante su funcionamiento. Esto significa que el ventilador y el equipo aso ciado se apagan para la lubricacion, inspeccion, 0 el manteni miento preventivo. S1 hay que acercarse al iirea durante el funcionamiento para un ensayo de presion u otras razones tec nicas, esto debe hacerse solamente bajo la supervisi6n directa del personal tecnico competente y con el conocimiento y la aprobacion de la gerencia de operaciones. Finalmente, todos los ventiladores en los sistemas colectores de polvo acumulan la su ficiente cantidad de polvo como para ser un riesgo potencial; por esta razon, es preferible ubicarlos en el exterior de las edifi caciones de fabricacion. Es una buena practica equipar a los rodamientos de los ven tiladores con los instrumentos adecuados para indicar la tempe ratura 0 para monitorear la vibracion. Estos instrumentos estiin conectados con un dispositivo de alarma que avisa si hay un ex ceso de temperatura 0 desbalance.
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
Visores de Vidrio Siempre que sea posible, deben evitarse los visores de vidrio en los sistemas neumaticos. Si estos se instalan, deben ser de ma terial no combustible que no este sujeto prontamente a los dafios fisicos. Los conductos est{m sostenidos por encima y por debajo de cada visor de vidrio, de modo que el visor de vidrio no so porte ningun peso del sistema y no este, por si mismo, sujeto a los esfuerzos y las tensiones resultantes. La interconexi6n elec trica del sistema debe ser continua alrededor de todos los viso res de vidrio. La resistencia del visor de vidrio, su mecanismo de montaje y, su diametro interior son iguales al sistema adya cente de tubos. En los sistemas tipo presi6n, las conexi ones entre el visor de vidrio y la tuberia se empalman a tope directamente y, las dos se fijan con acoplamientos rigidos, hermeticos al aire, con conectores 0, con dispositivos comparables. En los sistemas de succi6n, las conexiones entre el visor de vidrio y la tuberia se empalman a tope directamente y se sellan con manguitos apro bados, que se extienden un minimo de 76 mm (3 pulgadas) por encima y por debajo del visor de vidrio y, de las conexiones de la tuberia. Los manguitos son de un material con propiedades elasticas el cual proporciona un sella hermetico al aire.
Las gruas para intempene son susceptibles de sufrir dafios debido a los fuertes vientos, a no ser que se proporcione un medio positivo de anclaje, ademas de los frenos de operaci6n 0 de servicio. Las gruas de gran tamafio que se mueven por rieles, generalmente estan provistas con abrazaderas automaticas 0 ma nuales de rieles. Otros medios de anclaje son las trampas de la grua, las cufias y los cables. El anclaje y el soporte son particu larmente necesarios y aconsejables cuando una grua no esta siendo utilizada ni atendida. Los operadores de las gruas deben entrenarse minuciosa mente para conocer el funcionamiento adecuado del equipa miento, incluyendo las acciones de emergencia que pueden ser necesarias durante un incendio u otro incidente peligroso. La ca bina del operador de la grua debe ser de construcci6n no com bustible y estar provista con un medio de egreso de emergencia. Esta debe mantenerse libre de residuos aceitosos, basura y otros combustibles. Todo el equipamiento electrico debe cumplir con la NFPA 70 y, debe montarse y mantenerse de manera segura. Los extintores portatiles de incendios pueden ser deseables en ciertas cabinas de los operadores. Para el equipo de gran ta mafio, pueden ser aconsejables los sistemas de extinci6n de tu beria fija.
Separadores de Aire y de Material Los separadores de aire y de material deben ubicarse preferible mente en el exterior de la edificaci6n y, deben estar provistos con protecci6n contra rayos. Las salidas de descarga del mate rial estan provistas con dispositivos positivos de obstrucci6n. El separador debe ser electricamente conductivo y estar conectado a tierra. El aire de escape siempre debe descargarse hacia el ex terior, excepto que se hayan tornado medidas para recircular el aire de transferencia directamente de vuelta dentro del sistema transportador neumatico. Los separadores de aire y de material deben estar construidos de materiales no combustibles y, los fil tros de tela deben ser de materiales de bajo riesgo. Cuando sea necesario utilizar materiales combustibles en los filtros, es de seable que estos tengan un tratamiento retardante de llama. Ade mas, los filtros de tela deben guardarse en cerramientos metalicos conectados a tierra, que permitan la limpieza de los filtros. La construcci6n de los separadores debe eliminar las sa lientes u otras areas donde se pueda acumular el polvo.
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas I. Ahrens, M., u.s. Vehicle Fire Trends and Patterns, NFPA Fire
Analysis and Research Division, Quincy, MA, Aug. 200 I.
2. Ahrens, M., The u.s. Fire Problem Overview Report, NFPA Fire Analysis and Research Division, Quincy, MA, June 2001. 3. Buffington, M. A., "Mechanical Conveyors and Elevators,"
Chemical Engineering, Oct. 13, 1969, pp. 33-49.2.
4. Handbook ofIndustrial Los.,' Prevention, 2nd ed., McGraw-Hill, New York, 1976. 5. Mitchell, D. W., et al., "Fire Hazard of Conveyor Belts," RI
7053, 1967, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC.
6. Jacobson, M., Cooper, A. R .. and Nagy, J., "Explosibility of Metal Powders,"RI 6516,1964, U.S. Bureau of Mines, Pittsburgh, PA.
Referencia Hartmann, 1., Nagy, J., and Brown, H. R., "Inflammability and Ex plosibility of Metal Powders," RI 3722, 1943, U.S. Bureau of Mines, Pittsburgh, PA.
C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA
GRUAS Las grlias son una parte esencial y necesaria de muchas operacio nes industriales y de fabricaci6n, donde deben levantarse 0 mo verse materiales pesados. Muchas grlias, como las grlias puente, las de p6rtico, de torre y de puente, se mueven a 10 largo de rie les. Los grlias puente pueden utilizarse efectivamente en interio res 0 a la intemperie, mientras que las grlias de p6rtico, de torre y de puente se emplean principalmente a la intemperie. Las grlias pueden moverse por electricidad 0 por impulsi6n de un motor de combusti6n intema. Deben observarse las medidas normales de protecci6n y de mantenimiento con estos sistemas de energia.
La consulta de los siguientes codigos, normas y practicas recomendadas de la NFPA proporcionani informacion adicional sobre el equipamiento para el manejo de materiales discutido en este capitulo. (Consulte la ul tima version del CataJogo de la NFPA para ver la disponibilidad de las ultimas ediciones de los siguientes documentos.)
NFPA IS, Standardfor Water Spray Fixed Systems for Fire Protection NFPA 70, National Electricos Code® NFPA 80, Standardfor Fire Doors and Fire Windows NFPA 484, Standardfor Combustible Metals, Metal Powders, and Metal Dusts NFPA 505, Fire Safety Standardfor Powered Industrial Trucks In cluding Tipo Designations, Areas of Use, Conversions, Mainte nance, and Operation
Revisado por
David P. Demers
as ocupacioncs industriales abarcan un amplio espectro de prop6sitos. Algunas emplean a muchas personas para que trabajen en un mico edificio. Otras instalaciones al bergan grandes de equipos pero tienen muy pocos em pleados. Generalmente, las ocupaciones industriales estin divididas en dos categorias: las industriales de propos ito gene ral, las cuales son instalaciones de bajo riesgo y de riesgo mo derado y, las instalaciones de alto riesgo. Los ejemplos de ocupaciones industriales incluyen fabricas, plantas de energia, refinerias y lavanderias. Este capitulo discute el historial de perdidas de las ocupa ciones industriales; la evaluacion de los riesgos generales; las caracteristicas de la ocupacion y de los ocupantes; los elemen tos disponibles de proteccion contra incendios; los criterios de la NFPA 101 ®, C6digo de Seguridad Humana®; y la planeacion previa al incendio. Para informacion adicional sobre segnridad humana en ocu paciones industriales yea; Sec cion 4 Capitulo 2 Control de Fuen tes de Ignicion Electrostitica y Seccion 10 Capitulo 3 Acabados Interiores.
L
HISTORIAL DE PERDIDAS Las instalaciones industriales y de fabricacion experimentaron 16.100 incendios estructurales los cuales fueron informados a los departamentos locales de bomberos en 1998, con perdidas asociadas de 20 civiles muertos, 520 civiles heridos y S631,8 millones de dolares en danos directos a la propiedad. 1 El numero de incendios disminuy6 en mas del 60 por ciento a partir de 1980, mientras que la muerte de civiles y eL dana directo a La propiedad, ambos sensibles al impacto de uno 0 dos incidentes muy grandes, no mostraron una tendencia clara. La variedad de actividades industriales y de fabricacionse refleja en el historial de perdidas (Tabla 11.15.1), aunque ciertas actividades se des tacaron por tener una mayor incideneia de incendios. A pesar de la reduccion presentada, las instalaciones industriales y de fa bricacion todavia son responsables de la perdida de tres de cada diez d6lares, debido a incendios estructurales no residenciales oeurridos entre 1994 y 1998 y, de uno de cada cinco civiles he ridos por el fuego en incendios informados, que ocurrieron en estructuras no residenciales, mientras que dan cuenta de sola mente un incendio de un total de nueve incidentes de incendio
David P. Demers, P.E., es presidente de Demers Associates, Inc., una firma consultora de proteecion contra incendios en Lunenburg, Massa chusetts, y jefe adjunto del Departamento de Bomberos de Lunenburg.
en estructuras no resideneiales y, con una participacion similar de civiles muertos por incendios en dichas propiedades. De los 25 incendios y explosiones mas costosos ocurridos en la historia de los ED.A (hasta el final del 2000), despues de los ajustes por inflacion, ocho involucraron instalaciones indus triales 0 de fabricacion y, todos exceptuando dos de ellos ocu rrieron en la ultima decada y media del siglo veinte, un incendio en 1989 en una planta de polietileno en Texas (el quinto mas costoso de todos los tiempos), un incendio en una planta de ener gia de un complejo de fabrieaei6n de automoviles en Michigan en 1999 (numero 9), un incendio en una hilanderia textil en Mas sachusetts en 1995 (numero 11), un incendio de una embarca cion y una planta de productos quimicos en Texas en 1947 (numero 13), un incendio en una refineria de petr61eo en Loui siana en 1988 (numero 14), un incendio en una planta de pro ductos quimicos en Texas en 1987 (numero 21), un incendio en una planta de energia nuclear en Alabama en 1975 (numero 22) y, un incendio en una planta de aluminio en Louisiana en 1999 (numero 24). EI ineendio mencionado anteriormente, que ocurri6 en la planta de polietileno en Texas en 1989 y, el incendio de la planta de procesamiento de polIo en North Carolina en 1991, son los ejemplos mas recientes del potencial continuado para que ocu rran perdidas importantes de vidas humanas en estas instalacio nes, ya que mas de 20 personas murieron en cada incidente2 • Sin embargo, el incendio industrial mas reciente y letal del mundo oeurrio en otro lugar, en una fabriea de juguetes en Tai landia en 1992.3 Dicho incendio mato a 188 trabajadores, so brepasando el numero de victimas de 145 que se presentaron en el ineendio de la Triangle Shirtwaist Company de 1911, el cnal es todavia el ineidente en una planta de fabrieaci6n que ha pro ducido mas muertes en la historia de los E.U.A., sin estar invo luerada una explosi6n, Otro ineendio reciente, que sucedio en China en 1992, ocu rrio en una fabrica de munecas y acab6 con la vida de 81 ocu pantes. 4 Este y otros incidentes alrededor del mundo no tan letales, subrayan la necesidad para que haya una norma mas exi gente sobre seguridad contra ineendios para las industrias, a nivel global. EI establecimiento de dicha norma comienza reco nociendo que hay muchas formas en las cuales pueden ocurrir incendios serios en las instalaciones industriales y de fabriea cion. La Tabla 11.15.2 muestra los patrones de las causas de in cendio y el dafio asociado a la propiedad en las propiedades industriales y de fabneaci6n. La amplia variedad de procesos industriales y de fabricacion potencial mente peligrosos esti cla ramente reflejada en estas cifras, pero tambien 10 estan los ries gos mis eomunes los cuales estan asociados eon el calentamiento, el servlcio eleetrico, los incendios provocados y fumar. Aunque el area del proceso 0 de fabricacion que defme la
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
TABLA 11.15.1 Incendios estructurales en instalaciones industriales y de fabricacion, promedios anuales 1994-1998
Ocupanci6n
Incendios
Industria, servicio y defensa Instalaci6n de producci6n de energia Laboratorio Instalaci6n de comunicaci6n, de defensa 0 de documentos Propiedad de distribuci6n de energi 0 instalaci6n de servicio Instalaci6n agricola 0 de producci6n agricola Area forestal, para criadero de peces 0 para caceria mina 0 cantera Instalaci6n para fabricaci6n de mineral no metalico 0 de producto mineral Industria no clasificada 0 de tipo desconocido, de servicio 0 de defensa Fabricacion Fabricaci6n de productos alimenticios Fabricaci6n de bebidas, tabaco 0 de productos relacionados con el petr61eo Fabricaci6n de textiles Fabricaci6n de prendas de vestir 0 de productos de cuero 0 de caucho Fabricaci6n de madera, muebles, papel 0 productos de impresi6n Fabricaci6n de productos quimicos, de plastico 0 productos de petr61eo Fabricaci6n de metal 0 de productos metalicos Fabricaci6n 0 ensamblaje de vehiculos Otras fabricaciones Fabricaciones no clasificadas 0 de tipo desconocido Total
4200
Civiles muertos
3
200 300 200 500 2300 100 200 300 200 12700
Dano directo a la Civiles propiedad (en heridos millones de d6lares)
62
1 0 0 1 2 0 0 0 0 15
136,0
6 17 4 10 11 0 3 10 3 494
22,9 4,8 7,1 12,2 57,0 0,8 6,5 15,1 9,7 653,6
1200 200
1 0
27 9
77,2 3,7
500 400
1 0
21 19
150,0 38,3
3000
0
68
112,8
1300
6
106
54,6
3700 600 1000 800
4 1 0 3
166 28 27 23
140,4 22,5 30,9 23,1
16900
18
556
789,6
Nota: Estos son incendios informados a los departamentos municipales de bomberos de los E.U.A y por '0 tanto excluyen los incendios informados solamente a las agencias federales 0 estatales 0, a las brigadas industriales contra incendio. Los incendios se aproximan en multiplos de cien, los muertos y los heridos se estiman en numeros enteros y, el dano directo a la propiedad es estimado en multiplos de cien mil d6lares. Las sumas pueden no ser iguales a los totales debido al error por aproximaci6n, EI dano no ha sido ajustado por la inflacion. Fuente: Estimaciones nacionales basad as en investigaciones del NFIRS y la NFPA.
actividad y el prop6sito de la instalaci6n es el area principal del origen del fuego, la mayoria de los incendios y perdidas ocurren en incendios que se inician en otro lugar. (Tabla 11.15.3) Aun cuando estos ocurren, los incendios industriales no ne cesariamente son letales y costosos. Muchos factores contribu yen tipicamente para que un incendio industrial produzca una perdida importante de vidas 0 de la propiedad. Un factor comun es la falta de funcionamiento de los sistemas de supresion de in cendios en una estructura. Entre 1994 y 1998, el 59 por ciento de los incendios estructurales informados, que ocurrieron en ins talaciones industriales y de fabricacion, sucedieron en propie dades sin rociadores. Cuando los rociadores estaban presentes, las probabilidades de morir fueron 30 por ciento mas bajas y la perdida promedio por incendio fue inferior en un 66 por ciento. 1 Sin embargo, otro factor es el disefio inapropiado de los sis temas de egreso. Desafortunadamente, las salidas cerradas to davia contribuyen con las fatalidades. En el incendio de Carolina del Norte citado anteriormente, las salidas cerradas y bloqueadas contribuyeron con la muerte de 25 personas. Una
causa importante de la perdida de vidas humanas en el incendio de Tailandia fue la disposicion inadecuada de las salidas. Este es solamente un ejemplo de como los incendios industriales im portantes tienden a involucrar una faHa en el seguimiento de los requisitos de seguridad contra incendios los cuales estan bien establecidos. La NFPA 101 proporciona un metodo para el di sefio de sistemas de egreso apropiados.
VALORACION Y EVALUACION DE RIESGOS Para que exista seguridad humana adecuada en una ocupacion industrial, debe evaluarse el grade relativo del incendio y el riesgo para la seguridad humana. Como la c1asificacion indus trial es tan amplia, los riesgo~ involucrados varian mucho. La primera preocupacion es la cantidad de tiempo disponible para la evacuacion. Tanto el contenido de la edificaci6n como la construccion interior afectan la evacuacion, asi como los mate
CAPiTULO 15
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Ocupaciones industriales
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TABLA 11.15.2 Causas de incendios y dano directo a la propiedad en incendios de estructuras industriales y de fabricaci6n, promedios anuales 1994-1998 (Los incendios de causa desconocida se asignan proporcionalmente)
Causa Otros equipos Maquina para trabajo 0 para dar forma Equipo de procesamiento no clasificado o de tipo desconocido Hogar, homo u horno de secar Equipo especial no clasificado 0 de tipo desconocido Equipo de tratamiento termico Motor 0 generador separado Equipo de recuperacion de residuos Equipo de fundicion, de moldeado 0 para forjar Transportador Llama abierta, pavesa 0 soplete Soplete Fuego abierto Reactivacion 0 reignicion Distribuci6n eh§ctrica Cable ado fijo Artefacto de iluminaci6n, portalamparas, balasto 0 cartel luminoso Mecanismo interruptor de energia 0 dispositi vo de protecci6n por sobrecorriente Equipo de calefacci6n Calentador fijo de area Unidad central de calefacci6n Causas naturales Ignici6n espontanea 0 reacci6n quimica Rayos Incendiaria Aparato, herramienta 0 aire acondicionado Secadora Otra fuente de calor Equipo de cocina Exposicion (a otro fuego hostil) Materiales para fumar Ninos jugando Total
Dano directo a la propiedad (en millones de d6lares)
Incendios 6600 1,000 900
(39,1%) (5,6%) (5,5%)
277,4 21,0 65,5
(35,1%) (2,7%) (8,3%)
900 500
(5,4%) (2,9%)
26,4 31,3
(3,3%) (4,0%)
300 300 300 300
(1,8%) (1,7'%) (1,6%) (1,5%)
11,0 6,2 4,4 14,9
(1,4%) (0,8%) (0,6%) (1,9%)
200 2300 1,400 300 200 1700 500 200
(1,1%) (13,8%) (8,2%) (1,6%) (1,2%) (10,3%) (2,9%) (1,3%)
13,1 101,0 75,3 2,4 2,6 86,6 29,1 12,0
(1,7%) (12,8%) (9,5%) (0,3%) (0,3%) (11,0%) (3,7%) (1,5%)
200
(1,2%)
11,1
(1,4%)
1200 300 200 1100 700
(7,1%) (1,7%) (1,2%) (6,6%) (4,1%)
32,3 10,5 6,8 40,6 23,7
(4,1%) (1,3%) (0,9%) (5,1%) (3,0%)
300 1000 800 300 700 500 500 400 100
(1,5%) (6,1%) (4,8%) (1,8%) (3,9%) (2,9%) (2,7%) (2,1%) (0,5%)
9,0 158,6 21,5 3,9 16,2 24,1 17,1 13,1 1,1
(1,1%) (20,1%) (2,7%) (0,5%) (2,1%) (3,1%) . (2,2%) (1,7%) (0,1%)
789,6
(100,0%)
16900
(100,0%)
Nola: Estos son incendios informados a los departamentos municipales de bomberos en los E.U.A y por 10 tanto excluyen los incendios informados solamente a las agencias federales 0 estatales 0 a las brigadas industriales contra incendio, Los incendios se expresan en multiplos de cien y el dano a la propiedad se aproxima en multiplos de cien mil d6lares, Las cifras de daiios a la propiedad no han sido ajustadas por la inflaci6n, Las 12 calegorias principales se basan en una jerarquia desarrollada por la Fire Administration de los E. UA Las sumas pueden no ser iguales a los totales debido al error por aproximacion. Fuente: Estimaciones nacionales basadas en investigaciones del NFIRS y de la NFPA.
dales del propio edificio tambien contribuyen al incendio du rante la evacuacion de los ocupantes. Ejemplos de los puntos que hay considerar incluyen el acabado interior, la velocidad de propagacion de la llama, la velocidad de combustion, la evolu cion de los gases toxicos, las fuentes de ignicion potenciales, la carga de combustible y e1 humo generado. Despues que los em pleados han evacuado, el problema se centra en la proteccion de la propiedad.
Existen muchos recursos que ayudan en la evaluacion de riesgos. Los ejemplos incluyen hablar con los operadores de la planta, revisar los pianos del edificio, etcetera. Los codigos de la NFPA contienen infoffilaci6n valiosa sobre varios riesgos. Las compafiias de seguros y los informes sobre incendios anteriores tambien proporcionan informaci6n uti!. Los modelos por computador pueden ayudar en 1a evalua cion del riesgo de una ocupaci6n. Despues de determinar el in
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
TABLA 11.15.3 Incendios estructurales en propiedades industriales y de fabricacion, par area de origen, promedios anuales 1994-1998 (los incendios de area desconocida se asignan proporcionalmente) Area de Area de procesos 0 de fabricacion Area 0 cuarto de maquinas Area de almacenamiento de productos, tanque o deposito Area 0 taller de mantenimiento Area de origen no clasificada Conducto Atico 0 conjunto cielo raso/techo 0 espacio oculto Cuarto del equipo calefactor Superficie del muro exterior Superficie del tejado exterior Area de servicio 0 del equipo no clasificada Area 0 contenedor de basuras 0 desperdicios Area 0 cuarto de almacenamiento de suministros Area de almacenamiento no clasificada Area estructural no clasificada Conjunto de pared 0 espacio oculto Cocina Area del mecanisme interruptor 0 recinto del transformador Area de envio, de recepcion 0 de carga Casped, terreno 0 area abierta Transportador Oficina Area 0 cuarto del equipo electronico Area de funcionamiento no clasificada Laboratorio Conjunto cielo raso/techo 0 espacio oculto Area 0 cuarto de lavanderia Otras areas conocidas de servicio 0 de equipos Otras areas conocidas de funcionamiento Otras areas conocidas de reunion Otros medios conocidos de egreso Otra area conocida Total
Incendios
Civiles muertos
Civiles heridos
Dano a la Propiedad millones de dolares)
6 2 2
(34,6%) (9,5%) (12,0%)
198 76 26
(35,6%) (13,8%) (4,8%)
163,5 67,8 99,9
(20,7%) (8,6%) (12,7%)
0 0 0
(7,9%) (1,3%) (1,0%) (1,0%)
38 9 9
(6,9%) (1,6%) (3,1%) (1,7%)
42,8 20,5 25,1 35,1
(5,4%) (2,6%) (3,2%) (4,4%)
(3,2%) (2,9%) (2,6%) (2,1%) (2,1%) (2,1%)
0 0 0 0 0 0
(0,0%) (0,0%) (0,0%) (0,0%) (0,0%) (1,3%)
16 3 5 12 6 12
(2,9%) (0,5%) (0,9%) (2,2%) (1,0%) (2,2%)
52,3 24,3 7,0 10,1 4,9 18,4
(6,6%) (3,1%) (0,9%) (1,3%) (0,6%) (2,3%)
300 300 300 300
(2,0%) (2,0%) (1,7%) (1,5%)
(2,9%) (3,2%) (0,0%) (0,0%)
4
1 0 0
5 2 6
(0,7%) (0,9%) (0,4%) (1,1%)
19,4 14,5 9,7 4,4
(2,5%) (1,8%) (1,2%) (0,6%)
300 200 200 200 200 200 200 200 200 200 600 400 200 200 700
(1,5%) (1,4%) (1,3%) (1,3%) (1,3%) (1,3%) (1,2%) (1,2%) (1,1%) (1,0%) (3,6%) (2,3%) (1,2%) (1,1%) (4,2%)
2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1
(10,4%) (5,0%) (0,0%) (0,0%) (1,3%) (0,0%) (0,0%) (0,0%) (0,0%) (0,0%) (0,0%) (2,9%) (2,2%) (0,0%) (3,6%)
12 9 0 3 3 4 8 18 1 2 9 10 4 2 22
(2,2%) (1,6%) (0,0%) (0,6%) (0,6%) (0,7%) (1,5%) (3,3%) (0,2%) (0,3%) (1,7%) (1,7%) (0,7%) (0,4%) (4,0%)
13,1 15,5 2,3 4,8 13,6 11,7 8,0 3,2 13,2 2,1 11,0 27,2 7,7 7,6 29,2
(1,7%) (2,0%) (0,3%) (0,6%) (1,7%) (1,5%) (1,0%) (0,4%) (1,7%) (0,3%) (1,4%) (3,4%) (1,0%) (1,0%) (3,7%)
16900
(100,0%)
3300 1800 1000
(19,7%) (10,4%) (5,7%)
800 700 700 600
(4,9%) (4,3%) (4,1%) (3,6%)
500 500 400 400 400 400
1
18 (100,0%)
17
556 (100,0%)
789,6
(100,0%)
Nota: Estos son incendios informados a los departamentos municipales de bomberos de los E,U,A y por 10 tanto excluyen los incendios informados solamente a las agencias federales 0 estatales 0 a las brigadas industriales contra incendio. Los incendios se aproximan en multiplos de cien, los muertos y heridos se estiman en numeros enteros, y el dano directo a la propiedades se estima en multiplos de cien mil d6lares, Las sumas pueden no ser iguales a los totales debido al error por aproximaci6n, El dano no ha sido ajustado por la inflaci6n. Fuente: Estimaciones nacionales basadas en investigaciones del NFRIS y de la NFPA.
cendio potencial apropiado, un modelo por computador puede ayudar a predecir el impacto del fuego sobre una instalaci6n. Esto es valioso para determinar el tiempo posible que pueden utilizar los ocupantes para salir del area 0 de la instalaci6n, antes que las condiciones se vuelvan insostenibles. Los modelos ASET, FPETOOL Y CFAST hacen esto. La valoraci6n puede hacerse en cOrUunto con el analisis de los egresos. EI tiempo de egreso seguro requerido es un modelo para analizar la salida. Los modelos por computador pueden evaluar S1 hay tiempo su
ficiente para que los ocupantes salgan antes de que las condi ciones se vuelvan insostenibles. Este metodo particular de valo rar los riesgos y de evaluar la seguridad humana es una pnictica comun en los sistemas de cumplimiento de los c6digos, los cua les aceptan los disefios basados en el desempefio. Debido a que las explosiones son probablemente los acci dentes industriales mas destructivos en terminos de perdida de vidas y de propiedades, estas. requieren atenci6n especial. El polvo inflamable, el vapor, la neblina 0 los gases presentan un
CAPiTULO 15
riesgo de explosion. Un sistema disefiado cuidadosamente es ne cesario para asegurar la seguridad de las personas cuando ocu rren fuerzas explosivas. Existen dos acercamientos principales al problema: prevenir la explosion, obviamente la mejor elec cion, y controlar el dana causado por la explosion. El equipo es pecializado disenado para detectar, suprimir y controlar el dana producido por las explosiones, se encuentra disponible. La NFPA 69, Norma sobre Sistemas de Prevencion de Expiosiones, proporciona informacion adicional.
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Ocupaciones industriales
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alertar mas pronto a los ocupantes del edificio dandoles asi mas tiempo para reaccionar Para que un sistema sea efectivo debe estar operativo. Los programas deben estar en su lugar para permitir la inspecci6n de las vaivulas de control y verifiear que estas se encueniran abier tas y, para el mantenimiento de los accesorios relacionados con la tuberia de la alarma. las val-vulas de tuberia seca y los siste mas de acci6n previa .y de diluvio. Para los sistemas de aeci6n previa y diluvio, los sistemas asociados de deteeci6n tambien deben estar operativos.
CONSTRUCCION DE EDIFICIOS NFPA 101 La NFPA 101 no incluye los requisitos de eonstruccion para ocu paciones industriales. Los varios tipos de ocupaciones industria les utilizan muchos tipos diferentes de construcciOn. Las instalaciones mas pequefias pueden construirse de madera no cla sificada, que corresponde al Tipo V en la NFPA 220, Norma sobre Tipos de Construccion de Ed!ficios, mientras que los edificios mas grandes pueden estar hechos de construccion resistente al fuego, Tipo l. Adicionalmente, las edificaciones pueden comprender desde edificios de altura totalmente encerrados y edifieios sin ventanas, hasta estrueturas abiertas que protegen al equipo de la intemperie. El tipo de construeeion se basa generalmente en los codigos locales de eonstruceion mas bien por e1 tipo de uso de la edificacion y no por el intenSs en la seguridad humana.
CARACTERISTICAS DE LOS OCUPANTES En general, los ocupantes de una instalacion industrial son adul tos sanos. Estadisticamente, presentan menos riesgo de resultar heridos por el fuego, ya que pueden ir de un lugar a otro y son eapaces de responder rapidamente ante un ineendio. Estos ocu pantes deben estar familiarizados eon los riesgos de la instal a ci6n y con las ubicaciones de las salidas de emergencia. Tambien existe la probabilidad de que los empleados que se encuentran en un escenario industrial hayan recibido algtin tipo de entrena miento de emergencia. Como la densidad de la earga de ocu pantes varia significativamente, esta debe tenerse en cuenta en el disefio del sistema de salidas. Las instalaciones que emplean a much as personas con discapacidades fisicas y mentales, re quieren una planeaci6n suplementaria previa al incendio para asegurar una evacuacion segura.
ELEMENTOS DE LA PROTECCION
CONTRA INCENDIOS
Un elemento principal para la seguridad humana en una oeupa cion industrial, debe ser un sistema de rociadores automatic os. Originalmente este fue utilizado como un elemento de protec ei6n de la propiedad, pero ha probado que es efectivo en preve nir la perdida de vidas humanas. Los rociadores automaticos mitigan los efectos del fuego, de ese modo Ie conceden a los em pleados el tiempo suficiente para que evacuen el edificio. Ade mas, la alarma de flujo de agua del sistema de rociadores puede
Clasificacion de la Ocupacion Para disefiar el sistema apropiado de salidas para una ocupacion industrial, la c1asificacion de riesgo para la seguridad humana de una ocupaci6n industrial segun la NFPA 101 debe ser estable cida. Las tres clasificaciones basicas incluyen las ocupaciones industriales generales, las industriales de prop6sito especial y las de alto riesgo. Ocupacion Industrial de Proposito General. Las ocupaciones industriales de prop6siw general involucran las operaciones de fabrieaeion de bajo riesgo y de riesgo ordinario, las cuales oeu rren en cualquier tipo de edificaci6n, ya sea de un solo piso, de multiples pisos 0 con multiples arrendatarios. Normalmente estas ocupaciones tienen mayor densidad de empleados que otras clasificaciones. Los ejemplos incluyen una lavanderia 0 una planta de ensamblaje de automoviles con operaciones de riesgo bajo 0 moderado. Ocupaci{m Industrial de Proposito Especial. Las ocupacio nes industriales de prop6sito especial tam bien involucran ope raciones de fabricacion de bajo riesgo y de riesgo ordinario. Estas se caracterizan por tener una baja densidad de empleados, donde la mayoria del area del piso esta ocupada por el equip a miento. Un ejemplo es una estructura eonstruida para proteger de la intemperie a los grandes equipos de procesamiento, donde las personas asociadas con el proceso trabajan en un euarto de control separado, reduciendose as! la exposici6n al fuego de los empleados. Estas ocupaciones tienen requisitos de egreso lige ramente diferentes, que por 10 general son mas indulgentes, tales como el aumento en la distancia permitida de recorrido. Tam bien, el egreso esta disefiado para el numero real de empleados en la estructura, y no para la carga calculada de ocupantes. Una edificaei6n de distribucion telef6nica 0 una edificaci6n con un generador de turbina en una planta de energia, cumplen con la definici6n de bajo riesgo 0 riesgo moderado y cuentan eon Ull numero muy reducido de ocupantes. Ocupacion Industria1 de Alto Riesgo. Una ocupaeion indus trial de alto riesgo esta dentro de las estructuras en las cuales hay procesos que involucran materiales altamente combustibles, altamente inflamables, materiales explosivos 0 estructuras en donde es probable que los materiales se quemen con extremada rapidez 0, produzcan vapores 0 gases t6xicos. Tambien estan in
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
cIuidas las instalaciones en las que habitualmente se manipulan, utilizan 0 almacenan lfquidos inflamables en grandes cantidades 0, aquellas donde se producen polvos explosivos provenientes de granos, madera, harina, plastico, aluminio, magnesio u otros rnateriales generadores de polvos explosivos. Las plantas tales como una instalacion donde se manipulan granos 0 una refine ria de petroleo son ejemplos de ocupaciones industriales de alto riesgo. Las estructuras eon usos incidentales de alto riesgo, prote gidas adecuadamente no necesitan ser cIasificadas como insta lacioncs de alto riesgo. Estas estructuras pueden incIuir medidas especificas de prevencion de ineendios tales como un euarto de almacenamiento de liquidos inflamables disefiado para cumplir eon la NFPA 101, COdigo de Liquidos Inflamables y Combusti bles. EI uso restringido de liquidos inflamables no requiere una clasificacion de alto riesgo. Un ejemplo es una planta metalur gica, normalmente clasificada como de bajo riesgo, la cual tiene un tanquc de revestimiento por inmersion con solvente. Mien tras se cuentan con los medios de egreso adecuados para ale jarse del tanque, la clasificaci6n de toda la instalacion no cambia a alto riesgo. La clasificaci6n de riesgo para la seguridad humana de una ocupacion industrial, debe considerarse cuidadosamente. La meta es evaluar el riesgo de los contenidos, del proceso y de otros factores que afectan el dcsarrollo del fuego. El tiempo dis ponible para la evacuacion de los ocupantes puede verse bas tante afectado por el crecimiento del incendio. Hay disponibles muchos recursos para ayudar en la determinacion del riesgo. La revision de la literatura pertinente de la NFPA, incluyendo los codigos y este manual es de gran ayuda. Los oficiales en otras jurisdicciones con ocupaciones similares y los operadores de la planta, pueden proporcionar informacion adicional valiosa.
un unico piso, donde son obhgatorios los rociadores automati cos y la ventilacion para el humo y el calor. Las ocupaciones de alto riesgo son muy restrictivas en cuanto a las distancias pennitidas de los medios de egreso, donde no estan permitidos los puntos sin salida 0 las vias co munes de reconido.
Requisitos del Diseno de los Medios de Egreso
Es apropiado hacer diferentes planeaciones previas al incendio para la protecci6n de la propiedad. Debe proporcionarse entre namiento en la utilizacion de ex:tintores de incendio para los fue gos incipiente5, 5i se espera que los empleados los utilicen. Los empleados designados necesitan ser entrenados para que revisen si el equipo de proteccion contra incendios esta funcionando segtIn su disefi.o, por ejemplo, que las valvulas de los rociadores esten abiertas. El departamento de bomberos que responda en caso de incendio debe estar familiarizado con la instalaci6n, y un empleado debe ser seleccionado como su contaeto. Los materia les peligrosos deben estar identificados y su ubicacion debe estar sefialada en el plano de la edlficacion. Es necesario que todos participen en los simulacros para ensayar completamente el plan. El plan previo al incendio debe evaluarse habitualmente por
EI disefio del sistema de egreso para una edificacion requiere que se consideren muchos factores. Algunos involucran los re querimientos de distancia, tales como la distancia de recorrido, la via comun de recorrido y los puntos sin salida. Estas distan cias varian basandosc en la clasificacion de riesgo para la segu ridad humana y, en la ausencia 0 presencia de rociadores automaticos. Las Iimitaciones de las distancias de egreso se in dican en la Tabla 11.15.4. Para poder utilizar algunas de las dis tancias mas grandes hay que involucrar algunos requisitos especiales, tales como aplicarlos solamente a edificaciones de
Sistemas de Alarma contra Incendios Debido al tamafio y complejidad de la mayoria de las instala ciones industriales, un sistema de alannas contra incendio es una herramienta valiosa para la seguridad humana. puede aler tar al personal designado, como una brigada industrial contra in cendio, que hay un incendio y permite que haya una respuesta rapida para evacuar a los ocupantes, combatir el fuego, apagar el equipo y tomar otras acciones requeridas. La NFPA 101 re qui ere un sistema de alarma contra incendios para la mayor parte de las ocupaciones industriales. Las excepciones se basan en la carga de ocupantes, cuando la capacidad total es inferior a 100 personas y, cuando menos de 25personas estan ubieadas por en cima 0 debajo del nivel de descarga de la salida. En las oeupa ciones industriales de bajo riesgo y de riesgo ordinario, la alarma contra incendios debe activar una alarma sonora en una ubica cion atendida continuamente para iniciar la accion dc emergen cia. En las ocupaciones industriales de alto riesgo, ademas de 10 anterior, la alarma eontra ineendios debe iniciar una sefial de evacuacion de los ocupantes. En estas ocupaciones, la notifica cion temprana puede ser critica para la seguridad humana.
PLANEACION PREVIA AL INCENDIO
TABLA 11.15.4 Limitaciones de las distancias de salida Distancia de recorrido Ocupaci6n Industrial Prop6sito general Prop6sito especial Alto riesgo
Sin rociadores pies (m) 200 (60) 300 (91) 75 (23)
Con rociadores pies (m) 250 (75) 400 (122) 75 (23)
Especial pies (m) 400 (122)8
Sin salida pies (m) 50 (15) 50 (15) 0
Via comun de recorrido Sin rociadores Con rociadores pies (m) pies (m) 50 (15) 50 (15) 0
"Requisitos especiales de la NFPA para esta distancia de recorrido en ocupaciones industriales de proposito general.
100 (30) 100 (30) 0
CAPiTULO 15
medio de ejercicios de incendios simulados. Tales ejercicios son criticos para identificar las deficiencias en el plan. Si es posible, solicite la participacion del departamento de bomberos que res pondenl al incendio. Si hay verdaderas brigadas contra incendio en ellugar, estas deben entrenarse adecuadamente. El entrenamiento debe incluir la organizacion y responsabilidad de la brigada, los principios basic os del comportamiento del fuego, los riesgos especiales del fuego y los riesgos para la salud en ellugar y, el entrenamiento practico con el equipo contra incendios que se espera van a uti lizar. EI equipo disponible puede incluir extintores de incendio, columnas reguladoras, mangueras e hidrantes. El uso apropiado de estos equipos sobre los fuegos incipientes puede contribuir a una reduccion importante en el riesgo del incendio y en la per dida de vidas humanas en las ocupaciones industriales. La res trice ion de la propagacion del fuego tambien reduce la amenaz,a para la vida.
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas I. Ahrens, M., The U.s. Fire Problem Overview Report. NFPA Fire Analysis and Research Division, Quincy, MA, June 2001. 2. Klem, T. J., "25 Die in Food Plant Fire," Fire Journal, Vol. 86, No.1, 1992, pp. 29-35.
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Ocupaciones industriales
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c.,
3. Grant, C. and Klem, T. J., "Toy Factory Fire in Thailand Kills 188 Workers," NFPA Journal. Vol. 88. No.1, 1994, pp. 42·49. 4. Lathrop, J. K., "Life Safety Code Key to Industrial Fire
NFPA Journal, VoL 88, No.4, 1994, pp. 36--46.
5. "Automatic Sprinkler System Performance and Reliability in
United States Department of Energy Facilities 1952-1980,"
DOEiEP-0052, UCAI, June 1982, Washington, DC.
6. Marryatt, H. W., "General Occupancy Analysis," Fire-Auto matic Sprinkler Performance in Australia and New Zealand
1886-1968, McCarron Bird Pty, Melbourne, Australia, 1971.
pp.l03-118.
Referenda Fire Protection Guide to Hazardous Materials, 13th ed., National Fire Protection Association, Quincy, MA, 2000.
C6digos, Norrnas y Pnicticas Recornendadas NFPA Las referencias de los siguientes e6digos, nonnas y practicas reeomen dadas de la NFPA propordonaran informaci6n adicional sobre las ocu paciones industriales disc:utidas en este capitulo. (Collsulte la ultima version del Catalogo de la NFPA para conocer la disponibilidad de las ediciones actuales de los ,;iguientes documentos.) NFPA 30, Flammable and Combustible Liquid~ Code NFPA 69, Standard on Explosion Prevention Systems NFPA 10i®, Life Safety Code® NFPA 220, Standard on Types ofBuilding Construction NFPA 600, Standard on industrial Fire Brigades
Revisado por Raymond A. Grill
esde que se publico la ultima edicion del Fire Protection Handbook, la NFPA ha desarrollado una nueva norma, la NFPA 140, Norma sobre Salas de Grabacion en Es tudios de Produccion de Peliculas y Television y en Instalacio nes de Produccion Aprobadas. La norma proporciona los requisitos minimos para el disefio, construccion, operacion y mantenimiento de las salas de grabacion y de las instalaciones de produccion aprobadas, seglin se definen aqui. La norma de fine los estudios de cine y television como los edificios, seccio nes de edificios 0 grupos de edificios disefiados y construidos para ser utilizados por la industria del entretenimiento en la pro duccion de peliculas, espectaculos de television 0 comerciales 0, para transmitir los programas de television que utilizan una sala de grabacion. Aunque la NFPA 140 se refiere a todas las insta laciones de preproduccion y postproduccion incluyendo los al macenes y bodegas donde se encuentran los talleres de construccion, las salas de grabacion, los cuartos de control, las instalaciones de edicion y otras ubicaciones exteriores de filma cion dentro de la propiedad del estudio, los requisitos de la NFPA 140 se centran en las salas de grabacion yen las instala ciones de produccion aprobadas. Una instalacion de produccion aprobada, es un edificio existente, una seccion de un edificio 0 un grupo de edificios que han sido alterados para utilizarse en la produccion de peliculas, de television 0 de comerciales y que ha sido aprobado por la autoridad competente (ARJ) para dicho proposito. Las instalaciones de produccion aprobadas funcionan como salas de grabacion. La industria del cine y la television es dinamica por natu raleza y, las salas de grabacion y las instalaciones de produccion necesitan ser flexibles. Como resultado, las necesidades de la proteccion contra incendios para estas instalaciones deben eva luarse seglin los riesgos presentes, los cuales cambian entre una produccion y otra y, segun las necesidades operacionales de la industria. Muchas ocupaciones y riesgos que se encuentran en un estudio, son simi lares a los que se encuentran en instalacio nes mas tipicas. Por 10 tanto, este capitulo se concentra principalmente en los aspectos de la proteccion contra incendios relacionados con las salas de grabacion y con las instalaciones de produccion aprobadas. No se ocupa de las ubicaciones 0 de las areas exte riores de produccion que puedan encontrarse dentro de un te rreno del estudio. Por ejemplo, los talleres de construccion que
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Raymond A. Grill es vicepresidente principal en RolfJensen & As sociates, inc., Fairfax, Virginia.
fabrican los decorados contienen los mismos riesgos de incen dio que muchos otros talleres 0 fabricas y deben tratarse como tales. Las bodegas y almacenes que se encuentran dentro de la propiedad del estudio tambien pueden ser tratadas como otros almacenes y bodegas, mientras se tenga presente la naturaleza dinamica de su contenido. Las areas administrativas, los cuartos de control y las cafeterias tambien pueden ser tratados desde el punto de vista de la proteccion contra incendios y de la seguri dad humana, al igual que otras ocupaciones similares. Sin em bargo, las salas de grabacion, que estan disefiadas especificamente para filmar, tienen necesidades operacionales especiales y se requiere una comprension de sus caracteristicas y riesgos para lograr la proteccion contra incendios.
CARACTERfsTICAS DE LA OCUPACION Una sala de grabacion es un edificio 0 una sec cion de un edifi cio, usualmente con aislamiento para el ruido exterior y la luz natural, la cual es utilizada para producir peliculas, television, espectaculos 0 comerciales. Las salas de grabacion como la que se muestra en la Figura 11.16.1 estan disefiadas y construidas es pecificamente para crear un ambiente controlado que pueda ais larse del ruido y de la luz del exterior. Con frecuencia las salas de grabacion son edificios autono mos, pero tambien puede ser un cuarto dentro de un edificio mas grande de uso mixto. A menudo, el uso mixto se encuentra en la produccion y transmision de television. Tambien son posibles las salas multiples de grabacion dentro de un mismo edificio. Comunmente la industria de produccion de peliculas y te levision convierte los edificios existentes en salas de grabacion. Este proceso puede incluir 0 no un cambio de ocupacion para la instalacion existente. Las bodegas y almacenes vacios han sido el tipo principal de instalacion existente que han sido converti dos en salas de grabaci()n, por ser estructuras abiertas. El conte nido de las salas de grabacion las hace unicas y, el c;ontenido y configuracion pueden cambiar frecuentemente para cumplir con las necesidades de produccion. Las instalaciones de transmision en vivo, tales como aque lIas utilizadas para la produccion de las transmisiones de las ca denas de noticias, incorporan las actividades de produccion dentro de otras actividades, tales como las salas de redaccion y las oficinas. Algunas producciones tambien incluyen ambientes con audiencia en vivo dentro de la sala de grabacion. La intro duccion de una audiencia en vivo, dependiendo de su tamafio, puede tener un impacto en la clasificacion de la ocupacion y en
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Sistemas de proteccion para cJases de ocupaciones
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
Panel de distribuci6n de energia Panel de control de iluminaci6n Parrilla estructural para los equipos Decorado (parcial) Puerta elefante Plataforma de iluminaci6n Riostra de balanceo Unidad portatil de ventilaci6n Muro exterior con aislamiento Puerta de acceso con aislamiento Tel6n de foro
FIGURA 11.16.1 SaJa de grabacion tfpica
otros aspectos de la seguridad humana y de la proteccion contra incendios. Estos aspectos se discuten mas adelante en este capi tulo. Los decorados dentro de los estudios de grabacion pueden ser muy elaborados. La duracion de su uso varia significativa mente entre una produccion y otra. Algunos decorados para se ries de televisi6n pueden utilizarse por anos; otros se construyen especificamente para un episodio. Puede crearse un decorado para sllnular un edificio completo 0 una serie de edificios den t£O de la sala de grabacion. Tipicamente los decorados estan he chos de madera y generalmente se tratan como estructuras temporales.
EXPERIENCIA HISTORICA DE INCENDIOS En el ano 2001, laAsociacion Nacional de Proteccion contra In cendios (NFPA) analiz6las perdidas p£Oducidas por el fuego en los estudios de cine y television, las cuales se basan en los pro medios anuales entre 1994 y 1998 1• La infonnaei6n reunida se base en datos obtenidos de un estudio de muestras estratificado al azar de la NFPA y del Fire Administration s National Fire In cident Reporting System (NFIRS) de los Estados Unidos. Entre 1994 y 1998, un estimado de 11 incendios estructu
rales fueron infonnados anualmente a los departamentos de bomberos de los E.U.A., mientras estos ocurrfan en los estudios de cine, produjeron una perdida total promedio por incendio de $83 000 d61ares en danos directos a la propiedad por ano. Du rante el mismo perfodo, fueron infonnados un promedio de 29 incendios estructurales por ano, en estudios de radio 0 televi sion, los cuales produjeron un promedio anual de $944 300 d6 lares en danos directos a la propiedad. Estos incendios no se limitaron a los estudios de grabaci6n. Estos induyeron los ser vicios e instalaciones asociados, tales como el revelado y edi ci6n de peliculas, el vestuario, los almacenes y bodegas, etc. No se infonnaron personas muertas 0 heridas. El tipo de material que hizo combusti6n en dos de cada cinco incendios, fue algun tipo de madera 0 pape!. Una cuarta parte de los incendios se ini ci6 con la ignici6n de plastico y en tercer lugar, 10 mas comun fue la combusti6n de productos naturales, tipicamente el caucho o las hojas y el pasto, los cuales fueron responsables de una sep tima parte de los incendios. En conjunto, estos tres tipos de ma teriales estuvieron involucrados en tres cuartas partes de los fuegos ocurridos en estudios.
Estudios de Cine Las dos quintas partes (39 por ciento) de los incendios ocurridos
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en estudios de cine que fueron informados entre 1994 y 1998 y, mas de las tres cuartas partes de las perdidas economicas aso ciadas, no involucraron ningUn tipo de equipo. Los tipos de equipos citados por tener una participaeion importante en los in eendios, incluyeron el equipo de distribuci6n eleetrica (16 por ciento), los sopletes (15 por ciento), el equipo para cocinar (ll por ciento) y el equipo calefactor (10 por dento). El calor pro veniente del equipo eIectrico de cualquier tipo, fue el responsa ble de las dos quintas partes de estos incendios (40 por ciento), por ser 1a fuente del calor de ignicion.
Estudios de Radio y Television Una tercera parte (35 por ciento) de los incendios ocurridos en estudios de radio 0 television que fueron informados entre 1994 y 1998 Y una parte considerable (37 por ciento) de las perdidas economicas asociadas, no involucraron ningun tipo de equipo. Los tipos de equipos citados por tener una participacion impor tante en los incendios, incluyeron el equipo de distribuci6n eIec trica (33 por ciento) y los artefactos (9 por ciento), sobre todo televisores, radios y equipos relacionados. El calor proveniente del equipo electrico de cualquier tipo, fue el responsable de la mayoria (56 por ciento) de estos incendios, por ser la fuente del calor de ignici6n.
RIESGOS DE LA OCUPACION Debido a la naturalcza (mica de la produccion de cine y televi sion, el contenido de una sala de grabacion y su carga combus tible varian de vez en cuando. Por sf mismas, las salas de grabacion tambien pucden incluir materiales de combustion como parte de su construccion. El equipo suplementario y tem poral, as! como la construcci6n del decorado, contribuyen con el riesgo potencial dentro de la sala de grabacion. La introducci6n de ocupantes (actores y audiencias) tambien necesita evaluarse desde la perspectiva de la seguridad humana ante una exposici6n al fuego y de los medios de egreso.
Carga de Combustion Los decorados de producci6n consisten en simples plataformas, telones del foro 0 estructuras muy elaboradas. Tipicamente los decorados estan construidos de armaduras de madera. Pueden consistir en una simple plataforma que proporciona los angulos apropiados a la ciimara 0, puede inc1uir paredes y cielos rasos para simular un cuarto 0 un edificio. Generalmente, los cOdigos modelo de construcci6n eximen a los decorados de las peliculas y de la television de los requisitos dcl permiso. Tfpicamente los decorados se consideran temporales debido a que regularmente ocurren cambios. La construccion del decorado puede obstruir la protecci6n con mciadores y la de otms elementos de pmteccion contra in cendios. Los cielos rasos de los decorados pueden ser movibles o estar construidos con materiales que no tienen ventilacion pro pia y, por 10 tanto, obstruyen el flujo de calor y la operaci6n del rociador.
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Estudios y salas de grabaci6n de cine y televisi6n
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Construccion del Decoradol Trabajo en Caliente Es comun la utilizaci6n de soldadores de arco, sopletes de oxia cetileno y afiladoras durante la construccion del decorado. La NFPA 5IB, Norma para la PrrNencion de lncendios durante la Soldadura, el Corte y otros Trabajos en Caliente, proporciona criterios detallados para el manejo de los riesgos potenciales de estas operaciones. Los requisitos incluyen las responsabilidades de la administraci6n, as Icomo las responsabilidades de los ope radores. La mejor manera de evitar los fuegos causados por el trabajo en caliente, es separar los combustibles de la fuente de ignicion 0 protegiendo los combustibles. Deben realizarse ins pecci ones regulares para verificar que los cilindros de gas com primido esmn adecuadamente asegurados, que las mangueras y los cables estiin en buenas condiciones, que los materiales com bustibles y los Hquidos inflamables estan separados apropiada mente y, que existe un equipo adecuado de lucha contra incendios.
Consideraciones Electricas El equipo y las instaladones electricas deben cumplir con las secciones aplicables de la NFPA 70, C6digo Elixtrico Nacio na!,ID. Algunos articulos especfficos de la NFPA 70 se refieren a los teatros, las areas para el publico de los estudios de peHculas y televisi6n y, locaciones similares. Estos artfculos incluyen los requisitos especfficos para el equipamiento, los tablems de con trol, la iluminaci6n y las conexiones a tierra. Se refieren al ca bleado portatil, el cual se usa mucho en la producci6n de peliculas y de television. Los generadores moviles se utilizan de manera rutinaria en la produccion de peliculas. Los estudios de grabaci6n no se eonstruyen para acomodar las necesidades temporales de ener gia de todas las actividades de produccion. Por 10 tanto, con fre euencia los generadores portatiles complementan la energia normal de la edificaci6n. Cuando se hacen pasar cables auxilia res de energia, debe tenerse cuidado para no obstruir 0 interferir con las elasificaciones de resistencia al fuego de los mums 0 ventanas. La NFPA 140 prohibe que los cables pasen a traves de puertas 0 ventanas con clasificaci6n de resistencia at fuego. La NFPA 140 permite que los cables pasen a traves de ensamblajes resistentes al fuego, cuando las penetraciones esmn protegidas de acuerdo con la NFPA 221, Norma para it1uros Cortafoegos y Muros de Barrera Cortafoegos. El equipo electrico temporal tambien puede obstruir el egreso y las operaciones de lucha con tra incendios. Cuando se tienden cables y se ubi can generadores portatiles, las rutas de salida deben evitarse cuidadosamente. La ubicaci6n del equipo generador portatil debe tener en cuenta la apmbaci6n de laAHJ (autoridad competente) segUn la NFPA 140. La ubicacion del equipo generador portiitil debe tener en cuenta • La exposici6n potencial al fuego de la sala de grabaci6n y de las estructuras adyacentes
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
• La obstrucci6n potencial del egreso 0 del acceso para la lucha contra incendios • Las necesidades de servicio y abastecimiento de combusti ble Los generadores portatiles de energfa deben inspeccio narse regularmente para determinar si hay fugas y debe haber disponibles extintores portati1es de incendio para que puedan ser utilizados sobre estos equipos.
Calefacci6n, Ventilaci6n y Aire Acondicionado Portatiles Con frecuencia, el equipo auxiliar de calefacci6n, ventilaci6n y aire acondicionado complementa la capacidad incorporada de una sala de grabaci6n. Estas unidades deben ser listadas y estar ubicadas de modo que no obstruyan e1 egreso 0 e1 acceso. Los conductos flexibles utilizados con estos sistemas no deben ser combustibles y tambien deben estar dispuestos de modo que no bloqueen el egreso 0 el acceso.
Efectos Especiales Los efectos especiales pueden tener un imp acto significativo en la seguridad de los ocupantes de la sala de grabaci6n. Los efec tos especiales pueden incluir materiales pirotecnicos, gas u otras llamas abiertas, humo 0 vehiculos impulsados por combustible. Claramente, el impacto de los efectos especiales es mayor cuando hay publico. Pirotecnia. De acuerdo con la NFPA 140, el uso de efectos pi rotecnicos especiales esta sujeto a la aprobaci6n de la AHl Por 10 tanto, el uso propuesto de pirotecnia en una sala de grabaci6n debe revisarse con la AHJ antes de su utilizaci6n. La NFPA 1126, Norma sabre el Usa de Pirotecnia ante una Audiencia Proxima, se aplica a la exhibici6n de efectos pirotec nicos especiales en un espacio interior, durante la producci6n de cine y televisi6n, solamente si la producci6n es ante un audito rio que esta cerca. Los efectos especiales se definen parcial mente como efectos audibles 0 sonoros para prop6sitos de entretenimiento, con frecuencia para crear una ilusi6n. La NFPA 1126 define un auditorio pr6ximo como "un auditorio que esta mas cerca de los artefactos pirotecnicos que 10 permitido por la NFPA 1123, Cod/go para la Exhibicion de Fuegos Artificiales ". Esta norma de la NFPA contiene los requisitos sobre almacena miento, permisos, capacitacion del operador, etiquetado de las precargas y uso de pirotecnia. Debe consultarse cuando los efec tos pirotecnicos especiales seran utilizados en un espacio inte rior ante un auditorio. La NFPA 101 ®, Codigo de Seguridad Humana®, se refiere a los artefactos pirotecnicos en sus capitulos sobre ocupaciones de reunion al requerir el cumplimiento de la NFPA 1126.
Llama Abierta. Seglin la NFPA 140, el uso de llamas abiertas, esta sujeto a 1a aprobaci6n de la AHJ. Por 10 tanto, el uso pro puesto de llamas abiertas en una sala de grabaci6n debe ser re visado con laAHJ antes de su utilizaci6n. La NFPA 101 tambien
se refiere a los artefactos de llama abierta en las ocupaciones de reuni6n. Esta permite el uso de una llama abierta en escenarios y platafOlmas como parte necesaria de la presentaci6n, cuando se toman las precauciones aprobadas por la AHJ, para prevenir la ignici6n del combustible 0 para evitar lesiones en los ocu pantes. La norma permite las luces de gas, bajo condiciones si milares. Antes de la presentaci6n, el uso de llamas abiertas 0 de luces de gas ante un auditorio debe resolverse con la AHl Humo. EI humo utilizado como un efecto especial no debe os curecer las sefiales de salida,::larticularmente si esta presente un auditorio. Si no hay publico presente y el humo denso es parte integrante de la producci6n, aqueUos que se veran afectados por el humo deberan realizar entrenamientos y simulacros con res pecto a las rutas de egreso.
Decoraciones La NFPA 140 requiere que las cortinas, los colgantes, los cic1o ramas, la vegetaci6n cortada y otros materiales decorativos sean mantenidos en una condici6n retardadora de la llama. Depen diendo del material, este puede necesitar una reaplicacion pe ri6dica del retardador de llama. Los materiales de espunla plastica utilizados con proposi tos decorativos, para el cscenario 0 los atrezos, deben limitarse a los materiales que tienen lffia tasa maxima de liberaci6n de calor de 100 kW, cuando se en sayan de acuerdo con UL 1975, Standard for Fire Tests for F 1am Plastics Used for Decorative Purposes.
Orden y LimpiezalFumar Los desperdicios combustibles y otros materiales deben alma cenarse de forma que se limite su potencial de entrar en contacto con fuentes de ignici6n. Deben proporcionarse contenedores metaiicos aprobados que sean autocerrantes, para contener estos materiales. Los riesgos de las operaciones de orden y limpieza incluyen la acumulaci6n de aserrin 0 residuos de madera; de ba sura; el almacenamiento com')ustible debajo de las platafonnas; el almacenamiento de atrezos, de equipamiento y material que pueda bloqllear las salidas, del equipo de protecci6n contra in cendios y del equipo e16ctrico. La NFPA 140 prohibe fumar en las salas de grabaci6n a no ser que 10 requiera una parte de la producci6n.
SEGURIDAD HUMANAI EGRESO Una sala de grabaci6n puede tener dos usos separados y distin tos, dependiendo de La presencia de un auditorio. Si no se espera un auditorio, la sala de grabaci6n puede ser considerada como una ocupaci6n industrial. Los medios de egreso deben cumplir con los requisitos de la NFPA 101. La NFPA 140 reqlliere que las salas de grabaci6n que tienen mas de 139 (1500 pies2) tengan un pasillo a 10 largo del perimetro, con un espacio libre de hasta 2,1 m (7 pies) por encima del piso. Con frecuencia, las salas de grabacion mantienen un pasillo de 1,2 m (4 pies), con
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una seccion del piso pintada de amarillo para indicar claramente que este debe permanecer abierto. La NFPA 140 tambien limita a 46 m (ISO pies) la distancia de recorrido hacia una salida, en una sala de grabaci6n. Si esta presente un auditorio de 50 personas 0 se apli can los requisitos para ocupaciones de reuni6n de la NFPA 101. Otras secciones de este manual y de la NFPA 101 se refieren a las salidas de los espacios de reuni6n y, el lector debe consul tarlas para conocer las pautas y requisitos sobre la cantidad de salidas, los criterios para las escaleras y pasamanos, las distri buciones del pasilio y los asientos, la iluminaci6n de emergen cia y la necesidad de instalar sistemas de rociadores y de alarma. Si hay un auditorio presente, es importante mantener libres las vias de egreso y que estas sean evidentes, especialmente si se utilizan efectos especiales u otras ilusiones visuales.
Estudios y salas de grabacion de cine y television
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2. Los vigilantes de la ubicaci6n tengan los medios para co municarse con el centro de comando contra incendios del edificio, sl existe uno y, con los ocupantes de la sala de gra baci6n. 3. La desactivaci6n de los aparatos de notificaci6n en la sala de grabaci6n, acti\e una sefial visible aprbpiadamente eti quetada en una ubicacion aprobada que permanezca ilumi nada mientras los aparatos de notificaci6n en la sala de grabaci6n estan desactivados. Es muy probable que este enfoque sea utilizado en una sala de grabaci6n que fonna parte de otro edificio que tenga un sis tema de alanna contra incendios. Deben proporcionarse extintores portatiles contra incendios a 10 largo de las salas de grabaci6n, de acuerdo con los requisi tos de la NFPA 10, Norma para Extintores Portdtiles de Incen dios.
PROTECCION CONTRA INCENDIOS Las salas de grabaci6n deben contar con protecci6n con rociado res para controlar y suprimir los fuegos en sus estados incipien tes. La NFPA 140 requiere que las salas de grabacion nuevas 0 las instalaciones de producci6n aprobadas esten provistas de un sis tema de rociadores automaticos aprobado y supervisado. Se re quiere que los sistemas esten disefiados de acuerdo con la NFPA 13, Norma para la Instalaci6n de Sistemas de Rociadores, y que estos reciban mantenimiento de acuerdo con la NFPA 25, Norma para la Inspecci6n, Ensayo y Mantenimiento de los Sistemas de Protecci6n contra Incendios a Base de Agua. Es necesario que el disefio de los sistemas de rociadores automatic os considere las circunstancias especiales creadas pOI las plataformas y los esce narios con cielos rasos s6lidos. En reconocimiento a la naturaleza temporal de las plataformas y escenarios, puede ser necesario permitir la omisi6n de rociadores en estas areas cuando se pro porcionan medios altemativos de protecci6n. Tales medios pue den inc1uir la limitaci6n del tamafio de las platafonnas y de los cielos rasos solidos, la limitaci6n del uso debajo de las platafor mas y, la utilizaci6n de detectores de calor 0 de humo. La NFPA 140 tambien reconoce el potencial para que se presenten obs trucciones. Cuando el disefio del sistema de rociadores autorna ticos del edificio es aumentado a Riesgo Extra, Grupo 2, la NFPA 140 pennite las obstrucciones a la descarga del rociador que pue den crearse durante la construccion de los escenarios. Este crite rio de disefio se encuentra en la NFPA 13. Cuando un fuego esta protegido del efecto de los rociadores, este puede desarrollarse mas alia de su estado incipiente antes de que ocurra la activaci6n de los rociadores. El criterio de disefio, del Riesgo Extra, Grupo 2, es necesario para controlar un fuego de este tipo. Las salas de grabaci6n tienen necesidades unicas con res pecto a las alarmas sonoras y visibles. La NFPA 140 permite la desactivaci6n de los aparatos de notificacion sonora y visi ble dentro de las salas de grabacion durante la producci6n siempre que I. La activaci6n del sistema de alarma ocasione que los apa ratos de activaci6n se activen en una ubicaci6n atendida constantemente.
CARACTERisTICAS DE OPERACION Varias normas diferentes de la NFPA, pueden aplicarse a las operaciones de la sala de grabacion. Estas inc1uyenla NFPA I, C6digo de Prevenci6n de Incendios. que se retiere al manteni miento de sistemas, a la acumulaci6n de desechos y desperdi cios; y a la eliminaci6n 0 mitigacion de riesgos, la NFPA 30, C6digo de Liquidos Combustibles e Inflamables y, la NFPA 58, C6digo del Gas Licuado de Petr6leo, se refieren a los liquidos combustibles e inflamables y a los gases licuados de petroleo, respectivamente. La NFPA Norma para el DisePio e Insta1a ci6n de Sistemas de Oxigeno y Combustible Gaseoso para Sol dadura, Corte y Procesos Asociados y la NFPA SIB. De vital importancia en la operaci6n de una instalacion de producci6n de pelicula5 0 televisi6n, es la necesidad de contro lar y mantener continuamente la protecci6n contra incendios que se proporciona. Las ocupaciones, usos y riesgos pueden cam biar diariamente. EI operador debe asignar una persona que se encargue de mantener la protecci6n contra incendios y la segu ridad human a apropiadas, que pueda aplicar una practica ade cuada de protecci6n contra incendios y que tenga sentido comun para las operaciones del dia a dia. Esta persona necesita trabajar de manera efectiva conla Autoridad Competente (AHJ) y debe tener la suficiente autoridad intema para corregir 0 mitigar los riesgos a medida que estos surgen.
BIBLIOGRAFiA Referencia Citada 1. Memorandum from Alison Miller of NFPA to Chuck Smeby
dated Aug. 12, 1993. Subject: Final report on fire in motion
ture studios and radi(. or television studios.
C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, nonnas y priicticas recomendadas de la r.."'FPA proporcionara infonnacion adicional sobre los estudios y salas de grabacion de peliculas y television discutidos en este capitulo.
Revisado par C. Louis Kingsbaker
eneralmente, en las semillas ol~aginosas q~e contienen aproximadamente un 20 por clento de acelte en peso, como los granos de soya, se realiza una extraccion di recta. Generalmente las semillas que contienen mas de un 20 por ciento de aceite, se preparan mediante un preprensado para re ducir su contenido de aceite entre un lOy 20 por ciento. Las ins talaciones que emplean este proceso se Haman plantas de extraccion con solvente por preprensado. Algunas de las semi lias mas importantes procesadas de esta forma son la semilla de algodon, la semilla de colza, la semiHa de lino, el germen de maiz, el girasol, el cartamo, los cacahuetes y la copra.
G
PROCESO DE EXTRACCION
CON SOLVENTES
Solventes Utilizados El hexano comercial es el solvente que se utiliza exclusivamente en la extraccion de semillas oleaginosas, ya que es relativamente facil eliminar el solvente de la harina gruesa extraida y de los productos oleaginosos, haciendo que estos no sean toxicos; esencialmente este solvente es in miscible con el agua; y puede producirse a partir del petroleo a un costa relativamente bajo. El hexano comercial consiste en una mezcla de los siguientes sol ventes de petroleo: el hexano normal con un peso que varia desde el 53 por ciento hasta el 85 por ciento (60 por ciento en peso es un promedio normal); el meti1ciclopentano, cerca del 13 aII5 por ciento; los metilpentanos, cerca del22 al25 por ciento; y los dimetilbutanos cerca dell por ciento. La mayor desventaja del hexano comercial, que consiste en el peligro de un fuego y/o explosion, es superada por el disefio cuidadoso, por la construc cion y la operacion de la planta de extraccion con solvente. OtTOS solventes inflamabIes, tales como las mezclas de hi drocarburos aromaticos, se utilizan en la extraccion dellignito, la corteza de abeto Douglas y otras materias primas especiales, cuyos productos finales no son utilizados por los seres humanos para consumo interno.
Descripcion del Proceso Las operaciones de la unidad para la extraceion de todas las se millas oleaginosas son similares y, generalmente el mismo equipo puede manejar las hojuelas 0 tortas de dichos materiales.
C. Louis Kingsbaker es presidente de C. L. Kingsbaker, Inc., consul tores para la industria de semillas de aceite.
En la Figura 11.17.1 se muestra un diagrama de flujo para un proceso t[pico de extraccion. Para lograr un almacenamiento seguro, las semillas oleagi nosas se lIevan ala planta de procesamiento, se revisan para de terminar el contenido de humedad y se secan en un secador de tubos de gas basta aIcanzar un contenido de humedad del lOu II por ciento en peso. Para eliminar los riesgos de incendio tanto en el secador como en la etapa de preparaeion del proceso de ex traccion, las semillas se limpian para retirar basuras, mugre y material extrafio antes de que estas sean secadas. El proceso de extracci6n con solvente es continuo. Por 10 ge neral, su velocidad esta ;;ontrolada por mediciones en la balanza para pesar y por ajustes en los rodillos alimentadores del molino quebrantador. El molino quebrantador separa las cascaras y rompe las semillas. Las cascaras son eliminadas por medio de ta miees y por aspiracion. Las semillas se convierten en hojuelas por medio de rodillos, despues de pasar a traves de un acondi donador rotatorio de tubos de vapor. Aqui las semillas son ca lentadas a temperatura", entre 60 y 74°C (140 Y 165°F) y, el contenido de humedad es ajustado entre un lOy 10 Yz por eiento. Debido a la gran demanda de harina de grano de soya con un alto nivel de proteinas, para las aves de corral y otros alimen tos para animales, la mayor parte de las plantas de extraccion en los E.U.A. retiran las cascaras de los granos de soya quebrados utilizando cernidores y aspiradores en la fase de separaci6n. Para lograr una separacion adecuada entre las cascaras y la parte inte rior del grano, nonnalmente, la humedad de la masa es redueida a cas! eilO por dento en peso. Luego, los granos son almacena dos durante varios dias en silos de "templado" para permitir que se equilibre la humedad residual. Un metodo mas nuevo es el de procesar los granos directamente desde el almacenamiento con su contenido normal de humedad, calentandolos rapidamente en un secador de lecho fluido. A continuacion, los granos son que brados y descasearados mientras todavia estan calientes. Luego se acondiciona la parte mterior de los granos en un segundo se cador de lecho fluido antes de dividirse en hojuelas. Durante los ultimos 15 anos, muchos procesadores han ins talado equipos para producir granulos (pellets) 0 collares (co llets) a partir de hojuelas de granos de soya y de otras semillas oleaginosas. Esta maquina se denomina un expansor (expander) y consiste en un cilindro, un dispositivo alimentador que intro duce el material dentro del cilindro, un tornillo de corte discon tinuo dentro del cilindro, pernos que sobresalen del cilindro dentro de los espacios entre los cortes discontinuos del tornillo para cortar aun mas el material que se encuentra en el interior, una plaea perforada de extrusion localizada a la salida del cilin dro a traves de la cual el material extruido abandona la maquina y un gran motor que Ie da poteneia a la unidad. EI vapor vivo que es inyectado dentro del cilindro ealienta y cocina la semilla ole
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Granos de soya enteros
SECCION 11
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Secado
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
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-I Descascarar 1 1, Preparacion de la semilla oleaginosa 1_____ J
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: Granulos
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Hojuelas de grano de soya
Miscela
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Hojuelas
Hojuelas extrafdas
2. Extraccion con sol vente
Solvent vapors
3. Recuperacion del aceite y del solvente
4. Eliminaci6n del solvente y acabado de la harina molida
FIGURA 11.17.1 Proceso de extraccion con solvente de los granos de soya
aginosa y eleva su contenido de humedad. El proposito de utili zar un expansor (expander) es el de romper las celulas adicio nales de aceite y aumentar la densidad del gninulo (pellet) en relacion con la densidad de la hojuela. Sin embargo, el benefi cio mas importante es que se mejora en gran medida el drenaje del sol vente y de los chorros de miscela (mezc1a de aceite ex trdido y hexano) que son adicionados al extractor. Cuando hay un mejor drenaje en el extractor, el material que sale del extrac tor tiene una menor concentracion de solvente, 10 que reduce la tarea de eliminar el solvente en el desolventizador-tostador y, ahorra una cantidad considerable de energia de vapor. Algunas plantas solarnente expanden entre un 20 y 25 por ciento de las hojuelas que llegan, mientras que otras expanden el 100 por ciento del chorro de hojuelas. Mientras no se estire por presion (extrusion) mas del 30 por ciento de las hojuelas, los granulos (pellets) pueden ser devueltos directamente dentro del chorro restante de hojuelas. Pero 5i mas del 40 por ciento de las hojue las :fon convertida5 en granulos (pelletizada), debe instalarse un
secador-enfriador para reducir el contenido de humedad de los granulos (pellets) y para enfiiarlos a una temperatura de 74°C (165°F). Las semillas oleaginosas con un contenido mas elevado de aceite, tales como las semillas de algodon, puedcn estirarse por presion y lucgo ser extraidas sin tener que prensarlas pri mero en una prensa dc tornillo. Las hojuelas calientes son lIevadas al extractor, el cual ge neralmente es de tipo filtracion (percolacion) continua. El 801 vente liquido entra por encima del lecho de hojuelas y drena 0 filtra a traves dellecho hacia un compartimiento ubicado debajo de las hojuelas, para ser recic1ado por una bomha hacia otra etapa del extractor. La gran mayorfa de los extractores por fil tracion (percolacion) tienen seis 0 mas etapas de extraccion. Los diferentes tipos de extractores por filtracion (percola cion) incluyen extractores de cesta vertical, rotatorios, de fondo estacionario, de celda deslizante, de cinta perforada y de circuito rectangular. La Figura 11.17.2 muestra un extractor de circuito rectangular. El solvente fresco de hexano recuperado, es cal en
CAPiTULO 17
Entrada de las hojuelas
FIGURA 11.17.2 Extractor de circuito rectangular
tado a una temperatura cercana a los 60°C (140°F), entra en con tacto con las hojuelas cerca del extremo de la descarga del ex tractor para retirar el aceite que queda en las hojuelas. Este solvente, que ahora contiene cierta cantidad de aceite, es bom beado de una etapa a otra en direcci6n contraria al flujo de las hojuelas y, con cada etapa sucesiva se vuelve mas rico en aceite. El aceite extraido de Las hojuelas y que esta mezclado con he xano, 10 que se conoce como miscela, tiene generalmente una concentraci6n del 20 al 35 por ciento en peso cuando este sale del extractor. La cantidad de solvente de hexano que se adiciona al extractor tiene una parte de solvente por una parte de hojuela, en peso. Esta es la relaci6n de solvente y varia desde 0,85 hasta 1,10. Normalmente, el extractor opera a 60°C (140°F) y a la pre sion atmosferica 0 en un vacio ligero de ] 24 Pa (Y2 pulgada de columna de agua). Una transmisi6n de velocidad variable 0 un motor de velocidad variable, controla la velocidad del extractor para hacer cambios en la velocidad de la planta y tambien en la altura dellecho en el extractor. Despues que las hojuelas se mueven mas alIa del punto de adicion del solvente dentro del extractor, se deja un tiempo para que el hexano drene. Las hojuelas extraidas y drenadas son trans portadas al equipo para eliminar el sol vente, tostar, secar y enfriar el materiaL Se emplean dos sistemas de procesamiento para lograr estas etapas. El primer sistema, que en las plantas mas antiguas esta siendo eliminado gradualmente, requiere tres componentes in dividuales del equipo: (l) el desolventizador-tostador (unidad D T), (2) el secador rotatorio de tuba de vapor (D) y, (3) un enfriador rotatorio (C) que utiliza aire del ambiente para enfriar la harina. El segundo sistema, de contracorriente nonnalmente se instala en plantas de extracci6n. Esta iinica pieza de equipo realiza los cuatro pasos del procesamiento (Figura 11.17.3). EI equipo consiste en oeho bandejas: dos bandejas predesolventizadoras (I y 2); dos bandejas con perno tensor, con freeuencia llamadas ban dejas de eontraeorriente (3 y 4); un salpicador(5); dos bandejas de seeado (6 y 7); y una bandeja enfriadora (8). Pueden proporcio narse bandejas adieionales para eada etapa del proeeso a medida
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Extraccion con solventes
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que se neeesiten, dependiendo de la capacidad de la planta 0 del tipo de semilla oleaginosa que se procese. Los principios del procesamiento son los mismos para cada tipo de semilla. EI vapor abierto 0 de inyecci6n en el desolven tizador, retira el solvente de las hojuelas. El tostado se logra por el contacto indirecto con el vapor de alta presion en las bande jas 1,2,3 y 4 y el vapor abierto. El D-T-D-C es una unidad ci Hndrica vertical, que consiste en multiples bandejas 0 cubiertas. Las hojuelas caen de una bandeja a otra. El vapor abierto en las cinco bandejas superiores remueve el solvente. EI vapor se con densa en las hojuelas, elevando el contenido de humedad de las hojuelas. El tostado tambien se realiza en estas bandejas, las cuales tambien son calcntadas por vapor indirecto. Generalmente, la ctapa de eliminacion de solvente utiliza casi un exceso dell 0 por ciento del vapor de inyeccion. La tem peratura normal de ope,acion del domo del D-T-D-C esta alre dedor de los 70 a 74°C (158 a 165°F). La temperatura minima de la salida desde la bandeja 5 debe ser de 105°C (221°F). Una temperatura inferior de la salida de las hojuelas indica que no se ha retirado todo el soivente, 10 cual puede presentar un riesgo potencial para [a seguriJad. La presion de operacion en la parte superior del D-T-D-C debe ser inferior a la presi6n en el extrac tor. Esto evita que el vapor fluya de nuevo hacia el extractor y detiene el flujo descendente del vapor del solvente a traves de la salida de la secci6n de tostado. El solvente y el exceso de los va pores de inyeccion que salen del extremo superior del D-T-D-C se Lavan con hexano liquido para retirar todas las particulas finas que pueden ser arrastradas por estos vapores y, estos se conden san, recuperan y reutilizan en la etapa de extraccion. La valvula rotatoria disefiada especialmente y que esta loca lizada a la salida de la bandeja 5, tiene una transmision de veloci dad variable. Su velocidad controla los niveles operativos de las bandejas I a 5. La valvula tambi6n sella la entrada de la bandeja 5 ala bandeja 6, para eVltar que el aire de secado sople de la ban deja 5 a la bandeja 6. La bandeja 6 dene una presion operativa mucho mas alta que la handeja 5. La valvula rotatoria es un dis positivo de seguridad que evita la formaci6n de mezclas explosi vas de hexano y aire en las cinco bandejas superiorcs de la lmidad. El material al que se Ie ha eliminado el solvente (desolventi zado), cae dentro de las bandejas 6 y 7, donde entra en contacto con aire caliente. A medida que la harina humedecida con agua avanza hacia abajo, se inyecta aire calentado a traves de aberturas ubicadas en la parte superior de estas dos bandejas. EI aire caliente evapora el exceso de humedad en la harina y, mientras el agua se evapora de la harina sin solvente, su temperatura cae. Un ventila dor sopia aire atmosferico a traves de un calentador de aire con serpentin de vapor y hacia eI interior de las bandejas desecado. Cada una de las sahdas de las bandejas 6 y 7 tiene una com puerta y una disposicion de aspas. Normalmente, la compuerta est:i eerrada hasta que el nive! en eada bandeja se eleva 10 sufi ciente para hacer contacto con un aspa ubicada en el extremo su perior de su bandeja. El aspa, localizada dentro de la bandeja, tiene un que se extiende a traves de la carcasa del D-T-D-C; el extremo del eje se conecta externamente con la compuerta en la salida de la bandeja. Cuando Ia harina entra en contacto con el aspa, esta abre la compuerta para pennitir Ia salida de mate rial de la bandeja. Esto mantiene automaticamente los niveles de harina en las bandejas.
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
Vapores 110T hacia la primera etapa
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Lavado con vapor - - - ! - + I
r - - - i - - - Emrada de hojuelas extraidas
Pre-D.T. (bandejas de cesta)
Salpicador
Bandejas del secador
- - +___
Calentadores Transportadores de harina sin solvente
FIGURA 11.17.3 Contracorriente D-T-D-C
Una linea de purga de vapor deja pasar una pequefia canti dad de vapor abierto contra la valvula rotatoria ubicada a la sa lida de la bandeja 5. Su prop6sito es el de purgar los bolsillos de la valvula, del aire caliente de secado que ha sido recogido de la bandeja 6, mientras este gira en su cicIo en la parte superior de la bandeja de secado 6. Los bolsillos de la valvula, que ahora esUm llenos de vapor, evitan que el aire del secador entre a las zonas de eliminaci6n de solvente (desolventizaci6n) y se for men mezclas explosivas en ese lugar. La harina seca de la bandeja cae dentro de la bandeja 8 donde entra en contacto con un choITO de aire frio del ambiente, en un flujo de contracorriente similar al de la bandeja 7 y a tra ves de aberturas en el extremo superior de la compuerta de la bandeja. EI mismo ventilador que introduce aire dentro de las bandejas de secado manda aire a la bandeja de enfriamiento. La harina es secada hasta lograr un contenido de humedad de112 por ciento en peso y se enfria a una temperatura entre 46 y 49°C (115 y 120°F), luego es transportada al sistema de acabado de la ha rina para su separaci6n por tamafios, por los transportadores de harina que eliminan el solvente. Ttes ciclones, cada uno con una
bolsa de aire, remueven las particulas mas finas que provienen de los choITOS de aire de secado y de enfriamiento del D-T~D-C. Una alarma de baja temperatura suena cuando la tempera tura de la harina que esta saliendo de la bandeja 5 cae a 96°C (205°F). avisa que hay un posible sobrante de solvente de hexano en la harina que esta saliendo de la secci6n de elimina cion de solvente-tostado del D-T-D-C. Si la alarma de adverten cia no es tenida en cuenta y la temperatura de la harina continua cayendo, un interruptor de cieere de baja temperatura detiene au tomaticamente la entrada de alimentacion hacia el D-T-D-C, cuando esta temperatura alcanza los 90°C (195°F). La NFPA 36, Norma para las Plantas de Extraccion can Solvente. re qui ere la instalacion de estos dos dispositivos de seguridad. El aceite es retirado del solvente en tres etapas por medio de dos evaporadores de tubo con peticula ascendente y con una co lumna de agotamiento. EI evaporador de la primera etapa opera a un vacfo de 51 kPa (15 pulg.) de mercurio sobre el costado del tubo y utiliza vapores del desolventizador-tostador para propor donar calor. La miscela del evaporador de la primera etapa, tiene una concentraci6n de aceite del 50 al 60 por ciento. El evapora
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dor de la segunda etapa, normalmente opera a la presion atmos ferica, utilizando vapor de baja presion en el costado de la car casa. La eliminacion final del solvente a partir de la miscela, con un contenido del 92 por ciento, la cual sale del evaporador de la segunda etapa, es realizada en una columna de agotamiento que funciona a un vacio de 74 a 91 kPa (22 a 27 pulg.) de mercurio y a una temperatura entre 99 y 115°C (210 a 240°F) y que utiliza vapor abierto 0 vapor de inyeccion en el fondo de la columna. El vacio seca 0 retira el agua del aceite y, el vapor de inyeccion eli mina las trazas finales del solvente de hexano. Todo el solvente se condensa yes devuelto al separador de solvente, junto con el solvente proveniente de la fase hojuela-eli minacion de solvente. El del separador de solvente funciona con intervalos de espera de 15 minutos, 10 que permite que el agua condensada en el proceso se separe del solvente. El agua fluye desde el separador hasta un evaporador de agua residual, donde esta es calentada a una temperatura minima de 93°C (200°F) por medio de vapor abierto para retirar cualquier solvente que haya sido arrastrado, antes de abandonar la planta y llegar a un co lector de aguas negras y finalmente a una alcantarilla. El sol vente separado regresa al extractor para ser reutilizado. Una alarma de baja temperatura suena cuando la tempera tura del agua que sale del evaporador de agua residual cae a 85°C (185°F). Esta advierte que el sobrante de solvente de hexano puede entrar a los sistemas publicos del alcantarillado. Si no se tiene en cuenta la alarma de advertencia y, continua cayendo la temperatura del agua residual, un interruptor de cierre de baja temperatura detiene automaticamente el motor de impulsion del extractor cuando la temperatura llega a 80°C (175°F). La NFPA 36 requiere la instalacion de estos dos dispositivos de seguridad. En una planta de granos de soya en Louisville, KY, no existfa el dispositivo de alarma ni el de cierre, cuando una cantidad masiva de hexano entro a las alcantarillas en 1981 e hizo explotar 10 km (6 millas) del sistema de alcantarillado. 1 El extractor y todos los tanques y condensadores del pro ceso, son ventilados hacia un cabezal separado y dentro de un sistema de recuperacion de alivio. Este sistema, el cual utiliza aceite mineral comestible para absorber los gases de ventilacion, consiste en dos columnas llenas de empaquetadura cenimica 0 metalica. Una columna absorbe los vapores del solvente de he xano con un flujo de aceite mineral frio en direccion contraria al flujo de los vapores. La otra columna elimina los vapores del solvente de hexano que han sido absorbidos del aceite mineral con vapor abierto. Un sistema de condensacion condensa estos vapores. El aceite mineral recircula continuamente para su reu tilizacion. Un soplador en la parte superior del absorbedor de aceite mineral, retira el agua que no ha sido absorbida y los va pores de agua que son descargados dentro de la atmosfera, a tra yes de un parallamas. El soplador tambien proporciona un ligero vacio a todo el equipo en el sistema de extraccion. Cuando se mantiene el proceso en un vacio bajo, se evita que los vapores del solvente se escapen del sistema y entren a la planta de ex traccion. Para evitar incidentes similares, actualmente las plan tas de extraccion estim equipadas con alarmas de alta presion y con interruptores de cierre de alta presion. Las presiones eleva das en el extractor yen el extremo superior del D-T-D-C activan estos dispositivos. La NFPA 36 tambien requiere que las plantas de extraccion instalen valvulas de alivio sobre recipientes tales
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Extracci6n con solventes
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como el extractor, el tanque de solvente, el tanque de la miscela y el separador de solvente-agua. Esto proporciona una ventila cion de emergencia para aliviar las excesivas presiones intemas en caso de incendio. La linea de descarga desde las valvulas de alivio hacia la atmosfera no debe instalarse con un parallamas.
Eficiencia del Proceso La mayor parte de los disefiadores de instalaciones para extrac cion de solvente inc1uyen garantfas de eficiencia para el proceso. Las garantias son importantes no solo para la rentabilidad del proceso, sino tambien para la operacion segura de la planta. Cuando se superan los limites de estas garantfas, habra indica ciones de problemas potenciales de seguridad y deberan tomarse medidas para corregirlos. Las garantias que se presentan aqui son tipicas para la industria de procesamiento de granos de soya, pero varian considerablemente cuando se procesan otras semi llas oleaginosas. En un proceso con una capacidad que pueda medirse en toneladas E.U.A124 horas diarias, pueden esperarse las siguientes condiciones: 1. Perdida de solvente del 0,055 por ciento en peso de granos procesados 0 0,83L1ton.metrica (0,20 gal E.U.A/ton. E.U.A) 2. Contenido de aceite residual de las hojuelas provenientes del extractor del 0,5 por ciento en peso, corregido a un con tenido de agua del 12 por ciento en peso en una base libre de solvente. 3.0,10 por ciento de aceite crudo de humedad total y com puestos volatiles por peso que no se inflamaran a 150°C (300°F) en un probador de inflamacion de vasa cerrado. 4. Las hojuelas de grano de soya provenientes de un enfriador de harina no tendran una elevacion del pH superior a 0,15 durante la actividad de la enzima ureasa, la cual se mide mediante el metodo de Caskey-Knapp.2
RIESGOS DE LA EXTRACCION
DE SOLVENTES
Los principales riesgos especificos para las operaciones de ex traccion de solvente, son los solventes altamente inflamables que se utilizan y los polvos combustibles asociados con el al macenamiento y manipulacion de las semillas oleaginosas. Las fuentes de ignicion incluyen el equipo capaz de generar arcos electricos, la electricidad estatica y la llama abierta. La ignicion puede ocurrir durante las operaciones regulares, las operaciones de mantenimiento 0 durante una emergencia. Los intentos para operar una instalacion por encima de su capacidad presumida pueden introducir los riesgos de una operacion anormal.
Operaciones Normales Perdida de Solvente. Para prevenir los incendios, es necesario evitar que el solvente liquido 0 el vapor salgan de la planta de extraccion y las areas controladas. El vapor del solvente de he xano es casi tres veces mas pesado que el aire, si no se dispersa,
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
posiblemente puede entrar a las areas donde esta presente una fuente de ignicion. Para ser inflamable, la concentracion de vapor en el aire debe estar dentro de sus limites de inflamabili dad, 1,2 a 6,9 por ciento en volumen. La Environmental Protection Agency (EPA) de los E.U.A. ha publicado su norma nacional sobre emisiones de contami nantes peligrosos del aire (HAP) para la produccion de aceite vegetal a partir de plantas de extraccion con solvente. Las nor mas fueron emitidas en el ano 2000 en el Registro Federal de los E.U.A.. La EPA considera a las plantas de extraccion con sol vente para la produccion de aceite vegetal, como una fuente im portante de emisiones de n-hexano y ha clasificado al n-hexano como un contaminante peligroso para el aire. Por 10 tanto, todos los procesos existentes y nuevos para la extraccion con sol vente que son fuentes de emision (definidas como aquellas instalacio nes con el potencial para emitir 10 tone1adas [2000 libras/tone lada] por aiio 0 mas de n-hexano) deben cumplir con las normas de emision de la HAP. La industria tendni tres anos para cum plir con las normas. Los val ores de emision del factor de perdida son promedios de 12 meses continuos y el primer informe de cumplimiento tendra por 10 tanto, vencimiento en el 2004. La EPA ha preparado una lista de perdidas maximas per mitidas de solvente de hexane comercial, para las diferentes se millas oleaginosas procesadas. Estos factores de perdida de hexano se indican en galones U.S:/ton.U.S. Las cantidades de perdida varian desde 0,2 gallton para el procesamiento conven cional del grano de soya, hasta 0,7 gallton para la extraccion de cacahuete. Los nuevos requisitos de Ia EPA han hecho que las plantas de extraccion de los E.U.A. mejoren sustancialmente la eficiencia de sus procesos y los sistemas de recuperaci6n de sol vente. Todas las perdidas de solvente deben ealcularse de modo que incluyan las puestas en mareha de la planta, los cierres de la planta, los derrames de la planta y, las averias de la planta. Aunque una perdida de sol vente de casi 0,35 gallton ha sido eonsiderada como aceptable, para las operaciones de la planta de grano de soya, actualmente en los Estados Unidos debe lograrse una perdida maxima de 0,20 gal/ton. Como actualmente en los Estados Unidos se requiere esta perdida baja de solvente, es solo cuesti6n de tiempo para que estas reglamentaciones se impon gan en otros paises. Las plantas de extraccion con solvente que operan con perdidas bajas de solvente son intrinsecamente mas seguras que aquellas con perdidas mas elevadas. Las plantas convencionales de extraccion de grano de soya varian en su capacidad desde casi 1000 hasta mas de 5000 tone ladas U.S. por dia. De acuerdo con una perdida de solvente de 0,2 gallton y una operacion de 330 dias al ano, una planta con una ca paeidad de 1000 toneladas diarias puede emitir cerca de 180 to neladas U.S. de solvente de hexane por ano. Aunque hace alglin tiempo, una planta de grana de soya con una capacidad de 1000 toneladas por dia era considerada una gran instalacion, las plan tas nuevas que se construyen actualmente pueden tener una capa cidad de mas de 5000 toneladas diarias. La nueva reglamentaci6n EPA de 0,2 gallton para perdida de solvente es muy estricta y, los operadores de la planta tendnill que ser muy diligentes para cum plir con este requisito de perdida baja de solvente. La perdida de solvente en una planta de extraccion de grano de soya es un indicador clave para los posibles riesgos durante una operacion normal. La perdida de solvente del 0,055 por
TABLA 11.17.1 Fuentes de perdida de so/vente en e/ proceso de extraccion de so/vente
Perdida( Perdida Perdida (% gal/ton) (lb/ton)B por peso) Hojuelas de la unidad D-T Fugas Gas descargado por el sistema de alivio Aceite del separador de aceite Efluente del proceso de aguas residuales
0,110 0,056 0,020
0,6084 0,3097 0,1106
0,0304 0,0155 0,0055
0,014
0,0774
0,0038
0,0001
0,0001
Total
0,200
1,1062
0,0553
aLibras de solvente por tonelada de material procesado.
ciento en peso del material procesado, se considera dentro de los limites de una operacion eficiente. Si la perdida supera el 0,10 por ciento en peso, deben encontrarse las razones para este aumento y tomarse una accion correctiva. La Tabla 11.17.1 muestra las cinco fuentes de perdida de solvente a partir del pro ceso convencional de extracdon de grano de soya y el porcen taje de perdida atribuida a cada una de ellas. Es de vital importancia evitar que los solventes inflamables salgan de la planta de extracci6n y entren a la planta de prepa racion. Esto puede ocurrir 8i queda solvente en las hojuelas des pues de que estas han sido retlradas del desolventizador-tostador y, son enviadas ala planta de preparacion para el molido, clasi ficaei6n por tamafios y acabado. Como el equipamiento en esta cdificaci6n no es a prueba de explosiones, puede ocurrir una nici6n con resultados desastrosos.
Arranque, Parada y Purga. El arranque 0 la parada de una planta de extraccion genera un riesgo transitorio El equipa miento, particuiarmente el extractor, esta lIeno de aire antes del arranque. A medida que se adiciona el solvente de hexano, la concentracion del vapor de solvente y de la mezcla de aire que se encuentra en el interior del extractor pasa a traves de la cate goria inflamable de a 6,9 por ciento en volumen. Dos meto dos eliminan la posibilidad de ignicion debido a la electricidad estatica, cuando se utiliza liquido caliente para purgar el extrac tor de aire. Un metodo es disefiar la planta de modo que los va pores calientes que provienen del evaporador de segunda etapa, fluyan dentro del extractor.} 10 calienten rapidamente a 40°C (104°F), reemplazando de esta manera el aire. La ventaja de este procedimiento es que se reduce el tiempo de calentamiento del extractor, que genera1mente necesita casi 4 horas, a casi Yz hora. Las bombas de esta etapa no arrancan hasta que el extractor esta caliente. El segundo metodo consiste en reemplazar el aire del extractor con dioxido de carbono 0 nitrogeno gaseoso, antes de agregar hexano lfquido caliente al extractor. Las compuertas deslizantes a prueba de vapor, localizadas corriente arriba y corriente abajo del extractor se cierran durante el calentamiento para evitar que los vapores del solvente de he xano fluyan de nuevo hacia la planta de preparacion.
CAPiTULO 17
Una parada nonnal 0 controlada se realiza sacando de la planta de extraccion todas las hojuelas de semillas oleaginosas y el hexano Hquido y, purgando el extractor vacfo 0 la unidad del desolventizador-tostador con aire hasta que se enfrie la unidad. La purga con vapor se utiliza si se requiere un mantenimiento nonnal dentro del extraetor. Si hay que realizar trabajos de soldadura en el area de ex tracci6n, el personal debe tomar las siguientes preeaueiones: • Sacar todos los s61idos y liquidos • Almacenar el hexano de la planta en tanques para solvente que esten aislados de la planta • Purgar con vapor el extractor, la unidad desolventizador tostador y todo el equipo que contenga hexano 0 miscela. • Llenar todos los recipientes con agua • Utilizar agua para sellar las eonexiones para las hojuelas desde el extraetor y la unidad desolventizador-tostador, hasta la planta de preparacion. • Utilizar un analizador de gas portatil para localizar las po sibles mezelas inflamables. El gas inerte es adecuado para purgar un extraetor vaeio antes de realizar los procedimientos nonnales de arranque. El gas inerte tambien puede ser utilizado para realizar una purga durante la parada nonnal, pero la purga con vapor es un metodo mas seguro que el de la purga con gas inerte para eliminar el vapor de solvente.
Operaciones Anormales Averias de Emergencia. Un riesgo grave que se presenta du rante la operaci6n de una planta de extracci6n de solvente, es una averia de emergencia en el extractor cuando este esta lleno de hojuelas cargadas de solvente y no puede ser vaciado. Con mucha frecuencia, el problema no puede resolverse ni corregirse sin que alguien entre a la unidad. El extractor debe enfriarse hasta a1canzar una temperatura de 40"C (104°F). El tiempo requerido para 10grarlo depende del tamafio del extractor y de su metodo especffico de operaei6n. Du rante este tiempo, un supervisor debe elaborar y aprobar un plan para corregir el problema. A continuaci6n, el extractor debe pur garse con utilizando el soplador de purga del extractor que se instala con la unidad. La capacidad de flujo de aire del sopla dor de purga, debe ser igual a un eambio de aire de volumen del extraetor, cada 3 minutos, teniendo como base un extractor vacfo. El soplador de purga debe tener una construcci6n a prueba de ehispas. El gas inerte de purga de un extractor que sufre una ave ria euando esta eargado, no asegura que existira una condici6n no inflamable. Si el extraetor no esta equipado con un soplador de purga, la unidad debe purgarse con vapor por un periodo de 24 a 48 horas 0 mas, para garantizar que todo el solvente de hexano dentro del extraetor ha sido eliminado por ebullici6n. Mientras se realiza la purga con aire, el aire que entra al so plador de purga debe revisarse con un medidor para deteetar los limites explosivos de hexano. La purga con aire eontinua hasta que el aire llega al 0,25 por ciento 0 menos del limite inferior de explosividad (LEL) del hexano en el aire, por volumen. Se puede entrar al extraetor, pero el soplador de purga continua
•
Extracci6n can solventes
11-167
operando durante el proceso de reparaeion. Las personas que in gresan al extractor deben ponerse un ames de seguridad y una mascara de aire y, tener supervisi6n en todo momento. El LEL del aire purgado que sale del extractor debe eontrolarse cons tantemente para asegurarse de que este por debajo del LEL de 0,25 de hexano. Deben eliminarse las fuentes interuas y exter nas de ignici6n, ya que puede existir una mezela inflamable de aire y hexano. Si falla un D-TcD-C cuando esta cargado, el material en las bandejas de calentamiento puede sobreealentarse y causar un in cendio. Es importante apagar inmediatamente el vapor indirecto que Uega a estas bandejas, cuando ocurre una de estas fallas. Nonnalmente, el vapor de inyecci6n 0 el vapor abierto es con ducido por tuberias dentro del espacio que esta encima de las ho juelas, el cual puede agregarse a las bandejas de la unidad durante varias horas, para eliminar el solvente de las hojuelas y para ahogar el material con brasas en el interior de las bandejas. Las puertas en cada una de las bandejas se abren de manera in dividual y sus contenidos son rastrillados hasta que la unidad queda vacia y se haya corregido el problema. Averias. El suministro del agua de refrigeraci6n de emergen cia debe ser suficiente para que los condensadores operen du rante e] tiempo que sea necesario, para realizar una parada segura. Si el agua de refrigeraci6n no funciona, debe pararse el proceso, debe detenerse el paso del vapor que llega al proceso y, cerrarse las compuertas deslizantes a prueba de vapor. Deben tomarse medidas similares en caso de que ocurran fallas elec tricas 0 de vapor. Sohrecargas del Sistema. Si la capacidad de una planta de ex tracei6n de solvente aumenta por encima de su capaeidad pre sumida, se genera un nesgo, ya que nonnalmente la capacidad de condensaci6n del solvente es insuficiente para recuperar el solvente. Esto generani presiones de alivio mas elevadas y, el riesgo inherente de que los vapores del solvente sean forzados hacia la atm6sfera 0 salgan con hojuelas, ionnando mezclas in flamables.
PROTECCION CONTRA INCENDIOS La protecei6n eontra ineendios para las plantas de extracci6n con solvente involucra la construccion del edificio y los servi eios, la distribuei6n de Ja planta, el equipo y los sistemas de pro teeei6n eontra incendios y los proeedimientos de seguridad durante la operaci6n de la planta. Puede encontrarse orientaci6n detallada en la NFPA 36 y en otras nonnas relacionadas, en guias y practicas reeomendadas, listadas al final de este capitulo.
Distribuci6n y Construcci6n Los elementos estructurales de las plantas de extraceion con sol vente, deben distribuirse de modo que las distancias de separa ci6n alslen 0 disipen de manera adecuada las concentraciones inflamables de vapor de solvente, de las fuentes de ignicion. En la Figura 1/.17.4 se muestra la distribuci6n tipica de una planta de extraccion.
11-168
SECCION 11
Sistemas de pratecci6n para cfases de acupacianes
•
conveniente ubicar estos sistemas en el cuarto de control de la planta de extraccion, pero como no pertenecen a la construccion Clase I, Grupos C Y D, Division 1, debe proporcionarse un di seno especial del cuarto de control. En dicho diseno, el cuarto de control de la planta de extraccion debe disenarse de acuerdo con la NFPA 496, Norma para Cerramientos Purgados y Presuriza dos para Equipos Etectricos. Debe utilizarse el metodo de purga Tipo X; este diseiio reduce la clasificacion dentro del cuarto de control de la Division 1 a una clasificacion no peligrosa.
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Propiedad adyacente 0 via publica
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Tanque sobre el suelo para almacenamiento de solvente Tabla de dimensiones Dim. ies m
A B C D E F G H
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__ ,
,
t Barrera de vapor
Elevaci6n
Inclinaci6n para I€ I acabado
FIGURA 11.17.4 Diagrama tipica de distancia
Las edificaciones para la extraccion y preparacion, deben tener una construccion resistente al fuego 0 no combustible y, estar equipadas con alguna forma de alivio de explosion. Es im portante que el cableado y cl equipo elCctrico sean los indicados para utilizarse en presencia de vapores inflamables. Todos los recipientes, tuberias, tubos y mangueras que contengan 0 trans porten solvente inflamable deben interconectarse eltktrieamente entre sf y tener conexiones a tierra para evitar la formacion de una carga estMica. Debe haber disponibilidad de detectores por tatiles de gas inflamable para controlar la atmosfera. El cableado y el equipo eIectrico deben ser los indicados para un proceso que involucra polvo combustible, debe propor cionarse un sistema colector de polvo y debe instalarse protec cion contra las descargas de electricidad estatica. Actualmente se estan instalando sistemas programables de controllogico (PLC) junto con los computadores, para super visar y controlar las operaciones de las plantas de extraccion. Es
Los sistemas de pulverizacion de agua, de diluvio 0 de espuma de agua, solos 0 combinados. son adecuados para utilizarse en plantas extractoras. Los sistemas de rociadores automaticos son apropiados para usarse en edificaciones de preparacion. Los ex tintores portatiles de incendios de los tipos y tamanos adecuados pueden proteger adecuadamente el area de descarga y almace namiento del solvente, si esta se aisla de los riesgos de exposi cion al fuego. Los extintores portatiles de incendios deben ubicarse estra tegicamente. La instalacion tambien puede contar con sistemas de tuberia vertical y con mangueras equipadas con boquillas combinadas. Un sistema de hidrantes instalados en e1 terreno, es una parte esencial de la proteccion. Finalmente, e1 suministro disponible de agua debe cumplir adecuadamente con las necesi dades de los sistemas fijos de proteccion y de los hidrantes ins talados en el terreno.
Politicas y Procedimientos Es imperativo que el equipo de extraccion con solvente sea ope rado segUn la forma ordenada por el fabricante y, que no se rea lice ningim intento por evitar 0 rechazar los dispositivos y sistemas de seguridad. La politica de la compaiiia debe limitar la demanda produccion de la planta de extraccion y no debe sobre pasar su capacidad presumida. La politica de la planta tambien debe incluir las paradas, en caso de que ocurra una perdida exce siva de solvente y, para realizar el mantenimiento regular y las operaciones de limpieza. Si la perdida de sol vente aumenta del 0,095 al 0,135 por ciento en peso por tonelada de material proce sado, 1,5 a 2,1 Uton metrica (0,35 a 0,50 gal/ton U.S.), existe un riesgo fuera de 10 normal y deben tomarse acciones preventivas. La prevencion contra incendios es un factor clave en cual quierprograma de proteccion contra incendios. Esta incluye fijar de manera visible las reglas de seguridad y los procedimientos de emergencia a 10 largo de la planta, educacion sobre seguridad para los empleados nuevos, nombramiento de una organizacion para emergencias de la planta y un programa mensual obligato rio sobre seguridad. Debe implementarse un prograrna de audi toria del sistema de seguridad que revise regularmente la viabilidad de todos los dispositivos y controles de seguridad. Si ocurre un incendio, la accion apropiada consiste en activar los sistemas de extincion de incendios (si estos no estan controla dos automaticamente), activar e1 sistema de enclavamiento de la planta para parar todo el equipo transportador de solidos en la planta, apagar la valvula principal de vapor a la planta de extrac cion, abandonar el area y notificar al departamento de bomberos.
CAPiTULO 17
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas 1. LeBlanc, P., and Redding, D., "1981 Large-loss Fires in the
Unired States," Fire Journal, Vol. 76, No.5, p. 40.
2. "Urease Activity, ACOS Method #Ba9-58," Official Methods
and Recommended Practices ofthe American Oil Chemists'
Socie(v, 1993.
Codigos, Normas y pra.cticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, normas y pnicticas recomendadas de la NFPA proporcionani informacion adicional sobre los estudios y salas de grabacion de peHculas y television discutidos en este capitulo. (Vea la Ultima version del CataIogo de la NFPA para conocer la disponi bilidad de la edicion actual de los siguientes documentos.) NFPA 10, Portable Fire Extinguishers
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Extraccion con solventes
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NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems NFPA 14, Standardfor the Installation ofStandpipe and Hose Systems NFPA 15, Standardfor /f.:1ter Spray Fixed Systems for Fire Protection NFPA 16, Standardfor the Installation ofDeluge Foam-Water Sprin kler and Foam-Water Spray Systems NFPA 24, Standardfor the Installation ofPrivate Fire Service Mains and Their Appurtenances NFPA 30. Flammable and Combustible Liquids Code NFPA 36: Standardfor Solvent Extraction Plants NFPA 61, Standardfor the Prevention ofFires and Dust Explosions in Agricultural and Food Products Facilities NFPA 68, Guide for Venting ofDejlagrations NFPA 70, National Electrical Code® NFPA 91, Standardfor Exhaust Systems for Air Conveying ofMaterials NFPA 385, Standardfor rank Vehicles for Flammable and Com bustible Liquids NFPA 496, Standardfor Purged and Pressurized Enclosures for Elec trical Equipment
Revisado por
Ray H. Richards
ste capitulo trata sobre la administracion y disefio de la boratorios que usan productos qufmicos. Las eonsidera ciones sobre proteceion contra incendios aqui tratadas se enfocan al disefio y operacion de laboratorios que usan produc tos quimicos para garantizar la seguridad personal de los traba jadores del laboratorio, de otros ocupantes del edificio y del personal de respuesta a emergencias. Las consideraciones de di seno y limitaciones de eantidades de productos ayudaran a mi nimizar los danos al ambiente y a la propiedad si llegase a oeurrir un incidente. Los programas de proteccion contra incendios y protecci6n de la 'vida son partes del sistema general de administracion de riesgos que, una vez implementado, forman 1a estrategia efectiva y segura dellaboratorio. Por medio de evaluaciones oportunas y adecuadas de riesgos, puede predecirse 1a posibilidad y gra vedad de un evento potencial. Si se implementan, los compo nentes correctivos condueiran a controles de administracion efectivos. Estos controles administrativos junto con el disefio, construccion y preparacion adecuados para emergencias ayuda ran a garantizar operaeiones seguras en ellaboratorio. Este capitulo detalla los componentes de un sistema efec tivo de administracion de incendios para laboratorios y abarca la c1asificaci6n de peligros, disefio del laboratorio, equipos y sis temas de proteccion contra incendios, ventilacion, proteccion contra riesgos de explosion, y el almacenamiento y manejo se guro de productos quimicos y desechos quimicos, y gases com primidos y licuados. Vease las Tablas 11.18.1 y 11.18.2 para una evaluacion del problema de ineendios en laboratorios.
E
flamables que se usaran 0 almacenaran dentro de un edificio del laboratorio 0 cualquier unidad de trabajo de un laboratorio.
Diseno EI esquema de disposicion dellaboratorio es importante, y los disefiadores deben contemplar todo ellaboratorio como una uni dad, su mobiliario, acceso a los medios de egreso, acceso para reeibo de mercancias y flujo de peatones, y las localizaciones de campanas de extraccion, duchas de emergencia y estaciones de lavado de ojos, gabinetes de almacenamiento de liquidos infla mables y confmamiento de derrames (Figura 11.18.1). El dise fiador 0 proyectista, junto con el propietario, debe pensar hacia el futuro para que el disefio del laboratorio sea flexible para mantener su uso por muchos afios. Los laboratorios construidos con nonnas 0 c1asificaciones inferiores no pueden usarse para operaciones de riesgo mayor ni siquiera temporalmente. Por 10 tanto, la cantidad de Hquido inflamable quc se va a almacenar en un laboratQrio y la localizacion dentro dellaboratorio son con sideraciones importantes. Los laboratorios estan disefiados para minimizar la exposi ci6n de una operacion dellaboratorio a otra. Se pueden tomar decisiones economicas tales como gabinetes de laboratorio con ventilacion si estos se sinian cerca de 0 debajo de las campanas de extraceion dellaboratorio. Los detalles de disefio inc1uyendo materiales de superficie de mostradores, pisos antideslizantes, altura de los mostradores de trabajo, y suficientes espacio de almacenamiento y trabajo, todos contribuyen a la operacion eficiente dellaboratorio.
Construcci6n
DISENO Y CONSTRUCCION La c1asifieacion adecuada de un laboratorio puede determinarse por medio de una evaluacion de peligros. Con esta c1asificacion se puede establecer la norma de disefio baSleO y eonstruccion para cada espacio 0 edifieio de laboratorio. La NFPA 45, Nonna sobre Proteeeion contra lneendios para Laboratorios que Usan Produetos Quimieos, establece un criterio basado en la cantidad de lfquidos inflamables y combustibles 0 gases eomprimidos in-
Ray H. Richards es director encargado de la Oficina de Salud y Se guridadAmbiental en la Universidad de Alberta, Canada. Es presidente de Comite Tecnico de la NFPA sobre Laboratorios Quimicos.
EI criterio de diseno de laboratorios de la mayoria de los codi gos de construcci6n considera muchos elementos como el ta mafio de compartimientos de incendio, tipo de construceion, capacidad de oeupacion, carga de combustible, y la proteeeion de rociadores que se haya provisto. EI regimen de resistencia al fuego de las separaciones de las barreras de ineendio aumenta con el potencial de riesgo (tamafio dellaboratorio y cantidades de liquidos inflamables). La proteccion con rociadores es obli gatoria para laboratorios con c1asificaciones de de incen dio alto 0 moderado. La proteccion con roeiadores puede eliminar la neeesidad de separaciones contra incendio para al gunos laboratorios. Las normas NFPA 220, Norma sobre Tipos
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
TABLA 11.18.1 Incendios con origen en areas de laboratorios, promedio anua11994-1998 de incendios de estructuras en E. V.A. Incendios donde el tipo de material incendiado fue originalmente Uso
de las instalaciones
Vivienda de una 0 dos familias Edificio de aulas de universidad Hospital Laboratorio quimico 0 medico Oficina medica, de investigacion 0 pruebas Apartamento Laboratorio de pruebas fisicas de materiales Laboratorio de investigacion general Escuela secundaria Laboratorio de tipo desconocido Instalacion desconocida para tratamiento de enfermos Colegio 0 universidad de tipo desconocido lnstalacion de fabricacion de quimicos industnales Instalacion de fabricacion de instrumentos Escuela secundaria inferior Edificio de escuela residencial Oficina de negocios generales Fabrica de aparatos electricos 0 electronicos Fabrica de medicinas 0 cosmeticos Clinica Laboratorio agricola Colegio 0 universidad sin clasificar Escuela elemental Laboratorio elect rico 0 electronico Fabricacion de pintura, tinta, barniz 0 adhesivos Laboratorio no clasificado Escuela no residencial de tipo desconocido Dormitorio Fabrica de tipo desconocido Fabricacion de caucho 0 productos de caucho Otras instalaciones de uso conocido Instalacion de uso desconocido Total
Incendios 62 61 60 53 26 25 23 22 21 16 11 9
7 7 6 6 6 6 5 5 5 4 4 4 3 3 3 3 3 3 106 9 586
Gas 0 0 1 2 2 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1
Solido" 1 12 8 20 4 1 5 9 2 2 0
1 2 1 1 0 2 1 1 1 3 0 2
0 4 0 3 1 0 3 1 2 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0
1 0
0
0
2 1 1 1
0
0
1
0 2 1 14
0 14 1 98
0 0 0 0 0 4 1
20
·"S6Iido" se refiere solamente a metales combustibles, qulmicos s6lidos y materiales radioactivos, Nota: Estos son incendios reportados a los departamentos municipales de bomberos de Estados Unidos y por tanto excluyen incendios reportados solamente a agencias federales y estatales 0 brigadas de incendio industriales, Los incendios estan aproximados hasta la cifra mas cercana. Los calculos incluyen Ja asignaci6n proporcional de incendios con tipo de material incendiado originalmente desconocido 0 no reportado pero no incluyen ninguna asignaci6n para incendios con area de origen desconocida 0 no reportada, Fuente: Calculos nacionales basados en estudios de la NFIRS y NFPA,
de Construedon de Edijicios, y NFPA 13, Norma para la Insta lacion de Sistemas de Rociadores, son dos documentos de con sulta importantes disponibles para los disefiadores 0 proyectistas.
Seguridad Humana La NFPA 101® C6digo de Seguridad Humana®, cuando se im plementa correctamente, cubre todos los temas de protecci6n de vida en un espacio de laboratorio, incluyendo salidas, detecci6n y alannas de incendio, y la proteccion de los servicios del edifi cio, Es importante que se cumplan estrictamente los requisitos
de notificaci6n a los ocupantes y personal de emergencias. Los incendios en un laboratorio se pueden intensificar nipidamente, y el plan de respuesta a emergencias sera una parte valiosa del plan de administraci6n. Tambien es importante la identificaci6n y rotulaci6n ade cuada de los riesgos de salud, inflamabilidad e inestabilidad, y otros riesgos relacionados, EI personal de respuesta a emergen cias requiere esta informacion en casos de incendio, derrames u otras emergencias similares. La NFPA 704, Sistema Normativo para la Identijicaci6n de Peligros de Materiales para Respuesta a Emergeneias, proporciona un sistema facil de identificaci6n que muestra el riesgo general y su gravedad bajo situaciones de
CAPiTULO 18
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Protecci6n contra incendios de laboratorios que utilizan productos quimicos
11-173
TABLA 11.18.2 Incendios con laboratorio como uso especffico de las instalaciones, promedio anua11994-1998 de incendios de estructuras en E UA Incendios donde el tipo de material incendiado fue de las instalaciones
Uso
laboratorio quimico 0 medico laboratorio de investigaci6n general laboratorio de prueba fisica de materiales laboratorio electrico 0 electr6nico laboratorio agricola laboratorio de materiales radiactivos laboratorio de personal 0 psicol6gico laboratorio sin clasificar laboratorio de tipo desconocido Todos los laboratorios
Incendios
Gas
91 54 46 23 14 5 3 16 41 292
3 3 3 1 0 1 0 0 1 11
S61ido a 24 11 9 1 4 1 1 3 5 58
3 1 4 0 0 1 0 0 1 10
a«Solido" se refiere solamente a metales combustibles, qufmicos solidos y materiales radioactivos. Nota: Estos son incendios reportados a los departamentos municipales de bomberos de Estados Unidos y por tanto excluyen incendios reportados solamente a agencias federales e estatales 0 brigadas de incendio industriales. Los incendios estan estimados hasta la cifra mas cercana. Los calculos incluyen la asignaci6n proporcional de incendios con tipo de material incendiado originalmente desconocido 0 no reportado pera no incluyen ninguna asignacion para incendios con area de origen desconocida 0 no reportada. Fuente: Calculos nacionales basados en estudios de la NFIRS y NFPA.
Banco de laboratorio
Banco de laboralorio Area de trabajo de laboratorio
Area de trabajo de lab oratorio Divisi6n de corredor
intemo
Banco de laboratorio Banco de laborataria Area de trabajo de laboratorio
3. Un area de trabaio en un laboratorio Clase B, Clase C 0 Clase D mayor d~ 93 m 2 (1000 pies 2) 4. Una campana de !aboratorio adyacente al media de salida principal 5. Un cilindro de gas en uso que pueda ser mayor que un ci lindro de aula estimdar', contenga un gas que sea inflama para Ia salud de 3 0 ble 0 tenga una clasificaci6n de 4 (vease Ia NFPA 704),0 impida la salida segura en caso de una fuga no intencional 6. Un recipiente criogenico en uso que contenga un gas infla mabIe 0 tenga una clasificaci6n de riesgo para 1a salud de 3 o 4, 0 impida la salida segura en caso de una fuga accidental.
Oficina UnRlad de laboratorio
Banco de laboratorio
FIGU RA 11.18.1 Unidad de laboratorio
respuesta a emergencias. Los triangulos de colores y clasifica ciones numericas facilitan la identificaci6n de posibles riesgos. La NFPA 45 exige un segundo medio de acceso a una sa lida alternativa en seis situaciones diferentes: 1. Un riesgo de explosi6n que este situado de tal manera que un incidente bloquearfa el acceso 0 la salida del lab oratorio 2. Un area de trabajo en un lab oratorio de Clase A mayor de 46,5 m2 (500 pies 2) *El cilindro de aula, como 10 define la NFPA 45, es un eilindro pe queno de gas comprimido hasta el tamalio aproximado de 5 em x 33 em (2 x 13 pulgadas).
Se requiere iluminaci6n de emergencia para cualquier si tuaci6n que necesite un segundo medio de salida como se des cribe anteriormente. Las puertas de acceso a las salidas de laboratorios de riesgo alto y moderado deben girar en la direc ci6n de la salida para garantizar la evacuaci6n rap ida. Los mue bles 0 equipos no deben bloquear 0 impedir la salida 0 el acceso del personal de respueRta a emergencias.
Electricidad Todas las instalaciones electricas incluyendo cableados, apara tos, accesorios, luees, conexiones a tierra, dispositivos de sena les, y sistemas de alarmas deben cumplir con la NFPA 70®, C6digo Nacional Electrico. ® Los equipos y artefactos electricos utilizados en el laboratorio deben exhibir un catMogo para su uso propuesto, de 0 aprobado por un laboratorio de prueba re conocido, a menos que no se hayan establecido normas de prueba para el artefacto. EI sistema electrico debe disefiarse cuidadosamente para ubi car tomacorrientes, interruptores, controles y otros dispositi
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
vos capaces de generar arcos, alejados del area donde pueden ocurrir derrames. Es igualmente importante proveer el numero y distancia adecuados de los receptaculos para eliminar la nece sidad de cables de extension. Puede requerirse suministro con tinuo 0 energfa de emergencia para algunos equipos importantes de prueba 0 analisis. Estos equipos especiales deben ser identi ficados en la etapa de disefio dellaboratorio.
PROTECCION CONTRA INCENDIOS Todos los laboratorios deben tener equipos de proteccion contra incendio manuales 0 automaticos adecuados para el riesgo. Donde se provea, el sistema de alarma de incendio debe ser ins talado de acuerdo con la NFPA 70®, Codigo Nacional E!ectrico® y disefiado para avisar a todos los que pudieran ser afectados por la emergencia y avisar a los respondientes locales 0 al de partamento de bomberos. La NFPA 45 requiere que los labora torios Clase A y Clase B tengan un boton de activacion manual de alarma de incendio. El boton de activacion manual de alarma de incendio se define en la NFPA 72 como un dispositivo ope rado manualmente para iniciar una sefial de alarma.
Protecci6n Automatica contra Incendios Es practica comun tener todos los espacios dellaboratorio y el edificio completo donde estan situados protegidos con sistema de rociadores automaticos de acuerdo con la NFPA 13. Sin em bargo, solamente 50 por ciento de los incendios de estructuras en laboratorios reportados en los Estados Unidos de 1994 a 1998 tenian rociadores y solamente 44 por ciento de los incen dios de salas de laboratorios, sin importar el uso del resto del edificio tenfan rociadores. En pocos casos puede ser necesario instalar otros sistemas de extincion automaticos para riesgos es peciales. Estos sistemas alternativos deben instalarse de acuerdo con las normas correspondientes. Una funcion de ope racion comun para estos sistemas automaticos de proteccion de incendios es la necesidad de activar el sistema de alarma de in cendio del edificio. La NFPA 25, Norma para la Inspeccion, Prueba y Mante nimiento de Sistemas de Proteccion contra Incendios a Base de Agua, se debe seguir para todas las inspecciones, pruebas y man tenimiento de todos los sistemas de rociadores. La NFPA tam bien tiene normas adecuadas para sistemas alternativos de extincion. Es esencial que el propietario se comprometa en la funcion de prueba e inspeccion como 10 prescribe la NFPA 25. Donde se haya adoptado como ley, los requisitos de prueba e inspeccion de la NFPA 25 pueden ser tambien un requisito legal. Los ocupantes no deben probar u operar estos sistemas especia lizados sino dejar esta funcion al personal calificado yaprobado. El personal del lab oratorio debe educarse en la funcion especi fica de estos sistemas de extincion y saber a quien Hamar para reportar cualquier problema. Los ocupantes del laboratorio deben tener cuidado y no bloquear 0 colgar nada de los rocia dores 0 la tuberia de los rociadores. La descarga de los rociado res no se debe obstruir con mercancias 0 equipos.
SISTEMAS DE COLUMNA Y MANGUERA Los edificios de lab oratorios de dos 0 mas pisos por encima 0 bajo el nivel del suelo deben tener instalado un sistema de tube ria vertical aprobado de acuerdo con la NFPA 14, Norma para la Instalacion de Sistemas de Columna, Hidrantes Privados y Mangueras. El sistema de columna debe inspeccionarse, pro barse y mantenerse con regularidad de acuerdo con la NFPA 25.
Extintores Portatiles de Incendio Los extintores portatiles de incendio son herramientas valiosas para controlar un incendio pequefio en etapa incipiente. Mientras mas pequefio sea el incendio, mas facil es de extinguir. Sin em bargo, para ser eficiente, debe ser el tipo correcto de extintor y estar utilizable y proximo al riesgo. Ademas, el operador debe conocer el extintor y su operacion segura. La NFPA 10, Norma para Extintores Portatiles de lncendio reglamenta estos aparatos. Algunas reglas importantes para recordar cuando se usa un extintor: • Nunca combata un incendio solo. • Active siempre la alarma del edificio antes de combatir el incendio. • Conozca la localizacion del extintor mas proximo. • Conozca como verificar su condicion de operacion, siem pre mantenga una ruta de escape entre usted y el incendio. • Llame al departamento de bomberos despues de usar el ex tintor en un incendio para asegurarse de que el fuego esta totalmente extinguido.
Prevenci6n y Planeaci6n de Emergencias Los laboratorios tienen mucrros riesgos inherentes y algunos presentan un factor de riesgo mas alto que otros. La evaluacion de riesgos identifica las area~ criticas que necesitan considera cion especial. Una vez identificado el riesgo, es necesario deci dir la solucion para eliminar 0 reducir su impacto. Cuando se identifica cada riesgo, se debe documentar sistematicamente la accion correctiva. Una tercera solucion es reducir la conse cuencia a traves de un plan eficiente de respuesta a emergen cias. Los planes deben prepararse consultando con los usuarios del lab oratorio y se deben poner a prueba regularmente.
PROTECCION CONTRA EL
RIESGO DE EXPLOSION
Si la evaluacion de riesgos determina que existe riesgo de ex plosion, se debe proveer la proteccion adecuada de los ocupan tes. El riesgo de explosion podria ser la ruptura de un aparato, sobrepresion de sistemas, implosion deb ida a vacio, 0 ignicion instantanea (flash) de un lfqmdo inflamable. El peligro de explosion puede mitigarse reduciendo la can tidad de lfquido inflamable, suministrando venti lac ion contra explosion, cerramientos especiales protegidos para columnas de vacio y torres de destilacion, 0 aislando las operaciones de alto
CAPiTULO 18
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Proteccion contra incendios de /aboratorios que utilizan productos quimicos
riesgo sepanindolas de otros riesgos en edificios disefiados es pecialmente. Los propietarios deben ser cuidadosos en cl di sefio del laboratorio y las operaciones dentro de este para mini mizar los riesgos para los trabajadores. Tambien se debe tener cuidado para evitar la entrada de personas no autorizadas en los lugares de alto riesgo de los laboratorios. Se requieren inspecciones anuales que incluyan todas las ca racteristicas de seguridad disefiadas para el espacio. Esto incluye los competentes de sistemas y caracteristicas de construccion.
VENTILACION V CAMPANAS DE
EXTRACCION DE LABORATORIO
Los sistemas de ventilacion y campanas de los laboratorios pro veen dispositivos importantes de scguridad. Estos y otros siste mas de escape aseguran la remocion de los gases toxicos e inflamables fuera de las fuentes potenciales de ignicion. Esto re duce el riesgo de incendio explosivo grave 0 una explosion en el laboratorio. Como sucede con otros elementos de seguridad disefiados en el lab oratorio, estos sistemas se deben inspeccio nar, mantener y probar. Un principio basico de disefio es man tener ellaboratorio bajo presion negativa con respecto a las otras areas del edificio que no son de laboratorio; hay algunas excep ciones. Los laboratorios deben estar constantemente ventilados. EI suministro de aire para los laboratorios se debe disefiar para evitar que los vapores toxicos e inflamables vuelvan a en trar allaboratorio. Esto requiere que las entradas de aire fresco esten localizadas lejos de las salidas de desfogue. Los conductos de aire deben ser construidos de material in combustible. Los revestimientos deben tener un indice de pro pagacion de las llamas de 25 0 menos cuando se prueben de acuerdo con la NFPA255, Metoda Normativo de Prueba de Ca racteristicas de Quema de Superjicie de Materiales de Cons truce ion. Los conductos deben disefiarse para mantener una presion negativa con respecto al area fuera del conducto. No se deben emplear campanas de dosel en lugar de cam panas de extraccion de laboratorio. No se deben usar campanas biologicas en lugar de campanas de extraccion de lab oratorio. Las campanas de flujo laminar deben utilizarse para su objeto previsto y no como reemplazo de campanas de laboratorio. EI aire extraido desde una campana de laboratorio 0 sistemas es peciales de lab oratorio debe descargarse por encima del techo y con suficiente velocidad y altura para evitar la reentrada. Si el area de descarga en el techo pudiese presentar una condicion pe ligrosa para el personal de servicio 0 mantenimiento, debe ins tituirse un protocolo seguro de trabajo. Tambien se necesita un procedimiento de cierre adecuado para identificar bien las cam panas que estan fuera de servicio. Se deben colocar avisos ade cuados en la campana para notificar al usuario. Se deben escoger venti lad ores para campanas de extraccion de laboratorio que cumplan los requisitos especificos de disefio tales como resistencia a la corrosion 0 elementos rotatorios no ferrosos. Los ventiladores individuales se deben rotular e iden tificar con ellaboratorio que sirven. Las nuevas campanas de extraccion de laboratorio han me jorado sus caractedsticas de seguridad para ayudar a proteger al
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trabajador del laboratorio. Las campanas de extraccion de la boratorio protegen a los trabajadores al extraer los vapores po tencialmente dafiinos. Esto se consigue baciendo funcionar continuamente el sistema de extraccion de la campana. Se debe instalar un dispositivo para medir el flujo de aire en cada cam pana para indicar flujos inadecuados 0 inseguros. Las campa nas deben estar disefiadas para contener escapes leves. No deben colocarse cortafuegos en los conductos de ex traccion de las campanas de laboratorio. El sistema de alanna de incendios del edificlO no debe estar enc1avado para cerrar los sistemas de descarga de las campanas de extraccion dellabora torio. EI disefio e instalacion de la ducteria de las campanas de laboratorio den ser de acuerdo con la NFPA 91, Norma para Sis temas de Extraccion para Conduccion Aerea de Vapores, Gases, Nieblas v Particulas S6lidas Incombustibles. Debe tenerse cui dado al {lsar dispositivos de conservacion de energia en las cam panas de extraccion de laboratorio. Debe haber dispositivos disponibles accesibles para el usuario que alcancen inmediata mente el flujo maximo de aire en las campanas de salida. Esto asegurara la remocion de los productos del confinamiento y po tencialmente dafiinos sin importar la posicion de la ventana de cierre de la campana S1 llega a ocurrir una emergencia. El uso de extractores locales y campanas especiales para acido perc1orico son medios de control que minimizan cl riesgo de incendio. El uso de acido perc1orico crea algunos peligros singulares, y se debe tener cui dado adicional en estas operacio nes. Las campanas de lab oratorio utilizadas para operaciones con acido perclorico deben ser disefiadas y rotuladas para este uso. Se debe proveer un sistema de rociadores de agua para estas campanas junto con un metodo para recoger el agua de la vado. Si se va a usar una campana de perc1orico para cualquier otro proposito, se debe probar antes para verificar que este libre de residuos de perc1oruro. Los extractores locales y campanas especiales para acido perc1orico son metodos de control que mi nimizan el riesgo de incendio. Todas las campanas de extraccion de laboratorio se deben inventariar y mantener y actualizar la informacion operacional basica. Los detalles deben inc1uir 1a fecha de la ultima inspec cion, la frecuencia de tnspecciones, velocidad promedio en el plano frontal, y localizacion del ventilador reductor y sus con troles. Esta infonnacion debe estar disponible para el usuario y el personal de mantenimiento. Las campanas de laboratorio se deben probar y mantener despues de cualquicr modificacion, despues de la instalaci6n 0 por 10 menos anualmente. EI perso nal del lab oratorio debe estar entrenado para detectar condicio nes inseguras y dispom:r las correcciones del caso.
ALMACENAMIENTO V MANEJO DE PRODUCTOS QUIMICOS V DISPOSICION DE DESECHOS Los laboratorios deben tener un sistema de manejo de 1nventa rios establccido para localizar los productos nuevos y de dese cho que ingresan y salen dellaboratorio. Los recipientes de los productos deben tener la fecha estampada para el manejo de los productos quimicos snsceptibles a esta fecba. Este es un requi
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
sito legal en la mayor parte de las jurisdicciones. Los productos peligrosos se deben usar solamente en laboratorios disefiados y construidos para su uso.
LlQUIDOS INFLAMABLES
Y COMBUSTIBLES
Los procedimientos adecuados de almacenamiento y manejo de productos inflamables y combustibles son criticos para la ope racion segura dellaboratori,o. Muchas restricciones estan iden tificadas en la NFPA 45, y los lab oratorios educacionales tienen advertencias adicionales sobre el tamafio de los recipientes para Hquidos de Clase I y II. El personal del lab oratorio requiere en trenamiento sobre la manipulacion y uso de estos productos pe ligrosos. Los recipientes deben estar marc ados claramente, y las hojas de datos disponibles para el personal del lab oratorio y de respuesta a emergencias. Se deben usar recipientes aprobados cuando se requiera, y esto tambien se aplica a los productos pe ligrosos de desecho de los laboratorios. Aunque esta permitido, el almacenamiento de Hquidos in flamables y combustibles destapados debe limitarse al minimo. Los productos con puntos de inflamacion mas bajos tienen las restricciones principales para su uso, incluyendo tamafio del re cipiente y volumen total permitido. Se debe supervisar cuida dosamente el cumplimiento con el tipo y tamafio de los recipientes y todos los Hquidos inflamables deben estar guarda dos en recipientes aprobados dentro de gabinetes de almacena miento. No es obligatorio ventilar estos gabinetes; sin embargo, si se hace esta ventilacion debe hacerse de acuerdo con las nor mas y codigos pertinentes. El numero y localizacion de los ga binetes deben restringirse a las limitacio~es de las normas NFPA 45 y NFPA 30, "Codigo de Liquidos Inflamables y Combusti bles". Los gabinetes ayudaran a evitar que se propague el in cendio en un lab oratorio hasta los productos que estan almacenados en estos gabinetes. Se deben almacenar solamente productos compatibles en los gabinetes. Si un producto requiere refrigeracion el aparato debe ser aprobado para el objeto del uso y su clasificacion de riesgos. Debe haber cuartos disefiados especificamente seglin los re quisitos contenidos en la NFPA 30 para el almacenamiento a granel de productos y para recipientes con un volumen mayor de 60 galones (227 L). Los materiales incompatibles deben estar separados.
Productos Quimicos Peligrosos No se deben llevar productos quimicos peligrosos al recinto de un lab oratorio a menos que el disefio, construccion y sistemas de proteccion contra incendios sean los adecuados para las canti dades y el peligro involucrados. Estos productos peligrosos in cluyen, pero no se limitan, a solidos inflamables, oxidantes y peroxidos organicos. Las cantidades de productos quimicos peligrosos deben li mitarse a las cantidades minim as necesarias para realizar el tra bajo. Solamente el personal entrenado debe realizar estas actividades, y el manejo y almacenamiento de estos materiales
deben hacerse de acuerdo con las recomendaciones del fabri cante. Se necesitan instalaciones especiales de almacenamiento para materiales con propiedades fisicas especiales 0 peligrosas, como sensibilidad a las temperaturas, reactividad al agua, 0 ca racteristicas explosivas. La remocion de estos productos re qui ere consideracion especial, y, de nuevo, debe hacerse por personal calificado solamente.
GASES COIVIPRIMIDOS 0 LlCUADOS El uso de gases comprimidos 0 licuados dentro de un laborato rio representa un riesgo adicional. El volumen de cilindros de gas dentro del lab oratorio debe mantenerse al minimo. Los ci lindros almacenados fuera del lab oratorio deben ser de acuerdo con la NFPA 55, Norma para el Almacenamiento, Uso y Ma nejo de Gases Comprimidos y Licuados en Cilindros Portatiles. Los cilindros 0 recipientes con una presion manometrica de mas de 15 psi (103 kPa) deben ser fabricados segun las especifica ciones 0 autorizados por el Departamento de Transporte de los Estados Unidos, de Canada, 0 la Seccion VIII del Codigo ASME de Recipientes a Presion y Calderas. Se requieren recintos cerrados especiales con ventilacion mecanica continua para los ci lindros de tamafio de botella lec tura que contengan gases piroforicos, gases con clasificaciones 3 0 4 de riesgo para la salud, y gases con clasificacion 2 de riesgo para la salud, y que no tengan propiedades de alerta fi siologica. Los cilindros que no sean del tamafio de botella de lectura, que tengan propiedades peligrosas similares, requieren almacenamiento dentro de gabinetes para gas aprobados con ventilacion mecanica continua, y en el caso de gases piroforicos requieren proteccion con rociadores dentro del gabinete. Ade mas, se requiere cumplimiento de la norma NFPA 55.
Seguridad de los Cilindros La siguiente es una guia para el manejo de cilindros de gas: • Los cilindros deben estar .,iempre asegurados. Las tapas de los cilindros deben estar aseguradas en su lugar cuando no estan en uso. • Los cilindros deben estar equip ados con reguladores de pre sion disefiados para el gas especifico y marc ado con su pre sion maxima. • Los cilindros deben tener valvulas de cierre manual, acce sibles al personal dellaboratorio. • Solamente los cilindros "en uso" y un solo cilindro de re serva deben estar dentro dellaboratorio. El apendice de la NFPA45 titulado Informacion de Segur i dad para Usuarios de Gases Comprimidos contiene informa cion adicional de seguridad para quienes trabajan con cilindros de gas comprimido.
Fluidos Criog{micos Todos los componentes de sistemas utilizados para fluidos crio
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Protecci6n contra incendios de laboratorios que utilizan productos quimicos
genicos deben ser diseiiados para este uso. Los sistemas 0 apa ratos para el manejo de fluidos criogenicos que puedan causar el congelamiento 0 licuefaccion de la atmosfera circundante deben ser diseiiados para evitar el contacto del aire condensado y ma teriales orgimicos. Los espacios donde estan situ ados los siste mas criogenicos deben estar ventilados de acuerdo con las propiedades del fluido particular.
OPERACIONES RIESGOSAS Los laboratorios tienen muchas operaciones que requieren en trenamiento especial y experiencia para minimizar el riesgo de incendio. La evaluacion de riesgos debe revisar los productos quimicos que se van a usar y las reacciones qufmicas potencia les que pudieran resultar. La revision continua de los procedi mientos dellaboratorio debe ser obligatoria y permanente si se agregan productos qufmicos 0 aparatos nuevos. Se necesita la supervision regular de todas las operaciones automatic as 0 sin atencion directa de los laboratorios. Las operaciones de calentamiento y destilaci6n pueden re alizarse en forma segura para minimizar los riesgos de incendio. Las evaluaciones de riesgos de estas operaciones riesgosas de terminaran la necesidad de cualquier dispositivo de cierre auto matico, extintores portatiles adicionales, el uso de un dispositivo de calentamiento sin llamas, 0 requisitos de ventilacion espe ciales. Puede ser necesaria la combinacion de estas medidas prcventivas.
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rantizar la seguridad del personal dellaboratorio. La evaluacion de riesgos ayudara a identificar la necesidad de protecci6n per sonal, incluyendo vestimenta y equipos. El personal dellabora torio debe estar entrenado para usar estos equipos y trajes para garantizar su seguridad. La gerencia debe respaldar las politi cas y procedimientos administrativos. Se deben hacer pruebas y mantenimiento al eQuipo. Para minimizar los riesgos en ellaboratorio, los trabajado res deben conocer la localizadon de los equipos espedalizados, extintores de incendio, y equipo de descontaminacion de emer gencia y entender su operacion.
IDENTIFICACION DE PELIGROS Se deben colocar avisos en todas las entradas dellaboratorio y la informacion sobre las instaladones se debe mantener en un lugar centralizado para los que acuden a las emergencias. La evaluacion de debe identificar todos los peligros poten dales. La NFPA 704 proporciona guias para el marcaje de las instalaciones. Los avisos se deben revisar regularmente para asegurar su exactitud. Los peligros graves y extraordinarios se deben discutir con el departamento de bomberos para asegurarse de que esten preparados para una emergencia. Los recipientes se deben rotular y relacionar sus cantidades. Las hojas de datos de ~eguridad de los productos deben estar ac tualizadas y disponibles cuando se requieran. Este tipo de pla neaci6n previa reducira la probabilidad de muerte 0 lesiones y los dafios a la propiedad de los lab oratorios.
Peligros Biol6gicos El trabajo de laboratorio que involucra Peligros biologicos re quiere precauciones adicionales. Los espacios y equipos deben estar identificados con r6tulos de peligro biologico. La planea cion de emergencias debe identificar todos los laboratorios con peligros biologic os. El personal de respuesta a emergencias ne cesitara tomar precauciones adicionales y estar familiarizados con estos peligros. Los respondedores necesitanin entrena miento en metodos de descontaminaci6n, procedimientos espe ciales de confinamiento, y cuando iniciar procedimientos de aislamiento 0 cuarentena tanto para el personal de respuesta como para los evacuados.
Peligros de Radiaci6n Los protocolos de seguridad y normas rfgidas reducen cl poten cial de exposicion a la radiacion. Los laboratorios que usan ma teriales radiactivos deben estar identificados en el plan de emergencia de las instalaciones. Los planes de respuesta a emergencias se dcben actualizar regularmente. La NFPA 80 I, Norma para Proteecion eontra Ineendio para Instalaeiones que Manejan Material Radiaetivo, ofrece infonnacion adicional sobre el tema.
Protecci6n del Personal Un programa completo de manejo de seguridad ayudara a ga
BIBLIOGRAFiA C6digos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes c6digos, normas y practicas recomendadas de la NFPA proporcionani informaci6n adicional sobre protecci6n con tra incendio de laborator:os que utilizan productos quimicos discutidos en este capitulo. (Vease la ultima versi6n del Catalogo de la NFPA para la disponibilidad de edicones corrientes de 10 siguientes docurnentos.) NFPA 25, Standardfor tne Inspection, and Iviaintenance of Water-Based Fire Protection Systems NFPA 30, Flammable and Combustible Liquids Code NFPA 68, Guide for Venting ofDeflagrations NFPA 69, Standard on Explosion Prevention Systems NFPA 70, National Elecrrical Code® NFPA 72®, National Fire Alarm Code·JiJ NFPA 77, Recommended Practice on Static Electricity NFPA 86, Standardfor Ovens and Furnaces NFPA 90A, Standardfor the Installation ofAir-Conditioning and Ven tilating Systems NFPA 91, Standardfor Exhaust Systemsfor Air Conveying ofVapors, Gases, l'vfists. and Noncombustible Particulate Solidos NFPA 92A, Recommended Practice for Smoke-Control Systems NFPA 99, Standardfor Health Care Facilities NFPA 101'it, Life Safety Code® NFPA 220, Standard on fypes ofBUilding Construction NFPA 255, Standard MeThod ofTest ofSurface Burning Characteris tics ofBuilding Materials NFPA 259, Standard Tes: Methodfor Potential Heat ofBuilding Materials
Ralph E. Transue
ste capitulo discute el esquema basico de distribucion y funcion de las redes de telecomunicaciones de los Esta dos Unidos, su evolucion y tendencias actuales. Ademas, describe los diferentes componentes de la red y contiene pautas para la para la provision de proteccion de esos componentes contra incendios. Tambien ofrece recomendaciones para la res puesta del departamento de bomberos a los incendios en la in dustria de telecomunicaciones y sobre cumplimiento de los codigos. Ademas discute tanto la red publica como los equipos privados de telecomunicaciones. Desde la version inicia! de este capitulo en ediciones pre vias del Manual de Proteccion contra Incendios, han ocurrido cambios dramaticos en el sistema de telecomunicaciones norte americano, impulsados por los avances tecnologicos y cambios en las reglamentaciones que no tienen nada que ver con la pro teccion eontra incendios. El impacto de estos cambios en la so ciedad y en los riesgos de incendios esta creciendo. Este capitulo describe muchos de estos cambios, su impacto poten cial sobre los riesgos de incendio, y metodos para evaluar ries gos de incendio y determinar los programas apropiados de proteccion contra incendios. Desde que Alexander Graham Bell hizo la primera llamada telefonica el 10 de marzo de 1876, los tel6fonos han jugado un papel cada vez mas importante en las vidas de las personas. Ha biendo sido antes una rareza y despu6s una comodidad, el tele fono es actualmente una necesidad de la vida modema. Las telecomunicaciones, que tocan casi todas las facetas de la vida diaria, incluyen el servicio 911 de emergencia, cajeros automMi cos bancarios, terminales de procesamiento de transacciones de puntos de venta, funciones de transferencia electronica de fon dos, maquinas de telefax, teleconferencias y videoconferencias, servicios de video, television pOI cable, y servicios telefonicos estandar e inalambricos. La evolucion continua en los usos de los servicios de tele comunicaciones ha Ilevado a las tecnologias que proveen el ser vicio a niveles de sofisticacion cada vez mas altos. Han resultado cuatro desarrollos importantes en la industria.
E
a su vez transmite impulsos de electricidad 0 luz a interva los activo e inactlvo (on-and-off). 2. Las rutas de transrnisi6n se han convertido extensamente a fibra optica. Esta tecnologia se ha introducido a los circui t08 cerrados locales, television por cable y otras facilidades de transmisi6n de banda ancha en muchas comunidades. Las conexiones de banda ancha a hogares y negocios estan creciendo dramaticamente. Es mas, se espera que en pocos anos el volumen de comunicaciones digitales exceda la co municaci6n hablada. 3. EI desarrollo de los telefonos inalambricos ha progresado en toda Norteamerica y otros mercados importantes, per mitiendo que los telefonos de bolsillo y tecnologias digita
1. La transmisi6n de senales a larga distancia entre puntos en la red se ha convertido de senal am.iloga, que transmite una senal eIectrica continuamente variable, a scnal digital, que
Ralph E. Transue, P.E., es vicepresidente senior del RJA Group, Inc., y RolfJensen & Associates, Inc., en Chicago, Illinois.
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SECCION 11
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
les inalambricos complementen 0 reemplacen las centrales de telecomunicaciones tradicionales en tierra firme. 4. El desarrollo ultimo y mas reciente que cambiara radical mente la industria de telecomunicaciones es la competen cia desenfrenada. La Ley de Reforma de Teleco municaciones de 1996 prometia retirar todas las barreras artificiales entre las compafiias de larga distancia y locales, proveedores de servicios de telecomunicaciones tradicio nales y recien llegados como compafiias de televisi6n por cable y otros. Sin embargo, ha surgido preocupaci6n por la calidad de servicios que ofrecen los nuevos competidores en este negocio altamente competitivo.
RED DE TELECOMUNICACIONES
DE LOS ESTADOS UNIDOS
Muchas compafiias de servicio suministran servicios de teleco municaciones en los Estados Unidos. Estas compafiias operan redes que varian en tamafio desde pequefias comunidades rura les hasta grandes redes intemacionales que dan servicio a mi llones. Han surgido muchas clases de empresas para proveer la amplitud y flexibilidad requeridas en diferentes segmentos de la red. Edificios llamados oficinas centrales albergan las funcio nes primarias de control de estas redes. Se requieren casi 25.000 estructuras mas pequefias para operar la red de telecomunica ciones de los Estados Unidos. Muchos de los edificios mayores tambien incluyen areas de oficinas administrativas. Entre 1984 y la firma de la Ley de Reforma de Telecomu nicaciones de 1996 pasada por el Congreso, la red de telecomu nicaciones de Estados Unidos tenia dos segmentos (1) las compafiias de centrales urbanas 0 compafiias telef6nicas loca les; y (2) las estaciones de canales entre centrales, 0 compafiias telef6nicas de larga distancia. El concepto del area de acceso y transferencia local (LATA) establecido en el despojo de Bell Sys tem en 1984, diferenci6 estos dos tipos de compafiias telef6ni cas. La promulgaci6n de la Ley de Reforma de Teleco municaciones hace borrosa la diferencia entre elIas, como 10 ha hecho la incursi6n de otros medios de comunicaci6n, en el mer cado de proveedores de servicios de telecomunicaciones tales
como televisi6n por cable. La figura 11.19.1 es el esquema simplificado de una red local abastecida por un operador local. El telefono de cada cliente se conecta con una, solamente una, oficina 0 estaci6n. La falla de cualquier oficina central 0 de los cables que las conec tan aisla a todos los clientes 0 servicios en un lado de la falla de aquellos en el otro. Aunque no tiene redundancia, este disefio es deliberado, hecho de acuerdo con el criterlo general de disefio mandado por la Comisi6n Federal de Comunicaciones (FCC), y otras corpo raciones legislativas estatales. El criterio tiene por objeto pro veer servicio universal a bajo precio, no servicio ininterrumpido. Sin embargo, actualmente se -:sta dedicando mucho esfuerzo a proveer redundancias en ciertas rutas de mucho trafico, como los enlaces entre nucleos de COs. Los clientes generalmente tie nen la opci6n de pagar mas por redundancias adicionales para uso personal. Las vias de transmisi6n entre el usuario final 0 cliente y la oficina central estan compuestas generalmente de alambres de cobre de par retorcido atados dentro de cables. En algunos casos, puede proveerse cable de radio, cobre coaxial, 0 fibra 6p tica para ciertos grandes cliemes. Las vias que conectan varias oficinas centrales entre si pueden estar compuestas de cables de fibra 6ptica, 0 de radio microondas, dependiendo de las condi ciones y el terreno locales. La Figura 11.19.2 es un diagrama simplificado de la confi guraci6n de una red tipica de operadores de larga distancia. Existen algunas diferencias importantes entre este diagrama y la Figura 11.19.1. Las vias multiples entre centros de conmuta ci6n proveen vias redundantes entre puntos de la red en caso de una falla. El numero y diversidad de estas vias son dos factores claves que predicen la confiabilidad del servicio de una compa fiia. (Tomar nota que esta discusi6n no se aplica directamente a "revendedores" de servicios de telecomunicaciones locales 0 de larga distancia. Estas compafiias compran grandes bloques de tiempo en las redes de compafiias de telecomunicaciones duefias de las redes fisicas.) Las vias que conectan las oficinas centrales en la Figura 11.19.2 estan compuestas de varias tecnologias de transmisi6n, dependiendo de la intensidad del trafico, topografia, clima pre valeciente, y de redundancia requerida. Estas pueden incluir una
Estaci6n de control de red celular OC = Oficina central
FIGURA 11.19.1 Configuraci6n t[pica de una red local de telecomunicaciones
FIGURA 11.19.2 Arquitectura de una red tipica de telefonos de larga distancia
CAPiTULO 19
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Protecci6n contra incendios en centros de telecomunicaciones
o mas de las siguientes: • • • •
11.19.1 Incendios de edificios en centrales telef6nicas u oficinas centrales de los E. V.A
Cable de cobre Cable de fibra 6ptica Radio microondas Radio sat6lite
A 10 largo de cada via, igual que aquellas en las redes de opera dores locales, varias estaciones repetidoras 0 de regeneraci6n amplifican y retransmiten las senales. Estas estaciones com pensan e1 deterioro de las senales en la distancia.
ANTECEDENTES DE INCENDIOS Los incendios en estructuras de centrales telef6nicas y oficinas centrales reportados a los departamentos locales de bomberos en los Estados Unidos han disminuido durante las dos decadas re cientes hasta aproximadamente 40 0 50 por ano desde la mitad a finales de los anos I 990s (Tabla 11.19.1). Solo una pequefia frac ci6n de estos incendios se origina dentro de los equipos especia lizados de telecomunicaciones. La mayoria de los incendios reportados son muy pequefios en tamarro fisico y tipicamente se desarrollan muy lentamente, pero la densidad de propiedad va liosa y vulnerable y e1 servicio que se presta son inusualmente altas en estas eentros. La perdida promedio directa de propiedad tiende a ser mas baja que la mayoria de otras ocupaciones indus triales y de negocios. Esto se debe a 1a practica de 1a industria de utilizar equipos y alambres y cables a prueba de incendios, segUn las normas de la industria de telecomunicaciones. La Tabla 11.19.2. resume los incendios notables en 1a industria de teleco municaciones de los afios 1975 a 2000 y muestra que son muy pocos en ntimero, considerando el tamafio y alcance de la indus tria, y no ha ocurrido ninguna perdida de vidas en ninguno. La 11.19.2
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Incendios con equipos telef6nicos u Incen otros equipos elec dios tr6nicos involucrados en la ignicion totales
Ano 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998
132 138 117 138 79 88 86 41 73 50 58 56 75 55 44 52 37 58 37
5
°
4 11 5
° 3 2 7
a 5 2 9 4
° 6 4 6
°
Total de civiles lesio nados
°° ° ° 8
10 4 15 2 0 2
a a 2
a 3
°a °
Danos directos a la propiedad (millones de d6lares) 0,40 0,73 0,75 0,58 0,07 0,12 0,19 0,03 0,78 0,65 0,37 1,34 0,32 0,30 0,35 0,72 0,40 2,55 0,05
Nota: estos son incendios reportados a los departamentos de bomberos municipales y por 10 tanto excluyen los incendios repor tados solamente a agencias federales 0 estatales 0 brigadas indus triales de incendios. Los incendios y lesiones a civiles se han apro ximado a la cifra siguiente, y el dano directo a la propiedad se ha redondeado hasta las decenas de miles de d6lares, EI dano no se ha ajustado para la inflaci6n. Fuente: Calculos nacionales basados en el estudio de la NFIRS y NFPA
Incendios notables de oficinas centrales en norteamerica, 1975 a 2000
Incidente
Alcance de la
del servicio
New York, 1975 Brooklyn, NY, 1987
170 000 clientes, varias semanas 41 000 clientes, mas de la mitad del servicio se restaur6 en 10 dias y el resto en 16 dias
Hinsdale, Il, 1988 los Angeles, CA,1994 Orangeburg, NY, 1994 Idabel, OK, 1995 Portland, OR, 1996
38 000 clientes, aprox. un tercio restaurado en 3 dias, casi todo en 12 dias 911 por 12 horas, servicio normal en 16 horas
Toronto, Ontario, 1999
Area de
del incendio
14 000 clientes, servicio parcial restaurado en 26 horas 5000 lineas, restauradas en 13 horas
Caja para entrada de cables Repartidor principal en el 1ar piso, propagaci6n de humo a14° piso Escalerilla portacables con cables AC y DC Planta de baterias en remodelaci6n Equipo de transmision obsoleto Cable DC de energia
88900 lineas, 911 reencaminado rapidamente, servicio esencial restaurado en 9 horas, todo el servicio restaurado en 15 horas 113 000 lineas por menos de un dia, reducci6n en lineas 911 disponibles
Incendio de cables, perdida de energia al eqUipo de transmisi6n Conmutador electrico AC en remodelaci6n
Fuente: Recopilado de fuentes oficiales, incluyendo noticias y reportes del NFPA Journal.
Perdida de vidas de o bomberos Ninguna Ninguna
Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna
Ninguna
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
industria de telecomunicaciones en los Estados Unidos nunca ha registrado una perdida de vida por incendio. En 1992 y 1993 1 la FCC realizo un estudio especial de la historia de incendios de la industria de telecomunicaciones. Este estudio examino las compafiias de locales y entre centrales en los Estados Unidos, los grandes fabricantes de equipos de tele comunicaciones, y muchas otras fuentes, que representaban mas de 93 por ciento de las lineas telefonicas en la nacion. El estu dio cubrio los registros de incendios de los afios 1988 a 1992. Durante el periodo del estudio, fue reportado un total de 189 casos de incendios por los respondedores de las centros de tele comunicaciones. En promedio, hubo 38 incidentes por afio y so lamente 8 afectaron el servicio. Los efectos en el servicio variaron desde varios minutos a un caso de varias semanas de interrupcion del servicio. El estudio incluyo un analisis exhaustivo de las cau sas originales e hizo recomendaciones para evitar su repeticion. Considerando los mill ones de pies cuadrados (0 metros) de espacio incluido en los centros de telecomunicaciones, los estu dios citados muestran un record de incendios excepcionalmente bueno, debido en gran parte a los esfuerzos exhaustivos de la in dustria en prevencion de incendios. Los estudios no muestran un hecho significativo: min los "grandes"incendios de teleco municaciones son mas bien pequefios comparados con los gran des incendios en la mayoria de las demas industrias. Las cantidades de materiales quemados, areas de dafios por incen dio, etc., han sido muy pequefias. Aun el incendio de telecomu nicaciones mas grande en la historia reciente, el de Hinsdale, Illinois en mayo de 1988, que ardio por mas de tres horas, estuvo confinado a las escalerillas portacables en un area de 9 a 12 me tros 2 (30 a 40 pies 2). Aunque pequefios en medidas, el impacto de estos incendios sobre la comunidad puede ser considerable.
OFICINA CENTRAL
Los nodos en cada una de las redes ilustradas en las Figuras 11.19.1 Y 11.19.2 son centrales telefonicas situadas en edificios llamadas oficinas centrales (COs) 0 recintos mas pequefios no clasificados como edificios. Disefiados y dimensionados para cubrir las necesidades de servicios de los clientes, las COs va rian en tamafio desde edificios pequefios de un solo pi so hasta grandes edificios de varios PISOS en las ciudades grandes. A pesar de las diferencias de tamafio, la disposicion y funcion de los equipos son similares. La Figura 11.19.3 muestra los com ponentes tipicos de una CO. En los edificios mas pequefios, todos estos componentes pueden estar en un solo cuarto. En grandes oficinas centrales, cada componente puede usar uno 0 mas pisos de un edificio. La mayoria de los grandes edificios de oficinas centrales metropolitanas estan construidos de concreto reforzado con ele mentos estructurales mas bien macizos. Las oficinas centrales suburbanas y rurales mas antiguas (antes de 1980) son general mente de construccion contra incendios. Ademas de los incen tivos de prevencion de perdidas para este tipo de construccion, los edificios necesitan ser suficientemente fuertes para sostener las grandes masas de pesado cable de cobre que requiere la red. Aunque los cambios en tecnologia de los equipos disminuyen algo las necesidades de cableado, los elementos estructurales pe sados permanecen. Las oficinas centrales y otros centros de te lecomunicaciones construidas desde la llegada de la competencia en la industria de telecomunicaciones han sido construidos generalmente de acuerdo con los codigos pertinen tes de construccion, y pueden no exceder esos codigos, como era la practica anterior en la industria.
Mec~nica _ _-+-_ _ _::
, ,I. -
Tunel de cables
FIGURA 11.19.3 Componentes de una oficina central tipica
CAPiTULO 19
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Protecci6n contra incendios en centros de telecomunicaciones
Los cielorrasos en las oficinas centrales tradicionales son generalmente mucho filis altos que los de los edificios comer ciales. Las alturas tipicas de losa a losa en oficinas centrales son de 4,3 a 4,9 metros (14 a 16 pies). Pocos cielorrasos en las areas de equipos son inclinados 0 suspendidos de manera que el espacio vertical permanece sin obstrucciones. Era necesario es pacio libre para acomodar los repartidores de equipo de 3,5 me tros (11 pies) usados comillunente cuando se construyeron los edificios, junto con los bastidores requeridos para cables, con ductos de aire acondicionado, y otros equipos de servicio situa dos sobre ellos. Los edificios de COs y otros recintos construidos mas re cientemente tienen alturas de cielorraso mas bajas ya que los equipos de telecomunicaciones disefiados recientemente requie ren menos espacio verticaL Las instalaciones nuevas, 0 areas antiguas de equipos de centros actualizadas, pueden tambien usar pisos levantados para conexiones de cables entre gabinetes de equipo. En general, las areas de conmutacion de telecomu nicaciones con pisos levantados contienen menos cable que las areas tradicionales debido a los usos de fibras opticas y nuevas tecnicas de transmision electronica comprimida. Los cables entran y salen de la mayoria de las COs a traves de una caja para entrada de cables, donde se parten en cables mas pequefios, a prueba de fuego, para distribucion dentro del edificio. Los cables entonces suben por el edificio hasta el re partidor principal (MDF) donde se reparten en pares individua les de cables para cada circuito y se cruzan en conexi on a cables que llevan a los sistemas de conmutacion. Despues de la con mutacion, pasa la sefial a los sistemas de transmision, los que convierten las sefiales en multiplex y las intensifican. Despues de lograr esto, la sefial viaja de regreso fuera del edificio por otros cables a traves de la caja para entrada de cables. Ademas de los generadores de reserva, sistemas de bate nas, y equipos anexos de control y distribucion, una variedad de sistemas mecanicos estandar y de servicio del edificio dan so porte al equipo de telecomunicaciones.
EQUIPOS DE TELECOMUNICACIONES Descripcion Los equipos de telecomunicaciones estan bastante estandarizados en funcion y apariencia. Estan distribuidos en filas paralelas, 0 "alineaciones", de 48 a 66 centimetros (19 a 26 pulgadas) de an chura. Las ultimas generaciones de equipos electronicos digita les generalmente van de 1,83 a 2,14 metros (6 a 7 pies) de altura. Los equipos de primeras generaciones estaban montados en bastidores abiertos sin cerramientos. Esto permitia el acceso facil para mantenimiento y la disipacion del calor por convec cion naturaL Los equipos modemos con frecuencia estan ence rrados en gabinetes metalicos y se parecen mucho a los computadores normales. Este arreglo, combinado con la minia turizacion de los equipos y las densidades de energia mas altas, requieren ventilacion forzada (ventiladores intemos y sistemas de aire acondicionado de gran a1cance) para disipar el calor ge nerado durante la operacion. Es importante proporcionar disipacion del calor porque el
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equipo es sensible a los cambios de temperatura y humedad en el entomo operacionaL Aunque los limites absolutos de operacion son relativarnente amp Iios, los cambios rapidos ya sea en unos pocos grados de temperatura 0 unos puntos porcentuales de hu medad pueden causar problemas graves. En consecuencia, se usan controles arnbientales extensos para asegurarse que las condicio nes del entomo permanezcan dentro de los limites requeridos.
Diferencias de los Computadores Normales A primera vista, los equipos modemos de telecomunicaciones se parecen a los conmutadores 0 equipos modemos de procesa miento de datos. Aunque hay similitudes, existes varias dife rencias importantes. Algunos se crearon deliberadamente para reducir la incidencia 0 el efecto de incidentes que puedan cau sar perdidas. Otras diferencias, debidas a requisitos tecnicos, tienen el efecto contrario. Algunas de estas diferencias presen tan desafios que las medidas comerciales tradicionales de pre vencion de perdidas no pueden mitigar adecuadamente, y las instalaciones de telecomunicaciones deben analizarse segun sus propios meritos y caractensticas. Una de las diferencias mas importantes es el tipo de proce samiento de informacion que desempefian. Los sistemas de te lecomunicaciones son sistemas de intercambio de informacion en linea. Los sistema" de telecomunicaciones no almacenan 0 procesan datos de clientes; simplemente transfieren la informa cion del punto A al punto B. En una interrupcion se pierde toda la informacion en transito, y cesa la capacidad de transmitir in formacion. Los datos no pueden volver a cargarse mientras dura la interrupcion y las oportunidades perdidas no se pueden inventar 0 compensar. Esta capacidad de transmitir informacion en tiempo real es 10 que hace tan importantes a las telecomuni caciones. Muchas transacciones realizadas rutinariarnente en la red sencillamente no pueden esperar hasta mas tarde. Por el contrario, l0s sistemas de procesamiento de datos ge neralmente procesan informacion almacenada en los subsiste mas de memoria del sistema. En una interrupcion; se pierde la memoria actual, junto con los resultados de los ca1culos que no se han colocado en la memoria permanente. Sin embargo, toda la informacion guardada permanece en los medios de almace narniento. Los calculos interrumpidos, perdidos 0 incompletos generalmente se pueden reproducir despues de corregida la causa de la interrupcion. Otra diferencia importante entre los equipos de telecomu nicaciones y los de procesamiento de datos es su fuente de ener gia. Los equipos de procesamiento de datos se alimentan con energia de corriente altema (ac) en el gabinete. La conversion de corriente altema al corriente continua (dc) se realiza dentro del equipo, el cual generalmente opera a corriente continua de 5 a 10V. Ademas, la corriente continua alimenta al equipo de te lecomunicaciones. La conversion de energia comercial de co rriente altema a energia de corriente continua se hace fuera del equipo, a menudo en un compartimiento diferente del edificio. La planta de energia suministra al equipo corriente continua de 12,24,48 0 l30V, dependiendo de las estipulaciones del equipo. Otra diferencia importante esta en las redundancias gene ralmente provistas para los equipos de telecomunicaciones. En
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SECCI6N 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
la mayoria de redes, por ejemplo, los equipos que operan en con figuraci6n duplex realiza todas las funciones de conmutaci6n y encaminamiento de Bamadas. Esto qui ere decir que dos proce sadores separados manejan cada Hamada. En el caso poco pro bable de que un procesador faBara, el otro continuaria procesando la Hamada, sin interrupci6n para el c1iente. En efecto, el cliente no se entera de 10 que ocurre. La diferencia final, que afecta significativamente la pre venci6n de perdidas, es el tamafio del programa de control. Los programas que controlan las diferentes redes estin entre los mas grandes y complejos. Son comunes programas que involucran millones de lineas de c6digos de programas. Su tamafio natu ralmente requiere mucho mas tiempo para recargar e inicializar en caso de una interrupci6n que los programas comunes de pro cesamiento de datos. Esta es una raz6n por la cual se puede tomas muchas horas para reiniciar un sistema de conmutaci6n electr6nica en caso de una perdida de potencia. El choque t6r mico producido por la restauraci6n repentina de la energia a todo el sistema es otra diferencia. Los equipos de telecomunicaciones provistos para uso en las instalaciones de los clientes, conocidos como tablero conmu tador de abonado (private branch exchange, PBX), difiere en mu chos aspectos del equipos usado en las oficinas centrales (COs). Las principales diferencias que afectan los programas de pre venci6n de perdidas se discuten mas adelante en este capitulo.
PROTECCION CONTRA INCENDIOS PARA REDES PUBLICAS Soluciones Basadas en Desempefio y Prescritas La NFPA 76, Practica Recomendada para la Proteccion contra Incendios de Centros de Telecomunicaciones, contiene tanto el metodo de disefio de instalaciones basado en el desempefio como el metodo prescrito para la protecci6n de la red y protec ci6n humana. La NFPA 76 provee niveles razonables de pro tecci6n contra incendio para la seguridad de la vida y protecci6n de los equipos de telecomunicaciones y continuidad del servicio. (Vease la secci6n sobre Objetivo en la NFPA 76.) La Sociedad de lngenieros de Protecci6n contra lncendios (SFPE) ha desarroJ1ado la Guia de Ingenieria para Analisis y DEseno de Proteccion contra Incendios Basado en el Desem peno. La NFPA 76 sigue el formato de la SFPE mientras que las primeras ediciones de este capitulo habian recomendado el uso de Conceptos de Sistemas para Proteccion contra Incendios de Edificios como 10 describe la NFPA 550, Guia para el Arbol de Conceptos de Proteccion contra Incendios. Ese enfoque es to davia valido, aunque el enfoque basado en el desempefio desa rroHado en la NFPA 76 es mas actual y ofrcce guias mas detalladas. Las razones para escoger el tipo de documento basado en el desempetlo incluyen Lo siguiente: Muchos proveedores de servicios de telecomunicaciones tenian normas preexistentes de protecci6n contra inccndios de la compafiia, y el enfoque basado en el desempefio permite a los
operadores y disefiadores de las instalaciones reconciliar las normas anteriores con los objetivos y de la NFPA 76. De mas importancia potenciaL, eL estado dinamico de los cambios que ocurren actualmente en el disefio de equipos de conmutaci6n de telecomunicaciones y los edificios que alber gan y sustentan ese equipo. Por un lado, las recomcndaciones prescritas de la NFPA 76 son una compilaci6n de las mejores practicas de la industria para las instalaciones tradicionales de tclecomunicaciones y son apli cabLes directamente a muchas configuraciones de centros de co municaciones nuevas. Por (Jtro lado, los objetivos y guias basados en el desempeiio aplican a todos los medios e instala ciones concebidos actual mente. Con tipos nuevos de equipos y configuraciones de instalaciones que evoLucionan nipidamente, el enfoque basado en eL desempefio pucde ser mas aplicable a los nuevos tipos de instalaciones que siguen surgiendo. Las pnicticas tradicionales de protecci6n contra incendios de la industria de telecomunlcaciones se ha basado principal mente en una cadena de acciones y elementos neccsarios. Cual quier acci6n 0 elemento que falten rompe la cadena y au menta el de incendio. La cadena exitosa inc1uye 10 siguiente: • • • • • • • • • • •
Practicas excelentes de prevenci6n de incendios Construcci6n incombustIble Compartimentaci6n Equipos con resistencia al fuego c1asificada Cable con resistencia al fuego c1asificada Detecci6n de incendios de alarma muy temprana Proccso y notificaci6n de alarma rigurosos Respuesta nipida por personal conocedor Extinci6n de incendio, cuando se necesitc Desconexi6n de la energia, cuando se necesita Ventilaci6n del humo, cuando se necesite
Las soluciones prescritas de la NFPA 76 se basan en man tener esta cadena sin romperse durante toda la vida de las cen tros de comunicaciones. Las ~oluciones prescritas estan basadas en el uso extenso de equipos y cables para telecomunicaciones resistentes al En areas dc equipos eLectr6nicos donde los equipos y ca bles predominantes no son resistentes al fuego, se rompe la ca dena. Se requiere una estrategia altemativa, que incLuyc generalmente sistemas automaticos de extinci6n de incendios. La mayoria de La industria confia en los sistemas automaticos de extinci6n como parte de sus practicas de protecci6n contra incendios de la red.
Factores de Riesgo de Incendios El riesgo ticne quc ver con la probabilidad y gravedad dc even tos dafiinos. Los factores de riesgo a tener en cuenta cuando se desarrol1a un programa de protecci6n contra incendios para cen tros de comunicaciones inc1uyen 10 siguiente: • • • •
Comunidad quc sirve Servicios publicos de protecci6n Protecci6n de vida de ocupantes y bomberos Continuidad del servicio
CAPiTULO 19
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Protecci6n contra incendios en centros de telecomunicaciones
• Tipos de servicios que ofrece • Redundancia de instalaciones 0 servicios • Proteccion de la propiedad Los proveedores del servicio toman decisiones en el am bito de la protecci6n contra incendios de las instalaciones ba sados en estos factores de riesgo, motivados por evaluaciones sociales y comerciales de la vulnerabilidad de las diferentes instalaciones. Por ejemplo, una instalacion de conmutacion que sirve a un complejo medico importante puede considerarse como mas vulnerable que una que sirve a un pueblo pequefio. Aunque las decisiones sobre vulnerabilidad son de naturaleza comercial y social aquellas decisiones de vulnerabilidad cau san decisiones posteriores sobre ellimite hasta donde pueden aplicarse las medidas de proteccion y redundancias de las ins talaciones. La meta de minimizar las interrupciones de servicio en co municaciones de emergencia, informacion de seguridad nacio nal, informaci6n comercial, y telecomunicaciones de voz es la misma, sin importar el enfoque 0 solucion que se escojan. La vulnerabilidad es el unico modificador valido. En sus soluciones prescritas, la NFPA 76 enfoca la vulne rabilidad seglin el tarnafio de las instalaciones, aproximaci6n im perfecta. La suposicion es que la velocidad de flujo de las telecomunicaciones es mayor en instalaciones mas grandes, y, por 10 tanto, es mas probable que contenga comunicaciones 0 voces vulnerables. Por 10 tanto, las medidas de protecci6n con tra incendio recomendadas son mayores para grandes instala ciones que para las pequefias. Se definen como instalaciones grandes aquellas con areas cerradas de equipos de redes mayores de 232 m2 (2500 pies 2). Las instalaciones pequefias se definen como aquellas de 46 a 232 m 2 (500 a 2500 pies2) de area cerradas de equipos de redes. Usando un enfoque de vulnerabilidad similarmente imper fecto, la NFPA 76 no ofrece ninguna recomendacion para pro teccion contra incendios de instalaciones menores dc 46 m2 (500 pies 2) de area. Al hacer un enfoque basado en el descmpefio para la pro tecci6n contra incendios de redes de telecomunicaciones, las medidas dc vulnerabilidad diferentes al tamafio del equipo son apropiadas. Para cualquier instalaci6n, 0 parte de una instala ci6n mayor, estas medidas incluyen conocer de la comunidad que sirve la instalacion, los servicios que provee, redundancia de la red, tiempo probable de recuperacion en caso de incendio, metodos de recuperacion disponibles, costos de lucro cesante, y otros factores que puedan detenninar la vulnerabilidad de las instalaciones. La miniaturizaci6n que esta ocurriendo en los equipos de conmutaci6n de telecomunicaciones y las diferentes configura ciones de las redes que estan surgiendo dictan que las solucio nes basadas en el desempefio tengan en cuenta todos los factores de riesgo. EI tamafio de las instalaciones no es importante en el analisis bas ado en el desempefio. Lo importante son las carac terfsticas de la red y los servicios que prove en. Cuando se aplica rigurosamente el enfoque basado en el de sempefio a las instalaciones de redes, se puede esperar un resul tado superior comparado con la soluci6n prescrita que esta determinada por el tamafio de las instalaciones.
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Areas de Peligro Las centros de telecomunicaciones, dentro de edificios u otros recintos, se pueden categorizar en uno 0 mas de ocho tipos de areas, cada una con sus propias caracterfsticas de riesgo de incendio (Tabla 11.19.3). Los tipos de peligro son los mismos ya sea que se escoja una soluci6n basada en el de sempefio 0 prescrita para determinar el program a de protec cion contra incendios.
EaUIPOS DE
TELECOMUNICACIONES PRIVADOS
El equipo provisto por :as compafiias publicas de telecomunica ciones term ina en la interfaz de la red de las instalaciones de cliente. El cliente es responsable de proveer todo el equipo te lef6nico y cableado en sus instalaciones. Los clientes logran esto de varias maneras. ComUnmente, compran y mantienen sus propios sistemas de telecomunicaciones, alquilan el equipo ya sea de una compafiia telef6nica 0 proveedor, 0 contratan con la compafiia telef6nica local el servicio basado en la oficina cen tral, como Centres. Existen numerosas posibilidades. Las grandes ocupaciones comerciales tipicamente tienen grandes sistemas de telecomunicaciones; algunos son mas complejos que los que de una ciudad. Estos sistemas proveen una variedad de informacion de voz, datos y video a sus usua rios. Usualmente, estan controlados por equipos secundarios privados de central telef6nica (PBX) situados en el edificio 0 complejo. A primera vista, los equipos modemos de PBX parecen ser muy similares en diseilo a los equipos modemos de oficina cen tral. Los PBXs desempeilan muchas fimciones que hacen los COs pero solamente para el edificio 0 complejo que sirven. Desde el punto de vista de la proteccion contra incendios, existen tres diferencias significativas entre equipos de CO y PBX: 1 . La diferencia principal es que el PBX no tiene que some terse a las normas muy rigurosas de clasificacion de resis tencia al fuego que se aplican a los equipos de COs. Listados por agencias independientes, los equipos de PBX no cumplen una variedad de otras pruebas, como pruebas de inflamabilidad, que se requieren para poder estar lista dos. Las implicaciones de esto se discuten mas adelante. 2. Los repuestos de equipos de PBX estan disponibles mas fa cilmente que los equipos de COs. Esto permite mas flexi bilidad en la toma de decisiones de administraci6n de riesgos en algunos casos. 3. Los sistemas de PBX generalmente son mas faciles de de sactivar que los COs. Los suministros de energia de PBX frecuentemente tienen redundancias simi lares a las de los CO, pero los sistemas son mas pequefios y menos comple jos. En alguno casos, puede usarse un interruptor 0 corta circuitos para conar la corriente del equipo en caso de emergencia.
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
11.19.3 Variedad de areas de riesgo en centros de telecomunicaciones Area
Contenido
Escenario del incendio
Suposiciones
Equipo de Equipo electronico en Fuego humeante que se desarrolla telecomunicaciones bastidores 0 gabinetes lentamente produciendo vapores con cables en bastidores corrosivos con velocidades tfpicas de liberaci6n de calor de 5 a 15 Kw. que o debajo de un piso
levantado
no exceden 150 Kw. para un gabinete o bastidor total mente comprometido
Los cables y equipos electronicos cumplen las normas de EE.UU. y Canada de la industria para clasificacion de resistencia al fuego.
Instalacion de entrada Cables sin clasificaci6n de de cables - separa resistencia al fuego que da de otras areas entran al edificio desde por construcci6n afuera; empalmados a cables clasificados
Los cables que se extienden a otras partes del edificio son cables clasificados para resistencia al fuego.
Incendios de liberaci6n alta 0 baja de calor. La corrosividad de los productos de la combustion puede afectar al equipo electronico si los productos se extienden a esas areas
Areas de energia
Baterias en bastidores, Incendio con liberaci6n baja de calor. rectificadores, Algunos pueden producir vapores corrosivos. Algunos pueden producir conmutadores, barras de distribuci6n y cables un derrame de acido
Repartidor principal
Grandes cantidades de alambre de comunicaciones de bajo voltaje
Incendios humeantes de liberacion de calor baja a mediana. La corrosividad de los productos de la combustion puede afectar al equipo electronico si los productos se extienden a esas areas
Los efectos termicos del incendio estan limitados a los items comprometidos.
EI repartidor no contiene fuentes inherentes de ignicion. Las otras fuentes de ignicion estan controladas estrictamente.
Area de maquinas de Generador alimentado por La historia de incendios de estas areas reserva separada una maquina de combus muestra mas incendios electricos que de otras areas por tion intema con tanque incendios de combustibles, pero construcci6n para combustible del dia y cualquiera es posible baterias de arranque
EI almacenamiento principal de combustible no esta en el mismo espacio encerrado. Hay medios de corte del combustible.
Areas de soporte tec Escritorios de metal, nico - contenidas gabinetes, herramientas dentro de las areas y equipos usados por de equipos de tecnicos de soporte telecomunicaciones directo de las operaciones tecnicas
Los combustibles estan presentes en pequenas cantidades y almacenados en recipientes metalicos. Los incendios son tipicos de las areas de equipos de telecomunicaciones. Las excepciones pueden ser cuando instalaciones de equipos nuevos aumentan el riesgo.
Las areas de soporte tecnico no contienen la cantidad de material combustible tipica de un area de oficinas administrativas.
Area administrativa
Muebles y equipos de oficina norm ales
Incendios tipicos de oficinas comerciales.
Cumple con los requisitos del c6digo de construcci6n para ocupaciones de negocios.
Areas de servicio del edificio y soporte
Equipo mecanico y de man tenimiento y almaoena miento que se requiere pa ra operaciones del edificio
Incendlos tipicos de areas de soporte de servicio del edificio bien mantenidas.
Los combustibles estan almacenados segCm las practicas aceptadas de prevencion de inoendios. Cumplen con el c6digo de construcci6n.
Principios de Protecci6n para Equipos de PBX La mayor parte de medidas de proteeei6n indieadas para oftei nas eentrales son tambien adecuadas para los equipos de PBX. En general, el PBX deberia estar protegido de la misma forma
que una sala importante de eomputadores. Algunos elementos mereeen un comentario especial. 1. El equipo debe estar situado en un euarto separado del resto del edifteio por una barrera de incendio de por 10 menos 12 hora de resistencia al fuego.
CAPiTULO 19
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Protecci6n contra incendios en centros de telecomunicaciones
2. El acceso a la sala debe estar limitado a personas autoriza das. 3. Se deben utilizar buenas medidas de prevencion de incen dios y cuidado. 4. La sala debe estar equipada eon sistema de deteccion de humo cuya alarma este en un lugar atendido permanente mente. 5. Se deben implementar proeedimientos de corte de energia y tenerlos disponibles para los bomberos.
Extincion Automatica Las excepeiones eneontradas en los c6digos de construeei6n que permiten a una ofieina eentral omitir los sistemas automaticos de extinci6n en las areas de equipos no se aplican a los equipos de PBX 0 a armarios telef6nieos en edificios comerciales. Esas ex cepeiones se basan en parte en praeticas de prevencion de in cendios deseritas al principio de este capitulo, y no se usan completamente en PBX. Si el c6digo requiere que un edificio este equipado eon sis tema automatico de extincion, el sistema se deberia proveer en el recinto del PBX. Se debe seleccionar un sistema adecuado con el conoeimiento claro de los riesgos involucrados y venta jas que cada sistcma contemplado ofrezca. Se puede omitir cl sistema si la autoridad competente permite un cambio 0 exeep cion. Los propietarios del sistema pueden deeidir instalar ca racteristieas adicionales de proteccion contra incendios para mejorar la confiabilidad de su sistema, ya que los requisitos del codigo modelo no tratan sobre los problemas de lucro cesante. Tales earaeteristieas adieionales podrian incluir sistemas de de teeeion muy temprana de incendios 0 sistemas de extincion de agentes gaseosos.
UN VISTAZO AL FUTURO El resumen de la tecnologia actual no puede estar completo sin tra zar la separacion de dos segmentos muy diferentes de los suceso res emergentes de 1a red de telecomunicaciones mas tradicional. Consideremos tres usos diferentes de equipos basados en computadoras para soporte de los sistemas de informacion elee troniea de aetuales. Para simplifiear, los podemos deseribir como sigue, • Equipo de eonmutaeion y transfereneia de teleeomuniea ciones • Equipo de servidor y enrutador de Internet • Computadoras para procesamiento de datos Este capitulo no cubre las computadoras de procesamiento de datos. No podemos predecir el futuro, pero podemos observar las tendeneias y desarrollos actuales. En la distribueion electr6nica de informacion, los metodos tradicionales de telecomunicacion de conmutacion y transferenda se estan complementando con configuraciones nuevas de servidores y enrutadores que pueden no ser equivalentes en resistencia al fuego del equipo 0 redun dancia de la red y pueden albergarse en edificios de diseiio
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menos tradidonal. Apareeen tendencias que pueden eambiar el riesgo de in eendio y, por 10 tanto, los metodos de proteecion eontra incen dios necesarios para los centros de comunieaeiones afeetados por estos cambios. Los proveedores de servicio de Internet dependen de la red de telecomunicaciones para la transferencia de infornlaci6n. Ademas, tambien se estan proveyendo servicios de conmutacion y transferencia de Internet por nuevos tipos de centros que pue den ser pequefios, gran des, 0 muy grandes y que pueden ser muy diferentes de los centros de telecomunicaciones tradicionales. EI equipo de operacion y cables que soportan estos servicios pueden no tener las clasificaciones de resisteneia al fuego de los equipos utilizados en servicios tradicionales de teleeomunica dones, y las normas de instalacion y mantenimiento puede que no sean iguales. Aunque los servicios de comunicacion eleetro nica provistos pueden tambien ser bastante diferentes, se esta dando el fusionamiento de estas dos formas de comunieaciones electronicas. Las decisiones sobre proteccion eontra incendios para los nuevos tipos de instalaeiones deberian basarse en eva luaeiones de vulnerabihdad, similares a instalaeiones mas tradi cionales, y tambien en la evaluacion de los peJigros presentes, construccion de los centTOs, configuraeion de los contenidos del edifieio, y diferencias de los tipos de centros que han tenido exito en el pasado. Se puede esperar que algunos compradores de servidores y enrutadores de Internet requeriran que el equipo sea diseiiado y fabricado de acuerdo con las mismas elasificaeiones de normas de resistencia al fuego que los equipos de eonmutaeion telefo nica y podrian instalar cables resistentes al fuego. Esto refuerza la neeesidad de familiarizarse con el contenido de las areas de equipos como parte necesaria de la evaluaei6n del riesgo de in cendio y la determinacion de los metodos de proteccion contra incendios del area de ricsgo. Es ventajoso coloear los servidores y enrutadores privados de Internet pr6ximos a los equipos estandar de conmutacion de telecomunicaciones para aceeso direeto a la red de telecomuni caciones. EI resultado es que los equipos de Internet e Intranet privados pueden ser colocados en los mismos edificios que el equipo de las redes de teleeomunieaciones. Cuando esto sucede, la evaluacion del de incendio debe tener en cuenta ambos tipos de equipos, la separaeion entre ellos, y las clasificaciones de resisteneia al fuego de los tipos de equipos. Existen dos ejemplos actuales de estas combinaeiones de equipos. En uno, se requiere que los equipos de servidor y en rutador de Internet tcngan las mismas clasificaciones de resis tencia al fuego que los equipos y eables de telecomunieaciones. En el otro ejemplo, el equipo no clasificado para resistencia al fuego esta localizado en eompartimientos resistentes al fuego separados dentro del edifleio y esos compartimientos estan pro tegidos por sistemas automaticos de extincion.
PREOCUPACIONES DEL
DEPARTAMENTO DE BOMBEROS
A pesar de las medidas de prevencion que toman muchas eom
11-188 SECCION 11
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
paffias de telecomunicaciones, todavia ocurren incendios. Aun que hist6ricamente estos incendios han sido pequefios compa rados con las otras industrias, los bomberos enfrentan algunas diferencia claras cuando responden a dichos incendios.
Control de Humo Los incendios de equipos de telecomunicaciones pueden produ cir cantidades muy grandes de humo corrosivo negro y dens~. La visibilidad se hace casi imposible, atm con lfunparas de mano. Cuando se agrega a configuraciones desconocidas del edificio, el prospecto de desorientaci6n y los peligros asociados son claros. Se deben planear anticipadamente las precauciones apropiadas. Los departamentos de bomberos deben considerar solicitar que el propietario ins tale sistemas manuales de extrac ci6n de humo, diferentes de los sistemas de control de humo, para ayudar en los esfuerzos de control de incendios. Los ex tractores portatiles de humo 0 ventiladores de humo que los bomberos Bevan no son adeeuados para manejar las grandes cantidades de humo que los incendios pueden generar. Aun 10 o 12 ventiladores de hurno pueden ser inadecuados. Los siste mas de extracci6n de humo han demostrado ser muy eficientes por 10 menos en un ineidente de incendio reaL 3 5
Cables de Energia Un incendio de cables puede involucrar los cables de energia. Es importante que los bomberos que acuden esten familiarizados con los procedimientos de desconexi6n de energia establecidos por el propietario. Si el propi~tario no presenta este plan, los de partamentos de bomberos deben exigir uno. El Estado de illi nois, sitio del incendio de Hinsdale en 1988, requiere un plan de corte de energia para cada eentro de telecomunicaciones. Esto no es nada nuevo, y hay procedimientos establecidos para el de sarrollo de estos planes. La NFPA 76 reeomienda que se desa rrolle un medio para deseoneetar la energia de los equipos para eada centro. No se espera que el medio sea automatico ni facil mente disponible. Se pretende que sea usado por personal cono cedor del proveedor de telecomunicaciones 0 personal del servicio de bomberos y puede requerir la operaei6n de conmuta dor eJeetrico 0 dispositivos de protecci6n contra sobrecorriente.
Baterias y Energia Electrica Hay dos riesgos fisicos en las centrales de telecomunicaciones
que no se presentan en el mismo grado y cantidad en otras ocu paciones: las baterias de acumulador de plomo y la energia elec trica. Generalmente ambas son bien disefiadas y mantenidas; ninguna presenta peligros extraordinarios en comparaci6n a otros peligros que los bomberos encuentran comunmente. El personal de respuesta debe conocer estos peligros y estar fami liarizado con las precauciones de seguridad adecuadas antes de entrar en un centro de telecomunicaciones neno de hurno. Estos asuntos no son insuperables. La mayoria de las com pafiias de telecomunicaciones ofrecen gustosamente tours para familiarizar a los departamentos de bomberos con sus instala ciones. Es importante que se baga esto, nada mas que por la se guridad de los bomberos.
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas 1. Network Reliability: A Reporl to the Nation, Fire Prevention in Telecommunications Facililies, Federal Communications Com mission Network Reliability Council, Washington, DC, June 1993. 2. Forensic Technologies International Corporation, "Hinsdale Central Office Fire Final Report," Joint Report of the Illinois Of fice of State Fire Marshall and Illinois Commercc Commission, Mar. 1989. 3. McKenna, L. A., "Investigation and Reconstruction of the Power Plant Fire at the Pacific Bell Central Office at 420 South Grand Avenue, Los Angeles, California, on March IS, 1994," AT&T Environment and Safety Engineering Center, Basking Ridge, NJ, Nov. I, 1994. 4. Isner, M. S., "E911 Fails in Telephone Exchange Fire," NFPA
Fire Journal, Vol. 89, No.5, 1995.
5. Isner, M. S., Fire investigation Report: Telephone Exchange
Fire, Los Angeles, California, March 15,1994, National Fire
Protection Assoc;;iation, Qumcy, MA, 1994.
Codigos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes c6dtgos, normas y practicas recomendadas de la NFPA proporcionara informaci6n adicional sobre protecci6n con tra incendios en ccntros de telecornunicaciones discutida en este capi tulo. (Vease la ultima versi6n del Carnlogo de la NFPA para la disponibilidad de ediciones comentes de 10 siguientes documentos.)
NFPA 75, Standardfor the Protection ofElectronic Computer/Data Processing Equipment NFPA 76, Recommended Practice for the Fire Protection ofTelecom munications Facilities NFPA 220, Standard on Types ofBuilding Constnlction NFPA 262, Standard Method of Test for Flame Travel and Smoke of Wires and Cables for Use in Air-Handling Spaces NFPA 550, Guide to the Fire Safety Concepts Tree
Robert J. Pearce
os encontramos verdaderamente en la era de la tecnolo gia de la informaci6n (TI), y ahora, mas que nunc a, nuestra sociedad depende de los computadores y equi pos electr6nicos. El aumento en la velocidad, capacidad de al macenamiento y habilidad para realizar un trabajo en tiempo real de los computadores personaies, ademas de su reducido ta mafio y costo, han generado una metamorfosis en la informatica electronica. EI uso de los computadores ya no se limita al go biemo, los negocios y la industria, ahora estos forman parte de la vida personal de todos nosotros. Actualmente, en las estacio nes de trabajo de todos, se encuentra algU:n tipo de computador o maquina electr6nica de procesamiento de datos. La importan cia estrategica de los computadores en los negocios depende de su uso ininterrumpido. Si ocurre un dafio en una operaci6n in formatica vital, los negocios pueden paralizarse. Hoy los com putadores controlan muchos procesos como la fabricaci6n de semiconductores, de petroqufmicos, de aeero basico y de pulpa y papel. Hemos llegado al punto en el cuallos seres humanos ya no pueden reemplazar al equipamiento y a la rob6tica controlada por computadora. Muchos negocios dependen de equipos elec tr6nicos sofisticados tales como sistemas de comunicaci6n 0 equipos de ensayo. Los equipos electr6nicos 0 de laboratorio, como los prototipos de producci6n, los simuladores, el disefio ayudado por computador (CAD) y los dispositivos de medicion, pueden ser vitales para el desarrollo del negocio. Es muy dificil reemplazar este equipo y su destruccion puede tener un impacto sumamente adverso. Aunque existan variaciones en el uso final del equipo, este se conoce generalmente como equipo TI y las localizaciones fisicas son llamadas cuartos TI. Aun cuando cerca de la mitad de los hogares en los Estados Unidos cuentan eon un computador personal (PC), este capitulo no pretende referirse a su utilizacion. La mayor parte de los computadores personales haran, de algun modo, una interfaee con un computador central. El punto cdtico de la opcracion y el uso final determinaran los diferentes niveles de proteccion re queridos. No es pnictico referirse a todas las variaciones de pro teccion de los computadores personales. Debido a la dependencia de los negocios en los computado res y otros equipos electronicos, no puede dejarse de destacar la importancia de la proteccion contra incendios. Esta incluye me didas de seguridad fisica, ya que los computadores pueden ser blancos atractivos para incendios provocados y sabotajes. La in-
N
Robert J. Pearce es un especialista tecnico quien realiza InV"ot,oo_ ciones en Industrial Park Insurers, en San Francisco California. miembro del Comite Tecnico de la NFPA sobre Sistemas de Computa dores Electr6nicos, del Comite Tecnico sobre Cuartos Limpios y del Comite Tecnico sobre Rociadores Automaticos.
troduccion de estaciones de trabajo remotas dificulta aUn mas la seguridad del cuarto TI del computador central. Debido al in mensa costo de los sistemas de los grandes computadores, asi como a las consideraciones de espacio, contar con sitios operati vos remotos y/o bibliotecas de todos los registros y datos, puede parecer econ6micamente imposible. Un sitio operativo remoto es illl Iugar con equipos y capacidades por duplicado. Si el sitio principal se pierde, el sitio operativo recogera las operaciones de los registros duplicados y solamente se perdera la informacion de tiempo real. Solamente este procedimiento puede asegurar la continuidad en las operaciones en caso de una catastrofe. Un sis tema TI hecho por encargo 0 la modificaci6n de un sistema para su aplicacion especifica, complica los problemas de reposici6n. No habra una sustitucic)n compatible. Aun asi, muchas compa fiias consiguen socios para compartir el costo de sitios operativos remotos. Cuando ocurren incidentes catastroficos, como el aten tado del World Trade Center, el terremoto de Northridge 0 e1 hu racan Andrew, hay poco tiempo disponible en estos 8iti08 operativos. Los propietarios no contemplan la posibilidad de una falla simultanea en las instalaciones de sus socios.
INSTALACIONES FISICAS,
UBICACIONES Y CONS"rRUCCION
Como los sistemas TI con computador central y el equipo TI son costosos, susceptibles a dafios y, con frecuencia, criticos para las operaciones, estos deben instalarse en areas especificamente di sefiadas para este proposito. Idealmente, el cuarto TI debe ubi carse en un edificio separado de un unico piso, que sea resistente al fuego 0 no combushble. Las areas TI requieren seguridad, proteccion contra incendios y un ambiente controlado. Las ins talaciones del equipo TI tambien pueden ubicarse en edificios no combustibles y resistentes al fuego donde los cuartos TI esten adecuadamente separados de otras partes del edificio. Las redes del area local (LAN) y las redes del area amplia (WAN) co mtinmente utilizan computadores centrales huespcdes a 4828 ki lometros (3000 millas) de distancia. Las ocupaciones auxiliares, como las oficinas de programaci6n y de mantenimiento, las grandes impresoras, e1 suministro de papel, los registros y datos, deben estar separados del cuarto TI por medio de particiones c1asificadas. Para ocupaciones de riesgo ordinario, las particio nes no deben tener una c1asificacion inferior a 2 horas de resis tencia al fuego. Donde el equipo TI controla un proceso que genera un riesgo mayor, la clasificacion de la partici6n debe au mentarse a una clasificaci6n que sea proporcional al riesgo. Para proteger las aberturas deben 8uministrarse puertas y contraven tanas contra incendios listadas con una c1asificaci6n equiva
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
lente. Tambien deb en proporcionarse compuertas cortafuego lis tadas para proteger todas las penetraciones necesarias de los conductos. EI cuarto TI no debe ubi carse encima, debajo 0 ad yacente a areas que alberguen procesos peligrosos, a menos que este controlando dicho proceso y se provea una protecci6n fia ble y una separaci6n adecuada. (Tabla 11.20.1). La mayoria de los incendios que causan danos en los cuar tos de computadores no se originan en el propio equipo TI es pecializado. Estos incendios se originan en y desde el equipo TI ordinario, exponiendo al fuego el cuarto TI (ver Tabla 11.20.1). En el cuarto de computadores solamente deben estar permitidos el computador, el equipo electronico y el equipo auxiliar nece sario. Pequefias oficinas de supervisores u operadores estricta mente relacionadas con el equipo electr6nico pueden ubicarse en el cuarto de computadores. Los materiales combustibles deben mantenerse en los niveles minimos. Debido a la popularidad de los computadores personales, ahora son posibles cuartos de computadores centrales TI mas pequenos y con mejor proteccion. No es necesario que el com putador personal se encuentre en un ambiente controlado ya que puede conectarse a un computador central utilizando conexiones comunes de comunicacion. Como se requiere que menos perso nal ingrese al cuarto TI, este puede seI significativamente mas
seguro. Aunque solo sean como apoyo del area TI, no debe per mitirse en esta el uso de transformadores de servicio, grupos electrogenos, dispositivos de distribucion electrica y generado res de respaldo. El suministIo de papel y los talleIes de servicio de reparacion deben limitarse al minimo necesario para lograr una operacion eficiente y ubicarse preferiblemente fuera del cuarto de computadoIes. El papel debe disponerse en unidades de eliminaci6n de basuras disefiadas para extinguir un incendio y, en cada turno, debe retirarse la basura. Los infonnes importantes y vitales generados por los siste mas de computadores TI deben estar protegidos de acuerdo con su importancia y dificultad para reproducirlos. En la mayoria de los casos, la informacion almacenada en sistemas TI 0 almace nada como datos de entrada 0 de salida, es mas valiosa que el propio hardware del computador. Por eso es esencial proteger dicha informaci6n y, si esta es de maxima importancia, deben hacerse copias de seguridad y guardarlas en un lugar seguro y/o remoto. La informacion puede almacenarse en cintas magneti cas, discos, papel u otros medios que pueden sufrir danos por el fuego, el calor, el agua 0 los productos de combustion. Cual quier sistema de respaldo debe probarse regularmente. Las tec nicas para comprimir penniten que una gran cantidad de informacion sea almacenada en un muy pequeno espacio del
TABLA 11.20.1 Incendios estructurales que excluyen viviendas y se originan en cuartos de equipos electronicos, ordenados segun los equipos involucrados en la ignicion, promedios anuales 1994-1998 Equipo involucrado en la ignicion
Incendios
Civiles muertos
Civiles heridos
Dano directo a la propiedad (en millones de dolares)
Ningun equipo involucrado Equipamiento electronico Fusible, interruptor automatico u otro dispositivo de protecci6n por sobrecorriente Cableado Equipamiento desconocido de distribuci6n electrica Transformador Equipamiento no clasificado de distribucion electrica Medidor 0 caja de medidor Motor 0 generador separados Artefacto de iluminacion, portalamparas 0 cartelluminoso Llave, receptaculo 0 tomacorriente Maquina de oficina Equipo central de acondicionamiento de aire 0 de refrigeracion Cable 0 enchufe Equipo especial no clasificado Unidad central de calentamiento Televisor, radio, video 0 fonografo Acondicionador de aire Soplete Artefacto no clasificado Dtro equipo conocido involucrado en la ignicion
133 120 96
0 0 0
1 4 3
5,14 8,92 1,07
91 76 71 38 24 21 20 16 16 15 15 13 12 10 10 10 10 123
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
2,23 3,40 0,41 1,67 0,39 0,08 0,09 0,02 0,14 0,Q1 0,23 0,23 0,01 0,27 0,00 0,14 0,80 2,46
Total
944
0
13
27,71
Nota: Estos son incendios informados a los departamentos municipales de bomberos de los E.U.A. y, por 10 tanto, excluyen los incendios informados ilnicamente a las agencias federales 0 estatales 0 a brigadas industriales contra incendio. Los incendios, los muertos y los heridos civiles son estimados en numeros enteros y el dano directo de la propiedad se estlma en multiplos de diez mil d61ares y no ha sido ajustado por la inflaci6n. Las estadfsticas incluyen una proporci6n de incendios con un area de origen desconocida. Los incendios en cuartos de equipos electr6nicos con equipo desconocido involucrado en la ignicion han sido asignados proporcionalmente. Las sumas pueden no ser iguales a los totales debido al error por aproximaci6n. Fuente: Estimaciones nacionales basadas en investigaciones del NFIRS y de la NFPA.
CAPiTULO 20
disco. Despues de un incidente, es importante que todos los datos puedan ser recuperados 0 reemplazados de manera expe dita. Todos los datos regenerados deben estar en un formato in mediatamente utilizable. Los grandes computadores centrales se instalan general mente sobre pisos elevados debajo de los cuales hay cables elec tricos y que, ademas, sirven como plenos de distribucion de aire. Los pisos, incluyendo los soportes estructurales deben ser de hormigon, acero, alurninio U otro material no combustible. Las paredes cortafuegos deben prolongarse debajo del suelo cuando se hacen aberturas hacia otras areas. Las aberturas en los pisos elevados por las que atraviesan los cables deben reducirse al mi nimo para evitar que se acumulen debaj 0 de los pisos residuos y otros combustibles. Sobre los sistemas de pisos elevados no deben instalarse alfombras. Las alfombras y los adhesivos utili zados para fijarlas al piso pueden aumentar los darios produci dos a los computadores en caso de un incendio. Para eliminar cualquier acumulacion de combustibles en el espacio bajo el piso elevado, son necesarias inspecciones periodicas y un buen mantenimiento. Deben suministrarse paneles en e1 piso elevado para permitir la inspeccion y mantenirniento. Los dispositivos necesarios para remover estos paneles deben encontrarse en el local y estar c!aramente marcados. Uno de los principales pro blemas que se presenta en las areas ubicadas debajo del pi so es que se acumulan cables fuera de uso cuando se actualizan 0 tras ladan los equipos. Este material agrega una cantidad adicional de combustible potencial en caso de incendio, debido a los co nectores y aislamientos de los cables. Para todas las areas debajo del piso y donde se extienden cables se debe desarrollar e im plementar un programa de control de cables. Ademas del au mento en la carga de fuego, los cables fuera de uso ubicados debajo del pi so tambien impediran el enfriamiento de los cables en servicio y los interiores de los gabinetes de los equipos.
EQUIPAMIENTO Y
CARACTERisTICAS DE INSTALACION
Solamente debe utilizarse el equipo que curnpla con los requeri mientos de UL 478, Standardfor Electronic Data-Processing Units and Systems, 0 de UL 1950, Standardfor Safety ofInformation Tech nology Equipment Including Electrical Business Equipment. Cuando este disponible, el equipo debe estar listado de acuerdo con estas normas. Debe evitarse el uso de equipos de construccion combustible. Ciertos equipos, como los modulos de almacena miento, estan construidos con la suficiente cantidad de plastico como para que tengan una proteccion intema fija. Solamente pue den eximirse de proteccion a los equipos cuyos materiales y con figuracion hayan sido sometidos a ensayos a gran escala. Los cables de energia y de comunicaciones, as) como los enchufes y conectores, deb en estar listados y adecuadamente di mensionados y aplicados de acuerdo con la NFPA 70, Codigo Electrico NacionafID. Estos deb en ser adecuados para instalarse debajo de pisos elevados. Las aberturas de los pisos deben tener bordes alisados para evitar dafios en los cables. EI complejo ca bleado de los equipos electr6nicos no siempre pennite que los cables de energia pasen dentro de un conducto. Cuando las ins
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Protecci6n del equipo electr6nico
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talaciones 10 permitan, la disposicion preferida del cableado de energia es dentro de un conducto. No deben permitirse empal mes 0 conexiones en el cableado de energia debajo del piso, ex cepto dentro de cajas de distribucion 0 mediante receptaculos 0 conectores listados. Cuando se utilicen, el nillnero de cajas de empalme debe ser minimo. Los cables deben disponerse de modo que se eviten fallas multiples serias debido a fallas 0 al recalentamiento en un con ducto. Los computadores muy grandes yalgunos equipos elec tronicos para el procesamiento de datos, generan mucho calor y requieren que una gran cantidad de aire pase a traves del equipo para su enfriamiento. El disefio del sistema de acondi cionamiento de aire debe basarse en los requerimientos de la NFPA 90A, Norma para la Instalacion de Sistemas de Acondi cionamiento de A ire y de Ventilacion. Todos los cuartos de com putadores deben tener su propio sistema de acondicionamiento de aire. La toma de aire debe ubicarse para minimizar su expo sidon a las llamas, al humo y a los vapores no deseados. Todos los filtros deben ser Clase 1, de acuerdo con UL 900, Standard for Test and Performance ofAir Filters. El sistema de conduc tos y su aislacion deben ser incombustibles. El sistema debe tener la capacidad de realizar automaticamente una recircula cion y extraccion del 100 por ciento a partir del momenta en que se detecte la presencia de humo. EI sistema de distribucion de aire debe tener la capacidad de purgar ellocal de productos de combustion. El cierre completo minimiza la contaminacion por recirculaci6n. A medida que la tecnologia avanza, los siste mas TI son cada vez mas densos y potentes. Como resultado, generan mas calor. En los planes para actualizar un sistema de computadores, los requerimientos de enfriamiento pueden ne cesitar modiflcaciones para lograr un funcionamiento ade cuado. La supercomputadora moderna puede utilizar medios refrigerantes diferentes al aire. Cuando son necesarios refrige rantes Hquidos, deben utilizarse solamente liquidos 0 gases no combustibles para el enfriamiento de los equipos. Debe sumi nistrarse una alanna para la perdida de fluido en cualquier sis tema con refrigerante liquido. La mayoria de los grandes sistemas de computadores de penden de fuentes de alimentacion ininterrumpida (UPS) para protegerlos contra cortes de corriente y fluctuaciones de voltaje. Una UPS es, generalmeute, un gran sistema de baterias recarga bles que se encuentra normalmente "en carga" al mismo tiempo que suministra energia al computador. La UPS tiene la capac i dad suficiente para mantener funcionando al computador du rante un corte de energia, hasta que se vuelva a restablecer la energia 0 se pueda lograr una interrupcion sistematica. Las fuen tes de alimentacion electric a y otros equipos electricos como los transformadores, motogeneradores, controles de distribucion e interruptores automaticos, deben tener un interruptor de separa cion y ubicarse en un cuarto independiente. Cuando se utilicen grandes grupos de baterfas, deben estar en un local separado, aislado y bien ventilado. Los generadores movidos por motores diesel, de gas natural 0 de gasolina, utilizados como fuente de alirnentacion de emergencia, deben estar situados en cuartos de maquinas independientes 0 fuera de los edificios. Estas unidades deben ensayarse y mantenerse de acuerdo con la NFPA 110, Norma para Sistemas de Energia EIectrica de Emergencia. Debe mantenerse, como minimo, suministro de combustible
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
para un dia de servicio.
SISTEMA DE ROCIADORES
AUTOMATICOS
PROTECCION CONTRA INCENDIOS
Debe suministrarse proteccion con un sistema de rociadores au tomaticos de acuerdo con la NFPA 13, Norma de Instalacion de Sistemas de Rociadores. La proteccion con rociadores debe ins talarse sobre la base de un disefio hidnlulico dispuesto como un sistema de tuberfa hUmeda 0 de accion previa. Debido a la de mora en la descarga, no debe utilizarse un sistema de accion pre via de doble enc1avamiento. Para cada instalacion debe evaluarse la densidad de distribucion del agua. Debido a la can tidad de combustibles que se encuentran en la sala, pocas insta laciones de cuartos de computadores cumplen con la definicion de ocupacion de riesgo leve. Las instalaciones de computadores con grandes impresoras que con frecuencia utilizan una gran cantidad de papel, deben considerarse como de riesgo ordinario Grupo 2. La distribuci6n de lOS medios de almacenamiento es peciales puede afectar la ubicacion de los rociadores y las den sidades de descarga necesarias. Todas las areas que implican una exposicion para el area TI, deben estar protegidas con rociado res automaticos la proporcion del riesgo. En los incendios informados en los E.U.A. que ocurrieron en salas de equipos electronicos en estructuras dlferentes a viviendas, el equipo de supresion automiitico esta mas frecuentemente ausente que pre sente, pero, cuando se encuentra, reduce la perdida promedio por incendio en tres cuartas partes (Tabla 11.20.3).
Los computadores y otros equipos TI son especialmente sus ceptibles de sumr dafios por el fuego y por el calor, el vapor y los productos de combustion quc 10 acompafian. Inc1uso, los equipos y datos pueden verse afectados por temperaturas eleva das. Existe gran variedad de componentes y medios electronicos y sus puntos de falIa pueden diferir entre sf. Los ensayos han mostrado que por encima de los 49°C (l20°F) pueden comen zar los danos pennanentes. A 52°C (l25"F) las cintas magneti cas, los disquetes y los materiales similares empiezan a perder informacion. Si se mantiene una temperatura ambiente de 66"C (l50°F) se danan los discos duros. Los componentcs de los equi pos empiezan a falIar a los 79°C (174°F), ocurriendo la mayo ria de las falIas en los componentes entre los 149 y los 200°C (300 y 500°F). El dana a los microfilmes comienza a los 107°C (225°F) si la humedad es alta. Inc1uso los productos de papel pueden estropearse a 177°C (350°F). Por ultimo, entre los 310 y los 399°C (650 y 750°F), se degradan las cajas y rodillos de poliestireno, produciendo monomero de estireno inflamable. Puede observarse evidencia adicional de esta vulnerabilidad en el elevado promedio de perdidas debido al fuego, en incendios de salas de equipos electronicos, aun cuando esten confinados al objeto de origen. (Tabla 11.20.2). Las salas de computadores deben estar equipadas con ex tintores portatiles de CO2 0 de agentes limpios Clase BC segun la NFPA 10, Norma para Extintores Portatiles de Incendios. No deben utilizarse extintores de polvo quimico seco. Si hay papel u otros combustibles ordinarios, tambien debeni haber suficien tes extintores Clase A de agua presurizada. Es necesario que todos los ocupantes reciban entrenamiento sobre el uso ade cuado de los extintores.
SISTEMAS ESPECIALES DE EXTINCION Cuando el valor del equipo y el de interrumpir el funcio namiento del sistema TI as! 10 determinen, debe suministrarse un sistema fijo de extincion. La utilizaci6n de un agente gaseoso es
TABLA 11.20.2 Incendios estructurales que excluyen viviendas y se originan en cuartos de equipos electronicos, ordenados segun la extension del dano producido por las llamas, promedios anuales 1994-1998 Extension del dano producido por las llamas
Civiles Incendios muertos
Civiles heridos
Dano directo a la perdida promedio por propiedad (en cada mil incendios (en millones de d6lares) millones de d6lares)
Confinado al objeto de origen Confinado al area de origen (parte del cuarto) Confinado al cuarto de origen Confinado al compartimiento de incendio de origen Confinado al piso de origen Confinado al edificio de origen Mas alia del edificio de origen
626 127 79 4 11 86 11
0 0 0 0 0 0 0
9 2 1 0 0 1 0
9,13 2,70 2,85 0,11 1,03 10,97 0,92
14,6 21,3 36,1 30,3 89,4 127,1 87,0
Total
944
0
13
27,71
29,4
Nota: Estos son incendios informados a los departamentos municipales de bomberos de los E.U.A, y, por 10 tanto, excluyen los incendios informados unicamente a las agencias federales 0 estatales 0 a brigadas industriales contra incendio. Los incendios, los muertos y los heridos civiles son estimados en numeros enteros y el dano directo de la propiedad se estima en multiplos de diez mil d61ares y no ha sido ajustado por la inflaci6n. Las estadisticas incluyen una proporci6n de incendios con un area de origen desconocida. Los incendios en cuartos de equipos electr6nicos con extensi6n desconocida del dana producido por las llamas han sido asignados proporcionalmente, Las sumas pueden no ser iguales a los totales debido al error por aproJ,<.imaciOn. Fuente: Estimaciones nacionales basadas en investigaciones del NFIRS y de la NFPA.
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CAPjTU LO 20
TABLA 11.20.3 Incendios estructurales que excluyen viviendas y se originan en cuartos de equipos electronicos, ordenados segun el desempefio del sistema de extincion automatica, promedios anuales 1994-1998
Desempeno del sistema de extincian automatica
Dano directo a la propiedad (en millo Civiles nesde heridos
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Proteccion del equipo electronico
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deben ensayarse y mantenerse de acuerdo con la NFPA 12A,
Norma sobre Sistema:, de Extincion de 1ncendios de Halon 1301. Los agentes que lo reemplazan que se encuentran actual mente en el mercado, son capaces de hacer frente a incendios que ocurren debajo de pisos elevados. Tanto el FM 200® como el Inergen® han sido instalados en salas de computadores extre madamente importantes. La selecci6n de agentes sustitutos debe incluir su impacto a largo plazo en el medio ambientc. Evitc hacer cambios con agentes cuya suspension ya esta programada.
Incendios
Civiles muetos
Equipo presente Equipo operado EI equipo no opera pero el incendio no era tan pe queno Incendio muy peque no como para activar el equipo Sin equipo presente No clasificado
379 52
0 0
7
3,89 1,74
DETECTORES DE HUMO
14
0
0
0,20
313
0
5
1,95
Los detectores de hume- deben instalarse a nivel del cielorraso y debajo del sistema del piso elevado. Los dispositivos de protec cion instalados en las areas debajo del piso deben estar listados especitkamente para dicha aplicacion. Las caracteristicas del flujo de aire de los plenos ubicados debajo del piso, hac en que muchos tipos de detect ores no sean adecuados. Los detectores tipo muestreo de alta 3ensibilidad y los detectores puntuales
551
0
6
23,66
14
0
Total
944
0
0,16 13
27,71
Nota: Estos son incendios informados a los departamentos municipales de bomberos de los E.U.A. y, por 10 tanto, excluyen los incendios informados unicamente a las agendas federales 0 estatales 0 a brigadas industriales contra incendio. Los incendios, los muertos y los heridos civiles son estimados en numeros enteros y el dano directo de la propiedad se estima en multiplos de diez mil dol ares y no ha sido ajustado por la inflacion. Las estadisticas incluyen una proporcion de incendios con un area de origen desconocida. Los incendios en cuartos de equipos electronicos con desempeno desconocido del sistema de extincion automatica han sido asignados proporcionalmente. Las sumas pueden no ser iguales a los totales debido al error por aproximaciOn. Fuente: Estimaciones nacionales basadas en investigaciones del NFIRS y de la NFPA.
critica cuando sea neeesario proteger los datos en proceso, re ducir los dafios del equipo 0 permitir un rapido retorno ala ope racion cornpleta del sistema. Cuando esten insta1ados, los sistemas de agentes gaseosos deben disefiarse de acuerdo con 1a NFPA 12, Norma sabre Sistemas de Extincion de Dioxido de Carbono, 0 la NFPA 200 I, Norma sobre Sistemas de Extincion de 1ncendios de Agentes Limpios. Al activarse los sistemas de extinci6n debe desconectarse la corriente e16ctrica a no ser que una evaluaci6n de riesgos indique que los dafios serian menos severos si se mantiene la energia. Siempre que sea posible debe interrumpirse la distribucion de aire. Tfpicamente los sistemas estan diseiiados para inundacion total mientras se interrumpe la distribucion de aire, 0 para una descarga extendida cuando el sistema de distribucion de aire debe dejarse funcionando. En el pasado, se utilizaban sistemas fijos de Halon 1301 de inunda cion total. Las serias preocupaciones ambientales que involu cran al Halon 1301 y su efecto sobre la capa de ozono, requieren que se consideren medios alternos de protecci6n. Aun quedan unos pocos sistemas de extincion de Halon 1301. Estos sistemas
TABLA 11.20.4 Incendios estructurales que excluyen viviendas y se originan en cuartos de equipos electronicos, ordensdos segun el desempefio del sistema de detecci6n automatica, promedios anusles 1994-1998
Desempefio del sistema de extinci6n automatica Detector presente Detector operado EI detector no oper6 pero el incendio no era tan pequeno Incendio muy pe quefio como para activar el detector Sin detector presente No ciasificado Total
Dano directo a la propiedad (en millo Civiles nes de heridos
Incendios
Civiles muetos
589 372
0 0
6 3
9,00 6,79
121
0
2
1,96
96
0
335
0
0,25
6
15,24
19
0
2
3,46
944
0
13
27,71
Nota: Estos son incendios informados a los departamentos municipales de bomberos de los E,U,A, y, por 10 tanto, excluyen los incendios informados unicamente a las agencias federales 0 estatales 0 a brigadas industriales contra incendio, Los incendios, los muertos y los heridos civiles son estimados en numeros enteros y el dano directo de la propiedad se estima en multiplos de diez mil dol ares y no ha sido ajustado por la inflaciOn. Las estadisticas incluyen una proporcion de incendios con un area de origen desconocida. Los incendlos en cuartos de equipos electronicos con desempeno desconocido del sistema de deteccion automatica han sido aSignados proporcionalmente. Las sumas pueden no ser iguales a los totales debido al error por aproximacion. Fuente: Estimaciones nacionales basadas en investigaciones del NFIRS y de la NFPA.
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
deben estar listados para utilizarse en condiciones donde exista un elevado flujo de aire. Sin importar el tipo de detector utili zado, deben consultarse las instrucciones del fabricante parala instalacion en areas de flujo elevado. Los sistemas de alarma y detecci6n deben disefiarse e instalarse de acuerdo con la NFPA , C6digo Nacional de Alarmas de Incendio. En incendios in formados en los E.U.A. ocurridos en cuartos de equipos elec tronicos ubicados en estructuras diferentes a viviendas, tres de cada eineo incendios indican la presencia de un equipo de de teeci6n, con una reduccion asociada de dos tercios en la perdida promedio por incendio (Tabla 11.20A).
PLANES Y PROCEDIMIENTOS
DE EMERGENCIA
El principal objetivo de un plan de emergencia es preparar al personal clave para que inicie acciones durante y despues de cualquier emergencia. Estos planes y procedimientos deben ser establecidos y revisados periodicamente por el personal de su pervision. El plan debe incluir factores de contingencia para en fTentar emergencias tales como interrupeiones de energia, condiciones meteorologicas severas, huracanes, inundaciones, terremotos, etcetera. EI plan debe inc1uir acciones para proteger de dafios a los sistemas y medidas para asegurar que, si se produce alguna falla, se disponga de copias de seguridad de los programas y de los datos. Tambien debe haber un plan de contingencia que permita reubicar las operaciones 0 que suministre medios altemativos para completar las funeiones criticas, si el centro de computos queda temporalmente fuera de servicio 0 definitivamente dafiado. Si se quiere eontinuar eon las operaeiones durante la repo sicion del equipo dafiado, debe haber disponibles equipos alter nativos, ya fuere dentro de la misma organizacion 0 en una compania extema. EI plan preparado de antemano debe tener en cuenta y ensayar la compatibilidad del equipo de respaldo. En el plan debe participar personal de emergencia local, tal como personal de seguridad y /0 organizaciones locales de res puesta a incendios y departamentos de bomberos extemos. Se debe invitar a los departamentos de bomberos locales a que vi siten las salas de computadores y dc cquipos electronicos para que se familiaricen con el plan de emergencia. Es importante que conozcan todos los sistemas fijos de extincion automatica de incendios, sepan como es su funcionamiento y los procedimien tos que deben seguirse, por ejemplo, por dande deben entrar al edificio si responden a una alarma de incendio. Las companias de restauraci6n pueden restituir con exito mucho del hardware involucrado en los incidentes. Un plan pre
vio efeetivo incluye visitas prelirninares por parte de una compa fila de restauracion. Esto les permitira prepararse con anterioridad al determinar los productos quimicos, la mano de obra y los equi pos necesarios para una restauraci6n rapida y efectiva. La segunda parte del plan incluye un procedimiento de emergencia de evacuacion del personal. El objetivo principal de esta evacuaci6n es poner a salvo a todas las personas que se en euentran en el area TI. El procedimiento debe cxhibirse y revi sarse periodicamente (cada seis meses) de forma tal que todos los empleados y otras personas que ingresen en el area sepan que deben hacer cuando suene la sefial de alarma. La senal de alarma debe ofrse en toda el area y cuando esta se inicie, todos los ocupantes deben reunirse inmediatamente en un lugar pre establecido, por ejemplo, una zona segura dentro de un edificio adyacente. Los empleados deben permanecer en ese lugar hasta que sean contados y se les indique 10 que deben hacer a conti nuacion. Debe haber varias personas encargadas de revisar sus areas de trabajo para verificar si todos han salido. Tambien hay que revisar los laboratorios, lavabos, cuartos dc almacenaje y similares. EI plan debe incluir medidas para evacuar a las personas que puedan necesitar ayuda fisica. Para las perso nas que no puedan oir la alarma, se deben instalar dispositivos de notificacion visible, de acuerdo con la NFPA 72. Tambien debe haber iluminacion de emergencia en todo el interior del edificio que con:iene los computadores 0 equipos electTonicos y las oficinas. Se permiten los equipos auxiliares de iluminaci6n con baterias.
BIBLIOGRAFiA Referencia Hall, 1. R., Jr., "Special Analysis Package: Computer Equipment and Computer Areas," NFPA F;re Analysis and Research Division, Quincy, MA, July 2001.
C6digos, Normas y Pnlcticas Recomendadas NFPA. La consulta de los c6dlgos, nonnas y pnicticas recomendadas de la NFPA suministrara informacion adicional sobre la protecci6n del equipo electr6nico discutida en este capitulo. (Consulte la ultima version del Catalogo de la NFPA para ver ]a disponibilidad de las illtimas edi dones de los siguientes documentos.)
NFPA 10, Standardfor Portable Fire Extinguishers
NFPA 12, Standard on Carbon Dioxide Extinguishing Systems
NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems
NFPA 70. National Electrical Code®
NFPA 72®, National Fire Alarm Code®
NFPA 90A, Standardfor the Installation ofAir Conditioning and Ven tilating Systems NFPA 200 I, Standard on Clean Agent Fire Extinguishing Systems
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Leonard R. Hathaway
l prop6sito de este capitulo es ayudar allector en la eje cucion de un programa de seguridad contra incendios bien desarrollado, que se adapte a las necesidades de una planta generadora de energfa electrica. Este capitulo ofrece orientaci6n sobre como desarrollar un programa que evalue la seguridad hu mana, la continuidad de las operaciones y la proteccion de la pro piedad, a aquellos individuos responsables del diseno, construccion, operacion y proteccion de las plantas generadoras de energfa electrica que utilizan combustibles f6siles, combusti bles altemativos y tambien de las plantas hidroelectricas.
E
VISION GENERAL DE LA INDUSTRIA La sociedad actual depende cada dia mas de los beneficios so cioecon6micos de la energfa electrica para las aplicaciones resi denciales, comerciales e industriales. A 10 largo de los anos, en nuestra vida cotidiana, ha aumentado nuestra dependencia en los artefactos impulsados par electricidad que ahorran trabajo. En 1940, eI consumo promedio anual en los era cercano a los 1100 kWh por persona y para 1999, el consumo se elevo a 13 833 kWh por persona. [ Se espera que el consumo siga au mentando en el futuro. La industria ha recurrido a nuevas formas de electrificacion para aumentar la eficiencia y controlar los cos tos en un mercado global altamente competitivo. La electrifica cion de los paises en desarrollo es una meta importante para mejorar el nivel de vida y atraer la inversion en estos paises. La disponibilidad y confiabilidad del suministro de electri cidad repercuten sutilmente en nuestras vidas de muchas mane ras. Estas incJuyen la seguridad y la creacion de oportunidades de trabajo. Ciertamente, la sociedad actual que esta avida de in formacion y orientada hacia los servicios y hacia los computa dores no puede funcionar sin un suministro adecuado y confiable de energia electrica. Mas de 10 000 unidades generadoras de energia electrica operan en los Estados Unidos. 2 A 10 largo de los afios la indus tria generadora de energia ha aumentado; en los afios veinte las unidades tenian una capacidad cercana a los 20 MW. Las plan tas disefiadas en las liltimas dos decadas tienen capac/dades su periores a los 1000 MW. La capacidad se expandio mas rapidamente en las decadas de 1950 y 1960, a medida que los
Leonard R. Hathaway es el antiguo presidente del comite de La NFPA sobre plantas generadoras de energia electrica y delcomite sobre insta laciones nucleares.
avances tecnologicos permitieron la produccion de turbinas, ge neradores, calderas, transformadores y otros equipos mas gran des y eficientes, todo con una menor inversion de capital y menos costos de operaci6n y mantenimiento por mcgavatio. Una
La produccion gl~bal de eleetricidadutiliza el m/smo proceso fundamental para convertir elcomlmstible en energia electrica. Por 10 tanto,el feto paraC;Qmbatir el fuego es basicamente eI m/sroo. Lo que puede variar entre lospalses es c6mose maneja el reto de combatir el fuego. Por ejt;mpl0, en algunos paises, se puede contar con grandes brigadas contra incendio que seen cuentran en ellugar, las cUaies tleneu el Personal y los equipos adccuadespara la proteccion contra i~cendios. Pueden lUuy POCOSsfstemas aatgmati!:;os fijos desupresi6n de inccn~ dios para p~oteger los cQmo 10 requieren Ia NF.F'A 850~ "Pnictica Rec;gm
"Prap.ticoRecomendada parce laPro(eg:ion contra Incen4ios de los Plantas Generadoras Hi4roelectricas", . . Debe .destacarse que el Cqmite Tecnico de la NFPA que desarrolJ6 Ia NFPA 850 Y Ia 851 supervis61a experien cia rnundial deluCha contra para ayudar a estructnrar .su filasofia de protecci6n cantra~ncendios 'Estructuramlehte, en muc1;lospai~es;en particular en los en vias de desarroiIo, de electricidad hq es tado en manos del gobiemo.. Hsta con los Estados y otros paises donde estasinstalacioneS Son propiedad 1rHrer~;iojrista, Rnla ultima decada, \a tendencla en muchas paises es bacia la prlvatizaci6rL PorlQtanto, las instalaciones J:!,Cl";;l
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
planta generadora de energia electrica requiere una intensiva in version de capital,junto con el costo distribuido a 10 largo de sus 40 a 50 afios de vida uti!. EI aumento en los precios de la energia a principios de la decada de los setenta, cambio la estructura economica de la in dustria de servicios publicos. Impulsados pOI la inflacion, la re gulacion y las preocupaciones ambientales, los costos de construir unidades generadoras de energia electrica comenzaron a aumentar nipidamente. Los costos ascendentes minaron las economias de escala tradicionales, haciendo necesarias la opti mizacion del tamafio y la configuracion de la planta para con trolar los costos. Por 10 tanto, muchas plantas generadoras de energia electrica construidas recientemente son mas pequefias que aquellas construidas en las decadas de 1960 a 1980. La industria de servicios de energia electrica de los E.U.A esta cambiando profundamente a medida que se dirige bacia la desregulacion. Los cambios se iniciaron con la aprobacion del Public Utility Regulatory Policies Act de 1978 (PURPA), el cual creo una nueva cIase de productores preferidos de energia. Como resultado, un sinfin de iniciativas empresariales recien formadas, ba erigido plantas generadoras de energia electrica que compiten con las empresas de servicios publicos tradicio nales, las cuales debfan adquirir su produccion de electricidad. Estos nuevos gencradores que no pertenccen a las empresas de servicios publicos se hicieron conocer como productores inde pendientes de energia. En 1979, los productores independientes de energfa gene raron el tres por ciento de la energfa de los E.U.A, cifra que au mento al quince por ciento en 1999'. En el futuro, los productores independientes de energia eonstruiran una seccion eonsiderable de la nueva capacidad; las empresas tradicionales de servicios publicos construiran el resto. EI incremento continuo de la competencia entre los pro ductores de energia electrica hara que en los afios venideros los aspectos sobre confiabilidad lleguen a los ojos de los accionis tas. EI hecho de poder evitar paradas forzadas, sera cada vez mas importante en un medio ambiente sin reglamentaciones. La practica adecuada de la proteccion contra incendios contribuira en la confiabilidad de una planta generadora de energia elec trica, en la seguridad del operador y enla protecci6n de los bie nes fisicos. En los Estados Unidos, la energia elCctrica es producida por empresas de servicios public os que son propiedad del inversio nista (61 por ciento), del gobierno y de cooperativas (3 por ciento); por las empresas de servicios publicos de propiedad fe deral y por los generadores que no pertenecen a empresas de ser vicios publieos (15 por ciento). En su forma mas basica, una planta generadora de energfa electrica de combustible fosil convierte el combustible para pro ducir vapor, el cual hace girar un generador para producir ener gfa electrica. Una planta hidroelectrica utiliza energfa cinetica para hacer girar un generador para propositos similares. En 1999, los medios utilizados para producir energia elCc trica en los Estados Unidos eran carbOn (56 por dento), gas na tural (9 por ciento), medios nucleares (23 por ciento), agua (9 por ciento) y otros combustibles (3 por ciento) inc1uyendo el pe troleo, los eombustibles geotermicos, la madera, los desechos, el viento y los medios solares. 3 Este capitulo se refiere a los ries
gos relacionados con el fuego, asi como tam bien a los riesgos unicos para las plantas generadoras de energia eh~ctrica. Todas las referencias en este capitulo correspondientes a los danos mo netarios estan en dolares americanos de 1999. Durante la decada de 1990, hubo alrededor del mundo una cantidad significativa de explosiones e incendios en plantas ge neradoras de energia electrica. S610 en los Estados Unidos, hubo 21 victimas mortales, de acuerdo con una base de datos susten tada por Marsh Risk Consulting. Ademas, en las ultimas cuatro decadas, la cantidad de eventns que danaron a una sola gran pro piedad en plantas generadoras de energia eIectrica ha ido en au mento, segUn se indica en la Figura 11.21.1.
POLITICA DE ADMINISTRACION
Y DIRECCION
La mejor orientacion practica esta disponible en la NFPA 850, "Pnictica Recomendada para las Plantas Generadoras de EnerElectrica y las Estaciones Convertidoras de Corriente Di recta de Alto Voltaje ", y la NfPA 851, "Practica Recomendada para la Proteccion contra lncendios de las Plantas Generadoras Hidroelectricas ". Estos documentos proporcionan informacion sobre el disefio, construccion. operacion y proteccion de los di ferentes tip os de plantas generadoras de energia electrica. Un elemento clave en una planta bien protegida ocurre cuando la administracioll estableee una politica y sigue un pro grama para proteger las vidas humanas, conservar la propiedad y garantizar la continuidad de las operaciones. Para una planta generadora de energia e1ectriea en funcionamiento esto incluye un programa por escrito de prevencion contra incendios para la planta (por ej., control de combustibles, limpieza, controles del trabajo en caliente, etc.); un plan de emergencia contra incen dios; pruebas, programas de inspeccion y mantenimiento; y po liticas y procedimientos relacionados. Cuando una planta generadora de energia electrica esta siendo disefiada 0 esta sufriendo cam bios, debe iniciarse una evaluaci6n del riesgo de incendio para garantizar que todos los
~oo
r-------------------------------
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100
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50 r----------------
o
1960s
1970s
1980s
Millones de USD de 1999
1ar•
2da
mitad de los 90
mitad de los 90
FIGURA 11.21.1 . Eventos unicos mas grandes de perdidas por dafios a la propiedad en plantas de energfa de los E. U.A
CAPiTULO 21
riesgos de incendio han side identificados y, que se han estable cido las apropiadas para hacer frente a estos riesgos. La evaluaci6n del riesgo de incendio debe referirse a los con ceptos de prevenci6n de incendios y de protecci6n contra in cendios presentados en la NFPA 850 y en la NFPA 851. La decision de la administraci6n sobre el establecimiento de una brigada contra incendios de la planta debe hacerse des pues de considerar una cantidad de variables, incluyendo los re quisitos especificados por la Occupational Safety and Health Administration de los E.D.A (OSHA). Algunas plantas genera doras de energia electrica estan ubicadas en areas alejadas de los departamentos profesionales 0 voluntarios de bomberos con dis ponibilidad inmediata. Para estas plantas puede ser necesario el establecimiento de una brigada contra incendios. La tendencia en la industria generadora actual, es la de reducir el tamafio del personal que trabaja en la planta. Obviamente, esto tiene un im pacto directo en el grupo de personal calificado que puede de sempefiar las lab ores de la brigada contra incendios. Algunas plantas mas pequei'las operan sin personal 0 solamente con tres personas por turno.(Ver la NFPA 600, "Norma sabre Brigadas contra Incendios Industriales "). En todos los casos, debe desarrollarse un plan de emergen cia contra incendios que sea factible. Los bomberos (de la bri gada contra incendios de la planta 0 del departamento local de bomberos) que se supone responderan a un fuego en una planta generadora de energia eh;:ctrica, deben entrenarse para los ries gos tmicos que pueden enfrentar bajo condiciones de incendio.
DISENO GENERAL DE LA PLANTA Generalmente, el "sector de generaci6n" alberga el generador de vapor (hogar de caldera), el generador de turbina y el equipo auxiliar. Generalmente, las plantas generadoras de elec trica son grandes estructuras abiertas, tal vez de varios pisos de altura (Figura 11.21.2). Por 10 general, en los climas frios la construcci6n del edificio consiste en un armazon de acero es tructural pesado con paredes de relleno metalico con aisla miento. En los climas calidos la estructura puede ser abierta, incluyendo el piso donde opera el generador de turbina. Algunas plantas hidroeIectricas pueden estar localizadas al equivalente a varios pisos bajo tierra, en estrocturas de concreto
FIGURA 11.21.2 Tfpica unidad generadora de.energfa electrica de combustible fosi!
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Plantas generadoras de energia etectrica
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reforzado y en estructura.<; no protegidas de acero. Los genera dores pueden estar alojados en una sola edificaci6n 0 en una es tructura sin divisiones.
SEGURIDAD HUMANA El disefio para la seguridad humana es un componente critico del disefio total de una nueva planta generadora de energfa electrica. En general, los codigos adoptados localmente determinan el di sene para la seguridad human a en una cOllstruccion nueva; sin embargo como minimo eI disefio debe cumplir con los requisi , B" tos de la NFPA 101®, "C6digo de Seguridad Humana ' . La NFPA 850 proporciona orientacion para aplicar los requisitos de la NFPA WI a areas especificas de las plantas generadoras de energfa eIectrica. Otras normas que ~ienen un impacto en el disefio de nuevas plantas generadoras de energia electrica son OSHA y el Ameri cans with Disabilities Act (ADA). Todos los criterios de disefio deben ser aprobados por la Autoridad Competente (AHl), in cluyendo la identificaci6n de las areas ADA "accesibles". Por 10 general, estas areas induyen las areas de administraci6n y de oficina, las cuales no egtan asociadas con las operaciones de la planta. Las plantas generadoras de energia electrica son estructuras unicas debido a la distnbucion requerida del equipo para su fun cionamiento y mantenirniento. Con ftecuencia, estos requisitos del equipo presentan retos en el proceso de disefio para la segu ridad humana y para los egresos. Las grandes edificaciones encerradas de las calderas pue den tener hasta 76 m (250 pies) de altura y generalmente COIl sisten en multiples niveles emparrillados que proporcionan acceso al equipo para el mantenimiento, inspeccion, ensayo y rc paraciones. Esta distribucion requiere que haya una abertura vertical continua desde la parte superior de la caldera y, en caso de un incendio, presenta un riesgo potencial de hurno para todo el personal que realiza estas operaciones. . En situaciones de emergencia, la ejecuci6n de los procedl mientos de cierre de emergencia, con frecuencia demora el egreso del personal del cuarto de control. Por 10 tanto, las insta laciones de control deben contar con un medio de egreso sepa rado de las demas areas de la planta. En muchas plantas existentes, la ubicaci6n del cuarto de control es tal que se intensifica el de exposici6n al hurno, al calor y al fuego debido a que este se encuentra demasiado cerca de posibles areas de origen del fuego, eomo eI generador de turbina. Se requieren barreras cortafuegos y medios de egreso adecuados. El fuego puede atrapar al personal del cuarto de con trol, con consecuencias letales 0, puede bloquearlo de modo que solamente pueda escapar con dificultad. La NFPA 850 recomienda la proteccion contra riesgos es peciales en las edificaciones del generador de turbina y, en las edificaciones de las calderas, en lugar de una filosofia mas res trictiva que requiera una protecci6n completa con rociadores au tomaticos. En general, esta filosofia es aceptada como un equivalente de la proteccion completa con rociadores, permi tiendo una distancia de recon'ido extensa, una rota de desplaza miento comlin y unos limites para los corredores sin salida de
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
acuerdo con la NFPA 101. La Autoridad Competente (ARJ) debe revisar y aprobar esta interpretacion antes de realizar los di senos para la seguridad humana y los egresos.
Suministros de Agua Debe proporcionarse un suministro de agua adecuado y confia ble. Generalmente, para muchas plantas generadoras de energia electrica esto implica dos suministros independientes, cada uno con las dimensiones adecuadas para cumplir las demandas si multimeas del sistema de rociadores con mayor demanda hi draulica y 1900 Llmin (500 gaVmin) para chorros de manguera durante dos horas. Las plantas mas antiguas tienen sistemas combinados de proteccion contra incendio;y agua, mientras que las plantas mas recientes tienen suministros de agua exclusiva mente para la proteccion contra incendios y sistemas subtemi neos de reparticion de agua para incendios. Las condiciones del siUo determinan la fuente de abasteci miento. Los rios, los lagos, los estanques de las torres de enfria miento, las lagunas y lagos de enfriarniento, los tanques de succion y los abastecimientos municipales de agua han tenido exito para cumplir las necesidades de proteccion contra incen dios. Las masas de agua fresca (cruda) en reservorios abiertos pueden permitir la infestacion biol6gica y contribuir a la eorro sion microbiologica.
Riesgos del Combustible Los eombustibles utilizados en una planta generadora de ener gfa electrica tienen riesgos unicos que deben incluirse en la eva luaci6n del riesgo de incendio. Carbon. Por 10 general, las plantas actuales de combusti6n de carbon consumen carb6n bituminoso, Hamado algunas veces carb6n Oriental y, carb6n semibituminoso, llamado algunas veces carb6n OccidentaL El lignito es otro tipo de carb6n dis ponible en ciertas areas geograficas. Por razones ambientales muehas plantas generadoras de energia electriea queman carbo nes con una menor cantidad de sulfuros. Los principales riesgos del carb6n son la combustibilidad, la ignieion espontanea y la propensi6n a generar polvos volatiles. Todo esto debe conside rarse cuidadosamente al iniciar cualquier proyeeto nuevo 0, en un proyecto de conversi6n de carbon. El carbon es transportado por una variedad de medios y es almacenado 0 "apilado" en terrenos abiertos de carbon. Por ra zones economicas la tendencia es limitar el almacenamiento a un suministro de 30 a 45 dfas, mientras que en el pasado era comUn tener un almacenamiento para mas de 90 dias. El carb6n almaecnado en pilas abiertas debe eompaetarse para evitar el ca lentamiento espontaneo. Puede encontrarse informacion adicio nal sobre el carb6n en otros capitulos. Un sistema de manipulacion de carb6n mueve el carb6n des de la pila de almacenamiento hasta el hogar de la caldera donde es consumido para producir vapor (Figura 11.21.3). La ti pica einta transportadora de carb6n es combustible y puede en cenderse por la friceion entre la cinta transportadora y el rodillo, par un deslizamiento de la cinta 0 por la electricidad estatica. EI trabajo en caliente sin control, tambien puede eausar incendios
FIGURA 11.21.3 Transportador de carb6n
en las areas donde se manipula el carbon. La limpieza y el con trol del polvo son de vital importancia. Es necesario un sistema de rociadores automaticos para proteger las areas que estan par encima y por debajo de la cinta transportadora. Se recomiendan las cintas retardadoras de fuego, pero estas se queman bajo cier tas cireunstancias y por 10 tanto no pueden sustituir a la protee eion con rociadores automaticos. El equipo eleetrico que se encuentra en las areas de mani pulacion de carb6n debe cumplir con los criterios de la NFPA 70, "National Electrical Code®", para ocupaciones Grupo F, Divi sion I 62, Clase II. Una investigaei6n posterior al evento Ie atri buyo a un panel eleetrico que se eerro de manera inapropiada, la responsabilidad de originar en 1998 una explosion severa y un incendio en una planta generadora de energia electrica. Como consecuencia 16 personas resultaron heridas, hubo una parali zacion de la planta durante seis meses y, Ull dafio a la propiedad por $50millones de dolares. 5 Las edifieaciones donde se realiza la trituracion, las edifieaciones donde se transfiere el material y las areas de disparo (galerias) se consideran parte del sistema de manipulacion del carbOn las cuales requieren proteccion eon ro ciadores automaticos. Uno de los incendios mas grandes oeurridos en los Estados Unidos en plantas de manipulacion de earb6n, el cual fue iden tificado en un estudio de 30 afios sobre incendios que generaron gran des perdidas, sueedio en un edifieio de trituracion. debido a que se present6 una eondition grave eon el polvo. Una fuente de ignicion desconocida caus6 una explosi6n que devor61a cas a de trituracion que no estaba ocupada. El fuego resultante quemo varios miles de pies de cinta transportadora, eausando un dano generalizado. Como consecuencia, hubo varios heridos, $29 mi Hones de d61ares en danos a la propiedad (ajustado a dolares de 1999) y una paralizacion de 4 meses de la planta. No habia sis temas fijos automaticos de supresion de incendios 5• EI almacenamiento de carb6n dentro de la planta puede ser en silos (600 a 1000 toneladas) 0 en earboneras (hasta de 5000 toneladas). Durante las paradas de la planta el carb6n debe va ciarse para impedir la igniei6n espontanea. Los incendios de car b6n pueden ocasionar explosiones y heridos y, son dif1ciles de extinguir. Estos incendios pueden durar varios dias 0 inc1uso se manas. La NFPA 850 discute varias estrategias para manejar
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estos incendios. Un sistema de pulverizaci6n de carb6n tiene un potencial significativo de explosi6n. Consulte el Electric Power Research Institute Project 1883-1, Febrero de 1987, Prevention, Detec tion, and Control oJ Coal Pulverizer Fires and Explosions.
Gas Natural. A comienzos de la decada de 1980 y hasta los primeros afios del nuevo milenio, el gas natural se ha convertido en el combustible de elecci6n para gran parte de la capacidad ge neradora de energia electrica producida 0 que viene en camino. Esto es particularmente cierto para las turbinas de combusti6n que operan en configuraciones de ciclo simple 0 de ciclo com binado. El sistema de tuberias para suministro de gas debe tener el disefio, mantenimiento e instalaci6n de acuerdo con la NFPA 54, "Codigo Nacional de Combustibles Gaseosos ", y la NFPA 58, "Codigo de Gas Licuado de Petroleo". Petroleo. Por razones econ6micas se ha adicionado muy poca capacidad de combusti6n del petr6leo a la mezcla de generaci6n de energia de los E.D.A. Ciertas areas en los Estados Unidos, continuan dependiendo de la capacidad de combusti6n del pe tr6leo, particularmente en las costas del Este y del Oeste. Tam bien hay que anotar que muchas plantas de combusti6n de carbOn utilizan petr6leo para la ignici6n. Deben tenerse en cuenta la NFPA 30, "Codigo de Liquidos Inflamables y Com bustibles", y la NFPA 31, "Norma para la Instalacion del Equipo de Combustion de Petroleo ". Con frecuencia, el petr6leo combustible es calentado antes de ser bombeado a la boquilla del quemador de la caldera. El equipo de calefacci6n puede instalarse dentro del sector de ge neraci6n. La ruptura de la tuberia y los errores humanos pueden ocasionar incendios que involucran a los equipos de bombeo y de calefacci6n, los cuales dejan expuestos los equipos vitales. La NFPA 850, requiere sistemas automaticos de supresi6n de in cendios para proteger el riesgo y una barrera cortafuegos con dos horas de resistencia como minimo, para aislarlo. Combustibles Alternativos. La NFPA 850 define los combus tibles altemativos como un combustible derivado de los desper dicios, la basura s6lida del municipio y la biomasa. La ultima incluye astillas de madera, residuos de madera, cascarillas de arroz y tallos de la cafia de azlicar, entre otros. Cada combusti ble presenta un riesgo unico y necesita ser tratado como parte de la evaluaci6n del riesgo de incendio.
Hogares de Calderas El generador de vapor 0 el hogar de la caldera presenta un riesgo de exposici6n importante debido al potencial para que ocurra una explosi6n dentro del hogar de la caldera. En el quemador, un flujo desigual 0 bajo de combustible puede producir una perdida de la llama en una secci6n de la caldera. La introducci6n conti nuada de combustible puede resultar en la acumulaci6n de com bustible crudo el cual puede ser encendido por otro quemador 0 por una superficie caliente. Una base de datos reunida por Marsh Risk Consulting indica que estos eventos son raros pero pueden ser muy destructivos. Entre 1977 y 1996, solo ocho explosiones produjeron un promedio de $44 millones de d6lares en dafios a
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Plantas generadoras de energia electrica
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la propiedad por cada incendio, con un promedio de una parada forzada por afio. s Las explosiones mas recientes, ocurridas a fi nales de la decada de 1990 pueden aumentar de manera signifi cativa la cantidad promedio de dafios a la propiedad, una vez esten disponibles los detalles sobre su causa y origen. Sin nin guna duda, han ocurrido numerosos estomudos "puffs" 0 explo siones con dafios relativamente menores. El Comite Tecnico de la NFPA sobre Riesgos de los Siste mas de Combusti6n de las Calderas, desarrolla una orientaci6n sobre la prevenci6n de explosiones e implosiones por medio de un control apropiado de las operaciones de la caldera. Consulte la NFPA 85, "Codigo de Riesgos de los Sistemas de Caldera y de Combustion". Los fuegos que ocurren en la parte delantera del quemador son un riesgo significatlvo de incendio que esta asociado con los hogares de las calderas. Estos ocurren cuando el petr6leo que se lib era de manera inad. ertida del sistema de combustible 0 del sistema de ignici6n, se enciende sobre la superficie caliente de la superficie exterior de la caldera. El sistema de bombeo de pe tr6leo alimenta el fuego, el cual puede extenderse por varios ni veles sobre toda la superficie vertical de la caldera. La NFPA 850 recomienda que los sistemas de supresi6n de incendios pro tejan el combustible y la tuberia de ignici6n y, las areas del dis positivo de encendido y del quemador dentro de una distancia horizontal de 6.1 m (20 pies) desde el frente de la caldera en todos los niveles de encendido.
Tratamiento del Gas Residual Los requisitos ambientales son cada vez mas estrictos, en un es fuerzo por controlar la liberaci6n de di6xido de sulfuro, 6xido de nitr6geno y materia en particulas, que provienen especialmente de las plantas de combusti6n de carb6n. Para enfrentar este reto, la corriente de gas residual se establece con equipamiento que cumple con los requerimientos ambientales. Este equipo incluye los sistemas de desulfurizaci6n del gas residual (lavadores de gas), los precipitadores electrostaticos, los filtros de mangas de tela y las chimeneas para liberar los productos gaseosos de la descomposici6n. Todos presentan riesgos unicos de incendio los cuales se discuten en la NFPA 850. El sistema de desulfurizaci6n de gas residual es motivo par ticular de preocupaci6n, ya que puede contener grandes canti dades de plasticos y otros combustibles, particularmente los revestimientos de los conductos cuyo prop6sito es controlar la corrosi6n. Algunas chimeneas construidas con materiales com bustibles han presentado situaciones de incendio desafiantes.
Generadores de Turbinas a Vapor Un estudio de veinte incendios significativos de generadores de turbina, que ocurrieron alrededor del mundo en un periodo de diez afios, tanto en plantas de energia f6sil como de energia nu clear, encontr6 que se produjeron cuatro muertes, varios heridos y un promedio de $47 millones de d6lares en dafios ala prop ie dad por cada incendio, con un promedio de paradas forzadas de 200 dias. Dos de los incendios llevaron al cierre permanente de las plantas. Estos incendios fueron causados por una extensa vi braci6n, sobrevelocidad, fallas de la instrumentaci6n, errores
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
humanos, ruptura de la cuchilla y fallas de filtracion.6 El rete de combatir el fuego debe centrarse en el sistema presurizado del aceite de lubricacion (en una escala de presion del manometro de 150 psi a 250 psi), el cual utiliza un Jiquido combustible Clase III B con un punto de ini1amacion que varia entre de 204 y 260°C (400 y 500°F) y una temperatura de au toignicion de 371°C (700°F). El aceite de lubricaci6n es liberado si el sistema de tuberias del aceite de lubricaci6n sufre una rup tura. La ignici6n puede ocurrir debido a una superficie caliente, la cual puede causar un fuego por pulverizaci6n, un fuego tridi mensional, un fuego de charco 0 una combinacion de los tres, produciendose grandes eantidades de humo y calor. Los genera dores de turbina pueden tardar entre 20 y 40 minutos para al eanzar su detenci6n eompleta. Las bombas de turbina guiadas por un eje se apagan al 90 y 95 por ciento de la veloeidad de re gimen. Sin embargo, las bombas de respaldo de impulsion a motor estan disefiadas para continuar con el suministro de aceite de lubricaci6n mientras el eje rota y, por 10 tanto pueden ali mentar el fuego con aceite. Las estrategias para manejar el fuego en un generador de turbina se resumen en la NFPA 850 Y en el Electric Power Re search Institute Project 1843-2, de Julio de 1985, Turbine Ge nerator Fire Protection by Sprinkler System. Deben proporcionarse rociadores automatic os y detectores de calor sobre todos los rodamientos. Todas las tuberias del aceite de lu bricacion, incluyendo las Hneas de alimentacion ubicadas por encima del piso donde opera la turbina y del area de revesti miento 0 zocalo aislante, deben estar protegidas por rociadores automaticos. Es de vital importancia proteger con rociadores au tomaticos las areas ubicadas debajo del generador de turbina donde puede esparcirse aeeite. La extension del cubrimiento es critica y debe incJuir las areas debajo del entrepiso y las areas del pozo del condensador. Tambien se reeomienda la supresi6n de incendios para el dep6sito de almacenamiento de aceite y para el equipo de filtra ci6n. Jdealrnente, este equipamiento debe instalarse en un cuarto con una barrera cortafuegos con una cIasificacion minima de 2 horas de resistencia al fuego. Los incendios de los generadores de turbina tambien pue den exponer el techo del corredor de la turbina a una exposicion excesiva al calor y a un posible derrumbe estructural. No hay un requisito para instalar rociadores automaticos a 10 largo del area del teeho de un corredor largo para 1a turbina, pero los rociado res a nivel del techo pueden ser criticos para las plantas mas nue vas y eompactas que no tienen pisos solidos para la operacion de la turbina. Las aberturas de ventilaci6n para e1 calor y el humo son importantes para prevenir el derrumbe estructural del techo. Otro riesgo potencial es el sistema de control hidr{tulico, si es comun que este se encuentre con el aeeite de lubricaci6n dis cutido anteriorrnente. Estos sistemas ope ran a presiones eleva das (hasta 1600 psi) y, por 10 tanto, pueden producir fuegos de aceite por pulverizacion. Las unidades mas nuevas, particular mente aquellas fabricadas despues de principios de los anos se tenta, utilizan un sistema de eontrol electro-hidraulico que ha eliminado casi completamente este riesgo, al utilizar un i1uido inflamable sintetico como un ester de fosfato. La tuberfa concentrica 0 protegida para los sistemas del aceite de lubricaci6n es reconocida como una practica adecuada
de disefio. Sin embargo, esta no reemplaza completamente a los sistemas de rociadores automaticos discutidos anteriorrnente. La experiencia contra incendios muestra que las lineas mas peque nas que practicamente no pueden eolocarse en tuberfas concen tricas presentan fallas. En un incidente, la ruptura de una linea de instrumentaci6n caus6 danos por $20 millones de d6lares. En otro caso, el aceite se escapo de una tuberia concentrica, 10 que produjo un incendio que cost6 $16 millones de d6lares, mientras que en otro caso, un error humane hizo que el aceite fuera libe rado del sistema de filtros, 10 que ocasion6 un incendio que costo $54 millones de dolares 5 . Gran parte de los generadores son enfriados por medio de hidr6geno. En Norte America, el hidrogeno se recibe a grane! y puede ubicarse en remolques de tubos 0 en cilindros de alta pre sion. Algunas plantas en el extranjero producen el hidr6geno en ellugar. EI hidrogeno puede contribuir al incendio de los gene radores de turbina y causar dafios por la explosi6n, los cuales se espera, sean menores en eomparacion, con los dafios del incen dio mas severo asociado con el aceite de lubricaci6n de la tur bina. Las explosiones de hidrogeno dentro del generador se consideran poco probables ya que normalrnente el hidrogeno es 100 por ciento puro y, por 10 tanto no hay la cantidad suficiente de oxigeno para mantener la combusti6n. Las carcasas rugosas del generador han dlsminuido la cantidad de danos. Los sistemas de hidr6geno deben cumplir con la NFPA 50A, "Norma para Sistemas de Hidr6geno Gaseoso en los Sitios de Consumo", y la NFPA 50B, "Norma para Sistemas de Hi dr6geno Licuado en los Sirius de COl1sumo ". Los sistemas de aceite con sello de hidrogeno tamblen deben estar protegidos por medio de rociadores automaticos. Hist6ricamente, una raz6n para no proporcionar protecci6n contra incendios a los generadores de turbina era la creencia que el agua liberada por el sistema de protecci6n contra ineendios causaria un choque terrnico a los componentes de la turbina y al equipo auxiliar. El inforrne del Electric Power Research Insti tute (EPRI) mencionado anteriorrnente, estudi6 este asunto. 7 El estudio se centr6 en la experiencia de los servicios publicos con respecto a la aplicacion de agua alrededor de las partes calien tes de la turbina, inc1uyendo la activaci6n del sistema de pro tecci6n contra incendios que esta destinado a la turbina y que pasa inadvertido. De los veintlcuatro eventos estudiados, la apli eaci6n de agua no caus6 danos signifieativos. No se han infor mado casos de choques terrnicos desde que se hizo publico el inforrne del EPRl. Una tesis que tambien examino este tema, co rroboro el inforrne del EPRl y encontro que el riesgo de incen dios excede por muchocualquier dane que pueda causar un sistema de proteccion contra mcendios. 8
Turbinas de Combustion Tradicionalrnente, las turbinas de combusti6n 0 de gas eran utili zadas en aplicaeiones de consumos pico, durante periodos de de manda elevada, por 10 general durante el verano. La mayor parte de la capacidad pieo fue instalada durante la dec ada que sigui6 aI apag6n en 1965 del Noreste de los E.U.A. Norrnalrnente estas ma quinas tienen una capacidad de lOa 40 MW. Actualmente, en las areas con margenes bajos de reserva de energia electrica es comun que estas unidades de consumos pico operen sin cesar.
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La disponibilidad de gas natural, los avances en la tecnolo gfa de la turbina de gas y la llegada de generadores que no son para servicio publico, han producido un aumento significativo en la cantidad de turbinas de gas en los Estados Unidos y en el mundo. En 1999 habia en los Estados Unidos 2366 unidades en funcionamiento, 10 que representa un aumento del 17 por dento con respecto a 1998. 9 Ademas, el tamano de las unidades se ha incrementado de 160 MW a mediados de 1990 a grandes unida des de hasta 480 MW. En las aplicaciones de cicio combinado, la eficiencia de estas unidades ha aumentado del 54 por ciento a1 60 por ciento, durante un periodo de tiempo similar. Generalmente, las turbinas de combustion son adquiridas como un paquete y el vendedor, no el comprador, es quien nor malmente determina el tipo de sistema de supresion de incen dios. Inicialmente, la gran mayoria de turbinas ha sido protegida con sistemas de di6xido de carbona 0 de halon. Mas reciente mente, el FM 200 ha sido utilizado para proteger las nuevas ins talaciones. EI miedo al choque termico es la razon principal para evitar los sistemas a base de agua. En la actualidad, existe inte res por proteger estas maquinas con tecnologia de neblina de agua y con sistemas aprobados especificamente para las grandes turbinas de combusti6n. Con frecuencia, las turbinas de gas se instalan en instala ciones de eiclo eombinado las cuales utilizan generadores de vapor de recuperaei6n de ealor (HRSG). El vapor producido por un HRSG impulsa una turbina de vapor con los mismos riesgos de ineendio descritos anteriormente. El Comite Teenico de la NFPA sobre Riesgos del Sistema de Combusti6n de Calderas ha ereado la NFPA 85.
Plantas Hidroeh!ctricas Las plantas hidroeIeetrieas estan incluidas en la NFPA 851. Las plantas hidroeleetrieas earecen de muchos de los riesgos de in cendio tratados anteriormente, eon respecto a los eombustibles y a los grandes sistemas de aceite de lubrieaei6n presurizados que operan bajo presiones elevadas. No obstante, las plantas hi droeleetrieas presentan retos unicos para la proteeei6n contra in eendios. Entre eUos se eneuentran la seguridad humana (particularmente cuando las instalaciones estan a varios cientos de pies por debajo del nivel del piso), el uso de cables con re Heno de aceite y de cables eIectricos agrupados, las operaciones con una minima eantidad de personal 0 desatendidas (incluso en plantas tan grandes eomo las dc 1300 MW), la exposiei6n del transformador, la utilizaeion de sistema') de control y de aeeite de lubrieaei6n para la tuberia de carga 0 para las compuertas gi ratorias y, el uso de bobinas del generador. lO Uno de los incendios mas grandes en una planta hidroelee triea oeurri6 en 1981. Una falla en un cable con relleno de aceite, produjo un ineendio Heno de humo que se complic6 por el difi eil aeceso dentro del tUnel del eable. Un suministro de agua ina decuado entorpeei6 el trabajo de los bomberos. El dano a la propiedad fue de $32 millones de d61ares y, la unidad de 700MW estuvo fuera de servicio durante un ano.'
Cable Electrico Las plantas generadoras de energia eleetriea utilizan eable eon
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Plantas generadoras de energia electrica
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aislamiento y enchaquetado para energia, instrumentaci6n y control. Generalmente. los cables son dirigidos en bandejas de cables abiertas a 10 largo del seetor de generaci6n. Las plantas construidas en el periodo entre 1960 y 1990, utilizaron eantida des significativas de cable. Las plantas generadoras de energia electric a del futuro podran utilizar menos cable debido a los avances de la informatica y a los cambios en la tecnologia, in cIuyendo el uso de cable de fibra 6ptiea. Tradicionalmente, muchas plantas generadoras de energia eleetrica estan dispuestas de modo que el cable se concentre en areas ubicadas inmediatamente por debajo del euarto de control. Normalmente, la distribuei6n puede incluir un euarto de control en el nivel superior con un euarto de distribuci6n de cables ubi cado debajo del mismo y, un euarto de manejo del quema~m' de bajo de este, con eentros de control del motor Y.Plartos de relevadores sobre elevaeiones mas bajas. Todas estas areas deben erigirse dentro de los muros y de los conjuntos piso/techo con 2 horas de resistencia al fuego y con aberturas adecuadas protegidas. Los cables eIeetrkos agrupados, fabricados con materiales organicos, presentan riesgos de incendio de varias magnitudes. Unos poeos ineendios muy severos involucraron al cable en chaquetado con PVC, incIuyendo el incendio de ] 975 en el cuarto de distribuci6n de cables en la Planta de Energia Nuclear Ferry Browns. Los eleetricistas emplearon una llama de vela abierta para revisar el sella de penetraci6n del cable heeho de poliuretano. Aeeidentalmente, la llama encendi6 el material se llante en la pared entre el cuarto de distribuci6n de eables y la edifieaei6n del reaetor A eontinuaei6n, el fuego se propag6 al sistema de eables eleetrieos. No hubo heridos de gravedad, pero el fuego produjo $248 millones de d61ares en danos ala propie dad, una parada de las dos unidades de 1065 MW durante ano y medio y, una reeonsideraci6n de la protecei6n eontra ineendios para las plantas de energia nuclear. 5 En una planta de eombustible f6sil ubieada en el extranjero, una falla eleetriea encendi6 los cables, se consumieron 5 tone ladas de PVC en 10 horas y se produjeron perdidas a la propie dad por S37 millones de d61ares. La planta estuvo fuera de servicio durante easi un ano. 5 La NFPA 850 recomienda la instalaci6n de un eable que pase la prueba de propagaei6n de la llama de ffiEE 383. El ais lamiento y/o la chaqueta de muchos cables mas nuevos estan he ehos de materiales diffciles de encender. Sin embargo, bajo ciertas eircunstancias inc1uso este cable puede quemarse. Debe realizarse una evaluaCl6n del riesgo de incendio, para determi nar la necesidad de si8temas de rociadores automaticos contra incendios en areas eon cantidades signifieativas de eable elee trieo agrupado.
Transformadores Las plantas generadoras de energia eleetriea utilizan tanto trans formadores interiores como a la intemperie. Por 10 general, los transformadores interiores son relativamente pequenos, con ai8 lamiento de aire y, se utilizan para el servieio individual de la planta. Los transformadores mas grandes enfriados eon aceite que se utili zan para la elevaci6n de voltaje del transformador principal y para el senicio de la estaci6n, estan localizados a la
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Sistemas de protecci6n para c1ases de ocupaciones
esta protegido contra la sobrepresurizacion y el aceite no entra en contacto con el oxigeno, por 10 que no hay derrames 0 fuegos por extinguir. El nitrogeno en forma de burbujas pasa a traves del nil cleo del transformador para ayudar en la refrigeracion.
Estaciones Convertidoras de Corriente Directa de Alto Voltaje
FIGURA 11.21.4 Sistema de pulverizaci6n de agua que protege el transformador de una planta de energfa
intemperie. Normalmente, estos transformadores estan agrupa dos en un area cercana al generador para reducir la longitud de la interconexion en fase aislada entre los terminales del genera dor y el transformador principal de energia. La cantidad de aceite refrigerante puede estar entre 7,6 y 9,5 km 3 (20000 a 25 000 gal). Las fallas internas de alta energia pueden ser vio lentas, produciendo un gasto tremendo de energia, rompiendo la carcasa del transformador, liberando aceite (y posiblemente mi siles) y posteriormente ocurre la inflamacionY Han ocurrido casos donde un fuego en un transformador se ha propagado al generador 0, desde el generador hasta el transformador, 10 que genera el reto de combatir dos incendios simuItaneamente. La NFPA 850 proporciona orientacion sobre la separaci6n espacial del transformador y los muros cortafuegos. Por ejem plo, los transformadores con una capacidad de aceite de 1,9 a 19 m 3 (500 a 5000 gal) deben estar separados de los transformado res y edificios adyacentes por una distancia minima de 7,6 m (25 pies) 0 por un muro cortafuegos. La NFPA 850 tambien pro porciona los criterios para la resistencia al fuego y la altura de los muros cortafuegos. La mejor practica de instalaci6n debe incluir proteccion contra rayos, un sistema de drenaje, barreras cortafuegos y sis temas automaticos de pulverizacion de agua (Figura 11.21.4). Estos illtimos deben disenarse de acuerdo con la NFPA 15,
"Norma sobre Sistemas Fijos de Pulverizacion de Agua para Proteccion contra Incendios n. El propos ito de un sistema automatico de pulverizacion de agua es la proteccion contra la exposicion al fuego. EI beneficio de tales sistemas bajo condiciones catastroficas ha sido deba tido. Algunos afirman que la naturaleza violenta de la falla de un transformador vuelve iniltiles a los sistemas automMicos de pul verizacion de agua. Aunque esto puede haber ocurrido, en mu chos casos los sistemas automaticos de pulverizaci6n de agua sf sobrevivieron a las explosiones y se reconocio que controlaron el fuego, !imitaron los danos y redujeron el tiempo de inactivi dad de la planta. Se estan desarrollando tecnologias altemativas de supresi6n de incendios. Uno de estos sistemas que esta siendo considerado para su aceptacion, alivia la formacion de presi6n por la vibracion de un transformador y, conduce el aceite que se escapa del trans formador a un tanque de retenciOn. El casco del transformador
Una estaci6n convertidora de corriente directa de alto voltaje y una linea de transmision controlan efectivamente los sistemas de energfa el6ctrica que pucden no estar sincronizados, como los sistemas que se encuentran entre los Estados Unidos y Canada. Los enlaces de transmision de corriente directa de alto voltaje transmiten tambien mas eficientemente grandes sectores de ge neracion a traves de grandes distancias. En un extremo de la linea, la estaci6n convertidora convierte la corriente altema y, en el otro extremo, la estaci6n convertidora funciona como un in versor, cambiando la energfa de nuevo a corriente altema para su consumo por la red el6ctrica local. Un estudio realizado durante 30 afios que incluy6 aproxi madamente 75 estaciones convertidoras en el mundo, identific6 cerca de 30 incendios pequefios y 3 incendios importantes entre 1989 y 1993. 5 Los incendios importantes ocasionaron danos a la propiedad por $26 millones, S28 millones y $34 millones de do lares respectivamente. La tecnologia de arco de mercurio utili zada por primera vez en estas plantas, ha sido ahora reemplazada por la tecnologfa mediante rectificador controlado de silicio (thyristor). Los tres grandes mcendios mencionados anterior mente, ocunieron en las valvulas del rectificador controlado de silicio (thyristor). Las vaIvulas estan apiladas en una formacion de componentes electricos energizados con fluidos dielectric os combustibles y plasticos. La5 pilas pueden estar suspendidas desde el techo 0 estar montadas sobre el piso. Esta tecnologia presenta un problema imico de incendio. Bajo condiciones normales de paralizacion, el aislamiento y la puesta a tierra adecuada del equipo pueden tomar hasta una hora. Bajo condiciones de emergencia esto puede hacerse rapida mente, pero puede esperarse una demora en las operaciones de lucha manual contra incendios. Las altas temperaturas cn el techo 0 el choque termico ocasionado por el agua para comba tir el fuego, puede ocasionar que se caigan los soportcs de la pila de la valvula. Puede esperarse que ocurran danos importantes producidos por el humo y la contaminacion del equipo electro nico susceptible. Los sistemas de detecci(ln de humo por muestreo de aire deben considerarse como lID medio para detectar humo durante un estado incipiente del fuego. Se espera que se limitc la utili zaci6n de rociadores automaticos. Existe la necesidad de un sis tema de deteccion del fuego de aviso temprano y de una estrategia planeada previamente, para combatir el fuego.
BIBLIOGRAFIA Referencias Citadas I. Edison Electric Institute Statistical Yearbook 2000, Electricity Made Available in the United States, Table 8. 2. EIA Inventory o/Power Plants in US, 1993. 3. Energy Infonnation Admini stration, Annual Energy Review
1999, Electricity Net Generation, Chapter 8, Figure 8.2.
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Plantas generadoras de energia etectrica
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4. Hathaway, L. R., Recent Power Plant Explosions and Fire C~use tas generadoras de energla electrica discutidas en este capitulo .. (Co~ Deaths, Injuries, Unprecedented Property Damage, Marsh Risk suite la ultima version del Catalogo de la NFPA para conocer la dISPOlll Consulting, 1999. bilidad de las ediciones actualcs de los siguientes documentos.) 5. Biggins, J. B., A 3D-Year Review ofLarge Losses in the Power
NFPA 15, Standardfor Wuter Spray Fixed Systems for Fire Protection Industry, 7th ed., Marsh Risk Consulting, Sept. 1999.
NFPA 30, Flammable and Combustible Liquids Code 6. Hathaway, L. R., "Don't Be Caught Off-Guard When It Comes NFPA 31, Standardfor the Installation ofOil-Burning Equipment . to Fire Protection," Power, July 1994. NFPA 50A, Standardfor Gaseous Hydrogen Systems at Consumer Sites 7. "Turbine-Generator Fire Protection by Sprinkler System," Re NFPA SOB, Standardfor Liquefied Hydrogen Systems at Consumer port No. NP-4144, July 1985, Electric Power Research Institute, Sites Palo Alto, CA. NFPA 54, National Fuel Gas Code 8. Drewry, D., "A Quantitative Analysis of the Therm~l Effect of NFPA 58 Liquefied Petro:c."Um Gas Code '. ® Water Spray Protection When Applied on Hot Turbme Compo NFPA 70, National Electr, cal Code nents," Ph.D. Worcester Polytechnical Institute, Jan. 1986. NFPA 85, Boiler and Combustion Systems Hazards Code 9. U.S. Energy Information Administration data for 1998 and 1999. NFPA lOl®, Life Safety Code® 10. Hathawav, L. R., "Recommended Praetice for Hydroelectric NFPA 600, Standards on Il1dustrial Fire Brigades Plant Fir~ Protection," M&M Protection Consultants, Power En NFPA 850, Recommended Practice for Fire Protection for Electric gineering, Feb. 1988. Generating Plants and High Voltage Direct Current Converter 11. Biggins, J. B., "Protect Transformers from Fire Hazards," M&M Stations Protection Consultants, Electrical World, Aug. 1993. NFPA 851, Recommendea Practice for Fire Protection for Hydroelec tric Generating Plan.'s C6digos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA NFPA 853, Standardfor the Installation ofStationary Fuel Cell Las referencia;; de los siguientes codigos, normas y practicas recomen Power Plants dada;; de la NFPA proporcionaran informacion adicional sobre las plan
Revisada par Larry J. Moore
ste capitulo describe los metodos tipicos de la mineria, la excavaci6n y los equipos de distribuci6n utilizado en mi neria. Tambien describe, las c1ases y los procesos tipicos usados para la concentraci6n de los minerales y en los procesos de preparaci6n del carb6n, usados para convertir los materiales extraidos en productos intermedios 0 en productos de consumo final. Nos concentraremos en los riesgos de fuego y explosi6n presentes y generados pOI la mineria y el procesamiento del car bOn, la explotaci6n de minerales metalicos y no metalicos y en los materiales estructurales y de construcci6n. Ejemplos de los grados del carb6n son el bituminoso, la an tracita y ellignito. Ejemplos de minerales metalicos son el oro, la plata, el plomo, el cobre, el niquel, el hierro, el aluminio y el zinc. Los minerales no metalicos son materiales tales como los fertilizantes (p.ej., carbonato de potasio, carbonato de sodio y fosfato), las piedras preciosas (p.ej., diamantes), la sal y el azu fre. Los materiales estructurales no metalicos inc1uyen la piedra caliza (utilizada en la fabricaci6n del cemento), la arena, los agregados de grava y los materiales de cantera como el marmol, el granito y la piedra arenisca. La mineria se define como el proceso de acceder y extraer de la tierra los minerales, materiales 0 carb6n. La meta de la mi neria es la extracci6n econ6micamente rentable de los minera les brutos deseables y transportar estos materiales al siguiente punto para su uso 0 procesamiento (Figura 11.22.1). La mineria puede realizarse de manera subterranea, en la superficie de la tierra, encima 0 debajo de cuerpos de agua. Pre domina la mineria subterranea y de cielo abierto. Siendo la de cielo abierto, pOI razones econ6micas, la forma mas comun y preferible para la extracci6n de minerales 0 de carb6n. La mineria a cielo abierto comprende primero la remoci6n de todo el material esteril (manto de rocas y sobrecarga) que nor malmente se denomina sobrecarga, para luego realizar la exca vaci6n de los materiales deseados. La mineria subterranea se utiliza cuando la estructura de material esteril es tan gruesa que no resulta econ6mico llegar al mineral deseado desde la super ficie. En algunos casos, el rajo de una mina a cielo abierto llega a tener una profundidad que resulta practica y dentro de limites que son seguros. Esta pro fundi dad, con frecuencia esta definida pOI la inc1inaci6n de la pared del rajo 0 pOI otros factores geo tecnicos. La mineria subterranea inicia desde el fondo del rajo. Usualmente, los minerales ubicados debajo de masas poco pro fundas de agua se explotan utilizando una draga, la cual es una
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Larry J. Moore, P.E., es un especialista mayor en ingenierfa de pro ducto petroquimico y riesgos de la explotaci6n minera en FM Global. EI es presidente de la NFPA Mining Facilities Committee.
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Minerfa
Geologia Minerologia Metodo de explotaci6n Rentabilidad econ6mica Medio Ambiente Fin de la vida de la mina
Arranque Extracci6n Carga Transporte Manipulaci6n de basuras
___M_e_rc_a_d_e_o__
Convertir Concentrar Refinar
! Procesamiento
~I.-----
Dimensionar Concentrar Clasificar Refinado Manipulaci6n de basuras
Productos de consumo
FIGURA 11.22.1 Desarrollo de la mina y vida de la matriz (Fuente: ©Compafiia de Seguros Factory Mutual. Reimpresi6n con autorizaci6n. Todos los derechos reservados).
planta de excavaci6n y procesamiento fiotante. Despues de la extracci6n, e1 mineral 0 carb6n excavado y los escombros de roca son retirados de la mina y transportados 0 dis tribuidos a la siguiente etapa del proceso. La cual puede ser un molino de procesamiento (instalaci6n concentradora) 0 una planta para la limpieza y lavado del carb6n. El proceso de distri buci6n y transporte del mineral, presenta muchos riesgos de in cendio ya sea que se utllicen camiones de acarreo (transporte de material esteril 0 de carb6n), equipo pesado para la recuperaci6n como palas hidraulicas 0 electricas, cintas transportadOIas, etc. El objetivo de procesar el mineral 0 la preparaci6n del car b6n es convertir el material excavado en un producto que sea mas concentrado 0 que sea utilizable para el consumidor final. El procesamiento de minerales, del carb6n y de los materiales no metalicos toma muchas formas e inc1uye la reducci6n de tamafio (trituraci6n, molido, y pulverizado); limpieza; separaci6n de los minerales 0 materiales deseables de los desechos no deseables; el tratamiento quimico~ y con frecuencia la purificaci6n a traves de energia electrica 0 ca16rica. En el caso del carb6n, usual mente la preparaci6n inc1uye simplemente la reducci6n de ta mafio, la limpieza, y el sec ado del carb6n para enviarlo a una planta generadora de energia. En el caso de los minerales meta licos, con frecuencia son necesarios muchos procesos comple jos para retirar el metal deseado de los elementos no deseables
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(como sulfuros y piritas). Estos procesos son la separaci6n por densidad (flotacion), el percolado, la lixiviaci6n, la extracci6n con solventes (usando reactivos combustibles 0 inflamables). Usualmente las plantas para el procesamiento de minerales (lla madas concentradoras 0 molinos) y las utilizadas para la pre paraci6n y lavado del carbOn estan localizadas en el complejo minero 0 muy cerca de eL Con frecuencia, se emplean grandes fundiciones pirome talirrgicas 0 electrometalirrgicas y homos de fundici6n 0 plantas quimicas hidrometalurgicas, para obtener los productos metaIi cos finales como aluminio, oro, cobre, zinc, cobalto, niquel, acero y plomo a partir de minerales concentrados producidos en las instalaciones de procesamiento del mineraL Usualmente estas instalaciones estan alejadas de los sitios reales de la mina y no son aplicables a este capitulo.
METODOS DE MINERIA A CIELO ABIERTO Un gran nirrnero de metodos para la mineria a cielo abierto han evolucionado como respuesta a las variaciones en las condicio nes geol6gicas del suelo y del subsuelo yal mejoramiento con tinuo de la tecnologia en los equipos de mineria. Los metodos de explotacion del carbOn de superficie 0 la explotaci6n a cielo abierto, incluyen la explotaci6n a cielo abierto del area y varias formas de explotaci6n minera de contomo. 1,2 Las piedras chancadas y las piedras dimensionadas son ex plotadas en canteras de roca. La explotaci6n de la piedra para el agregado quebrado se realiza generalmente por metodos con vencionales a cielo abierto. La piedra dimensionada es retirada en grandes bloques pOI medio de sierras de alambre 0 por me todos similares. Ademas de las instalaciones de mantenimiento, el proceso de explotaci6n a cielo abierto involucra pocas estructuras fijas. Mas bien, la explotaci6n a cielo abierto se realiza a la intemperie con equipos moviles y portatiles especializ.ados para mineria. Los tipos de equipos mayores y sus funciones principales incluyen los taladros para realizar perforaciones donde se colocaria el mate rial explosivo para la voladura (empleados tanto en las capas de material esteril como en el carbOn 0 mineral); maquinas para ex cavar como draga lineas, palas y excavadoras, para retirar la capa de material esteril; equipos tales como palas, cargadores y exca vadoras hidraulicas para cargar el material esteril, el carbon 0 el mineral en el frente de trabajo; y los camiones de acarreo, trenes o cintas transportadoras para transportar estos materiales desde el frente de trabajo hacia las areas de proceso 0 almacenamient03 • El proceso de mineria requiere el apoyo de una gran varie dad de equipos. Estos equipos incluyen mototrailla, camiones de explosivos, tractores, motoniveladoras, carro tanques de agua, bombas, subestaciones e16ctricas, gruas, retroexcavado ras, trituradoras y vehiculos de servicio y mantenimiento.
tafiosas de los campos carboniferos del este y del oeste en Ins Es tados Unidos, emplean el metoda de mineria de transferencia. Este se inicia con la remoci6n de la capa de material esteril ubi cada sobre el manto de carbon en una franja casi lineal, usual mente de 30 a 52 m (100 a 170 pies) de ancho y varias mill as de largo. Es comun que las capas de recubrimiento tengan profun didades entre18 y 37 m (60 y 120 pies). El carbOn extraido es cargado en camiones y acarreado hasta el area de almacena miento 0 de procesamiento. Cuando una franja ha sido explotada totalmente, se repite el proceso, removiendo la capa de recu brimiento ubicada encima de la franja de carbOn adyacente el cual es depositado sobre pila& de botaderos en el corte explotado previamente. (Figura 11.22.2).
Mineria de Contorno La mineria a cielo abierto de contomo es mas comun donde se presentan mantos de carb6n horizontales en terrenos ondulados o montafiosos, los cuales son tfpicos en muchas partes del campo carbonifero de los Apalaches (West Virginia). En la mineria de contomo, se realiza un corte micial a 10 largo de la ladera de una colina en el punto donde el manto de carbon aflora 0 esta ex puesto. Luego se realizan cortes sucesivos dentro de la ladera hasta que se alcanza un limite economicamente rentable del te rreno despejado. Se procede con la excavaci6n lateral a 10 largo de la ladera, siguiendo el afloramiento de mineraL La mineria de contomo sigue los mismos CJclos de remoci6n de la capa de re cubrimiento de carb6n que la mineria de franja superficial, pero generalmente emplea equipos mucho mas pequefios.
Minerfa de Transferencia La mineria de transferencia se utiliza cuando el terreno es rela tivamente plano y los mantos de carb6n tienen un espesor mo derado [0,9 a 9m (3 a 30 pies)]. Gran parte de la minerfa a cielo abierto en los estados del medio oeste yen las arcas menos mon
FIGURA 11.22.2 Explotaci6n minera de franja superficial
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Minerfa de Cielo Abierto La mayor parte de las explotaciones a cielo abierto de minera les metilicos y no metalicos se efectuan por el metodo de raja a cielo abierto. 4 Primero se despeja la capa de material esteril para dejar expuesta la parte superior del mineral; y luego se pro cede simultaneamente con el desmonte y la extraccion. El rajo se expande en superficie y profundidad hasta donde sea econo micamente rentable (Figura 11.22.3). La geometria del rajo varia debido a la forma y orientaci6n irregular del mineral, pero son comunes las dimensiones de 0,8 km (0,5millas) a varias mi Has de diimetro y de 30 a 305 m (l00 a mas de 1000 pies) de profundidad.
Sistemas Especializados de Mineria Los sistemas especializados de mineria similares a los meto dos de mineria de pozo a cielo abierto, han sido desarrollados para los sitios donde los mantos son multiples, estan profun damente inclinadas, y/o son muy gruesos. Algunas de las minas de carb6n a cielo abierto mas grandes y productivas del mundo estan localizadas en Wyoming y Montana, donde estos metodos se emplean para explotar mantos de carbon de 61 m (200 pies) de espesor. Los sistemas especializados de explotacion minera se utili zan para ciertos depositos de minerales metalicos y no metali cos. Algunos ejemplos incluyen el despeje con dragalineas y la remoci6n hidraulica de fosfatos, la explotaci6n de place res y el dragado del material aluvi6n, oro y estano. Generalmente, la ex plotacion de arena y grava se realiza a partir de canteras poco profundas y excavaciones pequefias a cielo abierto 0 por medio de dragalineas y dragados en lagunas naturales 0 artificiales.
METODOS DE EXPLOTACION
SUBTERRANEA
EI acceso desde la superficie hasta las zonas de trabajo de la mina subterranea, se realiza a traves de pozos, taludes 0 soca vones. Un pozo es una abertura vertical 0 casi vertical, el cual
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Minerfa y procesamiento de minerafes
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usualmente esta equipado eon instalaciones de elevaci6n para el transporte de personal, suministros y produetos de explota ci6n de la mina. Un talud, tambien llamado pendiente 0 declive, es una abertura inelinada que puede disefiarse para acomodar una cinta transportadora para el acarreo de materiales, un mon tacargas para el personal y suministros 0 medios de tracci6n diesel sin rieles. En una mina de socavones 0 mina de galerias, se penetra a traves de 111a abertura horizontal localizada en la ladera de la colina. El tennino socavon se emplea para minas de metales y no metales y el tennino galeria principal se utiliza para minas de carbOn. Una mina individual puede emplear uno o todos estos medios de acceso, dependiendo de la profundidad y orientaci6n de sus vetas de carbon 0 del yacimiento del mi neral y de los requisitos de sus sistemas de producci6n y de ma nejo de los materiales. Cuando se trabaja un unico manto de carbon unifonne y re lativamente plano, general mente toda la mina esta confinada en un unico piso de excavaci6n. Cuando se trabaja en multiples mantos de carbon de forma irregular y/o con inclinaci6n muy pronunciada, la explotaci6n minera se extiende sobre muchos niveles. Las minas de gran tamano pueden contener cientos de galerias 0 bocaminas, las cuales son aberturas horizontales en minas de metal 0 carb6n, respectivamente, localizadas sobre muchos niveles y que estan interconectadas mediante pozos, ta ludes, chimeneas y rampas (aberturas inclinadas entre niveles). La limitaci6n principal que influye en la selecci6n del me todo de explotacion minera subterranea, es la cantidad de so porte requerido para evitar el derrumbamiento del techo y/o las paredes. Los factores relacionados con esta restricci6n incluyen las caracteristicas fisicas, el tamafio, la fonna, la orientacion y la profundidad de la veta' de carbOn 0 del criadero de mineral y, las caracteristicas de los estratos superficiales y circundantes. Tambien son consideraciones importantes la capacidad de pro ducci6n prevista y la presencia de agua, de metano, las altas tem peraturas de las rocas, el radon u otros factores ambientales, cuando se selecciona un metodo de explotacion minera. Los disefios y practicas de operaci6n de la mina varian am pliamente, ya que existe una variabilidad casi infinita entre estos factores de un yacimiento a otro e incluso dentro de una misma mina. Sin embargo, el amplio espectro de los metodos de la ex plotaci6n minera subterranea puede subdividirse en tres eatego nas genericas:
1. Metodos que producen aberturas que estan sostenidas na turalmente 0 que requieren un minimo soporte artificiaL 2. Metodos que suministren un soporte artificial considerable del techo. 3. Metodos de explotaci6n por hundimiento don de el des plome del techo es parte integral del proceso de explota ci6n de la mina.
FIGURA 11.22.3 Mina de pozo abierto
Con pocas excepciones, los sistemas de explotaci6n del carbOn son distintos a los sistemas de explo1acion no carboniferos y, por eso, se tratan separadamente en este capitulo. Las similitudes que existen se limitan a los minerales no metalicos, blandos y es tratificados, tales como la potasa, la sal y la trona, los cuales con frecuencia son compatibles eon los sistemas y el equipamiento para la explotaci6n de carb6n.
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
Minerfa de Carbon Subterranea
Detalle de la extracci6n de carb6n por raf"dor·a(cizalla: de lambor y soporte avance aulomalico
Los dos metodos basicos de la explotacion del carbon son: (1) camaras y pilares (Room-and Pillar) el cual consiste, como su nombre 10 indica, en la explotacion de camaras separadas por pi lares de sostenimiento del techo y (2) el de tajo largo, que re quiere un soporte artificial considerable l . (Figura 11.22.4). Metodo de Climaras y Pilar. Se emplean dos sistemas en 1a mineria por camara y pilar: (1) convencional y (2) continuo. De los dos metodos, la mineria continua es la mas comlin en los Es tados Unidos. En la explotacion minera convencional, el carbon se extrae mediante una secuencia de operaciones y, la ejecucion de cada paso requiere de un equipo especializado. Una maquina cortadora parecida a una gran sierra de cadena corta una ranura dentro del frente de corte del carbon a traves del ancho total del camara, a 10 largo del sue10, del centro 0 la linea del techo. A continuacion, una barrenadora perfora agujeros para los explo sivos en el frente de corte del carbon. Una maquina cargadora recoge el carbon quebrado por los explosivos. La maquina puede alimentar a un vagon transportador autopropulsado 0 puede ser cargada y transportada por una pala diesel autopro pulsada 0 electrica. En ambos casos, el mineral es descargado sobre una cinta transportadora 0 dentro de vagones para su transporte a la superficie 0 a las instalaciones de elevacion. En la explotacion minera continua, se utiliza una unica ma quina Hamada una "minera continua", que corta mecanicamente el carbon desde el frente de corte utilizando un tambor rotador equipado con docenas de picos cortantes. La minera continua tambien tiene los medios para reunir el carbon y cargarlo dentro de un vagon transportador 0 dentro de una pala autopropulsada. Despues de cada cicIo de la barrenadora, de la vo1adura y carga en la explotacion convencional 0, de cada avance de la maquina en la explotacion continua, el equipo de mineria es retirado y una maquina denominada "atomilladora del techo" asegura el techo. Se taladran agujeros dentro del techo y se insertan y an cIan largos pemos para reforzar la cubierta del techo e impedir que el techo se desplome. Metodo de Expiotacion de Tajo Largo. La mineria de tajo largo implica la extraccion de carbon en una operacion casi con tinua utilizando un sistema especializado de explotacion inte
~
~'.~ Vag6n
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c;~~E2
",",portado~~~~t"M",~1 FIGURA 11.22.4 Explotacion de carbon por el metodo de camara y pilar
FIGURA 11.22.5 Explotacion de carbon por el metoda de tajo largo (Fuente: Atlas Cop co)
grada y de soporte del techo (ver Figura 11.22.5). Utilizando tec nicas normalizadas del entre 915 y 1830 m (3000 y 6000 pies) de largo; sin embargo, los "tajos superlargos" con longitudes de 6100 m (20 000 pies) 0 mas son posibles. Cada panel de tajo largo es excavado en franjas lineales en toda la altura de la veta por medio de una maquina cortadora mecanica 0 un arado que retrocede y avanza a traves del pequefio frente de corte. EI car bon cortado es transferido a un transportador de cadena que se extiende a 10 largo de todo el frente de corte. Unidades de gatos hidraulicos de gran tamafio de autoavance llamados escudos de tajo largo soportan el techo inmediatamente adyacente al frente de corte. A medida que la linea de soporte del techo avanza con el frente de corte del carbon, esta permitido que se derrumbe el techo ubicado detras de este. La mineria de tajo largo es mas productiva y generalmente se considera mas segura que la ex plotacion minera convencional 0 continua. Esta constituye cerca del 35 por ciento de la produccion de minas subterraneas de car bon en los Estados Unidos.
Equipos para Minerla de Carbon La mayor parte del equipo empleado en la explotacion de car bOn funciona con electricidad. Generalmente, el equipo movil que funciona con electricidad, como "socavadoras (undercut ters)", barrenas, maquinas cargadoras, mineras continuas, vago nes transportadores, palas y atomilladoras de techo, por 10 general reciben energfa a traves de un cable flexible. Las cintas transportadoras, las bombas y los sistemas de acarreo de troles estan generalmente conectados directamente a un centro de energfa permanente 0 semipermanente. Tambien son comunes las palas mecanicas y los vehiculos de transporte de personal y vehfculos utilitarios alimentados por baterias. Algunos equipos moviles de acarreo, sobre todo las palas mecanicas y los vehf culos de carga-transporte-descarga (LHD) (palas cargadoras de ataque frontal de baja altura, tambien llamadas (vagonetas pala) y locomotoras de riel, tambien pueden ser de traccion diesel. Aunque la utilizacion de equipos de propulsion diesel esta cre ciendo significativamente estos no se utilizan tan extensamente
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como los equipos de propulsi6n electrica en la explotacion sub teminea de carbOn.
Operaciones Auxiliares En el proceso de explotaci6n minera debe coordinarse una gran eantidad de operaciones auxiliares. La red de acarreo principal, ya sea por rieles 0 cintas, debe funcionar con fluidez para evitar que los cuellos de botella en la manipulacion de materiales in terfieran con la producci6n. En las areas de trabajo, hay que vi gilar eonstantemente el teeho para detectar fallas 0 seftales de un derrurnbamiento inminente. En las areas de mucho transito, como las galerfas principales de transporte, las rutas importan tes de ventilaci6n, etc., se instalan con frecuencia pesados ma deros 0 arcos de acero para reforzar el soporte del techo. EI suministro de agua, la red de distribuci6n de energia y los siste mas de ventilaci6n requieren atenci6n peri6dica; y la inspecci6n, mantenimiento y reparaci6n del equipo y de las instalaciones se realiza continuamente. EI control del polvo tambien tiene una alta prioridad, tanto para proteger la salud de los mineros como para impedir las condiciones explosivas.
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Mineria y procesamiento de minerales
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desembocar en una columna vertical entre los niveles principa les de la mina (Figura 11.22.7). En los niveles principales de acarreo, se perforan puntos de acarreo perpendiculares a las ga lenas de los subniveles dentro del fil6n de mineral. A continua cion, se perfora un patr6n radial completo de huecos de voladura o una serie de filas paralelas de agujeros de explosi6n vertica les, a intervalos regulares, a 10 largo de toda la extensi6n de cada galerfa del subnivel. Cada anillo 0 fila de agujeros se carga individualmente con explosivos y se realiza la voladura. Cada
Explotacion Subterranea de Metales y No Metales Los metodos subterraneos de la explotaci6n de metales y no me tales son mas variados que los metodos subterraneos de explo tacion de carbon, debido a que las caracterfsticas fisicas, de tamaiio, fortna y orientacion de estos cuerpos minerales varian mas ampliamente que la mayorfa de las vetas de carbon. 5 Los pa rrafos siguientes describen seis metodos nortnalizados de ex plotaci6n minera. En la practica real, se requiere una gran variabilidad, combinaci6n, y adaptacion de los metodos nortna lizados para que se acomoden a las condiciones locales 6. Los metodos de camara y pilar y de escalonamiento por subniveles, se utilizan en areas de extracci6n que requieren un minimo so porte artificial del tccho. El esealonamiento por contraccion y e1 corte y relleno, se emplean en areas de extracci6n que requieren un soporte solido del teeho y la pared. Los dos metodos mas im portantes de explotaci6n por derrumbe son el de explotaci6n por subniveles y el de explotaeion por bloques.
Escalonamiento de las partes de mayor es~ del H6n
FIGURA 11.22.6 Explotacion de metales y no metales por el metodo de camara y pilar (Fuente: Atlas Copco)
Metodo de Camara y Pilar. El metodo dc camara y pilar (Fi gura 11.22.6) se utiliza para yacimientos relativamente horizon tales de espesor moderado, con un teeho adecuado. Con la excepcion de los materiales blandos, estratificados no metali cos, las excavaciones para minerales metalicos y no metalicos se caracterizan generalmente, por ser mas grandes que las que se emplean en la extracci6n de carb6n por el metodo de camara y pilar, 10 que pertnite la utilizaci6n de equipos de mineria mas grandes y productivos. Metodo de Escalonamiento por Subniveles. El escalona miento por subnive1es, empleado en filones verticales 0 casi ver ticales de mineral de roca altamente competentc, requiere un considerable desarrollo previo de la mina para preparar el fil6n para su explotaci6n productiva. Las galerias de los subniveles si tuadas a 10 largo del eje longitudinal del fll6n, se perforan hasta
FIGURA 11.22.7 Escalonamiento por subniveles. (Fuente: Atlas Copco).
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
filones de este tipo requicren soporte artificial de las bancadas durante la explotacion. Los metodos mas comunmente emplea dos para la extraceion de estos filones de mineral son los de es calonamiento POt reduccion y de escalonamiento par corte y relleno. El metodo de escalonamiento por teduccion requiere muy poco desarrollo previo a la produecion. Se perforan puntos de aearreo dentro del fil6n a intervalos regulates a 10 largo de los niveles ptincipales y se perforan ehimeneas dentro del fil6n ubi eado entre los niveles (Figura 11.22.8). El mineral es explotado en franjas horizontales, empezando por el fondo del cuerpo mi neralizado y avanzando hacia arriba barrenando y volando el techo. Solamente se saca la cantidad suficiente de mineral que brado de la baneada para proveer una plataforma de trabajo para los mineros. El mineral restante en la baneada sostiene las pare des y evita que la roea adyaeente se desprenda y contamine y di luya el mineral. El proceso de explotacion de franjas horizontales se repite hasta alcanzar el limite superior del cuerpo. Luego, el caseron se vacia de mineral.
FIGURA 11.22.8 Escalonamiento por reducci6n. (Fuente: Atlas Copco).
voladura corta verticalmente el filon de mineral, el cual cae al fondo de la cavidad abierta, 0 bancada, desde donde es desear gada a traves de los puntos de acarreo. Metodo de Escalonamiento por Reduccion. Si el mineral 0 la roea cireundante es demasiado debil 0 las presiones de las rocas demasiado elevadas, las bancadas abiertas no son viables. Los
Metodo de Corte y Relleno. El desarrollo previo a la produc ci6n para la extracci6n por corte y reUcno es similar al metodo de escalonamiento par reducci6n, excepto en que este solo re quiere uno 0 dos puntos de aearreo (Figura 11.22.9). La excava cion tambien es similar, ya que el filon se explota en franjas horizontales desde abajo hasta arriba. Sin embargo, la bancada se vacia de mineral despues de 1a voladura de cada franja 0 corte y la bancada se tellena con escombros antes de teanudar la ex ttaccion. El teHeno proporciona una plataforma de trabajo para los mineros y sOPorta las paredes de la bancada. El mineral es removido desde la bancada a traves de conductos de mineral de madera 0 aceto empotrados en el relleno. Metodo de Hundimiento de Subniveles. Los metodos de hun dimiento se caracterizan pot un alto grado de mecanizacion, una
FIGURA 11.22.9 Exp/otaci6n de corte y relleno (Fuente: Atlas Copco)
CAPiTULO 22
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Mineria y procesamiento de minerales
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elevada capacidad productiva y bajos costos de explotaci6n. En el hundimiento de subniveles, el desarrollo previo a la produc cion es similar al metoda de esealonamiento por subniveles, per fonindose galerfas de subniveles dentro del mineral a intervalos de 9 a 15m (30 a 50 p'es) (Figura 11.22.10). Sin embargo, no se neeesitan puntos de acarreo en los niveles prineipales, porque el mineral es retirado a traves de las galerias de subniveles. Los hoyos de voladura, se perforan en patrones de abanieo a inter valos regulares y en sentido aseendente, a 10 largo de toda la ex tensi6n de eada subnive1 de la galeria. Los abanieos perforados se tronan individualmente y el mineral se deposita dentro de los subniveles de las galerias. Los vehiculos LHD cargan el mine ral y 10 transportan hasta un sistema de paso de mineral.
FIGURA 11.22.10 Hundimiento del subnivel (Fuente: At/as Copco)
FIGURA 11.22.11 Derrumbe de bloques. (Fuente: Atlas Copeo)
Metodo de Hundimiento de Bloques. El principio del metodo de hundimiento de bloques se basa en e1 fracturamiento natural y posterior derrumbe del mineral que ha sido socavado en un area extensa. Se requiere un minimo de barrenado y voladura durante la fase dc extracci6n del mineral, puesto que el mineral se fractura como resultado de las fuerzas de gravedad sobre las masas de roea socavadas. El desarrollo previo ala produeci6n se emprende en cuatro pasos (Figura 11.22.11). Primero, se desarrolla una red de vias de acarreo debajo del horizonte del mineral. A continuacion, se excavan "conductos de comunicacion (finger raises)" que de sembocan en una serie de galerias de parrillas. Desde estas ga lerfas de parrillas, se construye una segunda serie de "conductos de comunicaci6n (finger raises) ", que se ensanchan gradual mente forman do embudos en el nivel socavado. Finalmente, todo el bloque de mineral es soeavado.
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Sistemas de protecci6n para clases de ocupaciones
El peso del mineral y de la capa de recubrimiento super puestos generan enormes esfuerzos sobre el mineral en la parte inferior del bloque, haciendo que este se quiebre y se hunda den tro de los embudos.
Equipamiento En la explotacion subteminea de minerales metalicos y no me tiilicos se emplea una amplia variedad de equipos. Cuando el es pacio 10 permite, el barrenado se realiza con barrenas moviles tipo"jumbo" acopladas con dos 0 mas taladros de roca. Los ve hiculos LHD (Load Haul Dump) de traccion diesel son usados para cargar y transportar el mineral quebrado desde el punto de acarreo 0 desde el frente de corte. Cuando el espacio es limitado, el barrenado se efeetUa con pequefios taladros portatiles de roca operados manualmente. EI mineral quebrado es retirado en pe quenas maquiuas cargadoras neumaticas 0 mediante una cuchi 11a de arrastre suspendida de un cable entre un montacargas y una polea, la cual recoge el mineral a medida que este es apilado. El transporte principal usualmente se realiza con dntas trans portadoras, vagones 0 camiones de aearreo. Al igual que en las explotaciones subterraneas de carbon, el proceso de extraceion del mineral se apoya en una extensa va riedad de operaciones auxiliares. Entre las mas importantes se encuentran la inspeccion, mantenimiento y reparacion del equipo de extracci6n, los cuales en la mayor parte de las minas se reali zan en talleres subtemineos de grandes dimensiones. Las minas que emplean equipo diesel tambien deben tener instalaciones en donde se almacene y/o transfiera combustible diesel. Ademas, las operaciones auxiliares de distribuci6n de energia, ventilaei6n, extraccion vertical, control del techo y desagiie son importantes. Las tecnologias de explotacion minera que surgen en los sectores del carbOn, y en la explotacion de metales y no meta les, emplean una modema automatizaci6n y tecnologia IOb6tica con el fin de lograr dos objetivos: aumentar la productividad y sacar a los mineros de los lug ares de trabajo peligrosos. En el sector de la explotaci6n de carbon, se realizan importantes in vestigaciones que tienen como objetivo desarrollar tanto siste mas de extracci6n como de acarreos completamente automatizados y teleoperados a distancia. El sector de la mine ria de metales y no metales ha desarrollado y desplegado siste mas de acarreo completamente automatizados, que emplean equipos con rie1es y sin rieles.
METODOS DE PROCESAMIENTO
DE MINERALES Y CARSON
Despues de realizar la extracci6n por medio de uno de los me todos de mineria mencionados anteriormente, el mineral, el ma terial estructural 0 el carb6n son transportados a una planta de procesamiento 0, en el caso del carb6n, a una planta de prepara cion, para ser convertidos en productos intermedios 0 de con sumo final. Comunmente la planta de procesamiento esta 10calizada en, 0 cerca del sitio de la mina, debido a que es poco rentable transportar los minerales, el material esteril 0 de baja ley, tal como salen de la mina (Run ofMine), 0 el carbOn a ira
ves de grandes distancias. La sobrecarga proveniente de la mina, pueden utilizarse para 1a construcci6n de carreteras 0 pueden ser devueltos a la mina para reHeno 0 para hacer correcciones am bientales. El prop6sito de la planta de procesamiento 0 preparacion, es dimensionar, secar, limpiar, (;onvertir quimicamente y / 0 con centrar el mineral 0, el carb6n Figura 11.22.12). Antes del procesamiento, e1 mineral, el material estructu ral 0 el carbOn es transportado desde la mina por medio de cin tas transportadoras de cauche, camiones de acarreo, tranvias, canales, tuberias, u otros medlos de transporte. Usual mente, el mineral 0 el carb6n preprocesado es almacenado en pilas de re serva abiertas, en silos 0 dentro de edificios si este es suscepti ble de su:frir danos debido a los elementos (tales como fertilizantes solubles en agua como la potasa). Los materiales estructurales como el granito y la piedra de arena se cortan al iamalio deseado, se puien, almacenan y envian con muy poco procesamiento 0 acabado adicional. Tambien, los agregados como la arena y la grava se dimensionan y se lavan con muy poco procesamiento adicional. Con frecuencia, la pie dra caliza es calcinada por calor en homos de secado 0 tosta-
FIGU RA 11.22.12 Planta de concentraci6n de mineral (Fuente: @Factory Mutual Insurance Company. Reimpreso con autorizacion. Todos los derechos reservados.)
{ }Mineral proveniente de la mina
\V11 ·£t:r
Mineral molido para flotaci6n u otro proceso
oo
Trituradora principal
Pila de reserva
..
Hidro cicl6n(es)
Tamiz
Reciclar
FIGURA 11.22.13 Circuito tfpico del molido de mineral me talico (Fuente: @Compafiia de Seguros Factory Mutual. Reimpreso con autorizacion. Todos los derechos reservados)
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Minerfa y procesamiento de minerales
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dores y se mezc1a en el lugar, con arena 0 grava para producir cementa 0 concreto. Los minerales metalicos estan sujetos a muchos pasos para su procesarniento, dependiendo del material. La planta de pro cesamiento mas comlin se conoce como un molino concentrador de mineral 0 molino de labrado. El primer paso consiste en una reduccion aproximada, por 10 que el mineral es chancado en grandes chancadoras y luego es seleccionado por tamafio. Las chancadoras principales pueden estar ubicadas en las minas a cielo abierto 0 dentro de las minas subterraneas. Usualmente, las chancadoras secundarias estan localizadas mas cerca al mo lino. Cada paso adicional de chancado reduce el tamafio de la roca mineralizada (Figura 11.22.13). EI mineral chancado puede almacenarse en pilas de reserva intermedias. Pueden emplearse grandes equipos semimoviles 0 montados sobre rieles y cintas transportadoras para recuperar el mineral y distribuirlo al siguiente procesamiento ubicado co rriente abajo. Despues de un chancado fino, la roca es molida en h6rnedo con agua 0 soluciones pobres en acidos utilizando molinos de bolas 0, por medio de molinos de barras 0 de molido semiauto geno (SAG), 0 utilizando molinos de molido completamente au togeno (FAG). Los molinos hUmedos reducen la roca a un polvo fino, similar al talco. Estos molinos son grandes maquinas rota tivas que emplean bolas de acero, barras de acero (menos co munes) 0 el contacto de mineral con mineral para reducir el tamafio de la particula. La categoria mundial de tamafio de los molinos SAG tiene un diarnetro de 35 pies (l O,7m) y pueden ser impulsados por motores electricos de 10000 caballos de fuerza (Figura 11.22.14). Despues de realizarse el molido fino, usualmente el mine ral pulverizado se encuentra en forma de pulpa aguada y puede ser conducido por medio de tuberias a 10 largo de la planta. Los minerales metalicos deseables se separan de los materiales de desecho no deseables (llamados gangas), par medio de procesos de separaci6n como la flotacion, las espirales, el espesamiento, la gravedad, las tablas sacudidoras 0 los imanes. Los circllitos de los molinos Cllentan con un extenso equipo forrado en caucho,
tarnices de plastico, cintas transportadoras de caucho, cables electricos agrupados con aislarniento combustible de plastico, grandes sistemas de aceite hidraulicos termicos y de lubricacion y, reactivos combustibles 0 de flotacion toxica. En los climas frios, los procesos de concentraci6n estan ubicados dentro de grandes edificios industriales. Con frecuencia, los materiales piasticos se utilizan en construcci6n. Algunos minerales altarnente oxidados (en especial el cobre y el oro) pueden procesarse directamente por lixiviacion. En este proceso, las montafias de mineral con forma de pirarnide son di vididas en estratos sobre capas impermeables como la arcilla, 0 sobre forros de caucho, por medio de grandes equipos que re mueven la tierra, de camiones de acarreo y bandas transporta doras. Estas montafias de mineral hechas por el hombre, pueden tener mas de 150 m 1400 pies) de altura y cientos de metros (miles de pies) de largo y de ancho y pueden llenar valles ente ros. Sobre la pila se hace una pulverizaci6n 0 irrigacion con una soluci6n a base de agua de cianuro y/ 0 acido debiL La solucion disuelve selectivamente los metales deseados y es capturada sobre la capa impermeable debajo de la pila. La soluci6n car gada con abundantes metales es bombeada 0 conducida par gra vedad hacia un grupo de estanques, desde las cuales esta es enviada al procesamiento ubicado corriente abajo. A continua ci6n, la solucion cargada con metales es procesada por extrac cion del solvente (SX) con soluciones organicas inflamables 0 combustibles, y luego es enviada a una planta de electrodepo sici6n para la recuperacion de metal. Los materiales de desecho provenientes de los procesos de concentracion, son bombeados hacia una instalacion de elimi nacion de basuras, donde se separan los solidos y liquidos y, donde los solidos tOX1COS 0 de desecho son almacenados per manentemente y se monitorean y controlan para que no generen un riesgo ambiental. El producto deseable obtenido a partir de un molino de pro cesamiento de mineraJes es una forma moderadamente concen trada del mineral de metal. se seca y se filtra y luego es almacenado para su posterior procesamiento. Pueden obtenerse
FIGURA 11.22.14 Molino de molido semiaut6geno (SAG) (Fuente: ©Compafiia de Seguros Factory Mutual. Reimpre so con autorizaci6n. Todos los derechos reservados.)
FIGURA 11.22.15 Gran instalaci6n de fundicion de cobre (Fuente: @Factory Mutual Insurance Company. Reprinted with permission. AI! rights reserved.)
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
concentrados con un valor de metal aproximado hasta del 30 por ciento a partir de este proceso. Despues de la concentracion, el concentrado es procesado aun mas para remover el resto de los materiales no deseables, sobre todo sulfuros comunes (piritas) y compuestos a base de hierro. Estos pasos realizados corriente abajo se clasifican como procesos hidrometalurgicos, pirometalurgicos 0 quimicos. Un proceso pirometalurgico tipico es aquel en el cual el concentrado es concrecionado, calcinado, tostado 0 fundido a altas temperaturas en presencia de oxigeno 0 de aire enrique cido (Figura 11.22.15). Esto es tipico para el zinc, oro, cobre y plomo. Usualmente este proceso remueve los sulfuros (los cua les son convertidos en acido sulfUrico en las plantas de acido con control de emision) las trazas y los compuestos no deseables de hierro, los cuales son eliminados como escorias. Los ejemplos de procesos hidrometallirgicos incluyen la li xiviacion por oxidacion a presion del oro, la cual emplea reac tores quimicos de alta presion (conocidos en la industria como autoclaves); la lixiviacion del zinc con la utilizacion de acidos; y la extraccion de solventes de cobre 0 uranio por medio de li quidos organicos combustibles 0 inflamables. Los ejemplos de procesos electrometallirgicos incluyen la electrodeposicion, (usada frecuentemente para el oro y el cobre) (Figura 11.22,16) y la electrorefinacion, utilizada usualmente para el aluminio y el zinc. Para recuperar titanio, circonio y magnesio se emplean procesos electricos y quimicos altamente especializados. Las reacciones de reduccion quimica que utili zan hidrogeno 0 gases de sulfuro de hidrogeno se emplean para el niquel, el cobalto y el hierro de reduccion directa. Todos estos procesos especializados presentan exposiciones al fuego y a ex plosiones, que son unicas y con frecuencia desafiantes. El procesamiento de carbon, comunmente llamado prep a racion, es utilizado para limpiar (remover impurezas), lavar, secar y dimensionar el carbon antes de su posterior utilizacion corriente abajo. EI uso corriente abajo del carbon, es para plan tas de energia 0 para la produccion de acero. Muchos de los pro cesos y riesgos de la preparacion de carbon son similares a aquellos de las plantas concentradoras de minerales de metal, incluyendo el dimensionamiento, el molido (0 pulverizacion),
la flotacion y el filtrado. Pueden emplearse grandes secadoras termicas de carbon que usan combustibles 0 aceites termicos. Una planta de preparacion de carbon tambien presenta riesgos unicos debido a explosiones de gas metano y polvo y, al riesgo potencial de que ocurra un calentamiento esponmneo dentro de las pilas 0 silos de carbOn.
RIESGOS DE INCENDIO Y EXPLOSIONES La explotacion minera y las plantas para el procesamiento del mineral representan exposiciones significativas al fuego y a ex plosiones, tanto para el personal como para el equipo de pro duccion y las edificaciones. Desde el punto de vista de la seguridad del personal, la mi neria subterranea ha sido de lejos ellider mundial en perdidas, en cuanto a victimas mortales y personas lesionadas, en relacion con todas las industrias. Durante el periodo de 100 anos compren dido entre 1900 y 1999, muneron mas de 100000 mineros por lesiones no intencionales, incluyendo incendios y explosiones; solo en los Estados Unidos los incidentes en minas de carbon al canzaron un promedio de 1040 por ano. En la ultima decada, esta cifra se ha reducido a 450 victimas mortales 0 a un promedio de 45 por ano. Aproximadamente entre ellO y 15 por ciento puede ser atribuido directamente a incendios y explosiones 7 . Aunque los incidentes que representan una amenaza para la vida humana son mas comunes en las minas de carbon, tambien han ocurrido en la industria minera no carbonifera ( de metales y no metales). En el mismo periodo de 100 anos que termino en 1999, murieron aproximadamente 23000 mineros en varios in cidentes en minas no carboniferas, incluyendo incendios y ex plosiones. Para poner esto en una perspectiva reciente, el 2 de mayo de 1972, un incendio en las excavaciones subterraneas de la mina de plata Sunshine en Kellog, Idaho, sego la vida de 91 personas. 8 La tabla 11.22.1 muestra los desastres ocurridos en minas a partir de comienzos de 1880, tanto en minas de carbon como en minas no carboniferas. 7 Esta tabla incluye todos los incidentes, excepto los incendios y explosiones, despues de los cuales ha ocu rrido un colapso y que represcntan la vasta mayoria de desastres donde se han presentado multiples victimas fatales. Las tablas 11.22.2 y 11.22.3 muestran un listado seleccionado de desastres historicos en minas. 7 Estos datos y la informacion estadistica adi cional pueden encontrarse en el sitio web www.msha.gov.dela
TABLA 11.22.1 Citra de desastres mineros documentados (50 mas muertes) Periodo hist6rico
FIGURA 11.22.16 Planta de electrodeposicion para cobre (Fuente: ©Compafifa de Seguros Factory Mutual. Reimpre so con autorizacion. Todos los derechos reservados.)
Durante 1875 1876-1900 1901-1925 1926-1950 1951-1975 1976-2003
Minas de carb6n 19 101 305 147 35 13
Minas de metales y no metales 4 17 51 23 9
Total 23 118 356 170 44 14
CAPiTULO 22
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Minerfa y procesamiento de minera/es
11-215
TABLA 11.22.2 Cinco peores desastres en minas de carbOn. desde 1940
Alio
ora
Mina
Ubicaci6n
ripo
Muertes
1951 1947 1940 1968 1940
12/21 03/25 01/10 11/20 03/16
Orient No.2 Centralia No.5 Pond Creek No. 1 Consol No.9 Willow Grove No.1 0
West Frankfort, Illinois Centralia, Illinois Bartley, West Virginia Farmington, West Virginia S1. Clairsville, Ohio
Explosion Explosion Explosion Explosion Explosion
119 111 91 78 72
TABLA 11.22.3 Cinco peores desastres en minas de metales y no meta/es, desde 1940
Ano
Dra
Mina
Ubicaci6n
ripo
Muertes
1972 1942 1968 1963 1943
05/02 03/26 03/06 08/28 01/05
Sunshine Mina (silver) Sandts Eddy Quarry (limestone) Belle Isle Mina (salt) Cane Creek Mina (potash) Boyd Mina(copper)
Kellogg, Idaho Allentown, Pennsylvania Franklin, Louisiana Moab, Utah Ducktown, Tennessee
Fuego Explosion (superficie) Fuego Explosion Explosion
91 31 21 18 9
Mine Safety and Health Administration (MSHA). Los recientes avances en la explotacion minera y en la tec nologia de seguridad y, la promulgacion de regulaciones guber namentales mas estrictas, han reducido de manera significativa las victimas fatales en incendios y explosiones ocurridos en minas subterraneas. La exposicion a riesgos del personal que trabaja en mineria de superficie y en la planta de procesamiento no es significati vamente diferente a las de otras industrias pesadas. Una excep ci6n puede ser las instalaciones de· mezclado de emulsiones explosivas en el yacimiento, donde han ocurrido perdidas de vidas humanas. Los incendios y explosiones en minas y en plantas de pro cesamiento de minerales, tambien pueden ocasionar importantes perdidas de propiedades, equipos de produccion, edificaciones y la interrupcion del ncgocio. Entre 1991 y 1998, todos los tipos de minas y canteras tuvieron un promedio anual de $12,3 millo nes de d61ares en dafios directos, por incendios informados a los departamentos locales de bomberos de los Estados Unidos 9 .En el mismo periodo, las plantas de procesamiento de minerales no metalicos y de fabricacion de productos, tuvieron un promedio anual de $16,1 millones de dolares en danos directos por incen dios informados a los departamentos locales de bomberos de los Estados Unidos. 9 Las siguientes seeciones discuten mas ampliamente los riesgos importantes de los incendios y explosiones, ocurridos en explotaeiones mineras y en plantas de procesamiento de carb6n y de minerales. En las minas subterraneas no carbonfferas, la mayor parte del equipo m6vil es de traccion diesel, de modo que se pueden producir incendios debido al rompimiento 0 a fugas en las H neas de fluido hidniulico, de combustible 0 de aceite lubricante, las cuales riegan una neblina Jiquida de eombustible sobre una superficie caliente, como el colector de un motor. En anos recientes, el uso de equipo diesel ha crecido rapi damente en la explotacion subterranea de carbon, especialmente en los estados occidentales. En las minas de carbon, la presen cia de carb6n, polvo de carbon y de compuestos de metano son
un riesgo de incendio que normalmente esta asociado con el fun cionamiento del equipo diesel. lO Debido a que los prototipos y los sistemas de mineria co merciales de primera generacion, contienen tanto fuentes com bustibles (combustible diesel, equipo hidraulico, mangueras, eables, llantas, etc.) como fuentes de ignicion (motores diesel, equipo eleetrico, transportadores, frenos, ete.), existen riesgos para que se produzcan incendios en el lugar de trabajo. Como estos sistemas no estan vigilados, los riesgos empeoran debido a la ausencia de un operador quien podria detectar y suprimir el in cendio mientras este todavia es pequeno. En una mina operada principalmente con equipo automatizado, el nfunero de trabaja dores bajo tierra sena probablemente bastante pequeno. En caso de un incendio de gran tamano, dirigir al nfunero suficiente de miembros de la brigada de ineendios podria ser problematico. Al igual que los incendios que ocurren en equipos diesel subterraneos, los incendios en equipos de traccion diesel de mi neria a cielo abierto, pueden ocurrir cuando las mangueras 0 !i neas hidrauIicas de alta presion que tienen fugas, riegan vapores de aceite caliente altamente combustible sobre una fuente de nicion, sobre un tubo de escape 0 sobre un turbo. (Figura
FIGURA 11.22.17 Fuego en un cami6n de acarreo
11-216
SECCION 11
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Sistemas de proteccion para cfases de ocupaciones
11.22.17). El incendio puede crecer tan nipidamente sobre este equipo, que la cabina del operador puede ser devorada por las llamas antes que el conductor se perc ate del incendio. En las grandes palas, taladros y en las dragalineas, las fallas en el equipo electrico son cl mayor riesgo de incendio. Los trabajos de soldadura y corte son una causa potencial importante de incendios en los pozos de minas subternineas de carbOn y no carboniferas. No puede dejarse de resaltar la gra vedad potcncial de los incendios en pozos, ya que un fuego en un pozo puede contaminar la boca de entrada de suministro de aire de la mina y/o bloquear una ruta de escape crftica para salir de lamina. Las reacciones exotemlicas de oxidacion ocurren en mine rales como el carbon y el sulfuro de metal ll , 12. Cuando el calor generado por estas reacciones no se disipa, la temperatura de la mas a 0 pila de roca aumenta. Si la temperatura es 10 suficiente mente alta, puede producirse una n'ipida combustion del carbOn, de los mineralcs de sulfuro y de otros combustibles. 13 Los in cendios de ignicion espontanea pueden alterar el funciona miento de la mina y ser difIciles de extinguir, particularmente si ocurren en sectorcs abandonados y alejados de la mina, dondc es dificil el acceso para combatir e1 fuego. El calor generado por la friccion entre una cinta transporta dora y en un rodillo de impulsion 0 rodilIo loco, puede causar in cendios en minas subternineas de carbon. A pesar de las mejoras debidas a los interruptores en serie 0 de cruzamiento, este riesgo es de nuevo un motivo de preocupacion, ya que las cintas trans portadoras han reemplazado a los sistemas de acarreo por rieles en las minas mas antiguas. Otras fuentes de calor por friccion in cluyen el sobrecalentamiento de las llantas de caucho y los fre nos de estacionamiento de los equipos moviles, los cuales estan engranados durante la operacion del vehfculo. Durante muchos afios, la madera era comunmente utilizada como soporte temporal y permanente del techo para las abertu ras subterraneas. Esta construccion de madera suponia un riesgo de incendio importante. En alios recientes, la utilizacion de per nos de techo ha reducido de manera significativa el uso de la madera en explotaciones subterraneas. Pero todavia, las minas antiguas contienen grandes cantidades de madera y esta sigue complementando otras fuentes de soporte del techo en la mayo rfa de las minas. Solo en cerca dell 0 por ciento de los incendios subterraneos esta involucrada la madera7 . Los incendios de ma dera tienden a constituir un riesgo general mayor que 10 que in dica su frecuencia, ya que pueden propagarse mas rapidamente, arder por mas tiempo y ser mas dificiles de extinguir que los in cendios donde estan involucrados la mayorfa de los demas ma teriales combustibles ajenos. EI objetivo esencial de los esfuerzos de la proteccion contra incendios de las minas de carbon subterraneas, es prevenir la nici6n del carbon. La cantidad de material combustible presente general mente restringe los incendios de los equipos. Sin em bargo, una vez que se enciende el carbon, la totalidad de la mina representa el suministro de combustible disponiblc. Mas de un tercio de los incendios donde el carbon arde en llamas, duran mas de 24 horas, con un promedio de duraci6n de 6 dias. La imposi bilidad de extinguir un fuego en desarrollo resulta en una proba bilidad del 50 por ciento de que se requeriran mas de 8 horas para tenerlo bajo control y en una probabilidad del 5 por ciento de que
la mina sera sellada parcialmente 0 en su totalidad. 14,15 El almacenamiento, manipulacion y uso de liquidos infla mables y combustibles, suponen riesgos de incendio para todos los sectores de la industria minera. Los incendios en las minas a cielo abierto involucran liquidos inflamables y combustibles mas que cualquier otro material combustible. La mayoria ocu rren en los equipos moviles. E l fluido hidraulico a elevadas tem peraturas y presiones constitu ye un riesgo importante. 16 En las minas subterraneas, el almacenamiento de liquidos combustibles e inflamables es una preocupacion especialmente importante. Estos materiales arden en llamas mas iacilmente y se propagan mas rapidamente que los combustibles ordinarios involucrados en incendios. Tanto los Ifquidos inflamables como combustibles, son almacenados bajo tierra en la mayoria de las minas de carbOn. En algunas minas, la instalacion principal de almacenamiento para el combustible diesel, el aceite y la grasa lubricante y para el fluido hidraulico es sub terrane a y su capa cidad de almacenamiento alcanza los 11,4 m3 (30000 gal.). La gravedad potencial de un incendio en un area subterranea de al macenamiento de liquido combustible e inflamable, promueve para que se tomen cuidados extremos en el disefio de las areas de almacenamiento, ademas en la implementacion y en el es tricto cumplimiento de los procedimientos seguros de funciona miento. Como resultado, se han reportado pocos incendios en dichas areas de almacenamiento. 16
Riesgos de Explosi6n en Minas Practicamente todas las explosiones en minas subterraneas de carbOn y en muchas minas no carboniferas, se inician con la nicion de metano. EI metano es un gas incoloro, sin olor usual mente presente en el manto de carbon y algunas veces en las capas de roca ubicadas encima y debajo de los mantos de car bon. 17 Tambien se encuentra en algunas minas no carboniferas. Durante la operacion de mineria, el metano se escapa dentro de la mina y es transportado por las corrientes del aire de ventila cion de la mina. En un sistema de ventilacion disefiado y ope rado adecuadamente, las corrientes de aire diluyen el metano, 10 hacen inofensivo y 10 sacan a; exterior. Sin embargo, si la ven tilacion es inadecuada 0 si repentinamente se libera una gran cantidad de metano (en un estallido de metano, por ejemplo), pueden formarse mezclas de aire y metano las cuales son peli grosas y explosivas. Aun cuando el promedio de concentracion de metano sea inferior a los niveles peligrosos, pueden formarse mezclas explosivas en las cavidades 0 capas. EI alto numero de explosiones puede atribuirse a la pequeiia cantidad necesaria de metano para producir una mezcla explo siva en el aire y a la poca energia requerida para que se encienda una mezcla de metana y aire. Ellimite inferior explosivo (LEL) para el metano en el aire es del 5 por ciento. Solo se requieren 0,3 MJ de energia electrica para que el metano se encienda bajo condiciones adecuadas. Esto es equivalente a 1/50 de la electrici dad estatica que acumula una persona promedio, al caminar a traves de un piso alfbmbrado en un dia seco. 18 Si una explosion se propaga mas de unos pocos cientos de pies, el polvo de carbOn, que se recoge del piso, del techo y de las paredes laterales de la entrada de la mina, se convierte en la fuente mas importante de combustible. Ellimite inferior de ex
CAPiTULO 22
plosividad (LEL) para una suspension de polvo de carbOn bitu minosa altamente volatil en el aire es 0,28g!m 3 (0,05 oz/pies3). La presencia de metano en la atmosfera aumenta el riesgo al producir una reduccion lineal en ellimite inferior de explosivi dad (LEL) para el polvo de carbon. En ausencia de metano, las chispas electricas 0 las chispas por friccion 0 los explosivos pueden encender el polvo de carbon. Se requiere mucha mas energia para la ignicion si no esta presente el metano. General mente las igniciones de metano son el gatillo que dispara las ex plosiones secundarias de polvo de carbon. La llama suministra la fuente de ignici6n necesaria, y la presion avanzada de la onda hace que el polvo de carbon que esta depositado sea transpor tado por el aire. 19 EI potencial destructivo de las igniciones y explosiones se debe a las altas temperaturas de los frentes de llama y a las pre siones estaticas y dinamicas producidas. Son posibles tempera turas de la llama de 1982°C (3600°F) y presiones estaticas por encima de 345 kPa (50psig). La presion dinamica 0 del "viento", es direccional y depende de la velocidad del aire que produce la explosion, la cual, a su vez, depende de la presion estatica. La Tabla 11.22.4 muestra las fuentes de ignicion de ex plosiones mineras recientes y de igniciones de metano. EI chis porroteo por la friccion entre las superficies de las rocas y las brocas cortantes, las mineras continuas, los pernos de techo, las "socavadoras (undercutter) ", los taladros frontales y el equipo de tajo largo, causo mas del 85 por ciento de estas niciones y explosiones en minas subterraneas de carbOn. Otras posibles fuentes de chisporroteo por fricci6n son el acero de los taladros golpeando las carrocerias de las maquinas, las pie dras de arena golpeando contra piedras de arena u otra roca dura durante la cafda de un techo y los forros de los frenos de vehiculos moviles. Las operaciones de soldadura y corte son otra causa impor tante de las explosiones e igniciones en las minas. En las minas subterrancas de carbOn, la tendencia a partir de 1970 ha sido un aumento en el numero de explosiones e igniciones debido a las operaciones de soldadura y corte?o. 21 Cerca del 2.5 por ciento de las igniciones y explosiones que ocurren en minas subterraneas de carbon se deben a arcos elec tricos. Esta cifra es sorprendentemente baja, teniendo en cuenta la amplia utilizaci6n de equipos electricos en las areas del frente de corte de las minas de carbOn y a la poca energia electrica ne cesaria para encender el metano?l Una causa de las explosiones en minas no carboniferas es la ignicion del polvo de sulfuro durante una voladura. 22 Como se sefialo anteriormente, los minerales en muchas minas de metal son sulfuros metalieos los cuales son combustibles bajo ciertas condiciones. En algunos casos, la voladura puede gene rar un polvo combustible el cual puede ser encendido por la llama producida por el explosiv~ 0 el agente explosivo.
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Mineria y procesamiento de minerales
11-217
TABLA 11.22.4 Fuentes de ignicion yexplosion en minas
Subterraneas
A cielo abierto
No No Carbon carbonffera Carbon carbonffera Total de igniciones Y explosiones Minera continua Tajo largo Soldaduralcorte Taladro de pernos detecho Eh§ctricas Explosivos Maquina cortadora Barrenadora Horno de secado Otros
1276
7
88
64
814 96 47
0 0 4 1
1 0 18 0
0 0 8 0
33 26 19
1 0 0
8 3 0
0 0 0
0 0 30
0 0
0 40 18
8 15 33
211
Fuente: Referencia 7
construcciones de polimeros (pl{isticos 0 a base de caucho) y en rnateriales del proceso y fluidos combustibles 0 inflamables, re activos, solventes y combustibles. Los materiales a base de polimeros incluyen el caucho 0 los revestimientos plasticos dentro de recipientes, tuberias, bom bas y ciclones de molinos concentradores. Los revestimientos de caucho se utilizan por su resistencia a los acidos y a la abrasion, son muy comunes, su uso es generalizado y crean una alta carga combustible "escondida" en una instalaci6n que con frecuencia no seria combustible. Las tuberias, los recipientes y los sistemas de control de emisiones, pueden tener plastico reforzado con fibra de vidrio (PRF\) u otros materiales plasticos para cons truccion, como los de los sistemas de muros 0 techos, especial mente cuando la corrosion es motivo de preocupaci6n. Las edificaciones en donde se realizan procesos electroliticos y de li-
Riesgos de Explosion e Incendio en Instalaciones de Procesamiento del Mineral y Preparacion de Carbon Las principales exposiciones a un incendio en plantas de proce samiento de carbOn y minerales, inc1uyen las que se originan en
FIGURA 11.22.18 Tanque con revestimiento de caucho con etiqueta de aviso contra incendios. (Fuente: ©Compafiia de Seguros Factory Mutual. Reimpreso con autorizacion. TOOos los derechos reservados.)
11-218 SECC ION
11
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Sistemas de proteccion para clases de ocupaciones
xiviaci6n con soluciones a base de aeido, son comunmente cons trucciones de plastico 0 si son mas antiguas de madera. Un molino concentrador tlpico 0 una planta de preparaci6n del carbon debera tener cintas transportadoras de caueho, cables electricos en bOvedas, tuneles 0 debajo de los pisos de los cuar tos de control y equipos con revestimiento plastico, como se muestra en la Figura 11.22.18. Si esta presente una construccion de plastico u otro combustible, puede existir una alta carga de combustible. Los fuegos que se desarrollan en los revestimien tos de caucho pueden ser particularmente insidiosos ya que el acceso para la lucha manual contra el fuego no es facil, la pro teccion fija automatica como los rociadores, rara vez puede ins talarse y ser efectiva en los incendios de estos productos relativamente inaccesibles y, el fuego puede propagarse intern a mente con la liberacion de humo negro y denso, entorpeciendo la lucha contra incendios. Tambien son comunes los aceites, los combustibles, los re activos y los lubricantes, pero con frecuencia estan esparcidos 0 concentrados en cuartos 0 areas especializados. Los grandes mo linos rotativos requieren tanto fluidos hidciulicos a alta presion como fluidos lubricantes. Los procesos de flotacion utilizan re activos combustibles (con frecuencia a base de alcohol) 0 com puestos similares al combustible diesel, para separar los minerales y materiales no deseados. Los reactivos toxicos como el cianuro de sodio, aunque no son combustibles, pueden impe dir la respuesta manual de lucha contra incendios. Los transfor mad ores que normalmente se encuentran en bodegas interiores o en el exterior en patios de distribucion de energia, tienen una gran cantidad de aceite combustible de enfriamiento y aceite dielectrieo. Los combustibles inflamables se emplean para el calenta miento y el procesamiento. Son comunes las secadoras que uti lizan aceite termico caliente para el procesamiento de carbOn y molibdeno. Los incendios de aceites termicos generan un ele vado calor de combustion y la pulverizacion atomizada de aceite caliente puede causar una explosion en una pequefia habitacion confinada. Generalmente, el combustible diesel y el gas natural
FIGURA 11.22.19 Camion de acarreo de gran tamano en el garaje de mantenimiento de equipos (Fuente: @Compafiia de Seguros Factory Mutual. Reimpreso con autorizacion. Todos los derechos reservados.)
son conducidos por medio de tuberias dentro de las plantas de procesamiento y, si son liberados, pueden causar graves datios por incendio a la propiedad. Tipicamente, los sitios de las minas, especialmente las minas a cielo abierto, tienen garajes muy grandes con bahfas ele vadas para el equipo movil, los cuales pueden albergar multiples camiones de acarreo u otros vehiculos grandes para manteni miento, como se muestra en la Figura 11.22.19. Estos edificios pueden tener varios cientos de pies de largo y tener techos de hasta 25 m (75 pies) de altura. Existe una carga significativa de combustible proveniente de las llantas de caucho, del combusti ble y de los sistemas de aceite hidraulicos y de lubricaeion. Con frecueneia, los camiones estiin estacionados uno allado del otro, con bahias para el abastecimiento de combustible y/o la lubri cacion, ubicadas entre los camlOnes. EI incendio originado en un cam ion, debido al sobrecalentamiento de las llantas 0 al derrame de combustible, puede propagarse a traves de toda la instalacion si esta no tiene la proteccion:7 distribucion adecuadas. Las plantas de preparacion de carbOn presentan riesgos de incendio especiales, ademiis de los descritos para las plantas de procesamiento de minerales. Un riesgo especial particularmente importante incluye las caracteristicas de combustibilidad y riesgo, del propio carbOn. EI carbOn puede calentarse esponta neamente en pilas 0 en depositos y en silos sin fuentes externas de ignicion. Puede liberarse gas metano, 10 cual genera fuegos locali7ados 0 polvos inflamados. EI derrame sin control del car bon dentro de las edificaciones, puede contribuir a la carga de combustible. Los incendios en cintas transportadoras de caucho suponen un particular en las plantas de preparacion de carbOn, ya que la facilidad para que ocurra la ignicion se reduce significativamente debido a la presencia del material combusti ble que esta siendo transportado. Un riesgo importante de incendio en las plantas de proce samiento de minerales y de preparacion de carbon, es la oxicorte y soldadura. El trabajo en ealiente sobre tanques 0 tuberfas con revestimiento seco de caucho, puede encender el revestimiento interno haciendo que el fuego se propague sin restricciones. El trabajo en caliente sobre tanques abiertos con revestimiento de caucho, puede permitir que escorias calientes caigan dentm de los tanques encendiendo los revestimientos. El puede pro pagarse a los recipientes adyacentes por medio de las tuberfas revestidas. Pueden producirse dafios severos al equipo y a las edificaciones de produccion. Las operaciones del trabajo en caliente tambien pueden en cender los reactivos combustibles, las construcciones de pliis tico, los lubricantes y las cintas transportadoras de caucho. Las cintas transportadoras de caucho, especialmente en las instala ciones que manejan carbon, continuan siendo la principal causa de perdidas por incendio en la industria minera. (Tabla 11.22.5). Otras posibles fuentes de ignicion son las formaciones de arcos en transformadores 0 cables eIectricos y el calentamiento espontaneo del carbon 0 de mmerales de azufre. Los riesgos de explosion en las instalaciones de procesa miento de minerales, incluyen los calentadores cuyo sistema de encendido utilizan combustible liquido 0 gaseoso, calderas, tos tadores y secadores, los solventes con un punto de inflamacion bajo, los vapores inflamables de gas en recipientes cerrados y los recipientes de alta presion. Por ejemplo, el subproducto del gas
CAPiTULO 22
TABLA 11.22.5 Incendios en cintas transportadoras de la industria del carbon, 1978-1999
No. de Causa Llama abierta Ignici6n esponttmea Fricci6n Superficie calientel calor radiante Sobrecalentamiento Desconocida Total
%del total
6 5 5
25
21
21
2 2 4 24
8
8
17
100
Fuente: Hoja de Datos 7-12 de Prevenci6n de Perdidas de FM Global, Instalaciones Mineras y de Procesamiento de Minerales
de hidrogeno residual es generado en los recipientes de lixivia cion, cuando el zinc reacciona con acidos y en algunos procesos electrolitic05 de celda. La oxidacion a presion, los reactores de lixiviacion acida 0 caustica, los digestores 0 sus tanques instantaneos asociados (comunes en plantas de oro, niquel y bauxita) pueden desplo marse catastroficamente bajo la presion debida a la corrosion, generando severos eventos de ruptura por volumen y presion, los cuales pueden destruir el equipo y las edificaciones a 10 largo de muchos cientos de pies (metros). En julio de 1999, la explo sion de un recipiente a presion de un tanque digestor instanta neo, ocurrio en una planta de procesamiento de aluminio en Louisiana, hiriendo a siete personas y destruyendo gran parte de la planta. 7 Las plantas de mezclado y emulsion de agentes para vola duras pueden detonar, causando danos generalizados si no estan separadas de las plantas de procesamiento. Los polvos combustibles, aunque prevalecen en las plantas de manipulacion de carbon, tambicn pueden estar presentes en las plantas de minerales metalicos. Por ejemplo, en las plantas de procesamiento de zinc, se produce intencionalmente polvo fino de zinc, altamente explosivo, para que sirva como material de sembrado. Los procesos de refinacion de metales realizados corriente abajo, tambicn pueden presentar riesgos de explosion por la re accion del metal derretido con el agua. En contacto con el agua de gran energfa, pueden ocurrir explosiones de transicion de fase rapida. Las plantas de preparacion de carbon presentan serias ex posiciones a los riesgos de las explosiones debido a los polvos volatiles de carbon y al gas metano, asi como a los riesgos ante riormente mencionados, tipicos de todas las plantas de procesa miento. Con frecuencia, las plantas de cemento utilizan carbon para encender los homos de secado y esto ha llevado a que se pro duzcan explosiones de polvo de carbon en estas instalaciones. 7 Las fuentes de ignicion para explosiones incluyen los equi pos electricos con poca capacidad, ademas de una limpieza y ventilacion deficientes. La falta de controles para el manejo de los quemadores de combustible en los calentadores, secadoras, tostadores, y calderas de encendido han contribuido para que ocurran explosiones intern as.
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Minerfa y procesamiento de minerales
11-219
MEDIOS DE PROTECCION CONTRA
INCENDIOS Y EXPLOSIONES
La seguridad contra in-.:endios y contra explosiones en las in dustrias de explotacion:ninera y de procesamiento de minerales, se basa en los mismos principios generales de restriccion 0 li mitacion de la carga de combustible, de prevencion de la fuente de ignicion, deteccion y aviso tempranos, proteccion fija (su presion) y capacidad de respuesta ante una emergencia que se aplican a todas las instalaciones industriales. Sin embargo, de bido a la inaccesibilidad de las minas subterraneas, se necesitan requerimientos especiales que no son necesarios en las plantas industriales normales. Las siguientes secciones, que estan divididas separada mente en operaciones de explotacion y de procesamiento de mi nerales, tienen solamente el proposito de ofrecer una vision general de los diferentes enfoques de la seguridad contra incen dios y contra explosiones en esta industria. No tienen la inten cion de presentar una !ista completa de soluciones 0 requisitos obligatorios. Muchas leyes reguladoras federales yestatales incluyen la seguridad contra incendios para las ocupacioncs de explotaci6n minera y de procesamiento. La MSHA es la principal organiza cion federal reguladora de minas en los Estados Unidos. La MSHA tambicn puede las plantas de proeesamiento de minerales a cielo abierto 5i se encuentran en 0 cerca del sitio de la mina, pero el Ministerio de Trabajo de los Estados Unidos, Occupational Safety and Health Administration (OSHA) puede regular la misma instala-.:ion si csta se encuentra lejos de la mina. Hay disponibles c6digos NFPA para la explotacion subterranca de las minas, el equipo subterraneo movil y las plantas de pre paraci6n de carbon a cielo abierto. No existen normas 0 codigos espedficos del dominio publico que suministren las directrices para las plantas de procesamiento de minerales, carbon y las plantas metaliirgicas diferentes a los c6digos generales indus triales de la ~FPA. FM Global publica una completa Hoja de Datos de Pre vendon de Perdidas, DS Mining and Ore Processing Fa cilities, la cual incluye la prevenci6n de pcrdidas de las propiedades y la proteccion para dichas ocupaeiones.2° Tambicn hay disponibles vadas publicaciones y libros sobre la seguridad y tecnologia de las minas de la Society ofMi ning and Exploration (SME) la enal esta ubicada en Littleton, Colorado.
Prevenci6n de Incendios Cuando los incendios que involueran ciertos materiales com bustibles ocurren con suficiente frecuencia y/o severidad y, euando hay disponibles mstitutos adecuados y menos peligrosos para dichos materiales, se prefiere la utilizaci6n de materiales menos peligrosos 0, en algunos casos es una obligacion legal. Los ejemplos de materiales menos peligrosos incluyen los flui dos hidraulicos resistentes al fuego, las cintas transportadoras, las mangueras hidraulicas y la tuberia de ventilacion; todos estos son requeridos en las minas subterraneas bajo ciertas condido nes?2,23 En algunos casos, los productos de combustion alta
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mente toxicOB que resultan del quemado de ciertos materiales pueden impulsar a que sean sustituidos por materiales menos peligrosos. Por ejemplo, muchos paises han prohibido la espuma de poliuretano, la cual se uso ampliamente en minas subtemi neas para los sellos de ventilacion. Aun mis esencial, es una buena limpieza para evitar las acumulaciones poco seguras de basura, trapos aceitosos, polvo de carb6n y otros materiales combustibles. La carga de combustible y la continuidad de los combusti bles en las edificaciones de procesamiento de minerales y car Mn, deben limitarse hasta el punto en que esto sea practico. Cuando sea po sible, los materiales de pi
elevada de materiales combustibles, tanto subterraneas como en la superficie, tales como las areas de almacenamiento de ma dera, los depositos de explosivos, las areas de almacenamiento de liquidos combustibles e intlamables y los talleres, pueden di sefiarse para reducir al minimo las posibles fuentes de ignicion. Las fuentes potenciales de ignicion, como las subestaciones de energia, los cargadores de bmerias y los motores electricos, pue den guardarse lejos de materiales combustibles ajenos.
Prevenci6n de Explosiones Mineria. EI metano y el palvo de carMn son los principales combustibles causantes de explosiones en las minas subterra neas de carMn. EI metano tambien puede estar presente en las minas no carbonfferas. 26 A pesar de los esfuerzos y medidas de seguridad que se llevan a cabo para reducir al maximo la gene racion de polvo de carbon en los procesos de mineria, es vir tualmente imposible evitar que exista la cantidad infima de polvo necesaria para propagar una explosion. Electricamente, una capa de palvo depositada en el suelo de tan solo 0,012 mm (0,05 pulgadas) de espesor, puede propagar una explosion; in cluso se necesita menos cantidad en presencia de metano. Sin embargo, cuando el polvo de carMn bituminoso se mezc1a ade cuadamente con un material inerte, como la piedra caliza pul verizada, la dolomita 0 el yeso (polvo de roca), la mezcla resultante no propagara la explosi6n.? Por 10 tanto, las regula ciones requieren que el comenido incombustible del polvo en las minas de carbon sea revisado frecuentemente y si es necesa rio, se realiee a eontinuaeion un rociado con polvo de roca para asegurar la incombustibilidad. El metano se trata de dos formas. EI metoda mas eomun eonsiste en diluirlo eon el aire de ventilacion y extraerlo fuera de la mina. Cuando existan concentraciones de metano inusual mente elevadas se praetica la "desgasificaeion" eon anterioridad ala explotacion.27, 28 Se realizan todo tipo de esfuerzos para eliminar las fuentes ajenas de ignicion del medio ambiente. En las minas de carMn se prohibe fumar y los equipos eleetricos que funcionan en zonas donde pueda existir metano deben ser "permisibles" 0 "in trinsecamente seguros". Los equipos "permisibles" son aquellos que han sido ensayados por el organismo federal competente y cuyo disefio, materiales de construccion e instalacion no provo caran un incendio 0 explosion en la mina. Es corriente el empleo de cerramientos a prueba de explosiones, de enehufes y reeep taculos de diseiio especial, de dispositivos automaticos de inte rrupcion de cireuitos y de limitadores de voltaje. Los equipos "intrinsecamente seguros" son aquellos que han sido ensayados por el organismo federal competente y que son incapaces de en cender una mezcla explosiva de gas. Se ha progresado bastante en la reduccion de chispas generadas por la friccion en el frente de corte del carbOn, mediante una menor veloeidad de giro de las brocas, nuevos disefios y nuevos materiales de brocas y pulve rizaciones de agua especialmente proyectadas.29•33 En las minas de carbon, deben estar permltidos los explosivos y estos deben utilizarse en estricto cumplimiento de las regulaciones especia les para explosiones. Cuando es posible realizar explosiones de polvo de sulfuro en minas de metal, hay disponibles agentes de voladura especiales antideflagrantes. 19 En las minas de carbOn y
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en las minas no carboniferas donde hay metano presente, tam bien debe estar permitido el uso de equipo de traccion diesel. Debido a la falta de unifonnidad geologica y a la variabili dad en la productividad de las minas, a la presion atmosferica y otros factores, la liberacion de metano en el aire de ventilacion no es uniforme desde ellugar de la explotacion. Ademas, puede producirse una mezc1a incompleta de metano y aire que puede formar bolsas 0 capas explosivas, aunque la concentracion pro medio de metano este por debajo del LEL. Por 10 tanto, no siem pre se puede confiar en que la dilucion y e1 drenaje del metano vayan a producir atrnosferas no explosivas. 8e han hecho gran des esfuerzos para establecer procedimientos seguros de venti lacion en las areas de trabajo activas de las minas de carbon, tanto en las explotaciones de tajo largo como en las de camara y pilar, para reducir la posibilidad de que se formen bolsas locali zadas de mezc1as explosivas de metano y aire. 34-36 Con frecuen cia, se realizan controles de la concentracion de metano con detectores portatiles y fijos de metano. 8i los niveles de metano alcanzan 0 superan un punto predeterminado, todos los equipos electricos deben apagarse.
Procesamiento de Minerales y Plantas de Preparacion de Carbon. En las plantas de procesamiento de minerales a cielo abierto tambien se presentan riesgos (micos de explosion, espe cialmente en las plantas de preparacion de carbon 0 en otras ins talaciones, por ejemplo, en plantas de cemento, donde comunmente el carbon es utilizado como combustible. Los pol vos de carbOn se controlan por medio de un disefio adecuado, el mantenimiento y operacion de los pulverizadores de carbon, los colectores y los sistemas de control. Puede utilizarse la inertiza cion con nitrogeno para eliminar oxigeno durante el traslado 0 almacenamiento. Cuando sea posible, el equipo que maneja e1 polvo de carbon debe ubicarse en el exterior. El manejo interno frecuente y especializado de polvos pasa jeros es de suma importancia. En areas donde puede estar pre sente el gas metano, como en titneles transportadores de carbon 0 silos, se instalan sistemas adecuados de ventilacion y deteccion. En las edificaciones con polvos combustibles 0 gases in flamables se instalan equipos el6ctricos clasificados como se guros 0 intrinsecamente seguros, similares a los que se encuentran en las minas subterraneas. Los cuartos de interrnp tores electricos y de control son presurizados para evitar la en trada de polvo 0 gas. La NFPA 68, Guia para ventilacion en caso de Deflagra ciones, y la NFPA 69, Norma sobre Sistemas de Prevencion de Explosiones, inc1uyen detalladamente los de explosiones de polvo y gas para instalaciones industriales.
Detecci6n y Advertencia Temprana del Fuego El tiempo transcurrido entre el inicio de un incendio y su detec cion es critico, teniendo en cuenta que los fuegos adquieren ma yores proporciones e intensidad con el tiempo. La deteccion y alarma temprana permiten iniciar un plan de emergencia en la mina (evacuacion, lucha contra incendios, etc.) cuando el fuego es todavia pequefio 0, idealmente, cuando se encuentra en una fase incipiente. Los dispositivos avanzados de deteccion y advertencia
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FIGURA 11.22.20 Instrumentos de detecci6n de incendios en una mina subterranea
que emplean analizadores sensibles al calor, a las llamas, al humo y al gas, proporcionan la respuesta mas rapida y fiable?7-41 Los sistemas t6rmicos de deteccion de incendios se instalan generalmente sobre cintas transportadoras, transmisiones por cinta, tensores y otros equipos sin vigilancia. En zonas localiza das de alto riesgo, tales como las areas de almacenamiento de 1l quidos inflamables y combustibles, en los puntos para reabastecimiento de combustible y en los taUeres de manteni miento, se utilizan dispositivos de deteccion de incendios de ac cion nipida. Los detectores opticos de llama, que captan la radiacion infrarroja 0 ultravioleta emitida por e1 fuego, han sido utilizados con bastante exito. Para cubrir grande~ superficies 0 incluso la mina completa, la deteccion de humo yo gas es la opcion que resulta mas ren table21 .42-S5 (Figura 11.=:2.20).Los instrumentos que muestrean las corrientes de aire de ventilaci6n son capaces de detectar un incremento de particulas 0 humo, de menos de un micro metro (Imm) de tamafio en concentraciones de solo Img/m3, y pueden distinguir entre el humo producido por el combustible diesel y un incendio. 48 Tambien hay disponibles instrumentos que pue den detectar pequefios aumentos en los gases de combustion. Por ejemplo, el monoxido de carbono (CO) puede detectarse con seguridad en concentraciones de tan solo 2 ppm (partes por mi Uon) con instrumentos de instalacion subterranea pernlanente. Los productos de deteccion de combustion tales como el humo, los productos termicos u opticos, se encuentran usual mente en los cuartos electricos, cuartos de control, cuartos de baterfas, tuneles inaccesibles y en los espacios ocultos que con tienen cables u otros sistemas electricos en las plantas de proce samiento a cielo abierto. Una vez que se ha detectado el fuego y alertado a los em pleados de la mina, hay que avisar a todos y cada uno de los mi neros. En algunos casos se utilizan tel6fonos y mensajeros, pero con frecuencia, los mincros estan muy alejados de los telefonos y demasiado dispersos para que estos medios puedan dar la ad vertencia a tiempo. En las minas de carbon, los medios mas co munes de advertencia son el corte de energia el6ctrica y/o la notificacion telefonica c. por medio de mensajeros. En las minas no carboniferas, el corte de energia no resulta eficaz porque hay
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muy poco equipo electrico. En las minas subterraneas no carbo niferas el metodo de comunicaci6n de emergencia mas comun es la advertencia por el 010r. 56 Los sistemas de comunicacion por radio frecuencia han sido usados con exito tanto en las minas de carbon como en las minas no carboniferas. 48 Los sistemas de ultra alta frecuencia utilizan una antena de transmision "alimentadora de fugas" la cual se instala en cualquier lugar donde se desee la recepcion de senales subterraneas. Los mineros utilizan "walkie-talkies" ata dos al cinturon 0 transmisores-receptores montados sobre el ve hiculo para una comunicacion por voz de dos vias. Los sistemas de ultra baja frecuencia usan una antena desplegada sobre la su perficie, que transmite senales a traves de la tierra hasta los re ceptores construidos dentro de las eajas de bateria de la lampara del casco del minero 0 a los receptores del tablero de instru mentos instalado sobre los equipos moviles. Estos sistemas per miten la transmision de mensajes en una direeeion, la eual aparece en las pantallas LCD. 57-59
Protecci6n contra Incendios Los tipos de equipos de supresion de ineendios mas utilizados en las minas subterraneas de carbon son los extintores portatiles ma nuales, generalmente de polvo quimieo seco multiproposito, los sistemas de mangueras y los roeiadores; y el polvo de Ioca ro ciado manualmente 0 mediante una maquina; y los generadores de espuma. En las minas subterraneas no carboniferas, el equipo de supresi6n de incendios incluye extintores portatiles manuales
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y lineas de mangueras de agua. Los sistemas de supresion de in eendios, manuales 0 automatlcos, se instalan eada vez mas en los equipos moviles, las areas de almacenamiento de liquidos com bustibles, las transmisiones de cintas transportadoras y en las ins talaeiones eleetricas. 16, 48, 56, 60, 61 (Figura 11.22.21). La supresion automatiea de incendios es especialmente importante para los equipos no atendidos, los equipos automatizados 0 de control re moto, cuando el personal no esta presente para detectar el fnego, para activar el sistema de supresion de incendios 0 para iniciar las operaciones de lucha contra lllcendios. Los requisitos de la proteccion contra incendios en minas subterraneas de carbon se encuentran en la NFPA 123, NOlma sobre Prevencion y Control ae Incendios en Minas Subterraneas de CarbOn Bituminoso. La NFPA 122, Norma sobre Prevencion y Control de Incendios en Minas Subterraneas de Metal y no Metales, se refiere a los requisitos para minas subterraneas de metales y no metales. Cuando un fuego afecta gran des superficies de carbon 0 madera en una mina subterranea, y las labores de lucha contra ineendio se complican debido al extenso derrumbamiento del techo, a la inestabilidad del ,istema de ventilacion y a las acu mulaciones de gas explosivo. las imicas altemativas eficaces son la inertizacion con nitrogeno, dioxido de carbono 0 con los pro ductos de combustion de un generador de gas inerte; la inunda ci6n con agua; y/o el sellamiento de todas las zonas de la mina62 • Todos los mineros que trabajan bajo tierra estan entrenados para manejar los equipos basicos de lucha contra ineendios. Sin em bargo, los fuegos muy desa:ToIlados solo pueden combatirse con brigadas contra incendiu altamente calificadas y con equi-
Cilindros de nitr6geno Tanque de productos quimicos secos Tanque de espuma de diafragma Cuadro de control Boquilla de productos quimicos secos Detector Cableado del detector Cabeza del rociador de espuma y agua Tuberia de distribuci6n balanceada Suministro de energia de emergencia Avisadores visuales y sonoros A los avisadores remotos Va.lvula neumatica de control principal Activador manual Controlador de relaci6n
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FIGURA 11.22.21 Sistema de supresi6n de incendios para areas subterraneas de reabastecimiento de diesel
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pos especiales. Para ayudar a estos equipos en la lucha contra in cendios muy desarrollados, las investigaciones se han dirigido hacia la viabilidad de los vehiculos de lucha contra incendio te leoperados a control remoto, los cuales son capaces de aeerearse a los incendios a muy corta distancia, para aplicar los agentes de supresi6n del fuego. En las minas a cielo abierto el principal riesgo de incendio se debe al equipo m6viL Por consiguiente, la mayoria de los equi pos de supresi6n a cielo abierto estan disefiados especificamente para obtener la maxima efectividad en los incendios de dicha ma quinaria. Generalmente, los equipos moviles cuentan con uno 0 mas extintores portatiles manuales. Para obtener proteccion adi cional pueden instalarse sistemas de supresion activados manual o automaticamente63, 68. Los requisitos de proteccion contra in cendios para estos equipos de mineria se incluyen en la NFPA 121, Norma sobre Proteccion contra Jncendios de Equipos de Mineria a Gelo Abierto Autopropulsados y Moviles. Con frecuencia las plantas de procesamiento de minerales y de preparaci6n de carbon necesitan proteccion con rociadores au tomaticos, los cuales estan apoyados por un sistema industrial contra incendio a base de agua adecuado y confiable. Para la res puesta manual se requieren hidrantes y boquillas de control. La necesidad de tenerproteccion se basa en la carga de combustible, la importancia de la produccion, la seguridad del personal y la rentabilidad y se determina por medio de un estudio de riesgos realizado por un ingeniero de proteccion contra incendios. Los ejemplos donde comunmente se instala proteccion con rociadores automaticos en los sitios de procesamiento de mine rales son: • Donde la construccion es combustible y los valores 0 la produccion dependen de la continuidad del servicio de ese sector • Dentro de los sistemas de cintas transportadoras de caucho encerrados 0 elevados • Sobre los sistemas hidniulicos y de lubricacion de aceite para los equipos rotativos (como trituradoras, molinos, ventiladores y compresores) • Sobre y/o dentro del equipo phistico FRP y los sistemas de conductos de extraccion • En areas donde hay esparcidos cables electricos debajo de los pisos, en tuneles 0 en cuartos de conmutadores especia lizados. (Una altemativa para la supresion a base de agua en estas areas puede ser los recubrimientos de cables resisten los sistemas de espuma 0 los sistemas de su tes al presion gaseosa.) • Sobre los transforrnadores importantes y de gran valor que utilizan aceite combustible aislante • Sobre las celdas plasticas de electrodeposicion y electro refinaci6n • Sobre los reactivos combustibles 0 inflamables y sobre los sistemas de bombeo de combustible • Sobre las unidades generadoras de energia que Henen com bustibles 0 aceites lubricantes combustibles • Dentm de las torres combustibles de enfriamiento para pro cesos quimicos • Dentro de las bodegas, los garajes de equipos moviles y las edificaciones de soporte importantes que estan ocupadas
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Los sistemas de agua a base de espuma pueden ser apro pi ados para ciertos especiales tales como las areas de al macenamiento de reactivos y combustibles. La NFPA 120, Norma sobre Plantas ae Preparacion de Carbon, contiene los requisitos de proteccion para las plantas de procesamiento de carbon. No existe un documento NFPA correspondiente, para las plantas de procesamiento de minerales no carboniferos y para las plantas metalurgicas.
Protecci6n de Explosiones Minas. Con ciertas limitaciones, algunas minas de carb6n eu ropeas utilizan la tecnniogia de supresion de explosiones en forma de barreras pasivas 0 detonantes. Las barreras pasivas consisten en filas de grandes cubetas que contienen agua 0 polvo de roca, las cuales estan suspendidas desde el techo a la entrada de una mina. En una explosion, el frente de presion que precede a la llama crea fuerzas debidas al viento que vierten el contenido de las cubetas. Los agentes supresores dispersos, extinguen la llama a medida que esta pasa a traves de la entrada protegida por el sistema de barrera. Las barreras detonadoras utilizan un dis positivo de activacion operado electricamente 0 de forma neu matica, el cual es disparado por el calor, la llama 0 la presion de la explosion liberando los agentes de supresion almacenados en contenedores presurizados. 69 71 Los dispositivos de supresi6n de ignicion, tambien han sido desarrollados para la ignicion de metano por inmersion en su punto de origen, usualmente sobre una maquina minera continua o un esquilador de tajo largo. Tipicamente estos sistemas con sisten en un detector optico de respuesta nipida. Apenas este ob serva una bola de fuego de tamafio e intensidad suficientes, el detector dispara la liberacion de un agente supresor. Los siste mas estan disenados para inundar completamente el area que rodea el tambor de corte (desde el techo hasta el piso, a todo 10 ancho de la habitacion), el cual es la fuente probable de ignicion.
Plantas de Procesamiento de Minerales y de Preparacion de Carbon a Cicio Abierto. Para protegerse contra las explosio nes perjudiciales causadas por los polvos combustibles 0 los va pores int1amables, el primer paso es la seguridad pas iva. EI disefio del sistema de manipulacion del polvo debe tener en cuenta la acumulacion potencial del polvo y la liberacion de pol vos pasajeros dentro del medio ambiente. Hay ejemplos de sistemas pasivos que utilizan equipos 10 suficientemente fuertes como para contener las fuerzas de una explosion y que emplean sistemas que estan a presiones negati vas para evitar el escape de los polvos. Los polvos transportados a presiones positivas dentro de los sistemas encerrados, pueden escaparse mas tacilmeme por las costuras y uniones de los con ductos y por las bolsas colectoras rotas. Otro sistema pasivo consiste en el uso de la inertizacion con nitr6geno para eliminar oxigeno, 10 que generalmente elimina la necesidad de tener otros sistemas activos de proteccion. Para complementar 0 reemplazar los sistemas pasivos, puede instalarse una proteceion fija de explosiones activas para reducir los efectos de una explosion antes que esta pueda causar danos. Cuando sea posible, e1 equipo y los sistemas de tuberias 0 conductos que conducen polvos 0 vapores deben localizarse en
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el exterior, para minimizar el dano potencial a las edificaciones o debido a las explosiones secundarias. Las edificaciones 0 ha bitaciones que contengan equipos 0, los depositos 0 los polvos, deben estar disenados para minimizar los danos por medio de la utilizacion de una construccion de limitaci6n de danos (DLC). La DLC cuenta con una combinacion de resistencia entre el muro y el muro debil, 0 con aberturas de ventilacion de los pa neles de emergencia. Por medio de un disei'io adecuado, bas ado en ensayos del polvo 0 del vapor, para determinar las caracte risticas de explosividad, tales como Kst y Kg., estos sistemas de aberturas de ventilacion en la pared pueden canalizar efectiva mente las fuerzas y limitar los danos estructurales. De manera similar, especialmente, cuando el equipo esta ubicado en el interior, este se disena usando una construcci6n de limitaci6n de danos, que combine la resistencia del recipiente 0 de la tuberia, con los paneles de las aberturas especiales de ven tilacion. Cuando el equipo localizado en el interior necesita ser ventilado, el sistema de aberturas de ventilaci6n es canalizado por medio de conductos resistentes a traves de los muros exte riores, para que descargue de manera segura las fuerzas y los materiales de combustion fuera del edificio. Cuando las aberturas de ventilacion son poco practicas 0 cuando ocurre una alta frecuencia de explosiones (como en los pulverizadores de carbon) 0, cuando estan expuestos procesos 0 equipos de gran valor, se utilizan sistemas de supresion de in cendios. Un sistema de supresi6n de explosiones funciona por medio de la deteccion de luz 0 de una presion en desarrollo, que luego inyecta nipidamente un polvo 0 gas dentro del recipiente. La incipiente explosion es suprimida y se reducen las presiones perjudiciales. Con frecuencia, tam bien se usan sistemas de blo queo para evitar que una explosion en un recipiente llegue a otro recipiente por medio de un tubo 0 conducto. Hay disponibles sistemas de bloqueo mecanicos y quimicos. Los dos funcionan con la deteccion de luz 0 presion. Un sistema quimico inyecta un gas 0 polvo similar al del sistema de supresion, bloqueando y su primiendo el frente de la llama en movimiento. Un sistema me canico cierra la vaivllla 0 la cornpuerta para obtener el mismo resultado final. La supresion de explosiones y los sistemas de bloqueo, asi como los sistemas de aberturas de ventilacion, comunmente se instalan en sistemas que manejan carbon, especialmente despues que el carbOn ha sido limpiado, secado y pulverizado. El control de metano en instalaciones que manejan carbon es similar a los metodos para minas subterraneas de carbon. La ventilacion y la deteccion son los medios principales de protec cion contra una formacion de gas la cual puede causar dallos si es encendida. La construccion de limitacion de daiios tambien es usada como protecci6n contra las explosiones perjudiciales de gas metano. Otros riesgos de explosion industriales, tales como aquellos que pueden ocurrir dentro de un calentador de elaboracion, un homo de secado, un tostador 0 una caldera que utiliza gas natu ral como combustible, son controlados por los controles de pro ceso, los sistemas de manejo de quemadores de combustible y por el entrenamiento del operador. Usualmente la proteccion fija de explosiones no se instala en este tipo de equipos debido a que no es economicamente rentable. Algunos tostadores de altas temperaturas y ca1cinadores de
zinc en plantas metalurgicas de refinacion tienen camisas de en friamiento por agua. La descarga involuntaria de agua sobre una cama de arena caliente 0 de metal derretido, ocasiona una ex plosi6n de vapor dentro del valioso equipo de produccion, cau sando danos significativos y la interrupcion de la produccion. Ademas de los procesos de contTol y el entrenamiento del ope rador, con frecuencia se instalan en estos recipientes, paneles 0 puertas de emergencia con:1berturas de ventilacion de alivio para las explosiones. Muchos detalles adicionales sobre los requisitos de protec cion y diseiio para las edificaciones y los equipos que manejan gases inflamables y polvos combustibles estan incluidos en la NFPA 68, Y la NFPA 69. Los requerimientos de proteccion para agentes explosivos y de voladura estan incluidos en la NFPA 495, C6digo de Materiales Explosivos.
Detenci6n de la Propagaci6n del Fuego Los medios para confinar 0 limitar la propagacion de un fuego en una mina subterranea, pueden ayudar a disminuir los riesgos que presenta la lucha contra incendios y a asegurar una evacua cion menos peligrosa. En las minas subterraneas de carbon, los aceites y las grasas deben almacenarse en contenedores cerrados y resistentes al fuego y las zonas de almacenamiento deben ser de construcci6n resistente al fuego. Las estaciones transforma doras, las estaciones de carga de baterias, las subestaciones, los compresores de aire, los talleres y otras instalaciones deben em plazarse en zonas resistentes al fuego. Los equipos electricos de satendidos deben montarse s0bre superficies incombustibles y deben estar alejados del carbon 0 deben protegerse con un sis tema de supresion de incendios. Los materiales de construccion de los tabiques y diques de c.erre, como la madera, la lona, las sierras, los clavos, los martillos, la escayola, el yeso, el cementa y el polvo de roca tienen que tener una disposicion inmediata para todas las secciones de trabajo. En minas subterraneas no carboniferas los aceites, las grasas y los combustibles diesel deben almacenarse en contenedores sellados hermeticamente en zonas resistentes al fuego y estar a distancias seguras de los pol vorines, las instalaciones electricas y las estaciones del pozo. En determinadas areas se requieren compuertas y puertas de control de ventilacion y puertas contra incendio para impedir la propa gacion del fuego, el humo y los gases toxiCOS. 72•74
Mantener la Seguridad del Personal de la Mina Durante una Emergencia por Incendio En un fuego subterraneo la principal preocupacion es la seguri dad del personal que se encuentra bajo tierra. La mayor amenaza la representan el hmno y los gases toxicos liberados por el fuego; por ello, el sistema de ventilacion de la mina y su relacion con las distintas zonas de trabajo, los fuegos potenciales, las vias de es cape principales y secundarias, las camaras de refugio, etc., son de vital importancia. Todos estos factores deben considerarse en los planes detallados de emergencia. A pesar del complejo com portamiento de los incendios de las minas, de la corriente de aire contaminada a traves del sistema de ventilacion y de las interac ciones entre un incendio y un sistema de ventilacion que ha sido
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alterado por cambios de corriente indueidos por el fuego, son nonnalmente demasiado complejos para entenderse y controlarse sin metodos analfticos especializados. El empleo de modelos por computador que simulan los sistemas de ventilacion dc la mina, pueden ser de gran ayuda para la comprension de estos procesos complejos, el desarrollo y optimizacion de los planes de emer gencia y para la determinacion de vias de escape. Los modelos avanzados que calculan los cambios de ventilaci6n debidos al fuego en la mina (fuerzas boyantes inducidas por el calor que provo can estrangulaciones, inversiones, etc.) y que pueden ras trear la distribuci6n y concentracion de los contaminantes son particulannente valiosos.48,7S-n Para asegurar una implementa cion sin contratiempos del plan de emergencia, los mineros reci ben un exhaustivo entrenamiento y anuahnente reciben un nuevo entrenamiento en procedimientos de emergencia. La realizaci6n frecuente de simulacros de incendio junto con la activacion del sistema de advertencia, refueIVltn el entrenamiento e identifican los puntos debiles del plan de emergencia. A pesar de los esfuerzos para evitar estas situaciones, a veces es neeesario que los mineros que est{m evacuando la mina transiten por areas contaminadas con humo y gases t6xicos. Estos productos de combusti6n presentan dos riesgos: (1) las at m6sferas t6xicas y (2) la alteraci6n de la visibilidad. Se requiere proteccion respiratoria adecuada para proteger a los min eros de los productos toxicos de combustion. En las minas de carb6n, se requieren aparatos de respiracion autonoma con una capacidad minima de una hora de oxigeno. 78-80 En las minas no carbonife ras, deben suministrarse aparatos autonomos de rescate con una hora de capacidad, los cuales convierten el mon6xido de car bono en anhidrido carbOnico. Las atmosferas toxicas son la principal causa de rnuerte en incendios ocurridos en minas. Sin embargo, las investigaciones recientes demuestran que la alteraci6n de la visibilidad debido a la acurnulaci6n de hurno en las rutas de escape, puede ser bas tantc significativa rnucho antes que la concentracion de los pro ductos de combustion sea altarnente toxica. Como resultado, los rnineros perdidos 0 desorientados por el humo pueden sucumbir ante la toxicidad de la atmosfera cuando han agotado su protec cion respiratoria, aunque hayan tenido las advertencias adecua das y el tiempo para escapar. Por esta razon, las vias de escape libres de humo y los simulacros de ineendio frecuentes y, el en trenamiento de evacuacion, son especialmente irnportantes para familiarizar a los mineros con las rntas de escape y los procedi rnientos de evacuacion. Para combatir mas a fondo las causas que desarrollan el problema de visibilidad por el humo, algunas minas han instalado cuerdas de salvamento en las vias de es cape. penniten a los mineros "sentir" el camino para atra vesar de manera segura las entradas llenas de humo.
Respuesta de Emergencia para Plantas de Procesamiento y Preparacion de Carbon a Cielo Abierto Los sitios de procesamiento de minerales usualmente estan muy alejados y rara vez tendnin un apoyo de respuesta oportuno ante una emergencia, por parte de las eomunidades locales, cuando se presenten incidentes por un incendio 0 una explosion. Los sitios mas grandes tienen equipos especializados de respuesta a emer
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gencias y cuentan con aparatos estrncturales de lucha contra in cendios y con equipos como camiones de bomberos. Los sitios mas pequefios pueden contar solamente con brigadas basicas contra ineendio 0 con organizaciones de emergencia de la planta. Los grandes camiones de transporte de agua de las minas, tienen con frecuencia boquillas monitor que se utilizan en los incendios elevados de las cintas transportadoras, incen dios de escobilla y en incidentes ocurridos en equipos remotos.
BIBLIOGRAFiA Referencias Citadas 1. Cassidy, S. M. (Ed.), Elements ofPractical Coal Mining, Society of Mining Engineers of the American Institute of Mining, Metal lurgical, and Petroleum Engineers, Inc., Port City Press, Balti more, MD, 1983. 2. U.S. Bureau of Mines, "Economic Engineering Analysis of U.S. Surface Coal Mines and Effective Land Reclamation," BuMines Contract Final Report S024 1049, 1975, Skelly and Loy, Engi neers-Consultants. 3. Martin, 1. W., et aI., Surjilce Mining Equipment, Martin Consul tants Inc., Golden, CO, 1982. 4. Kennedy, B. A. (Ed.), Surface Mining. 2nd ed., Society for Min ing, Metallurgy, and Exploration, Littleton, CO, 1990. 5. Hartman, H. L. (Ed.), SlvlE Mining Engineering Handbook. 2nd ed" Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Littleton, CO,1992. 6. Hustrilid, W. A., Underground Mining Methods Handbook, Soci ety of Mining Engineers of the American Institute of Mining, Metallurgieal, and Petroleum Engineers, Inc., Port City Press, Baltimore, MD, 1982. 7. MSHA, Mina Safety and Health Administration, Internet web
site: \'1ww.msha.gov.
8. Dia, J. M. (Ed.), "Report on the Sunshine Disaster of May 2, 1972," U.S. Department of Interior, Office of Hearings and Ap peals, Arlington, VA, Mar. 22, 1976. 9. Ahrens, M., The U.S. Fire Protection Overview Report, NFPA
Fire Analysis and Research Division, Quincy, MA, June 2001.
10. Bickel, K. L., "Analysis of Fires on Diesel-Powered Mina Equipment," Proceedings of the Bureau of Mines Technology Transfer Seminar, Diesels in Underground Mines, Infonnation Circular 9141, 1987, U.S. Bureau of Mines, pp. 9-17. II. Kuchta, J. M., Rowe, V. R., and Burgess, D. S., "Spontaneous Combustion Susceptibility of U.S. Coals," Report ofInvestiga tions 8474, 1980, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. 12. Smith, A. C., and Thompson, C. N., "Development and Applica tion of a Method for Predicting the Spontaneous Combustion Po tential of Bituminous Coals," Proceedings of the 24th International Conference of Safety in Mines Research Institutes, Makeevka State Research Institute for Safety in the Coal Indus try, Makeevka, Russia, 1991. 13. Ninteman, D. J., "Spontaneous Oxidation and Combustion of Sulfide Ores in Underground Mines," Infonnation Circular 8775, 1978, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. 14. Mitchell, D. W., and Burns, F. A., "Interpreting the State of a Mina Fire, 1979, U.S. Mina Safety and Health Administration Informational Report 103, Washington, DC. 15. Mitchell, D. W., Mina Fires, Maclean Hunter Publishing Co.., Chicago, IL, 1990. 16. Pomroy, W. H., and Johnson, G. A., "Improved Fire Protection for Underground Fuel Storage and Fuel Transfer Areas," Infor mation Circular 9032,1985, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. 17. Trevits, M. A., Finfinger, G. L., and Lascola, 1. C., "Evaluation of U.S. Coal Mina Emissions," Proceedings of the 5th U.S. Mina
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SECCION 11
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Sistemas de proteccion para c/ases de ocupaciones
Ventilation Symposium, Y. J. Wang, ed., Society for Mining and 39. Johnson, C. A., and Forshey, D. R., "In-Mina Tests of Min a Shaft Fire and Smoke Protection Systems, Information Circular Exploration of the American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers, Littleton, CO, 1991. 8788,1978, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. Nagy, J., "The Explosion Hazard in Mining," U.S. Mina Safety 40. Welsh, L. H., "Computerized, Remote Monitoring Systems for and Health Administration Informational Report 1119, 1981, Underground Coal Mines--Fires and Explosive Atmospheres," Washington, DC. Information Circular 8875.1982, U.S. Bureau of Mines, Wash ington, DC. Cybulski, W., Coal Dust Explosions and Their Suppression (translated from the Polish), National Teclmical Information Ser 41. Dobroski, H., Jr., and Com" R. S., "Distributed Temperature vice, Springfield, VA, 1975. Sensing for Underground Belt Lines," lvlina Health and Safety FM Global Loss Prevention Data Sheet 7-12, "Mining and Ore (Chapter 3), Society for Mining and Exploration of the American Processing Facilities," Factory Mutual Insurance Company, Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers, Lit Johnston, R.I., 2001. tleton, CO, 1992. U.S. Bureau of Mines. "Underground Metal and Nonmetal Mina 42. Hertzberg, M., and Litton, C. 0" "Multipoint Detection of Prod Fire Protection," Information Circular 8865, 1981, U.S. Bureau ucts of Combustion with Tllbe Bundles," BuMines R18171, of Mines, Washington, DC. 1976, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. Weiss. E. S., et al.. "Low Incendive Explosives for Sulfide Ore 43. Litton, C. D., "Guidelines :br Siting Product-of-Combustion Fire Blasting," Journal ofExplosives Engineers, Vol. 5, Jan.!Feb. Sensors in Underground Mines," Information Circular 8919, 1992. 1983, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. "Coal Mina Fire and Explosion Prevention," Information Circu 44. Litton, C. D., "Design Criteria for Rapid Pneumatic lar 8768,1978, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. Monitoring Systems," Information Circular 1983, U.S. Sapko, M. J., "Fire Resistance Test Method for Conveyor Belts," Bureau of Mines, Washingron, DC. Report ofJnvestigations 8521, 1981, U.S. Bureau of Mines, 45. Stevens. R. 8., "Mina Shaft Fire and Smoke Protection Sys Washington, DC. tems," FMC Corp.~BuMines Contract Final Report H0242016, Schenkel, W. C., "Flame Resistant Conveyor Belts Reinforced 1975, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. 46. Thomas, E. c., "A Pneumatic Sampling Fire Detection System with Kevlar for Underground Coal Mining," Proceedings of the International Conference on Fire Resistant Hose, Cables and in an Underground Haulageway," IEEE Transcript on Industry Belting, Plastics and Rubber Institute. London, 1986, pp. 1-17. Applications, Vol. IA-19, No.3, 1983. Thimons, E. D., Vinson, R. P., and Kissell, F. N., "Forecasting 47. "Metal Mina Fire Protection Research," Information Circular Methane Hazards in Metal and Nonmetal Mines," Report ofJn 8752, 1977, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. vestigations 8392, 1979, U.S. Bureau of Mines, Washington, 48. "Recent Developments in Metal and Nonmetal Mina Fire Protec DC. tion," Information Circular 9206, 1988, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. Hartman, H. L., Mutmansky, J. M., and Wang, Y. J., },;[ina Venti lation and Air Conditioning. John Wiley & Sons, New York, 49. Conti, R. S., and Litton, C. D., "Response of Underground Fire 1982. Sensors: An Evaluation," Report of Investigations 9412, 1992, U.S. Burcau of Mines, Wa;,hington, DC. Duel, M., and Kim, A. C., "Methane Control Research: Sum mary of Results, 1964-1980," U.S. Bureau of Mines Bulletin 50. Litton, C. D., Lazzara, C. P., and Perzak, F. 1., "Fire Detection 687,1988, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. for Conveyor Belts," Report of Investigations 9380, 1991, U.S. Agbde, R. 0., et ai., "Frictional Ignition Suppression by the Use Bureau of Mines, WashingtOn, DC. of Cutter Drum Mounted Sprays," Bituminous Coal Research 51. Morrow, G. S., and Litton, C. D., "In-Mina Evaluation of Smoke Detectors," Information Circular 9311,1992, U.S. Bureau of Inc. Contract Final Report J0395040, 1982, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. Mines, Washington, DC. Hanson, B. D., "Cutting Parameters the Ignition Poten 52. Pomroy, W. H., Griffin, R. E., and Ackerson, M. A., "Rapid Re tial of Conical Bits," BuMines RI 8820,1983, U.S. Bureau of sponse Pneumatic Fire Detection for Multilevel Metal Mines: System Design and In-Mina Testing," Report ofInvestigations Mines, Washington, DC. Roepke, W. W., and Hanson, B. D., "Bit Ignition Potential with 9305, 1990, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. 53. Burton, R. C., et aI., "Automatic Fire Detection Underground," Worn Carbide Tips," Technical Progress Report 121, 1983, U.S. Colliery Guardian, Vol. 235, No.5, 1987, pp. 166, 168. Bureau of Mines, Washington, DC. Courtney, W. G., "Frictional Ignition with Coal Mining Bits," In 54. Litton, C. D., "Fire Detectors in Underground Mines," Informa formation Circular 9251, 1990, U.S. Bureau of Mines, Washing tion Circular 8786, 1979, U.S. Bureau of Mines, Washington, ton, DC. DC. Watson, R. W., "Prevention of Frictional Ignition on Longwall 55. Pomroy, W. II., "Spontaneous Combustion Fire Detection for Deep Metal Mines," Report 9144, 1987, U.S. Bureau of Mines, Sections," Journal ofA1ines, A1etals and Fuels, Vol. 37, Nos. 6-7,1989, pp. 261-265. Minneapolis, MN. Cecala, A. B., Rajan, S. R., and Jankowski, R. A., "Cut Longwall 56. Pomroy, W. H., and Muldoon, T. L., "A New Stench Gas Fire Ignitions by Lowering Methane Concentrations Around Long Warning " Proceedings of the 1983 M<\PAO Annual wall Shearers," Coal Age, Vol. 91, No.8, 1986, pp. 66-67. General and Technical Sessions, Mines Accident Preven Cecala, A. B., Organiscak, L. A., and Jankowski R. A., "Improv tion Association ofOntario , North Bay, Ontario, Canada, 1983. 57. Hjelmstad, K. E., and Pomroy, W. H., "Novel Fire Warning ing Dust and Methane Control" Coal Mining, Vol. 24, No.1 0, 1987, pp. 51-52. System for Underground Mines," ldining Engineering, Vol. 42, Divers, E. E, and Volkwein, 1. C., "Guidelincs for Choosing Face No. I, 1990,pp. 107·-112. Ventilation Systems," Coal Mining, Vol. 24, No. 10, 1987, 58. Pomroy, W. H., and Hjelmstad, K. L., "Underground Mina Fire pp.46-59. Warning Alarm System," ,Mining Technology International, June Griflin, R. E., "In-Mina Evaluation of Underground Fire and 1991. Smoke Detectors," Information Circular 8808, 1979, U.S. Bu 59. Hjelmstad, K. E., and Pomroy, W. H., "Ultralow Frequency reau of Mines, Washington, DC. Electromagnetic Fire Warning Alarm System for Underground Kacmar, R. M., "Reliability of Computerized Mina-Monitoring Mines," Report ofInvestigations 9377, 1991. U.S. Bureau of Systems," Infornlation Circular 8882, 1982, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. 60. Grannes, S.G., Ackcrson, M. A., and Green, G. R., "Preventing Mines, Washington, DC. Automatic Fire Suppression Systems Failures on Underground
CAPiTULO 22
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70.
71.
72.
73.
74.
Mining Belt Conveyors," Information Circular 9264, 1990, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. Iohnson, G. A., "Automatic Fire Protection for Mobile Under ground Mining Equipment," Information Circular 8954, 1983, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. Ramaswatny, A., and Katiyar, P. S., "Experiences with Liquid Nitrogen in Combating Coal Fires Underground," Journal of Mines, Metals, and Fuels. VoL 36, No.9, 1988, pp. 415-424. Iohnson, G. A., and Forshey, D. R, "Automatic Fire Protection Systems for Large Haulage Vehicles," Information Circular 8683, 1975, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. Pomroy, W. H., Goodwin, N., and Lynch, E, "Economic Analy sis of Surface Mining Mobile Equipment Fire Protection Sys tems," Report ofInvestigations 8698, 1982, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. Pomroy, W. H., and Bickel, K. L., "Automatic Fire Protection Systems for Surface Mining Equipment," Information Circular 8832,1980, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. "Drag line Fire Protection," U.S. Bureau ofMines Technology News, 106, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC, 1981. Pomroy, W H., "Fire Protcction for Mobile Mining Equipment," Holmes Safety Association Bulletin. U.S. Mina Safety and Health Administration, Arlington, VA. (Part I, "An Introduction and Background to Mobile Equipment Fires," Oct. 1993; Part II, "Fire Suppression Systems for Rubber Tired and Tracked Vehi cles," Nov. 1993; Part III, "Fire Suppression Systems for Enclosed Surface Mining Machinery," Dec. 1993.) Pomroy, W H., "Automatic Fire Suppression for Mobile Mining Equipment," Stone Review, National Stone Association, Wash ington, DC, Feb. 1994. Hertzberg, M., et aI., "Inhibition and Extinction of Coal Dust and Methane Explosions," Report ofInvestigations 8708, 1982, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. Liebman, L, and Richmond, I. K., "Suppression of Coal Dust Explosions by Water Barriers in a Conveyor Belt Entry," Report ofInvestigations 8538, 1981, U.S. Bureau of Mines, Washing ton, DC. Liebman,!., et aI., "Extinguishing Agents for Mina Face Gas Ex plosions,'" Report ofInvestigations 8294, 1978, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. "Improved Fire Doors for Noncoal Underground Mines," Bureau ofMines Technology News, 188, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC, 1983. Bickel, K. L., and Pomroy, W fl., "Fire Doors for Noncoal Mines," Information Circular 9165, 1987, U.S. Bureau of Mines Washington, DC. Ng, D., and Lazzara, C. P., "Performance of Concrete Block and Steel Panel Stoppings in a Simulated Mina Fire," Fire Technol ogy, Vol. 26, No.1, 1990, pp. 51-76.
u.s.
•
Minerfa y procesamiento de minerales
11-227
75. Edwards, I. C., and Greuer, R E., "Real-Time Calculation of Product-of-Combustion Spread in a Multilevel Mina," Informa tion Circular 8901, 1982, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. 76. Chang, X., Laage, L. W., and Greuer, R E., "A User's Manual for MFIRE: A Computer Simulation Program for Mina Ventila tion and Fire Modeling," Information Circular 9245, 1990, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. 77. Greuer, R Eo, "Modeling the Movement of Smoke and the Effect of Ventilation Systems in Mina Shaft Fires," Fire Safety Journal, Vol. 9, No.1, 1985, pp. 81-88. 78. Watson, R. W, et aI., "Evaluation of the Safety of the CSE SR 100 Self-Contained Self-Rescuer," Report of Investigations 9333, 1991, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC. 79. Kovac, J. G., and Kravitz, J. H., "Person Wearable Self Contained Self-Rescuer (PW-SCSR)," Proceedings of Special ized Meeting ofInteroational Section ofISSA for the Prevention of Occupational Risks in the Mining Industry, ISSA-AISS Bul letin, No.7, 1990. 80. Kovac, I. G., Vaught, c., and Broich, M. I., Ir., "Probability of Making a Successful Escape While Wearing a Self-Contained Self-Rescuer-A Computer Simulation," Report of Investiga tions 9310,1990, U.S. Bureau of Mines, Washington, DC.
C6digos, normas y pra.cticas recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, normas y pnicticas recomendadas de la NFPA, proporcionara informacion adicional sobre los metodos y equipos de mineria discutidos en este capitulo. (Revise la ultima version del Catalogo de la NFPA para vcr las ediciones actuales de los sigu ientes documentos.) NFPA 10, Standardfor Portable Fire Extinguishers NFPA llA, Standardfor Medium- and High-Expansion Foam Systems NFPA 12A, Standard on Halon 1301 Fire Extinguishing Systems NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems NFPA 17, Standardfor Drv Chemical Extinguishing Systems NFPA 30, Flammable and Combustible Liquids Code NFPA 51, Standardfor the Design and Installation ofOxygen-Fuel Gas Systems for Welding, Cutting, and Allied Processes NFPA 5IB, Standardfor Fire Prevention During Welding. Cutting, and Other Hot Work NFPA 70, National Electrical Code® NFPA 120, Standardfor Coal Preparation Plants NFPA 121, Standard on Fire Protection for Self-Propelled and Mobile Surface Mining Equipment NFPA 122, Standardfor Fire Prevention and Control in Underground Metal and Nonmetal .·\fines NFPA 123, Standardfor Fire Prevention and Control in Underground Bituminous Coal Mines NFPA495, Explosive Materials Code
unque esta es 1a ultima Secci6n de este Manual, no es la menos importante. Los riesgos tratados en esta Secci6n incluyen ocupaciones y operaciones que se caracterizan por riesgos con una alta severidad y donde un accidente puede producir una alta mortalidad, como en los accidentes en aviones y en trenes. Aunque el transporte en carreteras y transpone urbano puede tener menor severidad, tiene indices de riesgo con altas frecuencias. Otra carac terfstica de los incidentes en el transporte es que la gran mayo ria de los accidentes ocurren en ;a carretera y no en los aeropuertos, en las tenninales 0 en los mueHes, es decir se presenta donde la respuesta y ayuda especializada es demorada y la mejor defensa es la experiencia, el conocimiento, el respeto por las leyes y el estado fisico y mental del conductor. E1 Capitulo 12.1 discute los riesgos y las nonnas relacionadas con vehiculos de transporre terrestre. El Capitulo 12.2 analiza las alternativas para el reemplazo de la gasolina y nuevos combustibles que disminuyen los danos al medio ambiente, bus cando la reducci6n del calen tamiento global. El Capitulo 123 trata de sistemas de transporte de guia 0 via fija que cada vez son mas populares en Latinoamerica. El Capitulo 12.4 introduce el tema de la seguridad contra incendios en la aviaci6n, con su prob1ematica y sus caracteristicas de alta severidad donde la pre venci6n, el diseiio y el estricto mantenimiento son importantes, pero donde hay tambicn que re conocer que las falIas humanas son la causa principal de los accidentes. EI Capitulo 12.5 presenta la problematica de los runeles vehiculares, con grandes acumulaciones de seres humanos, ries gosos contenidos y problemas de producci6n y manejo de humos. Los accidentes aereos que ocurren en un aeropuerto apuntan a unos pocos minutos como e1 tiempo de respuesta aceptable entre el momenta que se inicia el incidente hasta e1 momenlo donde lIegan los organism os de rescate. EI fuselaje de un avi6n, si esta intacto, puede resistir unos dos 0 tres minutos un incendio severo a su alrededor. E1 incidente puede ocurrir mientras el avi6n esta lIeno de pasajeros y eonectado a la tenninal, donde 1a unica via de evacuaci6n se gura es el puente de abordaje. Este puente de abordaje debe ser un espacio protegido, por 10 menos durante cinco minutos, a un incendio de gasolina de avi6n tipo piscina en la parte infe rior del puente, para as! pennitir la evacuaci6n del avi6n. La tenninal debe cumplir criterios ae evacuaci6n estrictos, de resistencia a1 fuego en su estructura y de supresi6n (NFPA requiere ro ciadores en toda 1a tenninal cuando el area de reuni6n de la misma tenga mas de 1,115 m 2). I a NFPA 415, Nonna Sobre Edificios de Tenninales Aereas, Drenajes para Combustibles en Ramra y Puentes de Abordaje (Standard on Airport Terminal BUildings, Fuel Ramp Drainage, and Loading Walkways) proveen infonnaci6n mas especifica. Los recientes incidentes en runeles vehiculares en Europa y Estados Unidos, han puesto es pecial enfasis en este tipo de incendios, por el potencial de numerosas perdidas de vidas y ia carga combustible involucrada. Condiciones de vientos y corrientes naturales contra las bocas del timel, la inclinaci6n del tune 1, el manejo de humos, las dificultades de los bomberos al en trar a un escenario totalmente desconocido y la evacuaci6n de los pasajeros, son varias de las variables que deben ser tenidas en cuenta durante la ejeeucion del Plan Maestro de Seguridad contra Incendios. La NFPA 502, Nonna Sobrc Tuneles Vehiculares, Puentes y Otras Autopistas de Acceso Limitado (Standardfor Road Tunnels, Bridges, and Other LimitedAccess Highways), junto con NFPA 130 y NFPA 520 provee infonnaci6n mas especifica. Muchos de los problemas de la protccci6n contra incendios en el transporte pueden analizarse eon los procedimientos contenidos en este Manual y en las Nonnas NFPA referenci adas. La correcci6n a muchas falencias quc tenemos en America Latina, que ya han sido men cionadas en las introducciones a las Secciones previas de este Manual, se pueden subsanar cen
A
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Jaime Moncada Perez, CEPI
12-2 SECCION 12 •
Seguridad contra incendios en el transporte
el desarrollo de un Plan Maestro de Protecci6n contra Incendios y la contrataci6n de una finna asesora experta en ingenieria de protecci6n contra incendios. TRADUCTORES Y REVISORES Esta Secci6n fue traducida M6nica Sabogal y revisada por el Ing. Seti Fernandez, CEPI y el Ing. Jaime Moncada-Perez, CEPI.
CONTENIDOS DE LA SECCION 12
Seguridad contra Incendios en el Transporte
Capitulo 12.1 Vehiculos Automotores Capitulo 12.2 Combustibles Alternativos para Vehiculos Capitulo 12.3 Sistemas Ferroviarios de
Pasajeros y de Guia Fija para Transporte
~~---~-
---
~
12-3 12-15
Capitulo 12.4 Aviaci6n Capitulo 12.5 Protecci6n contra Incendios
para TUneles Vehiculares
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Revisado por
Larry Strawhorn
on muchos los factores que influyen en la seguridad con tra incendios de un vehfculo automotor. Entre estos estan el disefio y la construcci6n del vehiculo; materiales con los que esta construido y los que porta el vehiculo, en especialla ta piceria, phistico, madera, combustible y los materiales peligrosos que transporta; el mantenimiento del vehiculo, incluyendo pro tecciones contra incendio durante sus reparaciones; operaci6n del vehiculo, incluyendo la prevenci6n de colisiones y otros acci dentes, tales como los que involucran materiales para fumar; y el estacionamiento en garajes 0 almacenamiento de vehiculos. El grado del riesgo de incendio depende del tipo de vehi culo, sea este un autom6vil de pasajeros, motocicleta, casa ro dante 0 cami6n cisterna; del uso de vehiculo: de placer, servicio comercial 0 de fuera de carretera; el c1ima y ambiente en el cual se utiliza; el modelo, la condici6n y mantenimiento del vehi culo; el material y la nonna de fabricaci6n con el cual fue cons truido, en especial los sistemas de combustible y electrico, el tipo de combustible que utiliza, ya sea gasolina, combustible diesel, propano, gas natural, 0 alcohol y la fonna como Se Ileva el combustible en el vehiculo. La investigaci6n de las causas de incendios de un vehiculo automotor basada en amilisis de colisiones individuales y en el conjunto de datos sobre accidentes y perdidas, indican la mag nitud del problema en un incendio de un vehiculo automotor y algunos factores ocasionales especificos en estos incendios. Cada afio, en los Estados Unidos suceden 6200 incendios de vehiculos en carreteras debido a colisiones y 12,7 millones de accidentes de vehiculos en carretera. Son abrurnadores los dafios serios por incendios vehiculares relacionados con una colisi6n, incendios que ocurren a una tasa aproximada de 1 por cada 1000 accidentes. Los tres quintos de las muertes por incendios de ve hiculos automotores provienen de episodios posteriores a una colisi6n. En el ano 2000, hubo un estimado de 325 000 incendios que involucraron vehiculos en carretera, causando 450 muertes y 1325 lesiones de personal civil. En la tabla 12.1.1 se presenta infonnaci6n sobre el problema de los incendios de los vehicu los en carretera en E.U.A. entre los anos 1980 y 2000.
S
NATURALEZA DE LOS
INCENDIOS DE VEHICULOS
AI igual que en otros incendios, para que se produzca incendio
Larry Strawhom es ingeniero de seguridad senior de la American Trucking Association en Alexandria, Virginia.
de vehiculos automotores se requiere la presencia de una sustan cia inflamable, una fuente de ignici6n y oxigeno. Generalmente todo vehiculo automotor funciona con un combustible inflama ble: gasolina, gasohol, combustible diesel u otro hidrocarburo. La tapiceria del vehiculo, los materiales aislantes y antiactlsticos, el aislamiento del cableado electrico y los elementos plasticos de la carrocer[a y del acabado interior, pueden alimentar el incendio de un vehiculo automotor. Los materiales llevados en 0 sobre ve hiculos automotores, como carga 0 abarrotes, especialmente en camiones, tambien pueden ser inflamables. Entre las fuentes de ignici6n se incluyen los corto-circuitos
TABLA 12.1.1 Problema de los incendios de los vehfculos en carreteras en E V.A.
Incendio de Civiles vehiculos Ano en carretera muertos 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
456000 453000 433000 435000 437000 437000 438000 451000 459000 415500 415000 406500 385500 402000 402000 386000 395000 377 000 358500 345000 325000
650 770 575 670 530 770 665 755 800 560 645 530 665 540 555 490 550 450 545 450 450
Civiles heridos 2850 2900 3250 3400 3250 3250 2850 2900 2750 2750 3025 2675 2750 2400 2325 2275 2075 1950 2050 1600 1325
Danos directos a la $462000000 $500000000 $525000 000 $591000 000 $630000000 $683000000 $673000000 $738000000 $798000000 $795000000 $825000000 $827000000 $834000000 $875000000 $961 000000 $1 013000 000 $1 117000000 $1 084000 000 $1 129000000 $1 149000000 $1187000000
Nota: Se incluyen como vehfculos de carretera cualquier vehfculo disefiado para operar normalmente en carreteras tales como autom6viles motocicletas buses camiones y remolques pero no casas prefabricadas en cimientos. Todos son estimados de perdida basados en datos anuales reportados al Estudio Nacional anual de Experiencia contra Incendios de la NFPA. Las cifras por daiios directos a la propiedad no han sido ajustadas por inflaci6n. Fuente: Division de Analisis e Investigaci6n de Incendios de la NFPA Agosto de 2001.
12-3
12-4
SECCION 12
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Seguridad contra incendios en el transporte
u otras fallas electricas que producen recalentamiento excesivo de los conductores 0 componentes electricos; chispas del sis tema de encendido del motor, componentes recalentados del tubo de escape, explosiones por mal reglaje del motor, recalen tamiento de los neumaticos, frenos y rodamientos; chispas ge neradas por fricci6n entre componentes metaIicos y el pavimento; y descuido en el usa de cigarrillos y otros articulos para fumar. Generalmente, el oxigeno en el ambiente es sufi-
ciente para incendiar un vehiculo auto motor. La Tabla 12.1.2 resume incendios de vehfculos de pasaje r08 de 1994 a 1998, segUn el area de origen. La Tabla 12.1.3 re sume incendios de vehiculos de carga segun el area de origen, entre 1994 y 1998. Mas detalles y analisis han side desarrolla dos por la Federal Motor Carrier Safety Administration (FMC SA) del U.S Departme.'1t ofTransportation (DOT). Las muertes y lesiones en un incendio de vehiculos automo-
TABLA 12.1.2 Incendios de vehfculos de pasajeros en carretera en E. u.A. por area de origen Promedio Anual de 1994 a 1998.
Area de origen
Incendios
Motor tren rodante 0 area de la rueda del vehiculo 201300 Area de pasajero 52050 Superficie exterior del vehiculo 8230 Area no clasificada del vehiculo 5630 Area de portaequipajes 0 trans porte de carga 5040 del vehiculo Area de control y operacion del vehiculo 4010 Tanque 0 linea de combustible del vehiculo 3940 Cerca 0 sobre una carretera 0 calle 3360 Area de origen no clasificada 2840 Dtra area conocida 8780 Total
295170
Civiles muertos
Civiles heridos
Dafios directos a la propiedad (en milliones)
(68,2%) (17,6%) (2,8%) (1,9%) (1,7%)
134 65 8 18 10
(40,5%) (19,6%) (2,3%) (5,6%) (3,1%)
756 274 38 31 49
(1,4%) (1,3%) (1,1%) (1,0%) (3,0%)
3 64 10 2 15
(0,9%) (19,5%) (3,2%) (0,7%) (4,7%)
19 127 17 11 81
(1,4%) (9,0%) (1,2%) (0,8%) (5,8%)
$13,7 $11,4 $9,8 $8,7 $32,5
(2,0%) (1,6%) (1,4%) (1,3%) (4,7%)
330 (100,0%)
1 403
(100,0%)
$692,6
(100,0%)
(100,0%)
(53,9%) $403,9 (19,5%) $170,2 (2,7%) $16,9 (2,2%) $14,7 (3,5%) $10,8
(58,3%) (24,6%) (2,4%) (2,1%) (1,6%)
Nota: Estos son incendios reportados por departamentos contra incendios municipales de E,U,A. y se excluyen incendios reportados unicamente por agencias federales 0 estatales. Las cifras se redondearon asi: para incendios al mas cercano a diez civiles muertos y heridos al mas cercano a uno y el dano directo a la propiedad al mas cercano a cien mil d6lares. Los calculos pueden no igualar a los totales debido los errores de redondeo. Las cifras de dana a la propiedad no tienen ajuste por inflaci6n. Los porcentajes se calcularon sobre estimaciones actuales asi dos cifras con las mismas estimaciones redondeadas pueden dar diferentes porcentajes. Los datos desconocidos han sido asignados proporcionalmente. Fuente: Tendencias y Patrones en los Incendios de Vehiculos en E.U.A, NFPA Divisi6n de Analisis e Investigaci6n de Incendios Agosto 2001, Estimados nacionales basad os en encuestas de la NFIRS y la NFPA.
a
TABLA 12.1.3 Incendios de vehfculos de transporte en carretera en E. u.A. por area de origen 1994-1998 promedio anual
Area de origen
Incendios
Civiles muertos
Civiles heridos
Dafios directos a la propiedad (en milliones)
Motor tren rodante 0 area de la rueda del vehiculo Area del pasajero Area de portaequipajes 0 transporte de carga del vehiculo Superficie exterior del vehiculo Area no clasificada del vehiculo Area de control y operacion del vehiculo Tanque 0 linea de combustible del vehiculo Carca 0 sobre una carretera 0 calle Dtra area conocida
22520 5150 3310
(60,7%) (13,9%) (8,9%)
27 16 7
(26,0%) (15,4%) (6,7%)
152 53 53
(44,2%) (15,4%) (15,3%)
$85,9 $30,1 $17,3
(46,9%) (16,5%) (9,5%)
1540 1150 880 690 360 1510
(4,2%) (3,1%) (2,4%) (1,8%) (1,0%) (4,1%)
2 9 2 29 8 3
(2,3%) (9,0%) (2,3%) (27,6%) (7,4%) (3,2%)
22 9 8 40 8 10
(6,4%) (2,7%) (2,2%) (8.7%) (2,3%) (3,0%)
$9,8 $6,6 $6,4 $11,8 $3,4 $11,7
(5,3%) (3,6%) (3,5%) (6,4%) (1,9%) (6,4%)
Total
37100
(100,0%)
104
(100,0%)
355
(100,0%)
$183,0 (100,0%)
Nota: Estos son incendios reportados por departamentos municipales contra incendios de E.U.A, y se excluyen incendios reportados unicamente por agencias federales 0 estatales. Las cifras se redondearon as!: para incendios al mas cercano a diez civiles muertos y heridos al mas cercano a uno y el dano directo a la propiedad al mas cercano a cien mil d6lares. Los calculos pueden no igualar a los totales debido a los errores de redondeo. Las cifras de dano a la propiedad no tienen ajuste por inflaci6n. Los porcentajes se calcularon sobre estimaciones actuales as! dos cifras con las mismas estimaciones redondeadas pueden dar diferentes porcentajes, Los datos desconocidos han sido asignados proporcionalmente. Fuente: Tendencias y Patrones en los incendios de vehiculos NFPA Divisi6n de Analisis e Investigaci6n de Incendios Agosto 2001. Estimados nacionales basados en encuestas de la NFIRS y la NFPA.
CAPiTULO 1
tores se pueden producir por la exposici6n directa al calor y por la inhalaci6n de los productos t6xicos de la combustion. En coH siones vehiculares de importancia, donde hubo involucrado, determinar con certeza si la muerte fue el resultado de la colisi6n o del incendio puede ser imposible. En algunos casos, la lesion es producida 0 agravada por la incapacidad de los ocupantes para salir del vehiculo en llamas (las puertas 0 asientos estan atascados por la colision 0 los ocupantes estan heridos 0 atontados). En los incendios de vehiculos automotores, los materiales peligrosos presentan un problema particular. La National Trans portation Sqfety Board (NTSB), la FMCSA y la NFPA, han lle vado a cabo un gran numero de investigaciones sobre este tipo de accidentes. Estas investigaciones condujeron a cambios en las regulaciones para recipientes de materiales peligrosos y otros aspectos del transporte de tales cargas. A pesar de estas precau ciones, en el transporte de materiales peligrosos ocurren incen dios y explosiones. La NTSB ha expedido informes investigativos sobre acci dentes en los cuales, luego de una colision, los materiales peli grosos explotaron 0 ardieron. (Estos y otros reportes de la NTSB estan disponibles en el National Technical Information Service, Springfield, Virginia, 22161). Como resultado de estas y otras investigaciones de colisiones en carretera, la NTSB ha hecho numerosas recomendaciones a la FMC SA, a la Research and Special Programs Administration (RSPA) del DOT y a otros or ganismos acerca de la modificacion y aplicacion de las regula clones de seguridad y de materiales peligrosos.
LA NFPA Y LAS NORMAS
RELACIONADAS CON VEHICULOS
AUTOMOTORES
Varias normas de la NFPA contienen requisitos para el trans porte de materiales peligrosos especificos en camiones. La NFPA 495, Codigo de Materiales Explosivos, pormenoriza las medidas de prevencion de incendios y explosiones relacionadas con el transporte de materiales explosivos, incluyendo las cali ficaciones del conductor, disefio del vehiculo, placas de identi ficacion, equipo de extinci6n de incendio y operacion del vehiculo. Este c6digo es ampliamente utilizado como base de las regulaciones estatales. La NFPA 385, Norma de Vehiculos Cisterna de Transporte de Liquidos Combustibles e Inflamables, y la NFPA 407, Norma para el aprovisionamiento de Combustible a Aeronaves, contie nen requisitos para el disefio y la construcci6n de los tanques de carga de vehiculos cisterna, del equipo auxiliary de operacion de los vehiculos cisterna. La NFPA 407 trata unicamente de los re quisltos especiales para los vehiculos cisterna y de trasiego desde hidrante, que aprovisionan de combustible a las aeronaves. La NFPA 58, C6digo del Gas Licuado de Petroleo, con tiene requisitos para e1 transporte de gases licuados de petroleo, incluyendo el transporte vehicular de recipientes portatiles, ve hfculos estacionamiento en garajes y aparcamiento de vehiculos utilizados para el transporte de Gas-LP. Adicional mente la NFPA 58 incluye los requisitos para instalar sistemas de Gas-LP en vehiculos que utili zan Gas-LP como combustible
•
Vehfculos Butomotores
12-5
automotor. Esto ha siao adoptado con propositos regulatorios por 47 de los estados de E.U.A y por el DOT para vehiculos del comercio interestatal. La NFPA 52, Codigo de Sistema.s de Combustible vehicu lar con Gas Natural Comprimido, (eNG por sus siglas en in gles), cubre el disefio e instalacion de sistemas de combustible vehicular con gas natural comprimido (eNG), en vehiculos de todos los tipos y su asociaci6n con sus sistemas de abasteci miento. La NFPA 57, Codigo de Sistemas de Combustible Vehi cular Con Gas Natural Licuado (LNG por sus siglas en Ingles), se aplica al disefio, instalacion, operacion y mantenimiento de los sistemas de combustible automotor en todo tipo de vehicu los y las instalaciones para su abastecimiento. La NFPA 58 cubre el parqueo y estacionamiento en garajes de los vehiculos de transporte de Gas LP. Otra norma, la NFPA 498, Norma de Refugios Seguros y Lotes de Intercambio para Vehiculos que Transportan Explosivos, incluye disposiciones re lacionadas con parqueo de camiones. Primordialmente referida a la proteccion contra incendio de la carga en un terminal, la NFPA 513, Norma de Terminales de Transporte de Carga, con tiene igualmente recomendaciones para parqueo de vehiculos en el terminal. EI parqueo de vehiculos de transporte de explosivos, es tema de la NFPA 49'5. Es ampliamente reconocida la dependencia del cuerpo de bomberos de los vehiculos automotores y es particularmente im portante que la construcci6n de los equipos contra incendio sea segura. La NFPA 1901, Norma de Equipos Automotores para combatir Incendios, y la NFPA 414, Norma de Vehiculos contra Incendios y Rescate de Aeronaves, detalla las pnicticas que se deben seguir en este tipo de aparatos. Los vehiculos de recreo pueden dividirse en cuatro catego nas: Remolques de viaJe, casas rodantes, remolques de camping y vehiculos de acampar. La NFPA 1192, Norma para Vehiculos de cubre los deta:1es de plomeria, calefaccion y sistemas electricos para estos cuatro tipos de vehiculos. Adicionalmente in cluye requisitos de seguridad personal y de egreso para estos mis mos vehiculos cuando ~e utilizan como habitaciones temporales. Esta norma exige un extintor portatil tipo 5B:C en cual qui era de estos vehfcuJos que lleve equipo que opere con com bustible. Igualmente e'l.ige un extintor portatil 10RC en cada vehiculo autopropulsaclo. Segun el Recreati( Inal Vehicle Institute ofAmerica (RVIA) , la NFPA 1192 ha sido adoptada por seis estados. Los vehiculos de recreo que se venden en estos estados, deben estar equipados con extintores portatilcs contra incendio. Otros 10 estados re quieren que los vehiculos de recreo vendidos en su territorio cumplan utilizando la NFPA 1192, aunque la norma no haya sido adoptada por ellos. Los requisitos de plomeria son desarrollados por el Comite A 119 del ANSI, del cualla Recreational Vehicle Industry Asso ciation ocupa la secretana. Estos requisitos se publican y distri buyen bajo un solo titulo como ANSI Al 19.21NFPA 1192 Y los distribuye ANSI, NFPA Y RVIA.
Diseno y Construcci6n de Protecciones Muchos de los elementos del interior de los vehiculos, tales como el tapizado, tableros, acabados, alfombrado y tapetes, son
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SECCION 12
•
Seguridad contra incendios en e/ transporte
inflamables. Si se presenta ignici6n y no es posible controlarla rapidamente y se puede destruir el vehiculo. En la carroceria de los grandes camiones y los remolques de transporte de mercancias se utiliza la madera para los pisos ya que soporta los esfuerzos torsionales, impactos y abrasion pro pi os de este tipo de aplicaci6n, y su reemplazo es relativamente econ6mico. La madera proporciona beneficios para la seguridad ya que se puede clavar in situ para bloquear y ajustar la carga a fm de evitar su desplazamiento. Ofrece adicionalmente un alto coeficiente de friccion para la operaci6n segura de montacargas y apoyo antideslizante para el personal que maneja la carga. La madera contrachapada se utiliza para revestir interior mente camiones y remolques tipo furg6n por la proteccion efec tiva que da a los demas componentes estructurales durante la carga 0 descarga y transporte de la mercancia. Tal como sucede con los pisos de madera, el reemplazo de secciones dafiadas es de relativo bajo costo. Esencialmente por las mismas razones, la madera contra chapada se utiliza para el piso de los buses, y no el metal que a torsion produce un ruido de "lata" de niveles no aceptables por los pasajeros. Los usos de madera no generan riesgos de incendio signi ficativos. En las formas en que se utiliza, es dificil de incendiar y quema lentamente. Disposiciones especificas de la Federal Motor Carrier Safety Regulations exigen que e1 piso este en buenas condiciones. Esta prohibido utilizar pisos impregnados con aceite 0 gasolina. En incidentes mayores, que involucran fuego, la madera puede ser un factor aportante, pero usualmente solo en inciden tes tan severos que sus consecuencias habrian cambiado tan poco si la madera no hubiera estado presente. Cuando se requiere cubrir la carga durante su transporte, en vehiculos no encerrados como camas bajas 0 sin techo, la utili zacion de lonas es el unico medio pnictico de proporcionar la proteccion necesaria. Usualmente no se les da tratamiento retar dante de llamas a estas lonas, pero el riesgo de incendio que re presentan es muy pequeno.
Tanques de Combustible Vehicular y sus Sistemas La ubicaci6n, construcci6n y seguridad de los tanques de com bustible son caracteristicas importantes de diseno para la segu ridad contra incendio de los automotores. Los tanques de combustible llquido, para la generalidad de carros de pasajeros, son de plastico 0 de acero de bajo calibre, de varias formas y di mensiones, dependiendo de las caracteristicas de la carroceria y del chasis. La amplia mayoria de carros, camiones y buses cons truidos en los E.D.A. tienen localizados los tanques de combus tible en la parte posterior del vehiculo, frecuentemente en una posici6n tal que no quedan completamente cubiertos por la ca rroceria. Por 10 tanto, en un incendio vehicular, el mayor riesgo de perdidas de vidas y propiedades, se presenta cuando el fuego es el resultado de una colision por la parte posterior. La Office ofMotor Carriers (hoy FMCSA por sus siglas en ingles), desarrollo regulaciones para el tanque de combustible aplicables a vehiculos comerciales que operan en el comercio in
terestatal 0 extranjero. Estas regulaciones son muy semejantes a las de los Underwriters Laboratories (UL). En 1973, se exten dieron los requisitos de los tanques de gasolina a los de com bustible dieseL Adicionalmente se exigi6 proteccion para las Ifneas de cruce de combustible diesel que estuvieran ubicadas por debajo del nivel del fondo del tanque 0 carter. Las regula ciones DOT incluyen requisitos para la construcci6n del tanque, su instalacion y para el cierre adecuado del tuba de lIenado. Los tanques deben pasar pruebas de caida, rotura, ventilacion y fuga. Los sistemas de venteo de seguridad requeridos, deben limitar la elevacion de la presion a 345 kPa (50 psig) en un ensayo espe cifico bajo fuego. Los tanques deben ser marc ados con el certificado del fa bricante que indique que cumplen las especificaciones DOT FMCSA para tanques de montaje lateral 0 no lateral, segnn sea apIicable. Se han realizado esfuerzos para obtener la aprobaci6n DOT de tanques plasticos para servicio en camiones. A pesar de cier tas ventajas que reivindican los fabricantes, no se han absuelto satisfactoriamente las dudas sobre la seguridad de estos tanques en la operacion de vehiculos comerciales. Los vehfculos que utilizan gas comprimido inflamable como combustible motor, deben estar equipados con sistemas de combustible construidos e instalados segun los requisitos aplicables de la NFPA 58 0 NFPA 52. Obviamente se requieren tanques apropiados para Gas Natural Licuado. Se debe dar mantenimiento a los sistemas de combustible para que no presenten fugas. Los tanques deben permanecer ta pados y las conexiones se deben revisar regularmente. Las co nexiones metalicas estan sujetas a fatiga por la vibracion inducida, y las Iineas flexibles se pueden deteriorar con el tiempo. El rozamiento, los cortes 0 la cercania a superficies ca lientes pueden igualmente daiiar las Iineas. En un sistema de ga solina, la inundaci6n del carburador, causada por mugre en la valvula del flotador, 0 por bombas electricas de combustible que no apagan, pueden hacer que la gasolina se derrame sobre una superficie caliente y se inicie el fuego. Estos problemas son en alguna forma menos criticos en los vehiculos con combustible dlesel, por su alto punto de inflama ci6n momentanea. Los motores diesel se disenan para operar a temperaturas mas altas para controlar las emisiones del escape. Esto a su vez conduce a que e I combustible en la !fnea de retorno este a mayores temperaturas, haciendo que el combustible sea mas propenso a la ignicion, si lIegara a fugar y entrar en con tacto con una superficie caliente.
PREVENCION DE
FUEGOS VEHICULARES
La prevencion de incendio en vehiculos automotores exige la atenci6n de todos los involucrados. Los disefiadores de los ve hiculos deben conocer los riesgos de incendio en sus productos. Las fuentes de calor y de ignicion se deben mantener tan aleja das como sea posible de los materiales inflamables. Se debe con siderar la vulnerabilidad de los componentes del sistema de combustible, particularmente su integridad basica, su ubicaci6n
CAPiTULO 1
alejada del perimetro del vehiculo y de las partes que se colap san y penetran en el vehiculo a causa de las colisiones y de los componentes potencialmente calientes del escape y electricos. Ejemplos de localizacion de riesgos se encontraron en los Ford Pinto de 1971 - 1976 y en los Mercury Bobcats de 1975 1976. El cuello de llenado de combustible de estos carros, se podia separar a causa de las colisiones por la parte posterior, ge nerando incendios. Los fabricantes llamaron a 1,4 millones de estos vehiculos para modificarles la longitud del cuello e insta larles una proteccion en el frente de los tanques de combustible. El trazado inadecuado de las Hneas de combustible, hacia el car burador, genero llamadas por la potencial ruptura e incendio dentro del alojamiento del motor. Ya que las fallas del sistema electrico pueden causar incen dios generadores de dafios en la propiedad, se debe prestar es pecial atencion al trazado de los cables, envejecimiento del aislamiento y modalidades de falla de los componentes. Para reducir las potenciales fugas de combustible durante cualquier colisi6n, se deberian eliminar de los recipientes de carga de combustible, de liquidos peligrosos y gaseosos, toda tuberia y conexiones extrafias. La tuberia requerida deberia ser disenada de tal manera que quede protegida durante un potencial dana por colisi6n. Se debe tener cuidado, durante la construccion del vem culo, que las lfneas de combustible y electricidad tengan el tra zado correcto y sus conexi ones queden aseguradas. Adicionalmente se deberia evitar que los componentes cortantes o punzantes queden ubicados cerca de los tanques de combusti ble 0 de carga peligrosa. La utilizacion de sopletes durante el proceso de reparacion, usualmente del sistema de escape y de las abolladuras, se cons tituye en uno de los mayores riesgos. Algunos elementos utili zados en las reparaciones vehiculares son particularmente inflamables, tales como la pintura, los solventes, los adhesivos y los trapos impregnados de aceite. Durante el mantenimiento y reconstrucci6n de vehiculos danados, se debe tener cuidado de asegurarse que tanto el sis tema de combustible como el e16ctrico no presenten riesgos que no tenia el vehicul0 original.
Sistemas Eh§ctricos del Vehiculo En los automotores, los circuitos de iluminaci6n y de accesorios usualmente son de 6 0 12 V, pero los sistemas de arranque tie nen alto voltaje y bajo amperaje. La seguridad contra incendio del sistema electrico del autom6vil cs en gran parte un asunto de una adecuada instalaci6n, fusibles y mantenimiento. Dentro de los puntos importantes de revision se inc1uyen: la ubicacion y proteccion ofrecida a la bateria; integridad de los cables y la pro teccion de los terrninales de la bateria; el aislamiento retardante de llama adecuado de todo el cableado; el uso de fusibles apro piados en los circuitos normales de iluminaeion y accesorios; el soporte apropiado, la ubicacion y seguridad de todo el cableado, con la protecci6n adecuada con bujes aislantes de caucho en los sltios donde el cable pasa a traves del metal; y un buen mante nimiento del sistema de encendido del motor. Los incendios electricos pueden ser alimentados por depo sitos de aceite dentro 0 en los alrededores del motor, 0 por ma
•
Vehfculos automotores
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teriales combustibles tales como los forros interiores en tela y el tapizado. En las colisiones 0 vueIcos se pueden presentar corto circuitos electricos que pueden encender vapores combustibles. Es deseable, particularmente en buses y camiones contar con un interruptor manual, aprobado, que desconecte la baterialgenera dor, de preferencia uno que incorpore detecci6n de cortocircui tos. Sin embargo, el uso de estos dispositivos en vehiculos, es poco fiecuente.
Diversos Riesgos Vehiculares La instalaci6n adecuada del sistema de escape es importante porque las superficies ;;alientes del sistema pueden inflamar los componentes combustibles cercanos. Los liquidos inflamables, la grasa 0 materiales similares expuestos, tales como aislamien tos del cableado electnco, pueden encenderse con las partfculas calientes de carbOn y los gases calientes deseargados por el es cape. Los convertidores cataHticos en el sistema de escape pue den causar incendios forestales si los automoviles se conducen sobre hierba 0 vegetaci6n seca. EI uso excesivo de los frenos del vehiculo puede generar un sobrecalentamiento tal que se genere fuego sin llama y algunas veces fuego. Se puede llegar a situacioncs similares si el ajuste es inadecuado y no permite la totalliberaci6n de los fienos. El problema del recalentamiento de los frenos se incre menta con el tamano y el peso brute del vehiculo. En descensos prolongados, y como control primario del vehiculo, el conduc tor debe depender del efecto de fieno del motor, limitando el uso de los frenos a la disminuci6n de velocidad en curvas cerradas o en las situaciones imprevistas, puntuales, de riesgo y para la detenei6n total. El maximo efecto de fieno del motor se logra unicamente en los engranajes de baja de la transmisi6n. En forma particular, en buses y camiones, es csencial que el con ductor cambie a relaclon baja al inicio del descenso, antes de que el vehiculo aleance una velocidad a la que cambiar la rela cion ya es imposible. En los camiones con motores a diesel, en espeeial en regiones montafiosas, se utilizan dispositivos de freno motor. En situaciones especiales se utilizan retardadores operados electrica 0 hidrimlicamente. Otro problema serio, generado por el excesivo uso de los fienos es la generacion de calor, hasta el punto de causar su inu tilizaeion. Cuando esto sucede, los fienos pierden su efectividad yes posible un accidente mayor, seguido 0 no de incendio. Si un neumatico instalado en pareja se desinfla 0 pierde gran parte de su presion, los repetidos estiramientos y recogi mientos puede causar sufieiente incremento del calor interno e incendiarse. Esta posibilidad existe igualmente si los neumaticos tienen exceso de carga y adieionalmente se agrava la situaci6n transitando a velocidad y temperatura ambiente altas. Ocasio nalmente el fuego resulta si en los neumaticos en pareja, estan muy cercanas entre s1, aJ punto de rozar 0 friccionarse mutua mente cuando el vehiculo esta en movimiento. Las disposiciones de la Federal Motor Carrier Safety Re gulations para todos los sistemas de calefacci6n utilizados en vehiculos en comercio interestatal han sido mejoradas. Los avances tecnologicos en calefaccion han ayudado en la reduc ci6n de tales incendios.
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SECCION 12
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Seguridad contra incendios en e/ transporte
Riesgos de Incendio en Vehiculos Especiales Cierto tipo de vehiculos especiales, tales como tractores agrico las, motocic1etas, vehiculos todo terreno, y otros, tienen proble mas especiales como resultado del poco espacio de componentes tales como el tanque de combustible y otras partes del sistema de combustible, el motor, el sistema de arranque y otros componentes electricos, y el escape, junto con una minima carroceria protectora, 10 que incrementa la vulnerabilidad de estos componentes, muy propicios al incendio. El cuidado necesario para evitar el derramamiento de com bustible y las chispas de la corriente estatica es especialmente importante durante el reabastecimiento de combustible en campo, desde tanques portatiles. Las boquillas de las estaciones de gasolina introdujeron un riesgo potencial de incendio cuando se abastecen motocic1etas y otros vehiculos con tanques de combustible pequefios. La pro fundi dad requerida para introducir la boquilla a fin de activar el control de recuperaci6n de vapores y permitir el flujo de com bustible es tan grande que no se puede lograr un efectivo rea bastecimiento utilizando los procedimientos normales. Ha llegado a ser necesario utilizar un dispositivo a manera de puente, para permitir la operaci6n de la boca del tuba de lle nado. De otra manera, el operador debe retraer el fuelle con una mana y con la otra, activar el gatillo de la boquilla para obtener combustible.
Utilizaci6n de Extintores de Incendios Los vehiculos comerciales que operan en comercio interestatal deben estar equipados con extintores de incendios a fin de cumplir con la Federal Motor Carrier Safety Regulations. Estas regula ciones proporcionan dos niveles minimos de protecci6n: Se re quiere de un extintor 5-B:C si la unidad de potencia no transporta materiales peligrosos en cantidad tal que requiera marcas 0 placas de identificaci6n en el vehiculo y un extintor lO-B:C si la unidad de potencia es utilizada para transportar materiales peligrosos. Muchos estados tienen requisitos similares para vehiculos comerciales, mediante la adopci6n de los requisitos aplicables de las regulaciones federales 0 de sus propias regulaciones. Al gunas leyes estatales exigen extintores adicionales 0 de mayor capacidad en vehiculos tanqueros que transporten liquidos in flamables 0 gases, combustibles liquidos 0 explosivos de la Clase A y/o Clase B. No hay requisitos legales que exijan llevar extintores en los carros particulares de pasajeros, furgonetas 0 camiones ligeros, aunque muchas personas los mantienen en furgonetas y casas rodantes. Como minimo, el propietario del vehiculo deberia considerar en adquirir un extintor portatil que pueda manejar fuegos Clase B (liquidos inflamables) y Clase C (Electricos). En el mercado existen extintores que utilizan agentes multiprop6 sito para ser utilizados tanto en fuegos Clase A (combustibles corrientes) como en Clase B y C. Cualquiera que equipe un ve hiculo con un extintor de incendios debe entender que la mejor oportunidad para su utilizaci6n exitosa esta relacionada con la reacci6n rapida en los inicios del incendio y de la utilizaci6n adecuada para evitar malgastar el agente y agotar prematura
mente el contenido del extintor. La NFPA 10, Norma de Extin tores de Incendio, Portatiles, provee informaci6n adicional sobre c1ases y utilizaci6n de extintores de incendio. La NFPA 512, Norma para la Proteccion contra Incendio de Camiones, hace referencia a los requisitos federales perti nentes para guiar a los propietarios de camiones quienes de otra forma no estarian sujetos a requisitos regulatorios.
Otros Riesgos de Incendio Durante la operaci6n del vehiculo, el conductor deberia estar alerta ante cualquier indicaci6n de incendio 0 riesgo de incendio, tales como olor a caliente, humos inusuales, 0 de fuga de com bustible 0 lubricante. Igualmente el conductor deberia revisar las condiciones que puedan crear suficiente incremento de calor y causar incendio, tales como fugas del escape y frenos que rozan. Llevar gasolina adicional en una lata es extremadamente peligroso debido a la posible acumulaci6n de vapores. El riesgo se incrementa si se utilizan recipientes de vidrio 0 plasticos, por que son mas propensos a romperse y a producir fugas. El que el conductor 0 los pasajeros fumen, representa un potencial de incendio si las chlspas, cenizas calientes 0 f6sforos, sin apagar completamente, caen sobre el tapizado u otros mate riales del interior. Estos fuegos se pueden extinguir con agua 0 con un agente adecuado para fuegos Clase A; se debe observar el area quemada a fin de que no que de rescoldo y eventualmente se reavive. En un accidente, el moto~ y todos los accesorios electricos de todos los vehiculos involucrados deben apagarse para mini mizar el peligro de fuego. En la noche, las luces de los faros se pueden dejar encendidas para proteger el area, pero las personas en las cercanias deberian estar alerta a indicios de cables reca lentados 0 fuego. Fumar y toda c1ase de llamas abiertas 0 luces deben apagarse, particularmente si se detecta fuga de combusti ble. Si se ha involucrado un remolque de viaje 0 casa rodante, se debe tener presente la posible presencia de gas licuado de pe tr6leo, por 10 que se deberia prohibir fumar, y mantener bien ale jadas del area las llamas abienas y luces. Cuando se presenta el incendio de un vehiculo, se deberian tomar las siguientes medidas. independientemente del tipo de vehiculo involucrado: 1 . Apague el motor y todos ios sistemas electricos que queden al alcance. 2. Saque a todos los que estan dentro del vehiculo en llamas y ubiquelos bien lejos, preteriblemente pendiente arriba y en contra del viento. El potencial de incendio justifica el ra pido traslado de las personas lesionadas de la escena de un accidente. 3. Llame al departamento de incendios utilizando el mejor medio disponible. 4. Intente combatir el incendio solamente si se puede hacer, sin arriesgar la seguridad de nadie. Los principios basicos que se deben observar cuando se intenta combatir el fuego de un vehiculo con un extintor por tatil, son:
CAPiTULO 1
1. Primero, yea el numeral 4, arriba. EI fuego deberfa ser com batido en la direcci6n del viento de tal forma que el viento, 8i 10 hay, ayude a transportar el agente extintor hacia el fuego y ayude a soplar el humo y la llama lejos de la per sona que intenta apagarlo. 2. EI extintor deberfa dirigirse a la base de las llamas. 3. S i hay escape de liquido inflamable, trabaje en direcci6n a la fuente de la fuga mientras apaga las llamas. El control final puede depender de la capacidad de apagar la fuga del combustible en su origen. 4. Si se esta quemando gas inflamable, permita que se queme hasta que se controle la fuente de la fuga. De 10 contrario, al apagar el fuego puede permitir la acumulaci6n del gas que ha escapado, con el probable incendio 0 explosi6n pos teriores. Si las llamas impactan un recipiente de gas infla mable, el recipiente se deberia enfriar para evitar un debilitamiento y posible ruptura inducidos por la llama 0 W} BLEVE (explosi6n de vapor en expansi6n de un liquido en ebullici6n) por sus siglas en Ingles. Si no hay disponibles chorros de manguera contra incendio, CORRA. vAYACE INMEDIATAMENTE. 5. Si no hay extintor disponible, lance1e al fuego arena 0 tie rra para controlar las llamas. 6. S i se detiene para ayudar en la escena de un vehiculo in cendiado, estaci6nese cuesta arriba, preferiblemente en contra del viento, y a una prudente distancia del vehfculo en llamas. 7. Despues de que se haya apagado el incendio, no opere el vehiculo hasta que todas las partes quemadas se hayan en friado y se haya corregido la causa del incendio. 8. Durante un fuego de origen electrico, lleve el interruptor de ignici6n y el de luces a la posici6n de apagado para tratar de cortar el flujo de corriente y permitir acelerar la extin ci6n. Si hay henamientas disponibles y se puede realizar en forma segura, desconecte la bateria. 9. Cuando se ataque un fuego debajo del capo del motor, tenga mucho cuidado al abrirlo para evitar lesiones en caso de una llamarada subita. 10. Inspeccione y recargue los extintores a la mayor brevedad. Las siguientes consideraciones especiales se aplican a incen dios y riesgos potenciales que involucran vehi.culos comerciales: 1. Cualquier situaci6n riesgosa deberfa ser evaluada para evi tar arriesgar vidas y malgastar el agente extintor. 2. Si una unidad combinada se ve involucrada en un incendio, se debe desconectar la unidad tractora y alejarla del vehiculo a una distancia segura si ello se puede realizar sin tiesgos. 3. Los conductores deb en estar alerta a situaciones de dificul tad de jatar, que puede ser indicativa de frenos muy ajusta dos y que se deberan reajustar antes de que se presente un incendio. 4. Los conductores deben revisar la presi6n y temperatura de los neumaticos cada 2 horas 0161 km (100 mi), 10 que su ceda primero, y en cualquier otra parada. Las regulaciones de la FMCSA requieren que se realice esta practica en ve hiculos con placas de identificaci6n para el transporte de mercancias peligrosas.
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Vehiculos automotores
12-9
5. Los conductores deben controlar frecuentemente a traves de los espejos retrovisores la presencia de senales de hurno y deb en detenerse e investigar cualquier humo detectado. 6. Un neurnatico caliente 0 bajo de presi6n deberia ser llevado lejos del vehiculo. Como alternativa, el conductor deberia permanecer con el vehiculo hasta que el neumatico este frio al tacto y luego realizar las reparaciones. Si se deja un vehi culo con un neurnatico caliente, eI neumatico puede estallar en llamas, destruyendo el vehiculo y su carga. Con el equipo adecuado para el cambio de neurnaticos y un par de guantes gruesos de cuero, un conductor puede retirar sin riesgos un neurnatico caliente que no ha estallado en llamas. 7. Debido a que e1 mcendio de un neurnatico es el resultado del incremento del calor interno, los extintores portatiles normalmente pueden controlar s610 llamas abiertas. Se re quiere del efecto enfriador de grandes cantidades de agua para extinguirlo. 8. Si se sospecha de un incendio dentro del una canoceria ce nada, indicada usualmente por el humo que se escapa alre dedor de las puertas, se deben mantener cerradas las puertas hasta que la ayuda del departamento de incendios este a la mano. Si se abren las puertas, el oxigeno que alimenta el fuego puede caw,ar una llamarada repentina. Mientras las puertas esten celTadas, el fuego se extingue unicamente por falta de oxigeno. Con el objeto de prevenir incendios de la carga, los trans portadores generalmente prohiben fumar durante el cargue y descargue, y asi ni las chispas ni las cenizas calientes se alojan en la carga y estallan ~n llamas mas tarde. Las regulaciones de la Federal Motor Carrier Safety Re gulations prohiben fumar durante el abastecimiento de com bustible; durante el cargue, descargue, 0 transporte de explosivos, liquidos inflamables, gases 0 s61idos, 0 material oxidante que requieran marcar 0 identificar con placas el vehi culo; y mientras conduzcan un tanque vehicular vacio cuyo ul timo contenido, liquido inflamable 0 gas, requirio marcas 0 placas de identificacion.
TANQUES DE CARGA (VEHICULOS CISTERNA) Los tanques de carga y las cisternas, son recipientes grandes, para el transporte de liquidos y gases a graneL Los tanques de carga son denominados algunas veces canotanques 0 cisternas. Cualquier persona que requiera transportar un material peligroso en un recipiente, debe determinar que el recipiente utilizado esta autorizado para dicha mercancia. Las especificaciones para tan ques de carga, cisternas y todos los empaques de materiales pe ligrosos, diferentes a los vagones cisterna estan en el CFR 49, Parte 178. El empaque autorizado esta establecido en el CFR 49, Parte 173 Y las regulaciones para el despachador, para un material en particular. se encuentran en las columnas 5(a) y (b) del CFR 49 172.101. Si un transportador surninistra un reci piente como tanque de carga, el despachador de todas maneras debe determinar que el tanque suministrado es adecuado para el material que se ofrece. El despachador debe examinar las placas
12-10
SECCI6N 12
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Seguridad contra incendios en el transporte
de especificaciones del fabricante en el tanque u obtener del transportador los papeles que certifiquen que el tanque es el ade cuado para cl material, segun cl CFR 49, Part 173.22. Los tanques de carga son los vehiculos de uso mas corriente para mover tanto liquidos combustibles, inflamables y corrosi vos, como gases comprimidos, tanto inflamables como no in flamables. Los materiales pcligrosos en polvo 0 en forma granular se transportan en vehfculos tipo to Iva, con sistema de descarga. Cuando estos materiales peligrosos se transportan en recipientes a granel, eomo tanques de carga y ocurre un acci dente, cl potencial de un desastre es alto. Para minimizar los riesgos involucrados en el transporte de materiales peligrosos y para reducir los riesgos en easo de que oeurra un accidente, el gobierno federal especifica los requisitos para la fabricaci6n, operacion, mantenimiento, inspeccion, en sayos y reparacion de tanques de carga. Las regulaciones del DOT para materiales peligrosos se aplican al eomercio tanto interestatal como intraestatal y las aplican las autoridades tanto estatales como federales. El DOT introdujo en forma paulatina nuevas regulaciones para tanques de carga, disefiadas para reducir los derrames y asegurar que los tanques sean construidos correctamente, mantenidos en condi ciones seguras, y reparados correctamente. Las nuevas regula ciones del tanque de carga estan estipuladas en el CFR 49, Parte 180. Adicionalmente, para mejorar las especificaciones de de terminados tanques de carga, las regulaciones les asignan nue vos numeros de especificacion, listados en la Tabla 12.1.4. Es probable que ocurran fugas en accidentes con 0 sin con tacto, que conducen a altos costos en terminos de lesiones perTABLA 12.1.4 Numero de especificaci6n para materiales peligrosos
Numero de especificaci6n actual MC-306 MC-307 MC-312 MC-331 Me-338
Numero de especificaci6n nuevo DOT-406 DOT-407 DOT-412 No cambia No cambia
Valvula de Disco de ruptura corte de - - - , salida
Protecci6n posterior
sonales y dafios a la propiedad. Un mantenimiento pobre y la desviacion de las especificaciones del tanque, son las principa les causas del escape no intencional de materiales peligrosos. Los peligros poteneiales para los bomberos que atienden tanques de earga que transportan materiales peligrosos son: I. Tanques de usos mUltiples que eontienen productos inade cuados para un recipiente especifieo 2. Recipientes de compartimientos multiples transportando materiales de mas de una c1ase de riesgo (corrosivo/infla mable/veneno/oxidante) 3. Controles de seguridad defectuosos 0 inexistentes 4. Escape de grandes cantidades de materiales peligrosos 5. Incremento en el potencial de incendios: necesidad de equipo extra para combatir fuegos y controlar derrames 6. Potencial de BLEVE 7. Rotulado y placas de identificaci6n incorrectos 0 perdidos en la parte externa del tanque de carga 8. Papeles de despaeho inexistente, incompleto 0 incorrecto. Las personas que reciben un reporte de una emergencia, ac tual 0 potencial, en el transporte de materiales peligrosos en una carretera, deberian obtener tanta informacion como sea posible sobre 10 siguiente: I. Ubicaci6n de la emergencia 2. Tipo de vehiculo(s) comcrcial(es) involucrados, tales como tanque de earga, cama baja, furgoneta, etc. 3. Clase(s) de material(es) peligroso(s) segun 10 indican los rotulos si son visibles, incluyendo los cuatro digitos del nu mero de identificacion, SJ es visible. 4. Si las guias de despacho estan disponibles, el nombre del despacho, clase(s) de riesgos, y nlimero(s) de identifica ci6n de los materiales peligrosos. 5. Naturaleza de la emergencia. l,Hay fuego? l,Hay fuga? l,Hay personas afectadas 0 heridas por los materiales peligrosos? 6. Nombre y direccion de la compaiiia camionera. 7. Otros vehiculos y/o propledad involucrada. 8. Condiciones atmosfericas y direccion del viento. 9. Tipo de area.
Anillo externo de refuerzo
Camara inferior de lavado
FIGURA 12.1.1 Los tanques de carga para materiales corrosivos deben estar equipados con una valvula interna de corte si se descargan par el fondo
CAPiTULO 1
Control remota de la valvula de corte
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Vehiculos automotores
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Cabeza hemiesfElrica Ventilaci6n
Ventilacion
Entrada de hombre, .,_.,---!----..,.,1""'!"l--LI---------LJ-- atornillada
Control remota de la valvula de corte
\
Valvula interna de corte
Nombre de la mercancia
FIGURA 12.1.2 Los tanques de carga para gases comprimidos deben estar equipados con valvulas intemas de corte en las bocas de descarga de liquido y vapor.
Ventilaci6n a 1 PSI MC307 25 PSI
Ventilaci6n a 1 PSI
MC306 3PSI
Placas de certificacion Placa de proposito multil
Placasde certificaci6n
Tanque: espec. convertible
Accesorios de descarga Tapon Tap6n
Placa de certificae Alivio de
Placa de prop6sito m
FIGURA 12.1.3 Perfiles de tanques de carga: Combinacion (Compartimientos Multiples) y Convertible (Compartimiento Unico) MC307
Placa de prop6sito multiple
FIGURA 12.1.4 Perfiles de tanques de carga de dos compartimientos
Man~uera puente de sumlnistro de aire al tomar fuerza
Lamina inclinada
Linea de purga
Entrada de hombre
Lamina inclinada
I-
Motor 0 motosoplador o compresor
--1:--
'-'f}='==~-I Vado' "
'
FIGURA 12.1.5 Perfil de un tanque para carga seca a granel utilizado para transporte de carga como nitrato de amonio, oxidante 0 so/idos corrosivos
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SECCION 12
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Seguridad contra incendios en el transporte
Chimenea
Boca de
inspecci6n
Valvula de muestreo
I
I
I I
I I I
I
: +-
Tubode descarga
Cabeza de la cubierta exterior
Tanque de combustible o tanque de limpieza para
---'''-''-'''----''''''''-''-- la bomba frontal independiente
FIGURA 12.1.6 Tanque de carga de asfalto, sin especificaci6n
'IT Furg6n de mercancia general
!{CW
;:J) Uquidos
~?~ Uquidos
Mezda de Iiquidos
Uquidos Sustancias fundidas
Mezclas de Ilquidos y secos
Uquidos
Corrosivos Producto Seco a granel
o
D
) Criogenicos
Gases licuados comprimid08
Remolque de tubos de gases comprimidos
FIGURA 12.1.7 Tabla representativa s61amente de las formas mas comunes de remolques de carretera
- - _....._ . _ -
CAPITULO 1
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Vehiculos automotores
12-13
Control remota de la valvula de corte Entrada de Proteccion en volcamientos Fecha de recalificaci6n
de certificacion
FIGURA 12.1.8 Gufa de inspecci6n de un tanque de carga (Me 306)
Al arribo a la escena del accidente, el personal a cargo de la emergencia deberia tomar tiempo para evaluar la situaci6n y hacer toda clase de esfuerzos para comprobar los tipo(s) de ma terial(es) peligroso(s) y embalaje involucrado(s). Se deberia aproximar a la escena en la misma direcci6n del viento. El per sonal a cargo debe evitar el contacto con los materiales derra mados 0 que fugan y que pueden penetrar los trajes u otras protecciones, causando la muerte 0 lesiones. Las figuras 12.1.1 a 12.1.6 muestran la construcci6n del tanque e indican las areas donde las fugas son mas probables. Todos estos diagramas deberian considerarse mas como guias que constantes. Las figuras 12.1.7 y 12.1.8 muestran las formas comunes de tanque y los puntos de inspeccion internos y exter nos. El personal a cargo de la respuesta en emergencias debe saber que para el despacho de productos quimicos se utilizan muchas variaciones de los remolques y que no se muestran aqui. Las guias sugeridas corresponden a los productos mas peligro sos que este tipo de remolques puede transportar. Las guias re comendadas deberian ser consideradas como el ultimo recurso si el producto no puede ser identificado por otro medio. Muchos tanques vehiculares contienen materiales peligrosos de uno 0 mas tipos. Estas unidades, que incluyen tanques agrico las nodriza, vehiculos cisternas, remolques y tanques ferroviarios, deben tratarse con igual respeto. Cada emergencia debe ser eva luada rapidamente y en forma individual, teniendo en cuenta la se guridad de cada persona en el escenario de la misma.
BIBLIOGRAFIA Referenda Citada I. Ahrens, M., "U.S. Vehicle Fire Trends and Patterns," Fire Analy sis and Research Division, National Fire Protection Association, Quincy, MA, Aug 2001. 2. Statistical Abstract ofthe United States 2000, U.S. Census Bu reau, Washington, DC, Dec. 2000.
C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los
c6digos, normas y pnicticas recomendadas de la NFPA surninistrara informacion adicional sobre las casas de hues pedes discutidas en estc capitulo. (Consulte la ultima version del CataI ogo de la NFPA para ver la disponibilidad de las ultimas cdiciones de los siguientes documentos.)
NFPA 10, Standardfor Portable Fire Extinguishers NFPA 52, Compressed. Vatural Gas (CNG) Vehicular Fuel Systems Code NFPA 57, Liquefied Natural Gas (LNG), 2001 edition NFPA 58, Liquefied Petroleum Gas Code NFPA 385, Standardfor Tank Vehicles for Flammable and Com bustible Liquids NFPA 407, Standardfor Aircraft Fuel Servicing NFPA 414, Standardfor Aircraft Rescue and Fire-Fighting Vehicles NFPA 495, Explosive Materials Code NFPA 498, Standardfor Safe Havens and Interchange Lots for Vehi cles Transporting Explosives NFPA 512, Standardfor Truck Fire Protection NFPA 513, Standardfor },,fotor Freight Terminals NFPA 1192, Standard on Recreational Vehicles NFPA 1901, Standardfor Automotive Fire Apparatus
Revisado por Carl H. Rivkin
l uso de combustibles altemativos para vehiculos se toma mas predominante. Las fuerzas que impulsan su uso estiin acrecentando la polucion del aire y la dependencia de los Estados Unidos respecto de regulaeiones Federales del petrol eo extranjero tales como el Acta de Politic a de Energia (en Ingles EPACT) de 1992 y las Enmiendas al Acta del Aire Limpio (en Ingles CAAA) de 1990 que fueron especfficamente disefiadas para incrementar la diniimica del publico en el uso de vehiculos de combustible altemativo para beneficiar el ambiente e incre mentar el uso de los recurs os naturales disponibles en Nortea merica. Desde 1992 hasta el 2000, hubo un incremento porcentual anual promedio del 6,9 por ciento en los vehiculos de combustible altemativo en uso en los Estados Unidos. En el 2000, se dice que fue estimado en 0,2 por eiento el total de ve hiculos a motor registrados en los Estados Unidos. 1 Este capi tulo debate varias areas, incluidas propiedades y peligros asociados con diferentes combustibles altemativos, estaciones surtidbras para vehiculos, disefios y operacion de componentes de vehiculos, emergencias y respuesta a incidentes con com bustibles altemativos y regulaciones federales que pueden im pactar el uso de los combustibles altemativos.
E
PANORAMA Definicion de Combustibles Alternativos En los Estados Unidos es comunmente usada una variedad de combustibles altemativos. Sin embargo, la revision de combus tiblcs altemativos en este capitulo estii limitada a gas natural comprimido (en Ingles CNG), gas naturallicuado (en Ingles LNG) y gas licuado del petrolco (en Ingles LP-Gas), cspecifi camente propano. EI aIcance esta limitado a estos tres combus tibles gaseosos dado que los peligros de los combustibles aitemativos, como los Iiquidos inflamables (alcohol y gasolina re-formulada) son mejor conocidos y generalmente aceptados. El hidr6geno puede adquirir identidad como un combustible al temativo mas importante tal como en aplicaciones para vehicu los y tecnologfa que continua en desarrollo. Los combustibles gaseosos han ganado popularidad recientemente y es necesaria
Carl H. Rivkin, P.E., es un ingeniero qulmico senior en la Division de Aplicaciones en Protecci6n e Ingenieria Quimica de NFPA. El es enlace del personal de NFPA en el Comite Tecnico sobre Sistemas de Com bustibles Altemativos Vehiculares.
mayor informacion sobre su uso como combustible de vehicu los a motor. Las Enmiendas al Acta del A ire Limpio (en Ingles CAAA) definen combustibles altemativos como metanol, etanol y otros alcoholes; gasolina re-formulada; diesel re-formulado (para ca miones solamente); gas natural; propano; hidrogeno 0 electrici dad. El Acta de Politic a de Energfa (en Ingles EPACT) inc1uye todos los combustibles listados bajo CAAA excepto para la ga solina y diesel re-formulados. EPACT tambien define otros combustibles altemativos, esto es, combustibles derivados de biomasa, combustibles liquidos derivados del carbon y mezc1as de alcohol con otros combustibles que conti enen al menos 85 por ciento de alcohol por volumen. 3
Usuarios de Combustible Alternativo Muchas entidades tales como flotas privadas estatales, federales y locales y el publico en general usan combustibles altemativos para potenciar sus vehfculos. Las flotas que usan combustibles altemativos pueden ser pequefias 0 grandes y estan tfpicamente ubicadas predominantemente en areas urban as. El Programa de Flotas Limpias establecido por CAAA es tablece que para 1998. las areas sin logros serios, severos yex tremos en ozono deben alcanzarlos con los combustibles altemativos para vehfculos. Esto aplica a flotas con 10 0 mas vehfculos capaces de ser centralizadamente reabastecidos de combustible y ubicados en un area con una poblacion de 250 000 habitantes 0 mas. La ley excluye emergencias, gran jas, construccion, renta, demostracion y talleres privados de vehfculos. 3 EPACT, que entra en efecto en 1992, ordena la compra de vehiculos de combustibles altemativos, con el proposito de re dueir la dependencia de Estados U nidos de las importaciones de petroleo. Las flotas federales y estatales, asi como las CDmpafiias del sector privado que producen combustibles altemativos, son requeridas para que adquieran vehiculos de este tipo de com bustibles en un porcentaje de sus adquisiciones anuales de vehf eulos. E8to puede ser un program a ejecutado por fases para flotas de cincuenta 0 mas vehiculos, con al menos veinte que pueden ser re-abastecidos centralizadamente y ubieados en un area con una poblacion de 250 000 habitantes 0 mayor. La ley puede ser extensiva para inc1uir a propietarios de flotas munici pales y privadas si la Agencia de Proteccion Ambiental de los Estados Unidos (en Ingles EPA) determina que los objetivos de la EPACT no pueden ser cumplidos.
12-15
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SECCION 12
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Seguridad contra incendios en eltransporte
PREVENCION DE DESCARGAS
NO INTENCIONALES V
PROGRAMAS REQUERIDOS DE
ADMINISTRACION DEL RIESGO
La Prevencion de Descargas Accidentales de CAAA de 1980, Titulo III, Seccion 112 R, ayuda a evitar descargas quimicas inadvertidas en localidades de almacenaje y a minimizar sus consecuencias. La Seccion 112 R del Titulo III de CAAA ex ceptua a las instalaciones de propano siguientes de desarrollar y someter planes de administraci6n del riesgo: • Instalaciones de propano donde este gas es almacenado para uso como combustible en la instalaci6n. • Instalaciones que almacenan 10 000 lb (4540 kg) de pro pano 0 menos. Instalaciones donde el propano es mantenido para venta y la instalacion misma es considerada como una instalacion al me nudeo (de la cual mas de la mitad del ingreso es obtenido de ventas directas a usuarios finales 0 aquella en que mas de la mitad del combustible vendi do, por volumen, es negociado a traves de un programa de intercambio de cilindros). Los requisitos del Titulo III, Secci6n 112 R, aplican a fuen tes existentes y estacionarias nuevas en exceso de las cantidades umbra!' La tista de substancias inflamables reguladas incluye metano y propano con cantidades umbral de almacenaje de 10000 Ib (4540 kg). El LNG esta compuesto del 95 al99 por ciento de metano; el Gas LP es predominantemente propano. Asumiendo grados automotrices comerciaies de LNG y Gas LP, las instalaciones que usan recipientes estacionarios con capaci dades mayores de 2780 galones (lO,5 m3) de LNG 0 2380 galo nes (9,0 m3) de Gas LP pueden ser requeridas para preparar un plan de administraci6n del La regIa no debiera impactar mas que estaciones de combustible GNG dado que el almace namiento esta normalmente por debajo de la cantidad umbral de almacenaje. EI gas natural de una linea de distribucion es usual mente comprimido en la instalacion, de modo que normalmente no es necesario almacenar cantidades. El programa de administracion del riesgo y su implemen tacion consta de tres componentes: (I) un analisis del riesgo, (2) un programa para evitar descargas accidentales, y (3) un pro grama de respuesta a emergencias. Un Plan de Administracion del Riesgo debe estar sometido a la agencia de implementaci6n, al Comite de Planeamiento de la Emergencia Estatal, al ComittS de Planeaci6n de la Emergencia Local y a la Junta de Seguridad Quimica e Investigacion del Peligro. Los tres elementos del pro grama de administracion del riesgo deben ser resumidos en un Plan de Administracion del Riesgo y sometido a las organiza ciones citadas anteriormente. El informe debe ser revisado cada cinco allos. Risk Management Program Guidance For Propane Storage Facilities (40 CFR Parte 68) esta disponible de EPA para asistir a las instalaciones reguJadas en el cumplimiento del programa de administracion del riesgo. 6
Analisis del Peligro La valoraci6n del peligro es una determinacion del peor caso de
escenario de descarga, identificacion de otras descargas signifi cativas mas probables de propano 0 LNG, un analisis de las con secuencias fuera del sitio y un historial de las descargas no intencionales de propano 0 LNG. Bajo 40 CFR 112 R, los peo res casos de descarga estan determinados por suponer que en una descarga instantanea, todos los sistemas de mitigacion fa llano Otras descargas accidemales mas probables pueden incluir falla de mangueras de transferencia, valvula con flujo excesivo, controles de parada de emergencia, tuberia y otras fallas signi ficativas del equipo. La regIa tam bien establece que consecuen cias deben ser determinadas de la tasa y cantidad de la substancia perdida en el aire" la duracion del evento, la distan cia a exposiciones tales como residencias de una 0 multiples fa milias, la poblacion dentm de esas distancias y el potencial de dana ambientaL El propietario u operador deben mantener un historial de cinco afios que incluya informacion tal como la fecha y tiempo de la descarga y su cantidad y duracion.
Programa para Prevenir Descargas No Intencionales de Propano El programa de prevencion mtenta evaluar los peligros poten ciales presentes en una estaclon de almacenamiento y surtido y encontrar la mejor manera de controlarlos. El programa consta de un sistema de administracion, analisis de los peligros del pro ceso, informacion de seguridad del proceso, procedimientos es tandar de operacion, entrenamiento, mantenimiento, revisiones de pre-arranque, administraclon del cambio, auditorias de segu ridad e investigaciones del incidente. La regIa establece que el analisis del peligro del proceso debe ser conducido por el uso de metodologias cualitativas 0 cuantitativas tales como que sucederia si, analisis del arbol de fallas, estudios de los peligros operacionales (HAZOP) u otras practicas aceptadas. El metodo de analisis del peligro debiera dirigirse a los peligros del proceso; identificacion previa de in cidentes que impactan las exposiciones fuera del sitio; ingenie ria y controles administrativos; prediccion de las consecuencias del control 0 fallas humanas e incubacion de la fuente estacio naria y evaluacion cualitativa de los posibles efectos sobre la se guridad y la salud si los controles fallan.
Programa de Respuesta a Emergencia De particular importancia para el personal de respuesta a la emergencia es la regIa que requiere al propietario u operador de una estacion de combustible de LNG 0 Gas LP establecer e im plementar un programa de respuesta a emergencia para enfren tar a y mitigar descargas no intencionales. La respuesta de emergencia debe incluir informacion sobre rutas de evacuacion, instrucciones a los empleados, descripciones de las metodolo gias de respuesta y mitigacion en la estacion de combustible y procedimientos para informar al publico y a las agencias de res puesta a la emergencia de una descarga. La regIa establece que procedimientos deben ser estable cidos para la prueba, mantenimiento y uso de equipo de res puesta. Adicionalmente, el propietario u operador es responsable por el entrenamlento de los empleados en procedi mientos de respuesta de emergencia y la documentacion de
CAPiTULO 2
todas las actividades de entrenamiento. La regia establece que entrenamiento 0 ejercicios senin eonducidos y doeumentados pero no especifica la freeuencia de estos entrenamientos. Sin embargo, otras regulaeiones, tales como aquellas promulgadas por OSHA, establecen la frecuencia requerida de los entrena mientos de emergencia. El programa de respuesta a la emergencia requiere instal a ciones de almacenaje de LNG 0 Gas LP para documentar los primeros auxilios y procedimientos de tratamiento medico de emergeneia necesarios para tratar personas expuestas. EI plan de respuesta a la emergencia debe eoordinarse con otros planes de respuesta locales desarrollados por el Local Emergency Plan ning Comire (en Ingles LEPC) u otras agencias de respuesta de emergencia locales.
ANALISIS DE LAS PROPIEDADES
QUIMICAS V FISICAS V PELIGROS DE
LOS COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS
Cuando un vehiculo esta siendo tanqueado 0 reparado, la des carga desde este hacia la instalacion de surtido 0 reparacion es un escenario razonable que requiere consideracion de los bom beros. E1 impacto de descargas potenciales puede ser analizado usando modelos de dispersion por eomputador que predicen donde podria ocurrir el maximo nivel de concentracion en el suelo para un escenario de descarga especifica. Los modelos (de los cuales hay muchas variaciones) pueden predecir concentra ciones a otras distancias distintas de aquella a la cual podria ocurrir la maxima coneentracion. Un analisis sensitivo podria ser realizado para mostrar eua1 parametro (s) podria contribuir mas a los impactos de descarga ypotencialmente que es 10 mejor para reducir los impactos de una descarga.
Propiedades Quimicas y Fisicas Las propiedades de cada combustible requieren consideraei6n de la determinacion de su peligro potencial. Si el peligro se torna "real" depende de varias condiciones tiempo-dependientes, el disefio del sistema de combustible y la calidad de la fabricaci6n e instalaci6n del sistema de combustible. Esto es debido a las propiedades y peligros de los materiales, si la descarga oeurre dentro 0 fuera de un edificio y el escenario de la descarga. Este capitulo debate las relaciones entre propiedades identificadas y peJigros del CNG, LNG y Gas LP. Gas Natural Comprimido. La mezc1a y dispersi6n de gases de pende de las velocidades de descarga, densidad del vapor, ca racteristicas de difusion del gas y condiciones y ubicaci6n de la descarga. Puede esperarse que el CNG se disperse facilmente, se mezcle y forme rapidamente mezclas combustibles. Bajo con diciones de no confinamiento, las mezclas de gas metano se di luyen nipidamente a concentraciones por debajo del limite inferior de inflamabilidad. En contraste, la habilidad para formar nipidamente mezclas combustibles genera una situacion peli grosa si hay fugas de combustible en areas confinadas sin ven tilacion significativa.
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Combustibles alternativos para vehiculos
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Gas Natural Licuado. El LNG es gas natura11icuado por refri geraci6n criogenica y almacenado a una temperatura de -260° F (-162° C). La nube de vapor sobre una piscina de LNG descar gada es bastante dificil de incendiarse. Sin embargo, la muy baja temperatura del LNG causa normalmente metano flotante que se volumenes de vuelve mas pesado qUe el aire creando metano inflamable-en mezc1a con el aire que pueden propagarse significativamente ma~ alla del area del vertimiento iniciaL La posibilidad de ignici6n incrementa y un gran volumen potencial de mezcla de gas combustible constituye un riesgo mayor de se guridad en vertimientos substanciales de LNG. 7 Cuando el LNG vaporiza, las nubes de vapor de gas comienzan a calentarse y en tran en equilibrio termlco con la atmosfera. El LNG y el CNG estan primariamente cc)mpuestos de gas natural; sin embargo, antes de la licuefaccion del LNG, constituyentes tales como el dioxido de carbona, agJa, sulfuro de hidrogeno, el odorizador y trazas de oxidos de metal son removidos porque elIos se solidi fican a las temperatura:> de almacenaje del LNG. s Gas LP. Una comparaci6n de seguridad relativa a los tres com bustibles altemativos debatidos aquf encuentra que el rango del Gas LP parece ser similar al de la gasoiina. 4 Esto puede ser atri buido a que los vapores del Gas LP son mas pesados que el aire y no se dispersan tan facilmente como los de otros combustibles altemativos. El gas natural grado automotor contiene 95 a 99 por ciento de metano y una mezcla de varios otros gases. 8 EI metano es e1 hidrocarburo simple, lOn una molecula de carbOn enlazada a cuatro moleculas de hldrogeno. Otros hidrocarburos presentes inc1uyen etano, propano y butano, en adici6n a cantidades de trazas de oxidos de metal, nitrogeno, dioxido de carbono, agua, helio y sulfuro de hidrogeno. El Gas LP puede ser butano, propano 0 una mezcla de ambos. Sin embargo, el Gas LP usado como un combustible alternativo esta compuesto de propano comerciaL El propano comereial no es puro, puesto que contiene varios porcentajes de butano, etano, eti leno, propileno, isobutano y butileno. El propano es una cadena directa de hidrocarburo~ saturados compuestos de tres atomos de carbona y ocho atomos de hidrogeno. El propano es un gas a tem peratura ambiental, pero es liquido cuando se Ie almacena bajo una presion igual a su presi6n de vapor.
Peligros de Incendio La necesidad de entender los peligros de incendio asociados con el CNG, LNG YGas LP crece en la medida en que se incrementa el numero de vehicu10& de combustibles altemativos. Por ejem plo, el personal de respuesta a la emergencia necesita reconocer que estos combustible~ presentan peligros de incendio signifi cativamente diferente& a los combustibles tradicionales tales como la gasolina y el diesel. La Tabla 14.2.1 resume las propiedades qufmicas, fisicas y de peligros de incendio de los tres combustibles alternativos. El CNG y LNG tienen peJigros de incendio similares dado que las propiedades de alguno& gases naturales no cambian entre los dos diferentes estados fisicos. Los timites de inflamabilidad y tem peratura de auto-ignicion del gas natural son las mismas en los dos estados fisicos de almaeenaje del CNG y el LNG. Su rango
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Seguridad contra incendios en el transporte
TABLA 12.2.1 Propiedades seleccionadas de los combustibles alternativos
Peso molecular
CNG
LNG
16,04
16,04
Gas LP 44,1
2 -423,5°F (-253°C)
Punto de ebullici6n a presi6n atmosferica
-258,68°F (-162°C) -258,68°F (-162°C)
-43,73°F (-42°C)
Presi6n de almacenaje
2500-3600 psig
(17235-24818 kPa)
10-50 psig
(70-345 kPa)
127 psig at 70°F (876 kPa at 21°C)
Estado del almacenaje
Gas comprimido
Fluido criogenico
Gas licuado comprimido
Gas comprimido 0 fluido criogenico
1,50 a 68°F (20°C)
0,07 a 68°F (20°C)
2,15-9,60
4,0-75,0
Densidad de vapor (aire:= 1) Rango de inflamabilidad en aire
%
0,65 at 68°F (20°C) 0,65 a 68°F (20°C)
de
Energia minima para ignici6n en aire (mJ) Temperatura de auto-ignicion Calor neto de combustion
5,3-15
5,3-15
0,29
0,25
1003°F (539°C)
1003°F (539°C)
920-1120°F (493-604°C)
1084°F (584°C)
23 000-34 000
Btu/gal
(91 635-135 320
J/m3)
75 000 Btu/gal
(298 500 J/m 3)
91 502 Btu/gal (364 178 J/m3)
51 600-61 050 Btu/lb (205 368-242 979 J/m 3)
de inflamabilidad es estrecho y su temperatura de auto-ignici6n es alta. El Gas LP produce una mezcla inflamable en aire a con centraciones tan bajas como las del gas natural pero tiene un rango estrecho de inflamabilidad. Peligros de Incendio del Gas Natural Comprimido. El gas na tural, el cual tiene una densidad de vapor de menos de 1, tiende a elevarse en condiciones ambientales. Esta es una propiedad im portante del gas natural a considerar dado que la densidad del vapor varia bajo diferentes temperaturas. Sin embargo, dado el extremadamente bajo punto de ebullici6n del gas natural, la den sidad del vapor puede ser menor que la del aire en la mayoria de las condiciones. La descarga de CNG a la atm6sfera a tempera tufas y presi6n normales, nipidamente se eleva y dispersa en el aire. Los vehfculos surtidos con CNG proveen un alto grado de seguridad si ocurre una descarga en exteriores dado que el me tano comprimido se difunde nipidamente en ubicaciones no con finadas. Si opera la valvula de alivio de un recipiente 0 se rompe la linea de tuberia del combustible, la duracion de la descarga esta limitada porque el gas descarga a altas presiones. Cuando el CNG ventea desde un dispositivo de alivio 0 tu beria abierta, el forma un chorro de gas que "sopla" dentro de la atm6sfera en direccion de la cara del orificio, arrastrando aire y mezclimdose con e1. Si el CNG encuentra una fuente dc ignicion, puede formarse un chorro de llama de considerable longitud. Los chorros de llama poseen un peligro de radiacion termica para el vehfculo y personas cercanas y son particularmente peligrosos si ellos chocan contra el exterior de recipientes adyacentes. Esto puede conducir a la operacion de dispositivos de alivio de presion adicionales, incrementando el flujo termico del incendio. Las descargas de gas metano comprimido son de relativamente corta duracion. EI fuego resultante usualmente involucra solamente combustibles sobre el vehfculo dado que el gas natural rapida
0,02
mcnte se consume durante elmcendio dcl chorro de gas. Una descarga de CNG en un espacio encerrado puede pre sentar un alto riesgo de deflab'facion dado que el gas contenido puede no difundirse facilmente. Dado que el metano tiene una densidad de vapor de 0,6, el se eleva rapidamente y se embolsa si es contenido por un cielo raso Las luces fijas y el equipo de ma nejo de aire normalmente instalado en los cielos rasos de edificios o techos pueden servir como fuentes potenciales de ignici6n. Estudios han evaluado el peligro de deflagracion resultante de una fuga de CNG de un sistema de combustible de un vehf culo u operacion del dispositlVo de alivio dentro de estaciona mientos de parqueo y mneles de transito. 9 Una corporacion de servicios de gas contrat6 un estudio para examinar las conse cuencias de una fuga en la tuberia de combustible 0 la operacion de un dispositivo de alivio de presion de un recipiente dentro de un estacionamiento de parqueo publico parcialmente abierto. EI estudio encontro que una en la tuberia de combustible fue el evento mas verosimil considerando la operacion de la valvula de alivio del recipiente como el peor evento. Reconociendo que los tres modelos de cMigo y NFPA 88A, Standardfor Parking Strnctures, requieren un metodo para la extraccion del mono xido de carbono por ventilacion mecanica y que todos los esta cionamientos de parqueo tienen justificadamente espacios abiertos, los modelos de dispersion de vapor relacionados con este estudio fueron creados para evaluar escenarios selecciona dos de de fuga. Los analisis del evento mas probable resultaron en concentraciones no inflamables mas alla de la vecindad in mediata del punto de fuga. La fuga no resulto en acumulaciones inflamables de gas en el estacionamiento. La operacion de la valvula de alivio del recipiente resulto en la formacion breve de un sopJido de gas que estuvo dentro de los limites de inflamabi lidad del metano. Sin embargo, el resoplido de vapor fue efecti vamente mitigado por la raplda difusion del gas en el espacio
CAPiTULO 2
abierto y su remocion del estacionamiento por el sistema de ex traccion mecanica. El cstudio mostro que el vehiculo de CNG no paso un riesgo extraordinario; esto es, que el riesgo del vehiculo de CNG es igual a 0 menor que el riesgo que pasa un vehiculo surtido a gasolina. Un estudio IO comparo las nubes de vapor inflamable for madas luego de la falla de la \fnea de combustible de un hipote tieo furgon de carga accionado a CNG y gasolina dentro de runeles ventilados y no ventilados con varios tipos de constmc cion de cielo rasos. Dependiendo de la ventilacion del rune!, pu diera esperarse que el hipotetico vehiculo de CNG produjera una pequefia y corta zona de gas inflamable equivalente a la del fur gon con gasolina. Una ventilaci6n efectiva podrfa ser la venti la cion mecanica por ventiladores 0 la ventilacion inducida por un vehiculo en movimiento. EI estudio recomend6 que las autori dades de transporte desarrollaran politicas limitando el tamano de los vehiculos permitidos en los tlineles. Peligros de Incendio del Gas Natural Licuado. EI LNG es al macenado a una temperatura aproximada de -260° F (-162° C). Los estudios muestran que a temperaturas men ores de -180° F (_118° C) el LNG es mas denso que el aire a 60° F (16° C).8 Dado que el LNG es un criogenieo inflamable, la integridad del recipiente y la tuberia es de importancia primaria; un recipiente o tuberia que falle puede resultar en un vertimiento de liquido criogenico. Sin embargo, la perdida de liquido de un recipiente requiere que la cubierta exterior de acero, el aislamiento y el en vase intemo fallen. Es menos probable que fallen los tres com ponentes que las paredes sencillas de los tanques atmosfericos para almacenaje de gasolina encontrados en vehiculos conven cionales de combustible a gasolina 0 diesel. No obstante, la po sibilidad de un vertimiento debe ser todavia una consideraci6n. El liquido de un vertimiento de LNG comienza a vapori zarse nipidamente y forma una nube blanca de vapores frios que se condensan en el aire. Inicialmente, el vapor es negativamente flotante y se sumerge en la tierra hasta que se calienta a aproxi madamente -180° F (_118° C). A esta temperatura el vapor se toma positivamente flotante y comienza a elevarse. La tasa y distancia de evaporacion y dispersion del viaje de la nube de gas dependen de cuatro factores:
1. Velocidad del viento. La velocidad del viento es influen ciada porque como la velocidad incrementa, la tasa de eva poracion del LGN tiende a incrementarse. EI incremento en la velocidad del viento ayuda a inducir la mezc1a de los va pores de metano con aire, causando la nube de vapor que se dispersa en pequefias nubes 0 resoplidos. Esto reducc cl area de la atm6sfera inflamable. 2. Area Superficial del Vertimiento. En un area de vertimiento grande, la tasa de vaporizaci6n es mayor. Esto puede resul tar en grandes nubes de vapor, incrementando los !imites de la atmosfera inflamable. 3. Tipo de Superficie. La superficie donde el LNG es vertido influencia su tasa de vaporizaci6n. Las tasas dc vaporiza ci6n son altas en superficies humedas, tales como suelo fan go so, porque el agua acrua como un depresor de calor. El asfalto promueve la vaporizacion porque su color obscuro actUa como un radiador de calor. Si los vertimientos de LNG se producen sobre una superficie bien aislada del
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Combustibles alternativos para vehfculos
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calor, la ebullicion puede eventualmente retrasarse, pero el Hquido remanente de la piscina continua evaporandose ra pidamente. La cvapof'dcion mantiene el Hquido remanente cerca del punto de ebullicion en la medida en que absorbe calor de sus alrededores. 4. Tiempo del Incidente. En la noche, hay menos calor en la atmosfera por carencia del sol y el suelo tibio que reducen la tasa de evaporaci6n del LNG. Mientras esto influencia la tasa de vaporizacion, tam bien influye en la distancia desde la fuente de vertimiento en la cual el vapor permanece re soplando en su rango de inflamabilidad. En la noche, la distancia es mayor dado el tiempo necesario para incre mentar el calor del vapor hasta hacerlo mas liviano. Peligros de Incendio del Gas LP. El Gas LP es almacenado como un gas licuado a su presion de vapor y a temperatura am bientc. A condiciones ambientales, la densidad del vapor de pro pano es 1 Y:, veces la del aire. Esto significa que el propano que se libera a la atm6sfera cae a la tierra y forma nubes de vapor que pueden seguir el contorno superficial sobre un area grandc. Dada la densidad del vapor y radio de expansi6n del Gas LP, esta clase de materiales puede ser un desaflo para los bomberos. Los inci dentes que involucran recipientes de Gas LP pueden resultar de incendios de chorro, incendio de nubes de vapor 0 explosiones de vapor en expansion por liquido en ebullicion (BLEVE). Dado que los vehiculos de combustibles altemativos sobre la carretera son predominantemente tanqueados con combustible a Gas LP, los bomberos pueden esperar responder a incidcntes que involu cran Gas LP mas que de otros combustibles altemativos. Pueden ocurrir dos tipos de descarga de Gas LP: descarga en fase vapor y descarga en fase liquida. Una descarga en fase vapor puede ocurrir si un componente instalado sobre la linea de liquido es dafiado 0 el recipiente es perforado 0 danado de otra manera sobre la linea de liquido. Durante una descarga de vapor, el Gas LP ventea a una alta velocidad desde la abertura, posi blemente creando algunas gotas de lfquido durante el proceso. La velocidad de la descarga se reduce en la medida en que la ebullicion dentro del recipiente enfria la masa de Jiquido. La su perficie del tanque forma una capa congelada debido al efecto refrigerante del Hquido que esta siendo enfriado. El gas puede continuar venteando por tiempo considerable hasta que no quede liquido dentro del recipiente. Una descarga de tase liquida ocurre si un componente del Gas LP instalado bajo la ]fnea de Jiquido es danado 0 si el reci piente es perforado 0 danado por debajo de la Hnea delliquido. Cuando ocurre la descarga por debajo del nivel del liquido, el gas licuado puede salir en forma de chorro por el orificio. La ve locidad de la descarga de liquido depcnde de la cantidad de li quido dentro del recipiente y la presion del vapor del gas. Durante una descarga de fase liquida, grandes cantidades de li quido destellan dentro del gas 0 vapor. Dcpendiendo de la tem peratura y presi6n, una descarga de propano en su fase liquida puede descargar una gran masa de vapor mezclado con peque nas gotas suspendidas como un aerosoL Algunas veces, el pro pano Hquido se comb ina sobre la superficie del suelo y tipicamente ebulle dentro del gas. Durante la descarga de la fase de vapor 0 fase liquida, los gases y vapores volatiles, si no se incendian inmediatamente,
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Seguridad contra incendios en el transporte
forman una pluma que se mueven a favor del viento del reci piente. Si la pluma de vapor entra en contacto con una fuente de ignicion y esta dentro del rango e inflamabilidad, puede haber un retroceso de llama hacia la fuente de la descarga. La gente no protegida dentro de la nube puede ser severamente lesionada. Si la velocidad de la llama frontal es suficientemente grande, aire, productos de combustion y eombustible no quemado pue den ser comprimidos a un punto donde podria oeurrir la explo sion de una nube de vapor. En este caso, la presion de deflagracion puede tambien impactar personas y propiedades.
EXPLOSIONES DE VAPOR EN EXPAN
SION POR LlQUIDO EN EBULLICION
Una explosion de vapor en expansion por Uquido en ebullicion (BLEVE) es definida como una falla mayor de un recipiente, en dos 0 mas piezas, en el momenta y tiempo en que elliquido con tenido esta muy por encima de su punto normal de ebullicion a presion atmosfericaY Los recipientes de gas y LNG son sus ceptibles de BLEVEs. Los BLEVEs ocurren cuando los liquidos estan almaeenados en un recipiente bajo presion a una tempera tura por encima de sus puntos de ebullicion. El LNG y el Gas LP poseen altas relaciones de expansion. Por ejemplo, 1 pie3 (0,028 m3) de LNG expande a 618 pies cubi cos (17,4 m3) de gas natural en condiciones ambientales y 1 pie3 (0,028 m3) de propano liquido expande hasta aproximadamente 265 pies eubicos (7,5 m3) de gas propano a temperatura y presion normales. La expansion de un gas licuado incrementa la presion sobre las paredes del tanque si las vtilvulas de alivio de presion fallan en abrir 0 si las vaIvulas de alivio son ineapaees de des cargar adecuadamente la presion interna del tanque. Una perfo racion en la pared del tanque 0 calentamiento de la superficie del recipiente debido a una exposicion 0 incendio de piscina podria causar expansion. Como la resistencia de las paredes del tanque decrece y el gas licuado dentro del tanque continua la expansion, el tanque talla, rompiendose en dos 0 mas piezas. El gas infla mabie puede incendiarse simuItaneamente con la falla del tanque. EI aislamiento de los recipientes de LNG que estan cons truidos en concordancia con el codigo ASME Boiler and Pres sure Vessel ayuda a proteger el interior del tanque de la exposicion a altas temperaturas resultado del choque de la llama. Los recipientes de almacenaje us ados en sitios de suministro de combustible LNG son similares a aquellos usados para almace naje de liquidos criogenicos. Las chaquetas exteriores de metal de los tanques de LNG protegen un material aislante mantenido bajo vac1o. Este montaje que rodea el interior del recipiente de acero mantiene el gas natural criogenico liquido. Se espera que la chaqueta y aislante exterior, combinados con la extrema frial dad delliquido, provean proteccion substancial de la exposicion al calor radiante debido a un incendio de piscina. Pruebas de in cendio concluyen que las valvulas de alivio de presion para un recipiente criogenico no aislado se activan dentro de una hora. Si el aislamiento del tanque y el vacio estan intactos, la valvula de alivio de presion no actuara por varios dias. 12 Informacion adicional sobre BLEVEs que involucran gases LP puede ser encontrada en la Seccion 6, CapitUlo 5, "Gases".
QUE CONCIERNE A LA
SALUD Y LA SEGURIDAD
Peligros para la Salud Los riesgos para la salud de los tres combustibles alteruativos de batidos en este capitulo generalmente resultan de dos diferentes rutas de exposicion: (l) contacto con la piel e (2) inhalacion. La ingestion no es usualmente una ruta probable de exposicion. El potencial de contacto de la piel con CNG es muy bajo. Resulta casi inmediatamcnte despues de la dispersion cuando un recipiente descarga CNG almacenado a presiones en exceso de 2400 psi (16 546 kPa). El LNG, un liquido criogenico almace nado a 2600 F (-162 0 C), puede causar quemaduras 0 conge lamiento por contacto. Tambien puede oeurrir hipotermia por exposicion prolongada al vapor de LNG. La asfixia ocurre cuando otros gases desplazan oxfgeno en e1 aire y la concentracion de este decrece a menos de un nivel sostenible. El vapor de LNG no es toxico; sin embargo hay po tencial de dana a los pulmones 0 asfixia. El dano a los pulmo nes podria ocurrir de la respiracion prolongada a vapores frios. Ni el CNG 0 el LNG tienen un promedio de carga-tiempo esta blecido porque ell os son asfixiantes simples; el Gas LP tiene un promedio de carga-tiempo de 1000 ppm. Todos los combustibles gaseosos alteruativos pueden causar asfixia si son descargados en un espacio eonfinado.
Odorizaci6n La olorizacion de gases que no hue len tal como el gas natural 0 propano es una importante precaucion de seguridad. Indica, por el olor, una fuga de gas 0 un evento de descarga. EI gas natural es olorizado dentro de la tuberia antes de la distribucion gene ral. El gas natural es normalmente olorizado a un nivel que per mita la deteccion entre el20 y el25 por ciento dellfmite inferior de inflamabilidad del metanc'. El CNG tornado de una linea de distribucion y comprimido contiene los olorizantes tipicamente agregados a1 gas natural. Una de las mayores diferencias entre el CNG y el LNG es que el LNG no tiene olor. En consecuen cia, las fugas de LNG no pueden ser detectadas por el olfato. San Diego Gas and Electric Company desarrollo una tecnica de olorizacion para LNG en loslnos 1970. La tecnica usa los mis mos olorizantes utilizados en el gas natural, pero mezclados con un portador del gas tal como propano lfquido. Un estudio del Gas Research Institute revelo que olorizantes tales como el metil mercaptano, i-propyl mercaptano y t-butyl mercaptano podrfan ser usados con gases portadores tales como propano lfquido e i butano para olorizar el LNG. 13 Aunque el estudio indica opcio nes viables para olorizacion de LNG, ni NFPA 59 A, Standard for the Production. and Handling ofLiquefied Natural Gas (LNG), 0 NFPA 57, Standard for Liquefied Natural Gas (LNG) for Vehicle Fuel Systems, 10 requieren. El Gas LP es odorizado antes de entregarlo a una planta al granel. 14 Como el gas natural, es detectable por el olor a con centraciones en el aire de al menos un quinto del limite inferior de inflamabilidad. Los odorizantes tipicos usados incluyen etil mercaptano y tiopano.
CAPiTULO 2
No es posible alertar a nadie de una fuga de gas usando 010 rizantes. Los odorizantes pueden debilitarse en las lineas de trans mision y recipientes debido a la oxidacion por oxigeno, herrumbre u oxidos de hierro. Ademas, el sentido olfativo disminuye con el incremento de la edad, alergias y mientras se fuma y come.
NORMAS NFPA APLICABLES Las normas NFPA han sido desarrolladas para todos los com bustibles alternativos descritos en este capitulo. NFPA 52, Com Natural Gas (CNG) Vehicular Fuel Systems Code, contiene requisitos para almacenaje y surtido de LNG as! como requisitos para los vehiculos. NFPA 58, Standardfor the Storage and Handling ofLiquefied Petroleum and Gas, contiene requi sitos para Gas LP. NFPA 59, Utility Gas LP Plant Code tiene re quisitos para almacenaje y construcci6n de recipientes de LNG. Sin embargo, la norma fue originalmente escrita para sitios donde son construidos recipientes de LNG similares a aquellos encontrados en plantas de cepillado al tope. Ala inversa, las estacioncs de LNG usualmente usan reci pientes construidos en talleres. Muchos disenadores y operado res de estacion necesitan una norma separada que aplique especificamente al sistema de combustible del vehiculo y surtido de LNG. La National Fire Protection Association responde por el desarrollo de NFPA 57.
ESTACIONES DE
RE-ABASTECIMIENTO DE VEHICULOS
Habia mas de 6000 sitios de re-abastecimiento en los Estados Unidos en 1999. La mayoria de estos sitios (mas de 4000) son para surtido de LPG. Mas de 1000 sitios son para surtido de eNG, quedando aproximadamente 600 sitios remanentes para todos los otros tipos de combustibles alternativos. De estos apro ximadamente 600 sitios remanentes, 46 son para surtido de LNG. Estos sitios son tanto publicos como privados, los cuales pueden estar sesgados hacia la distribuci6n de LPG; pero alin conside rando esta posibilidad, es claro que hay mucho mayor acceso al LPG. Notese que Alaska y Hawai no tienen instalaciones de sur tido de LNG. Sin embargo, el nlimero de instalaciones de surtido se ha visto incrementado y, si la tendencia corriente al incremento de combustibles alternativos continua, el numero de instalaciones de surtido debiera tambien incrementarse.
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Combustibles alternativos para vehiculos
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de eNG de llenado lento puede tomar hasta 8 horas. Estas esta ciones conectan a la \fnea de servicio de gas natural que suminis tra tipicamente combustible para calentamiento de edificios. Los sistemas de eNG de llenado lento usan un compresor pequeno, eliminando la necesidad de altos flujos y grandes tuberias de su ministro de gas. EI compresor pequefio usuahnente combina con el equipo surtidor para formar un m6dulo compacto montado pr6 ximo al espacio de parq lleo del vehiculo. Tipicamente, no hay re cipientes de almacenaje asociados con estas unidades, 10 cual contribuye a largos tiempos de llenado. Las unidades de llenado lento mayormentc usadas para lIenado nocturno son generalmente utilizadas para flotas de menos de 30 vehiculos que no ope ran continuamente. El disefio de la unidad compacta y requisitos de suministro pequeiios haeen posible el surtido por llenado lento en residencias privadas, depcndiendo de las regulaciones locales. La instalacion mostrada en la Figura 12.2.1 usa aparatos dc surtido de vehiculos (en Ingles VRAs) para abastecer con eNG camiones de carga durante la noche. El promedio de tiempo de llenado para un autom6vil 0 cami6n de carga es de 4 a 8 horas, dependiendo del tamafio y numero de cilindros. Las estaciones eNG de llenado rapido normalmente surten un vehiculo de pasajeros convencional en menos de 5 minutos. Algunas veces, los reclpientes fijos de almacenaje son usados como fuentes de suminlstro y deben ser trans-llenados desde un tubo de transporte de remolque a alta presion que es conducido al sitio de la estaci6n. Mas comunmente, una conexion al sis tema de distribucion d(; gas natural domestico mas cercano su ministra el gas natural. Un sistema de presi6n en cascada comprime y surte gas natural a baja presion [60 a 100 psi (413 a 689 kPa) a presiones tan altas como [2500 a 4500 psi (16 536 a 31 005 kPa) requeridas por el vehiculo de eNG. Estos siste mas pueden encontrarse en localidades tipicas que sirven mas de 30 vehiculos. Consideraciones del eNG en el Sitio. El surtido de combusti ble es realizado en estaciones dc servicio publico, operaciones de flotas pequefias privadas, instalaciones de trans ito masivo metropoiitano, distritos escolares, compaiiias de taxis, agendas gubernamentales y residencias (si 10 pennitcn las regulaciones locales). Tipicamente, el abastecimiento de combustible es rea-
Estaciones de Surtido de Vehiculos a Gas Natural Comprimido (CNG) Las estaciones de abastecimiento de eNG pueden ser general mente categorizadas en concordancia con el tiempo necesario para surtirse. El metodo usado depende del tiempo de llenado que el usuario desee. Las combinaciones de equipo disponible resultan en instalaciones que estan siendo categorizadas como "surtidor de llenado rapido" 0 "surtidor de lIenado lento." El surtido de un vehiculo de pasajeros estandar en estaciones
FIGURA 12.2.1 Aparatos para surtido de combustible (en Ingles VRAs) Listados como Compresores de L1enado Lento (Fuente: Fuelmaker, Inc.)
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Seguridad contra incendios en el transporte
lizado en exteriores. Los sistemas de compresion, almacenaje y dispensado de sistemas de CNG deben to mar en consideracion retrasos por distancias desde las llneas de la propiedad, edificios adyacentes al sitio, linea de energfa elevadas, iluminacion elec trica elevada no c1asificada y fuentes de ignicion. Las cubiertas y estmcmras abiertas instaladas para proteger al equipo debie ran ser de constmccion no combustible, con un techo disefiado para asegurar ventilacion adecuada y la prohibicion de bolsas 0 colectores de CNG debido a la flotabilidad del gas natural. Las descargas no intencionales de CNG podrfan completarse en ma teria de segundos debido a las muy altas presiones de compre sion y almacenaje. La nipida descarga y flotabilidad del CNG minimizan la amenaza potencial de igniciones de nubes de vapor inflamables en aire abierto. Es posible la ignicion de fugas de gas a alta presion y el chorro de gas incendiado resultante puede extenderse entre lOy 30 pies (3 a 9 m) de longitud, dependiendo del tamafio de la fuga y presion del CNG. Esto hace que la orien tacion de cilindros de almacenaje y vaIvulas de alivio sea una consideraci6n importante en el sitio. Con la adicion de medidas de protecci6n y dependiendo de las regulaciones locales, el sur tido de combustible de CNG puede ser realizado en interiores. Esta es una consideracion potencial cuando el c1ima 0 protec cion contra el congelamiento es necesaria para los sistemas de compresion, almacenaje y surtido. EI abastecimiento interno con CNG solo puede sec realizado en estrucmras interiores dedica das a este proposito 0 dentro de cuartos 0 adiciones provistas con muros de una resistencia al fuego de al menos dos horas como separacion de otras ocupaciones. Cuando el CNG sea dis pensado en interiores es necesaria proteccion contra sobre-pre sion tal como venteD de explosiones, si es necesaria. Debe ser instalada ventilacion mecanica continua 0 activada por un sis tema de deteccion de gas. Para descontar retrasos en el arranque del sistema de ventilacion mecanica, el sistema de deteccion de gas debiera activar la ventilacion a un nivel que no exceda el 20 por ciento del limite inferior de inflamabilidad. Tambien debiera sonar una alarma audible al 20 por ciento dellfmite inferior de inflamabilidad. La activacion del sistema de deteccion de gas debe resultar en una parada automatica del equipo de compre sion y surtido por colocacion de interruptores solenoide y val vulas de cierre automatico. Aunque no es requerido por NFPA algunos model os de edificio y codigos de incendio pueden requerir la instalaci6n de un sistema rociador automatico para aplicacion interior y el almacenaje de CNG. Las aprobaciones locales para surtido interior pueden variar, dado que para es tmcturas publicas tales como estacionamientos de parqueo, es comunmente inaceptable el surtido de ningun tipo de combusti ble convencional 0 alternativo. Cuando sea considerado el sitio de estaciones de combus tible CNG, el publico general est
de gas natural de alta presion. AqueUos que viven cerca de gran des estaciones de combustible CNG pueden cuestionar su segu ridad y aceptabilidad dado que ellos temen a los componentes del combustible CNG y el tamafio incrementado de los medios del gas natural en el derecho de via publico. Componentes del Compresor de CNG. El rango muy grande de capacidad de los compresores de CNG hace que el tiempo de llenado varie. Las unidades pequefias, de llenado lento con un compresor de capacidad aproximada entre 5 y 10 SCF/minuto son suficientemente pequenos para caber en el asiento delantero de un carro. NFPA 52 define estos compresores como aparatos de suministro residencial 0 aparatos de suministro de vehiculos (vea Figura 12.2.1). Ellos generalmente requieren solo una linea de suministro de gas natural domestico. Los compresores de lIenado rapido, de tamafio medio tfpicamente encontrados en estaciones de suministro publico son capaces de alimentar aproximada mente 1000 SCF/minuto (28.3 m 3/minuto). Una linea de sumi nistro domestico normal puede tambien alimentar a estos compresores tamafio medio. Como las unidades de Ilenado lento, estos conjuntos de compresores de Ilenado rapido son algunas veces empacados con otros componentes de Ilenado y estan dis ponibles como unidades portatiles pre-fabricadas que encajan en el espacio requerido por un pasajero de vehiculo. Los compreso res industriales, grandes, pueden comprimir aproximadamente 5000 SCF/minuto (142 m3/mmuto).A cerca de 3600 psi (24804 kPa) y pueden llenar el espacio necesario para parquear un bus. Dependiendo del numero de compresores grandes necesarios, el suministro de una linea de mberia de gas natural de un diametro de 6 pulgadas (152 mm) no es poco comtin. Los compresores requieren conjuntos de dispositivos de ali vio de presion para cada estado de presurizaciOn. Un compresor de cuatro etapas puede tener un conjunto de valvulas de alivio de presion para 250,1250, 1400 Y 4150 psi (1724, 8618, 9652 y 28610 kPa), dependiendo del tamafio de la camara de compre sion y tuberia asociada dentro a la cual ellos son instalados. Los compresores CNG son tambien requeridos para tener capacidad de parada automatica en el evento de alta presion de descarga 0 baja presion de succi on. Los controles del compresor deben ser rearmados manualmente si ocurre una parada automatica 0 una falla de potencia. Las maquinas de combustion interna, modifi cadas para operar usando gas natural, usual mente impulsan jue gos de compresores. NFPA 52 requiere el disefio, construcci6n y mantenimiento de estos componentes impulsores esten en con cordancia con NFPA 37, Standardfor the Installation and Use ofStationary Combustion Engines and Gas Turbines. Componentes de Almacenaje CNG. Los recipientes a presion son un metodo comtin de almacenaje de gas natural comprimido. NFPArequiere recipientes a presion constmidos en concordancia conASMEBoiler and Pressure Vessel Code. Los transferentes de surtido de Ilenado rapido de eNG desde un banco de recipientes a presion al vehiculo en un tiempo verdaderamente corto, es usualmente de menos de cinco minutos. Estos bancos de reci pientes a presion 0 cascadas, son usualmente multiples cilindros de gas comprimido, recipientes esf6ricos 0 tubos horizontales. Normalmente, tres bancos presurizados est
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carbono 0 inoxidable 0 tuberia conectada a los recipientes en cascada 0 al granel y una manguera metalica flexible aprobada son instalados para expansion, contraccion, vibracion y asenta miento donde sea necesario.
FIGURA 12.2.2 Recipientes a presion para almacenaje de gas natural comprimido
Para "completar" un recipiente de vehiculo, el surtido co mienza desde un recipiente de almacenaje que mantiene una baja presion hasta que esta se iguala, entonces un interruptor de control automatico conmuta hacia un recipiente de alta presion de almacenaje. Esta conmutacion automatic a entre hancos en cascada continua secuencialmente hasta que el llenado del ve hiculo es completado. Vehiculos subsecuentes pueden ser llena dos hasta que la presion en cascada cae demasiado. Entonces el sin sistema automaticamente conmuta hacia el compresor. embargo, incrementa el tiempo de llenado, de modo que la ca pacidad de almacenaje de los recipientes en el sitio usualmente refleja el numero de vehiculos a ser servidos. El almacenaje de eNG al granel es infrecuentemente re querido cuando la obtencion de un suministro de gas natural para comprimir en el sitio no es posible 0 cuando la economia de la instalacion no justifica el costo de un compresor. El alma cenaje al granel esta usualmente acompafiado por el transporte de gas comprimido a otro sitio, luego la transferencia desde el tuba de transporte del remolque al interior de los recipientes a presion. Los recipientes al granel no bajan a la misma tasa cuando surten un vehiculo, pero sus sistemas automatizados operan bien en el sistema en cascada. El gas al granel compri mido es usualmente surtido desde al menos tres recipientes (vea Figura 12.2.2). El eNG en cascada y los recipientes de almacenaje al gra nel deben estar adecuadamente soportados sobre no mas de dos puntos longitudinales y debieran ser adecuadamente protegidos contra el impacto de vehiculos. Una valvula de no retorno de biera ser instalada de modo que la presion de retorno no pueda purgar en retorno hacia el surninistro y dispositivos de alivio de presion adecuados deben ser instalados en cada recipiente. Los dispositivos de alivio de presion deben ser venteados vertical mente y estar protegidos contra la intemperie. Manometros de presion instalados en cada recipiente 0 banco de presion deter minan la plenitud de un recipiente de almacenaje. Algunas veces, las salidas para los recipientes de aimacenaje son dis puestas con excesivas vaIvulas de flujo. Estos dispositivos res tringen el flujo desde el recipiente si el tuba 0 tuberia escapa. Una valvula tipo de no retorno cierra cuando el flujo excede la tasa para el sistema de tuberia. Usualmente, un tuba de acero al
Componentes del Surtidor de eNG. El equipo surtidor puede parecerse a un equipo de surtido de gasolina convencional 0 simplemente puede ser una manguera y boquilla clasificada para servicio de alta presion y montada sobre un poste (Figura 12.2.3). Los surtidores de combustible debieran estar provistos de proteccion contra impacto de vehiculos, usando islas, bolar dos de tuberia u otros disefios apropiados. Si esta ubicado en una estacion de servicio publico, eI sur tidor usualmente mide "galones equivalentes" de combustible; por otra parte, la unidad de medida varia dependiendo de las ne cesidades del propietario 0 los estimdares locales sobre pesos y medidas. La tuberta suhterranea usual mente conecta surtidores de eNG con los sistemas de almacenaje y compresion. Justo como en una estacion de servicio convencional, los surtidores multiples de eNG no son instalados tipicamente sobre una linea de suministro. En cambio, cada uno tiene su tuberia individual dedicada desde el almacenaje 0 suministro. Los sistemas surtidores de eNG requieren controles neu maticos 0 electronicos que detectan la presion de llenado del re cipiente del vehiculo y automaticamente detienen el flujo. EI montaje para estos controles esta basado en la temperatura exte rior. Adicionaimente, un dispositivo de parada de emergencia co mfunnente instalado en el almacenaje y compresor se activa si hay un problema en el surtidor. Aun asi, una valvula de cierre manual de "un cuarto de giro" esta ubicada en el surtidor justo aguas arriba de la manguera de este y su dispositivo de ruptura requerido. El dispositivo de ruptura de la manguera, ubicado afuera del extremo del surtidor, cierra si un vehiculo se aleja de este sin interrupcion de la conexion de combustible del vehiculo. Los dispositivos de ruptura del eNG descargan y sellan a apro ximadamente 44 lb (22 kg) de fuerza desde cualquier direccion.
FIGURA 12.2.3 Surtidores de CNG
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La manguera de llenado de CNG debe ser clasificada para las presiones de servicio del sistema. Como la manguera 8urti dora de liquidos inflamables, la manguera de CNG no debe ser conductiva. Una caracteristica significativa de la manguera de combustible de CNG es la inclusi6n de una segunda manguera, usualmente disefiada como integrada a la manguera de sum in is tro. Cuando el suministro se completa, esta segunda manguera colccta eI gas natural de la conexion de combustible del vehfculo y la manguera de suministro. Algunas unidades dispensadoras ventean automaticamente la manguera; otras requieren una val vula manual para realizar este venteo. En ambos casos, la cone xi6n del vehiculo no descarga hasta que la conexion y la manguera esten despresurizadas. Despues de que la alimenta ci6n de combustible CNG este compieta, el gas venteado regresa al surtidor y finalmente al almacenaje 0 a un tube de venteo aprobado, dependiendo de los requisitos locales. La manguera de combustible CNG tipica es facil de manejar y tiene aproxi madamente de Y2 a % de pulgada (1,27 a 1,91 cm.) de diametro. La manguera de surtido de CNG no debe tener mas de 25 pies (7,6 m) de longitud y debe estar soportada sobre el suelo, usual mente por una cuerda retractil como las usadas en surtidores de combustible convencionales. La boquilla dispensadora de CNG que conecta la manguera de combustible al vehiculo es similar a un acople de conexion rapida tipico usado en mangueras de aire comprimido, excepto que inc1uye proteccion contra rotura. El recipiente de combusti ble del vehiculo, la valvula de control de combustible y la bo quilla dispensadora son disefiados en concordancia con ANSU American Gas Association NGVI, Basic Requirements for Compressed Natural Gas Vehicle Fueling Connection Devices. 15 La norma NVG 1 incluye requisitos para el recipiente de com bustible del vehiculo, las boquillas dispensadoras y la valvula de control de combustible instal ada en el surtidor. Dependiendo del estilo de los componentes, los dispositivos estan clasificados para presiones de servicio de entre 2400 y 3600 psig. EI estan dar NVG 1 define tres tipos de boquillas. Cada una debe estar disefiada de modo que el sistema de combustible sea despresu rizado antes de que la boquilla pueda ser retirada. • Las boquillas tipo 1 usan un mecanismo de operacion de v31vula que ventea el gas entre la valvula de no re torno de la linea de llenado del vehiculo y la valvula de en trada a la boquilla y entonces desconecta la boquilla del vehiculo (Figura 12.2.4). Las boquillas de CNG son simi lares a los acoples de conexion f::ipida usados en mangue ras de aire comprimido. La boquilla tipo 1 mostrada en la Figura 12.2.4 tiene una valvula integrada que ventea el gas entre la valvula de no retorno de la linea de llenado del ve-
FIGURA 12.2.4 Boqui/la de eNG
hiculo y la entrada a la boquilla antes de que ella pueda ser desconectada del vehIculo. • Las boquillas tipo 2 usan una valvula externa que debe ser venteada antes de la desconexion. • Las boquillas tipo 3 usan controles que automaticamente despresurizan la linea de llenado 8i para el suministro. Ellas pueden normalmente encontrarse en aparatos de re-abaste cimiento de vehiculos 0 aparatos dc re-abastecimiento resi denciales.
Estaciones de Combustible para Vehiculos a Gas Natural Licuado Las estaciones de combustible LNG pueden ser caracterizadas en concordancia con el metodo usado para obtener presion de transferencia de liquido. Algunos usan la gravedad disponible de un recipiente de almacenaje al granel vertical para llenar un en vase de transferencia pequefio a entre 75 y 100 psi (517 a 689 kPa). Una parte del LNG pasa a traves de un vaporizador y re gresa dentro del pequefio envase de transferencia para calentar elliquido. La relacion de expansion de 618: 1 del LNG en el en vase pequefio incrementa la presion tanto como a 230 psi (1586 kPa) para forzar elliquido dentro del vehiculo de LNG. Tasas de transferencia de 40 a 50 gal!minuto (0,15 a 0,19 m3/minuto) son comunes. EI otro tipo comilli de estacion de combustible LNG usa una bomba centrifuga criogenica alimentada desde un recipiente de almacenaje de LNG al granel vertical u horizontal. Las bom bas centrifugas criogenicas tipicas proveen tasas de combustible LNG de 30 a 50 galones porrninuto (0,11 a 0,19 m3/minuto) de pendiendo de la presion requerida del tanque del vehicul0 de LNG. La cabeza de succi6n neta positiva que requiere la bomba centrifuga es importante. Algunas instalaciones experimentan cavitacion y pobre desempeiio cuando el disefio del almacenaje no provee suficiente cabeza de succion. Las estaciones de com bustible que usan recipientes subternineos de almacenaje de LNG al granel estan disponibles pero no son comunes. Las ins talaciones subterraneas usan ·lna bomba de desplazamiento po sitivo de accion lenta que Icvanta cerca de 25 pies (7,6 m), provee de 30 a 50 galones (0,11 a 0,19 m3/min) de LNG Hquido por minuto y descarga a presiones tan altas como 200 psi (1379 kPa).16 Las instalaciones de c.)mbustible LNG que usan bomb as criogenicas operan tipicamente con electricidad. Las instalaciones de combustible LNGpueden tambien ser disefiadas para surtirvehiculos de LNG. Las estaciones de com bustible LNG crean normalmente algun vapor debido a la ab sorcion de calor externo del LNG almacenado, cebado de bombas y equilibrio de temperatura del equipo. En adicion a la vaporizacion normal, el LNG es despachado a un vaporizador para crear gas especificamente para vehiculos de combustible CNG. Bajo algunas condiciones, el surtido de combustible LNG a CNG 0 gas natural compnmido licuado (en Ingles LCNG) puede ser mas barato que el suministro de CNG de lineas de gas natural domestico. Las instalaciones que usan expansi6n de vapor para presion de aprovisionamiento proveen un compresor y un sistema de cascada para vehfculos de combustible CNG. Los sistemas con bombas LNG de alta presion combinan la ca pacidad de 1a bomba LNG y la expansion del gas, a traves del
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vaporizador, para lIenar el almacenaje en cascada de CNG. EI CNG debe ser olorizado con un elemento 10 suficientemente po tente para ser detectado al bajar a una concentraci6n en el aire de no mas de un quinto del limite inferior de inflamabilidad. Consideraciones del LNG en el Sitio. El vehiculo de combus tible LNG esta tfpicamente asociado con operaciones de flotas grandes en areas urbanas densamente pobladas. Esto inc1uye fa cilidades como las del transito masivo, compafifas de taxis y agencias gubemamentales. Algunas flotas rurales que usan gran des vehfculos, tales como operaciones mineras 0 camiones de transporte, son tambien convertidos al uso de LNG. Dado que un significativo numero de flotas de vehiculos es necesario para que el combustible LNG sea econ6mico, no se espera que el ve hfculo publico general de auto servicio aprovisionado con LNG se tome comun. 12 En adici6n, el aprovisionamiento en interio res con LGN no ha sido tlpicamente ejercido. Sin embargo, ha sido propuesto que esta actividad este limitada al uso en conte nedores de menos de 125 galones (0,47 m3) cuando sea necesa ria detecci6n de gas, ventilaci6n protecci6n de incendios y construcci6n de edificios cuyas caracteristicas son provistas. NFPA 57 adapta distancias de areas de encerramiento en edificios y lineas de propiedad. Estas distancias estan basadas en el volumen del recipiente y rango desde 0 para recipientes de 0.5 m 3 0 menos hasta 23 m para recipientes entre 114 y 265 m3 . Este rango de 0,5 265 m3 debiera inc1uir la mayoria de los reci pientes de almacenaje de LNG. Adicionalmente, hay distancias mfnimas entre los recipientes de almacenaje regulados por NFPA 57; este rango de distancias va desde 0 para recipientes de 0,5 m' 0 menos hasta un cuarto del diametro del recipiente (s) adyacente (s) para envases de un rango de 114 a 265 m3 . Hay tambien requisitos para disefio Slsmico de recipientes que fijan requerimicntos para las fuerzas verticales y horizontales que los recipientes ASME construidos en talleres deben cumplir con base en la cantidad de actividad sismica en la ubicaci6n donde el recipiente ha sido instalado. Norrnalmente t1otante, el gas natural vaporizado de un es tado Jfquido super enfriado permanece inicialmente mas pesado que el aire. Mientras esta frio, el gas natural forma una nube de vapor que sigue la superficie del suelo hasta que se calienta su ficientemente para recuperar sus caracteristicas de ser mas li gero que el aire. En adici6n a la separaci6n, las consideraciones en el sitio debieran inc1uir contenci6n de la instalaci6n de sumi nistro. La contenci6n ayuda a delimitar el area superficial de un vertimiento de LNG, reduce la tasa de vaporizaci6n del verti miento y consecuencialmente reduce la distancia de una poten cial nube de vapor que viaja antes de volverse t1otante. La separaci6n y contenci6n son requisitos importantes, particular mente donde la ubicaci6n de una instalaci6n de suministro de LNG es cercana de otros usos de suelos que estan densarnente poblados 0 proveen fuentes potenciales de ignicion. Componentes del Almacenaje de LNG. EI almacenaje y uso de LNG no es algo que muchas comunidades han experimen tado. Los miembros del publico general quienes en el presente estan familiarizados con las instalaciones de LGN usualmente viven en areas que tienen suministro de LNG al granel para dis tribuci6n de gas natural domestico 0 central de energia para sal
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var sus necesidades pico. El almacenaje y transferencia liquida de gas criogenico tiene una larga historia, pero el almacenaje y surtido al granel de vehfculos de combustible LNG es un uso re lativamente nuevo de una tecnologia adaptada. Comparado con los otros tipos de combustibles altemativos, el LNG usado en vehiculos privados no parece estar bien demostrado. Esto po dria resultar en vacilacion para aceptar los peligros adicioll!tles asociados con e1 almacenaje y abastecimiento de vehiculos con LNG en areas urbanas densamente pobladas 0 los costos aso ciados con los sistemas LNG versus sistemas CNG. El LNG es normal mente transportado desde la planta de li cuado hasta la instalaci6n de abastecimiento por remolques de transporte al granel criogenicos. EI trans-llenado puede ocurrir en la noche dado que las flotas de combustible LNG necesitan ser abastecidas antes de las horas de negocios. EI numero de ve hiculos a ser abastecidos y la capacidad de almacenaje en el sitio dictan la frecuencia del transporte y trans-llenado del LNG. EI LNG al granel es almacenado en sitios tfpicos de abastecimiento en recipientes que tienen una capacidad total de aproximada mente 15 000 galones i57 m3). Esta cantidad permite el descar gue de un transporte que usualmente transporta de II 000 a 13 000 galones (42 a 49 m 3) (Figura 12.2.5). Dependiendo de los prograrnas de entrega y demanda, mas de un recipiente puede ser ubicado en un sitio de abastecimiento. Los recipientes pueden ser horizontales 0 vertlcales, dependiendo de la preferencia del propietario, la estetica y el espacio disponible. La ubicacion dc los recipientes debe estar basada en los re quisitos de NFPA 59A. La transferencia de LNG desde el ca-
FIGURA 12.2.5 Un recipiente de LNG de 13500 galones (51 m3) Usado para surMo de vehiculos
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mion remolque de suministro para almacenaje al granel esta acompafiado par el incremento de la presion normal de almace naje del remolque de 10 psi (70 kPa) a aproximadamente 40 a 50 psi (276 a 345 kPa). Si es usado un recipiente de almacenaje al granel vertical, la presion de transferencia puede ser tal alta como 250 psi (1724 kPa). Esto es acompafiado por ebullici6n de algu.n LNG en una linea auxiliar y permitiendo que regrese den tro del remolque. Una pequefia cantidad de LNG puede salirse de la conexion de manguera hacia el recipiente al granel dada la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de la co nexi6n de combustible. Los recipientes de almacenaje de LNG al granel tienen indicadores de nivel delliquido y una alarma por alto nivel de Uquido 0 indicador que avisa al operador para que detenga el llenado del recipiente al granel. Cuando la trans fe rencia se completa, una bomba en el camion de suministro trans fiere cualquier LNG residual en la manguera hasta el recipiente de almacenaje. Durante la transferencia, un diferencial de pre sion de al menos 15 psi es mantenido entre el remolque de trans porte y el recipiente de almacenaje al granel. En el evento de una condicion de retro-llenado, es requerida una valvula de no re torno de contra-flujo en la tuberia de llenado de transferencia de un recipiente de almacenaje de LNG al granel. La contenci6n de un vertimiento de LNG debiera incluir los requisitos siguientes: • Embalse del area que tenga la capacidad volumetrica para mantener el mayor volumen de LNG que podria ser des cargado dentro del area durante una liberacion de 10 minu tos desde cualquier fuente de fuga accidental individual. • Medidas para evitar cualquier descarga de LNG desde la propiedad de la planta y por drenajes superficiales de agua. • Previsiones para evacuar el agua lluvia u otras aguas del area embalsada. • Separacion del punto de transferencia desde el edificio im portante mas cercano no asociado con la instalacion de LNG por 25 pies (7,6 m). • Seleccion de un disefio y materiales apropiados para LNG. • Instrucciones de operaci6n identificando la ubicaci6n y operaci6n de controles de emergencia. El uso de materiales aislantes reduce considerablemente las distancias de dispersion del vapor. El sistema de contencion di sefiado y el tipo de material aislante usado pueden reducir la tasa de vaporizaci6n tanto como un 30 por cientoY EI equipo den tro de la contencion debiera estar limitado a aparatos relaciona dos con el LNG. EI equipo CNG tal como compresores, vaporizadores y cilindros de almacenaje de CNG no debieran estar ubicados dentro de la contenci6n secundaria del LNG, de bido a la exposici6n potencial al fuego y dana por alta presion. Las valvulas de alivio de presion deben ser disefiadas con una capacidad para ventear no solo gas natural vaporizado ade cuadamente si ocurre una exposicion al fuego sino que tambien inc1uye capacidad para el flujo de Ifquido en el evento de que ocurra un sobre-llenado del almacenaje al graneL Las valvulas de alivio de presion estan tipicamente ubicadas en el recipiente de almacenaje, el espacio de aislamiento del recipiente y cual quier tuberia aislada que pueda estar separada entre dos bloques de valvulas. Tipicamente, un sistema de valvulas operadas por
aire controla el flujo del liquido para abastecimiento del veh[ culo. Las lineas de suministro de aire para las valvulas de con trol de flujo comunmente consisten de tubo plastico de bajo punto de fusion. Si son expuestas al fuego, estas line as de sumi nistro de aire podrian fundirse y causar el cierre de las valvulas de una manera segura. Componentes del Surtidor de LNG. Los surtidores disponi bles para abastecimiento de LNG pueden parecerse a los surti dores convencionales de combustible. Tfpicamente, ellos no 10 son. En cambio, son un montaje de una boquilla criogenica aco plada, una manguera criogenica aislada, vaIvulas de cierre y ma n6metros montados en un tablero 0 poste. Algunas veces la manguera de combustible esta fijada a un brazo rotatorio que la soporta como 8i estuviera fijada al vehiculo. Si no, un cable de acero inoxidable retractil soporta la manguera criogenica. Las mangueras de combustible de LNG estan aisladas y pueden tener de 3 a 4 pulgadas (7,6 a 10,2 cm.) de diametro. ElIas estan montadas con un acople criogenico grande, de cerca de 1 pul gada (2,5 cm.) de diametro. Comparadas con las mangueras y boquillas de combustible convencionales, este montaje puede ser dificil de manejar. Una valvula de cierre es fijada sobre el extremo abierto de la manguera criogenica, justamente antes del acople de LNG que conecta al vehiculo. Este acople incluye un dispositiv~ de enclavamiento que no permite descargas durante la transferen cia. Los acoples LNG operan como accesorios neutros comun mente usados en mangueras de incendio. Una valvula manual de cierre de emergencia es ubicada en el sistema de transferencia, cerca de la conexi6n para la tuberia que surte al recipiente de al macenaje. Esta v.Hvula de cierre manual debe ser facilmente ac eesible para el operador. Las eonexiones de purga 0 venteo incorporadas dentro del acople permiten que las mangueras dis pensadoras sean drenadas, despresurizadas y algunas veces pur gadas con nitr6geno. Estas conexiones usualmente drenan a un vaporizador y el gas natural es venteado 0 transferido a un pro ceso de abastecimiento de eNG. Las unidades surtidoras de LNG pueden tener sensores electronicos de nivel que activan automaticamente la valvula de cierre del surtidor. Mas a me nudo, un indicador de nivel provisto sobre el vehiculo requiere que el operador mida el nivel del tanque del vehiculo yenton ces manualmente pare el surtidor. Aun con estos controles, de biera considerarse proveer drenaje a fin de que los vertimientos accidentales de LNG drenen dentro del recipiente de almacenaje de contenci6n secundaria.
Estaciones de Combustible de Gas Licuado de Petr61eo Tipos de Estaciones de Combustible de Gas LP. El Gas LP usado para surtir vehiculos es tipicamente propano. El propano ha tenido una larga bistoria de uso en aplieaciones industriales y predominantemente en areas rurales como un combustible de calentamiento del hogar y negocios. Aunque la mayoria de los aparatos de calentamiento de propano domesticos usan vapor como combustible, los vehiculos son surtidos por transferencia de propano en forma Hquida. El equipo necesario ha sido usado por muchos afios en instalaciones de plantas al granel para trans
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ferencia a camiones de entrega de propano articulados y para llenado de recipientes. Este equipo tambien ha sido extensiva mente usado para elevar el transporte de combustible en ocupa ciones de fabricacion y almacenaje. Historicamente, el surtimiento de propano a vehfculos en los Estados Unidos ha sido predominantemente en instalaciones de plantas al granel 0 con los otros servicios tradicionales de su ministro de propano. Algunos consideran el abastecimiento de vehfculos con Gas LP el menos complicado de los tres combus tibles altemativos debatidos en este capitulo. Los mecanismos de surtido de gases licuados para abastecimiento de vehiculos no varian significativamente de los procesos usados para sumi nistro de Gas LP para calentamiento. EI Gas LP en ubicaciones de abastecimiento de vehiculos es tipicamente movido al sitio de abastecimiento por camiones de transporte de carretera y enton ces trans-llenado dentro del recipiente de almacenaje de com bustible al granei. Hay tres formas comunes de transferir Gas LP en la fase If quida: (I) por uso de una bomba de Gas LP, (2) por gravedad y (3) por uso de un compresor. Usando bombas de Gas LP para transferir elliquido es el metodo mas comun. Esto es a causa de la flexibilidad proporeionada por no tener la elevacion de tanque requerida 0 peligros asociados con la presurizacion del reci piente. El bombeo de Gas LP ha sido usado extensivamente para llenar camiones artieulados de entrega de Gas LP desde reei pientes de almaeenaje al graneL La misma teenologia de bom beo ha sido adaptada para uso en vehiculos abastecidos con propano. Las bombas de desplazamiento positivo, tales como la de paleta deslizante, bombas de engranaje 0 bombas eentrifugas son comunes con la presion de descarga de la bomba limitada a un maximo de 350 psi (2412 kPa). La eleetrieidad usualmente energiza las bombas de Gas LP usadas en estaciones de surtido de vehfculos. Las instalaciones de abasteeimiento de vehiculos eon Gas LP pueden usar recipientes bajo presion horizontales, verticales o algunas veces subternineos. Las operaciones de almacenaje al granel de Gas LP en abastecimiento de vehiculos son tipicas de recipientes a presion horizontales. Los vehiculos a Gas LP abas tecidos en ubicaciones con limitaciones de espacio algunas veces usan recipientes verticales presuri7Aldos. Los recipientes a presion subterraneos dedicados al abastecimiento de vehiculos con Gas LP no son comunes dado el costa adicional, las res ponsabilidades de mantenimiento asociadas con la proteccion contra la corrosion y, algunas veces, las condiciones prohibiti vas del suelo. Consideraciones de Ubicacion del Gas LP. EI abastecimiento de vehiculos con Gas LP debiera estar limitado a exteriores. La relacion de expansion vapor-Hquido del propano es de aproxi madamente 270: 1,14 de modo que una descarga no intencionada de liquido libera una gran cantidad de vapor que produce una fuga del espacio de vapor del recipiente de Gas LP. En adici6n, la liberaci6n de vapor de las valvulas de alivio de emergencia debido a sobre-llenado no intencional del recipiente hace com pacto el suministro al vehfculo de Gas LP para justificarse como una actividad encerrada, intema. Aun en exteriores, el propano tiende a formar una nube de vapor que, bajo las condiciones co rrectas, puede viajar a favor del viento a unas concentraciones
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inflamables hasta que encuentre una fuente de ignidon. Esto es porque el Gas LP tiene una densidad de vapor de I Y2 veces la del aire. Menos comun. pero posible, es un incidente de BLEVE de un recipiente de Gas LP iniciado por la falla de un disposi tivo de alivio de emergencia 0 la rapida exposicion del recipiente a calor radiante intenso. Distancias de retraso desde las lineas de la propiedad adya cente y edificios adyacentes debieran ser evaluadas no solo por exposicion de edificios a fugas en la estacion de suministro de Gas LP sino tambien por exposicion al fuego del edificio en la es tacion de suministro. La consideracion de la exposicion mutua es algunas veces compJicada. Muchas publicaciones retrasan requi sitos que intentan prevenir pequefias, mas comunes liberaciones de Gas LP antes de que alcancen una fuente de ignicion. Estin distancias tambien proveen espacio para comprar tiempo para implementar actividades de emergencia tales como aplicaci6n de agna a un recipiente a presion de propano para protegerio del calor radiante de un incendio adyacente. Estas distancias tipica mente ofrecen proteccion para descargas, tales como aquellas procedentes de valvulas de alivio de emergencia, que resultan del sobre llenado del recipiente. Una grande, continua fuga de li quido de una conexi6n de recipiente daiiada 0 con mal funciona miento, tuberia de transferencia 0 eubierta de bomba pueden producir nubes mas serias de vapor, BLEVE y peligros de frag mentacion. Los peligros asociados con estas situaciones exceden las grandes distancias de retraso especificadas para aplicaciones de Gas LP. Las distancias de retraso dadas en Nf"PA 58 debieran Ser consideradas requerimientos mfnimos para reducir el riesgo. Estas distancias no debleran ser tratadas como distancias seguras que podrian eliminar totalmente el riesgo 0 el efecto de todos los tipos de eventos peJigrosos asociados con operaciones de alma cenaje y transferencia de Gas LP. Historicamente, la ubicacion de aplicaciones de Gas LP ha sido predominantemente en areas rurales 0 sub-urbanas 0 en areas comerciales e industriales. En estas ubicaciones, los peE gros son proporcionales con otras operaciones peligrosas y la exposicion del publico ha estado limitada en concordancia. 18 La adicion de estadones de combustible para vehiculos de Gas LP suple nuevos mercados, algunas veces cerca de areas comercia les congestionadas que historicamente soportaron estaciones pu blicas de combustible convencionales. En estas situaciones debieran ser considerados retrasos adicionales y equipo de pro teccion. Esto ayudo a Iimitar la exposicion publica urbana a un nivel de riesgo grato antes de que el mercado de los combusti bles altemativos se expandiera. NFPA 58 da un conjunto de pre visiones alteruativas para la instalacion de recipientes American Society a/Mechanical Engineers (ASME), los cuales incluyen requisitos adicionales de seguridad para permitir las reducciones de las distancias de retraso. Estas previsiones permitieron la ins talacion de recipientes ASME en ubicaciones tales como insta laciones de abastecimiento convencionales, sin incremento del riesgo que estas instalaciones crean. Estas medidas adieionales de seguridad incluyen transferencias con bajas emisiones y cie rre automatico de todas las valvulas primarias en el evento de un incendio 0 una separacion de la manguera. La Figura 12.2.6 muestra una instalaci6n de combustible que almacena y dis pensa gasolina, CNG y Gas LP en un area urbana. Una descarga o incendio de una de tales instalaciones de combustible de su
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Seguridad contra incendios en el transporte
FIGURA 12.2.6 Instalaci6n de combustible para almacenaje y distribuci6n de gasolina, cng y gas LP en un area urbana densamente poblada y congestionada
perficie podria afectar los alrededores por exposicion al fuego, al publico en general y a quienes responden a la emergencia. Componentes del Almacenaje de Gas LP. EI suministro de Gas LP a vehiculos ha sido tipicamente realizado en instalaciones de almacenaje al granel donde son almacenados grandes volumenes en recipientes a presion horizontales. Con el incremento del sur tido de Gas LP a los vehiculos en sitios de flotas comerciales e industriales existentes, fue limitada el area de terreno disponible con el uso mas comun de recipientes a presion verticales. El ta mafio de los recipientes a presion usados para almacenaje varia porque algunas instalaciones no estan dedicadas solamente al su ministro de Gas LP a vehiculos. Tipicamente, las instalaciones dedicadas al abastecimiento de vehiculos publicos usan almace naje en recipientes a presion que tienen una capacidad de agua de 1000 a 2000 galones (3,8 a 7,6 m3). Estos recipientes de almacenaje deben cumplir normas con signadas en el ASME Boiler and Pressure Vessel Code 19 0 el API-ASME Code for Unfired Pressure Vessels for Petroleum Li quids and Gases. 20 Los recipientes a presion de Gas LP deben cumplir un disefio 0 presiones de servicio, que dependen de la presion de vapor del Gas LP almacenado. Los recipientes de al macenaje de propano usados para surtido requieren una presion minima de disefio de 250 psig (1724 kPa). El soporte estructu ral para recipientes de almacenaje de Gas LP que contienen pro pano puede variar desde soportes de concreto en recipientes horizontales hasta soportes de metal estructural protegidos con
un revestimiento resistente al fuego en tanque verticales. Los re cipientes de suministro de Gas LP debieran estar permanente mente asegurados a superficies pavimentadas 0 rellenas de concreto, adecuadamente protegidos del impacto de vehiculos y la manipulacion indebida por cercados de malla eslabonada. La contencion secundaria no es provista en instalaciones de apro visionamiento de vehiculos con Gas LP porque cuando es ver tido 0 descargado, el propano liquido inmediatamente vaporiza. Los camiones tanque articulados con una capacidad de 2000 a 4000 galones (7,6 a 15,2 m3) suministran mas comun mente Gas LP a estaciones de surtimiento de vehiculos. El ope rador transfiere liquido por una bomba montada en el vehiculo de transporte. La manguera de transferencia conectada a la des carga de la bomba es fijada a una conexion de tuberia de llenado roscada ubicada a corta distancia enseguida del recipiente de al macenaje. Esta tuberia de suministro permite al operador llenar hasta arriba el recipiente de almacenaje de la estacion de apro visionamiento sin tener que escalar hasta arriba. NFPA 58 tiene requisitos de retraso para varlOS tipos de exposiciones desde el punto de transferencia si ese punto no esta ubicado en el reci piente. Para almacenaje de Gas LP al granellas conexi ones de la manguera de transporte en la tuberia de llenado incluyen pro teccion contra separacion. En plantas al granel, dispositivos de contencion proveen esta proteccion con activacion por cable 0 valvulas de cierre de emergencia neumaticas. En recipientes pe quefios dedicados al abastecimiento de vehiculos con Gas LP, esto no es tipico. No obstante, su disefio normalmente incorpora una valvula de ruptura en la tuberia de llenado del recipiente. En adicion, una valvula de no retorno contra flujo requerida en la entrada del recipiente de almacenaje previene la presurizacion del contenido del flujo desde la conexi on de llenado si la tube ria es dafiada. Eillenado del recipiente de almacenaje pro cede hasta que el operador nota que el nivel ae liquido ha alcanzado el maximo permisible. Existen varias opciones de monitoreo cuando el re cipiente de almacenaje esta lleno. Usar un indicador fijo de ma ximo nivel de liquido es un metodo popular. Una valvula de purga de orificio perforado No. 54 en este dispositivo conecta a un tuba de inmersion interno, Cuando el llenado del recipiente esta por comenzar, la valvula es abierta y normalmente ventea vapor invisible. El operador nota la humedad del aire refrigerado a traves de la purga de la valvula cuando la vaporizacion de li quido aIcanza la altura predeterminada del tubo de inmersion in terno. El operador entonces detiene la transferencia de liquido. Los indicadores de nivel de liquido variables, tales como un tuba deslizante 0 rotatorio, operan similarmente pero indican la altura de liquido en una escala que el operador lee para determinar cuando el recipiente es apropladamente llenado. Son requeridas valvulas de cierre de emergencia en instala ciones de surtimiento de Gas LP para vehiculos. Estas consisten de dispositivos de emergencia asociados con el surtido desde el almacenamiento al interior del tanque del vehiculo. Pueden ser usadas valvulas de cierre manual, valvulas de no retorno por flujo excesivo, valvulas de retorno por contra flujo y valvulas in ternas de cierre rapido en derivaciones para liquidos, reciclado de vapor, remocion de liquidos y compensacion de conexi ones. Pueden ser provistas conexi ones de descarga del recipiente de almacenaje localizadas en el rondo de este con proteccion con
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tra el eizallamiento en caso de que la tuberfa de desearga sea da nada. Para proteger el recipiente contra exposieion significativa al fuego en el evento de una fuga, una valvula de cierre por en lace de fusible es comunmente instalada en la abertura de 11 quido del recipiente usualmente en conjunto con una valvula de no retorno por flujo excesivo. La valvula de no retorno para flujo excesivo para descarga desde el recipiente es usualmente instalada internamente en el reeipiente; algunas valvulas son fabricadas para ser instaladas en linea. Un resorte normalmente mantiene abiertas las valvulas de no retorno para exeeso de flujo. Las valvulas eierran automati camente cuando la tasa de flujo de Ifquido del dispositivo es ex cedida. Las valvulas de no retorno para flujo excesivo operan solo si una rotura en la linea de descarga del recipiente es sufi cientemente grande para que el flujo exceda la tasa de ajuste de la valvula. Las Eneas de liquido de distribucion de la bomba y las lineas de compensaeion de vapor, comunmente conectadas a1 almacenaje del Gas LP, tambien tienen valvulas de no retorno por exceso de flujo. Los reeipientes de almacenaje de Gas LP usados para abas teeimiento de vehfculos deben tener uno 0 mas dispositivos de alivio de presion instalados en su espacio de vapor. Los reci pientes ASME que tienen una capaeidad de agua mayor de 1200 galones (4,5 m3) deben tener valvulas de alivio de presion de re sorte de carga que comunican directamente con el espaeio de vapor del reeipiente. Estas valvulas de alivio auto-operan ayu dando a limitar la descarga aceidental de Gas LP porque ellas normalmente eierran cuando el exceso de presion es descargado. Otros dispositivos, tales como discos de fractura 0 ruptura, per miten que el contenido entero del recipiente a presion descargue y, por consiguiente, no son usados en recipientes a presion de Gas LP. En adieion a las valvulas de alivio de resorte de carga, pueden ser instalados tapones fusible que no excedan V4 de pul gada (0,6 mm) de diametro en recipientes a presion con una ca pacidad de agua por debajo de 1200 galones (4,5 m3). Componentes del Surtidor de Gas LP. Los dispositivos de dis pensado de Gas LP tfpicamente incluyen un medidor, separador de vapor, valvulas de alivio hidrosrntico, valvula de no retorno, valvula solenoide, valvula de presion difereneial y valvulas de cierre manual. Como con los otros tipos de combustibles alter nativos, los surtidores pueden ser montajes individuales coloca dos sobre un poste que esta comlinmente en operaciones de flota o las unidades de surtimiento del fabricante para instalaeiones de suministro pUblico. Las unidades de surtimiento fabricadas pueden parecerse a aquellas usadas para combustible diesel 0 de gasolina convencionales. Las valvulas de no retorno para exceso de flujo en una platina recortada son instaladas generalmente por debajo de la unidad dispensadora y funeionan como valvu las conveneionales de corte bajo surtidores de combustible 11 quido inflamable. Los surtidores de Gas LP pueden lIenar a una tasa maxima de aproximadamente 18 galones/minuto (0,07 m3/minuto).21 Por consiguiente pam NFPA 30A, Automotive and Marine Service Station Code, los surtidores de Gas LP debieran estar ubicados al menos a 20 pies (6, I m) de los surtidores de gasolina 0 diesel. Las mangueras de combustible de Gas LP deben estar montadas con un dispositivo de ruptura de emergencia listado para evitar
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descargas de propano en el evento de tirones de un conductor que se aleja mientras la manguera de combustible esta aim co nectada. Es requerido que la manguera de combustible del ve hiculo a Gas LP, comunmente conocida como manguera "humeda" este continuamente marcada "GAS LP", "Propano", "PRESION DE TRABAJO 350 PSI". La manguera dc combus tible csta tipicamente conectada al vehiculo via una conexion U.S. estandar de rosca de 29 de 1 % de pulgada (4,5 cm.). Estos conectores estan disefiados con un mecanismo que prohfbe el flujo de liquido a menos que este conectado a un vehiculo. Una valvula de "un cuarto de vuelta" ubicada antes de la conexion roscada controla el flujo. Esrnn disponibles valvulas de control de flujo con una accion de palanca similar a las boquillas del surtidor de gasolina convencional. La diferencia principal es que las valvulas de palanca para Gas LP no presentan cierre auto matico cuando el nivel de 11quido esrn saturado. En cambio, un medidor interruptor 0 una valvula de venteD interruptora estan localizados en el vehfculo, cerca de la conexion de manguera. EI medidor de interrupcion del vehfculo opera como los medidores de nivel de Uquido del recipiente al granel. Cuando el tanque del vehiculo esta aproximadamente al 80 por ciento de llenado, una pequena cantidad de propano liquido es liberada a traves del venteD de parada. E1 operador reconoce que el reci piente del vehiculo esta Heno y manualrnente desengrana la val vula de flujo del surt1dor. Este venteD a la atmosfera en cada re-abastecimiento ha sido reconocido como un problema poten cial. Dispositivos de cierre auto matico tales como una valvula flotante dentro del tanque del vehiculo, estan disponibles y sis temas de control de sobre llenado computarizados esrnn siendo desarrollados. Cuando se perfeccionen, estos sistemas pueden ser requeridos en todos los vehiculos 0 surtidores de Gas LP.
COMPONENTES DEL VEHICULO,
DISENO Y OPERACION
La apariencia y forma de los vehiculos de combustibles alterna tivos son las mismas que las de los vehiculos de combustibles convencionales. En muchos casos, eUos son vehiculos de com bustible convencional que han sido retro-preparados para operar con combustibles alternativos. Varios fabricantes de vehiculos han desarrollado verSlOnes de combustibles alternativos de sus modelos populares de combustible convencional. Como el com bustible es manejado y consumido difiere en los vehiculos. Aun que los recipientes de almacenaje del vehiculo y los sistemas de descarga difieren para cada tipo de combustible, el concepto es el mismo para todos los combustibles alternativos de hidrocar buros. Los vehfculos de CNG, LNG Y Gas LP alrnacenan y con sumen una mezcla dc gas inflamable. EI entendimiento del almacenaje y consumo de combustible es importante desde la perspectiva del operador del vehiculo, el abastecimiento indivi dual del vehiculo y el respondedor de emergencias. Hay dos tipos de vehiculos de combustible alternativo: (l) aquellos convertidos de otro combustible, llamadas conversio nes bi-combustible y (2) aquellos disefiados para ser impulsados exc1usivamente por (MG, LNG 0 Gas LP. Los vehiculos con vertidos a bi-combustible pueden operar con gas natural 0 pro
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pano y un combustible convencional, tal como gasolina 0 diesel, dado que el sistema de combustible liquido pennanece intacto. Los vehiculos alimentados con CNG, LNG 0 Gas LP pueden costar mas que los vehiculos de combustible convencional dado el costo del tanque de combustible del vehiculo.
Vehfculos a Gas Natural Comprimido (CNG) Los vehiculos de CNG incluyen vehiculos de pasajeros conven cionales, camiones de trabajo ligero y mediano y vehiculos de chasis pesado tales como buses de transporte. Los vehiculos de CNG de gas natural almacenado comprimido a presiones de 2500 a 4000 psig (17235 a 27 576 kPa) en cilindros de gas com primido equipados con un dispositivo de alivio de presion, una conexion de llenado y una valvula de cierre. EI recipiente de combustible del vehiculo conecta a un distribuidor 0 linea indi vidual de alimentacion equipada con una valvula de cierre ma nual. El gas natural es surtido a la maquina via un regulador de presion que reduce el gas a la presion de servicio que la maquina usa. Despues de que su presion es reducida, el gas entra a un mezclador aire-gas para producir una mezcla inflamable que es inyectada dentro de la maquina de combustion intema. NFPA 52 aplica en el disefio e instalacion de sistemas de combustible de CNG en todos los tipos de vehiculos y sus siste mas de surtimiento de combustible. El alcance de la nonna in cluye el elemento CNG de vehiculos bi-combustible y vehiculos originalmente fabricados para operar usando CNG. El combus tible es entregado desde un surtidor de CNG a traves de su bo quilla e introducido dentro del recipiente del vehfculo a traves del receptaculo de suministro del vehfculo. La union es como un acople de conexi on rapida tipico usado en mangueras de aire comprimido. Los receptaculos de combustible del vehiculo estan disefiados en concordancia con ANSI / American Gas As sociation NCV 1. Recipientes de Combustible CNG. Los recipientes de com bustible CNG estan disefiados para almacenar gas metano com primido a altas presiones. El gas es almacenado en un estado comprimido para incrementar la cantidad que puede ser alma cenada a bordo del vehiculo, as! como para incrementar el al cance de manejo del vehiculo. American Natural Standards institute / American Gas Association NGV2, Basic Require mentsfor Compressed Natural Gas Vehicle Fuel Containers, 22 consignan el disefio y construccion de los recipientes de com bustible CNG. Los recipientes NGV2 tienen presiones de servi cio entre 2400 y 4350 psi (16 546 Y 29 989 kPa) a 70° F (21 C), capacidades no mayores de 35.4 pies cubicos y una vida de ser vicio de 15 afios. Los recipientes NGV2 son construidos de metal (NCV2-1), un revestimiento metalico reforzado con aros enrollados alrededor (NGV2-2) 0 un filamento continuo total mente envuelto de resina impregnada (NGV2-3) 0 un filamento continuo totalmente envuelto con un revestimiento no metalico (NGV2-4). Todos los materiales de construccion deben ser ca paces de operar en todo aspecto a un rango de temperatura de 40 a 1800 F (-40 a 82 0 C). Los recipientes instalados en vehiculos requieren identificacion usando una etiqueta que diga "CNG SOLAMENTE". Esta etiqueta es requerida para evitar la 0
instalacion de cilindros no diseftados para servicio de CNG. Los recipientes de combustible del vehiculo de CNG estan sujetos a pruebas de presion y fuga no destructivas. Para iograr la certificacion, los recipientes y revestimientos metalicos deben pasar sucesivamente pruebas destructivas que evaluan el punto de resistencia de los materiales, resistencia a la tension, elonga cion y su desempefio bajo impacto mecanico. Otros requisitos que deben ser cumplidos incluyen pruebas de goteo, exposicion al fuego, disparos, penneabihdad al gas, ciclos de presion y re venton. Estas pruebas aseguran que el recipiente mantiene su in tegridad durante su vida de servicio. Los recipientes de vehiculos pueden ser ubicados dentro, debajo 0 encima del compartimiento del conductor y pasajeros, siempre que todas las conexi ones del recipiente esten extema mente selladas y venteadas desde el area donde estas personas se sientan. Los recipientes son instalados en una ubicacion que minimiza la probabilidad de dafio resultante de una colision. Ningun recipiente ni sus componentes deben ubicarse adelante del eje frontal del vehiculo 0 detras de su parachoques trasero. El mecanismo de montaje debe asegurar el recipiente de combustible de CNG del vehiculo al bastidor, cuerpo 0 comparti miento de carga del carro para evitar el dana proveniente de los peligros de la carretera, deslizamiento y perdida 0 rotacion del re cipiente. EI metodo usado para el montaje del recipiente debe re sistir una fuerza estatica de ocho veces el pcso de un cilindro totalmente presurizado aplicada en seis direcciones de carga. Cuando esta sujeto a esta prueba de carga, Ie es pennitido al reci piente un desplazamiento maximo de Y, pulgada (1,3 cm.) en cual quiera de las direcciones de carga. A menos que este blindado, el recipiente requiere un minimo de 8 pulgadas (20,3 cm.) de espa cio desde el sistema de escape del vehiculo. Si son usadas grapas o abrazaderas de banda, ellas no deben estar en contacto directo con el recipiente. Es necesaria la provision de proteccion del re cipiente de la corrosion exterior resultante de la acumulacion de humedad 0 vibraci6n mecanica. Para satisfacer estos requisitos, comimmente es instalado material resiliente, resistente a la hu medad, entre las grapas y los wportes del contenedor. Dispositivos de Alivio de Presion para CNG. Es requerido que los recipientes de combustible CNG sean equipados con uno 0 mas dispositivos de alivio de presion. Estos dispositivos prote gen el recipiente de fallas eatastroficas debido a la sobre presion resultante de la exposicion al fuego. Los dispositivos de alivio de presion para cilindros de CNG estan construidos en concordancia con el Compressed Gas Asso ciation Pamphlet S-I. 1, Pressure ReliefDevice Standards, Part i- Cylinders for Compressed Gases. 23 Los dispositivos de alivio de presion pueden sei discos de ruptura, tapones fusible, una combinacion de discos / tapones fusible 0 una valvula de alivio de presion. Un disco de ruptura es el componente de un disposi tivo de alivio de presion disenado para reventarse a una presion detenninada y pennitir la descarga del gas. Los discos de ruptura son metal prefonnado disefiado para fallar a una detenninada presion 0 temperatura. Cuando un disco de ruptura opera, el ven tea el contenido entero del recipiente. Los discos de ruptura no cierran. Los dispositivos de tapon fusible son tambien dispositi vos de alivio de presion no cerrantes disefiados para funcionar cuando un material de tapon 0 fusible se funde a una temperatura
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apropiada. Los tapones fusibles estan disefiados para operar a una temperatura nominal admitida de 165 0 F 0212° F (74° C 0 100° C), dependiendo del material seleccionado. Las valvulas de alivio de presion son valvulas de seguridad disefiadas para a1iviar presion excesiva. Ellas re-cierran y re-se Han para evitar el flujo posterior de gas desde el recipiente des pues de que 1a presion de vuelta a sellar ha sido alcanzada. Los dispositivoa de a1ivio de presion son insta1ados de modo que tales dispositivos eatan en comunicacion directa con el combus tible. Adicionalmente, una val"llla de cierre no debiera ser ins talada entre el dispositivo de alivio de presion y el cilindro, ni despues de los dispositivos de alivio de presion. Cuando los recipientes estan instalados en e1 interior de los vehiculos, tal como en el baul de carga de un vehiculo de pasa jeros, hay requisitos concernientes a como el dispositivo de ali vio de presion es instal ado y terminado hacia el exterior del vehicu10. • lnstalacion en el mismo compartimiento del recipiente del vehiculo. • Tenninacion hacia el exterior usando tuberia 0 entubado de a1 menos el mismo diametro de la del dispositivo de alivio de presion. • Terminacion de la abertura de venteo de modo que los de sechos de la carretera no 10 bloqueen. • Encerramiento del cuello y todos los accesorios del reci piente de CNG dentro de un compartimiento a prueba de gas. Las valvulas ubicadas en el recipiente y la maquina aislan el sistema de tuberia del recipiente y la maquina. Una valvula de cierre manual del vehiculo esta tambien ubicada a 10 largo de la barra de apoyo del bastidor. Estas valvulas son provistas para la seguridad del usuario del vehiculo, personas que realizan las re paraciones y respondedores de la emergencia. Es requerida una valvula para el recipiente del vehiculo. La valvula del recipiente puede ser operada manualmente 0 con una valvula norrnalmente cerrada de activacion remota. Cuando el recipiente Hene una valvula de activacion remota, tal valvula debe estar equipada con unos medios que permitan que el cilin dro sea despresurizado. Sin consideracion del tipo de valvula usado, las autoridades competentes debieran asegurar que las actividades de mantenimiento desarrolladas por el personal en vehiculos de CNG c1aramente entiendan los procedimientos del fabricante para despresurizacion y carga del cilindro de CNG. En en Marzo de 1993, el Departamento de Incendios de Austin respondio a un incendio que involucro a un vehiculo de
FIGURA 12.2.7 Una etiqueta tipica identifica la ubicaci6n de la valvula de cierre manual entre los recipientes de combustible y la maquina, como es requerido por NFPA 52
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Combustibles altemativos para vehfculos
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CNG. EI incendio se produjo por una despresurizacion mecanica impropia del recipiente por no empalmar electricamente la he rramienta de despresunzacion al bastidor del vehiculo. La des carga de gas natural a alta presion creo una acumulacion estatica y la chispa que inicio el surtidor de gas, formaron un chorro de llama de aproximadamente IS pies (4,6 m) de largo, como 10 atestiguaron los bomberos a su arribo. Aunque el incendio no re sulto en ninglin bombero herido ni lesiones a personas, el vehi culo donde se origino el fuego fue destruido y otro expuesto resulto sufrio danos por flujo termico del chorro de llama. 24 Es requerida una segunda valvula entre la maquina y el ci lindro de gas que permita a los bomberos y personal de repara ciones aislar los recipientes del sistema residual de combustible. Esta valvula de cierre manual debe estar instalada en una ubica cion accesibLe y puede tener una rotaci6n de no mas de 90 gra dos desde su posicion abierta a cerrada. Un aviso en una etiqueta o estarcido que diga "VALVULA DE CIERRE MANUAL" identifica la ubicacion de la valvula. La valvula de cierre ma nual requiere proteccion de la vibracion y peligros de la carre tera. (Figura 12.2.7). Tuberia de eNG. Finalmente, es requerida una tercera valvula en el sistema de combustible que automaticamente evite el flujo de CNG cuando la maquina no esta funcionando pero el inte rruptor de ignicion esta en posici6n "ON". Esto asegura que el metano no fluya durante reparaciones mientras el sistema eIec trico del vehiculo esta energizado. Es usada tuberia en un sistema de combustible de CNG dado que ofrece un metoda confiable, segura y recursivo de mover altas presiones de gas desde el recipiente hasta la maquina. Nor maimente, lineas de combustible de acero inoxidable rigidas 0 flexibles conectan los recipientes de combustible, la maquina y el receptaculo de combustible del vehicul0. El uso de ciertos ma teriales para servicio de tuberia de CNG es prohibido: tuberia y accesorios de plcistico para altas presiones de servicio y tuberia y accesorios galvanizados. Aun asi, deben ser tenidas en cuenta otras consideraciones, tales como temperatura y vibracion. La tuberia instalada en vehiculos esta sujeta a una vida de servicio definitivamente completa. Como resultado, la tuberia instalada entre el recipiente y la valvula de cierre secundario ubi cada a 10 largo del bastidor del vehiculo debe ser capaz de re sistir una presion hidrostatica de al menos cuatro veces la tasa de presion de servicio sin falla estructural. Esto generalmente resulta en que solo tuberia de acero inoxidable es usada para li neas de combustible de vehfculos para CNG. Las conexi ones de tuberia deben ser soldadas, dobladas 0 conectadas mecanicamente. Cuando la tuberia 0 entubado es roscado, el material de sellado de la tuberia debe ser impenetra ble al gas natural y aplicado a todas las roscas macho de la tu berla antes del montaje. Cuando son usadas uniones 0 conexiones mecanicas, estas deben estar localizadas en una ubi cacion accesible. La ruta de la tuberia debe considerar los efec tos de la vibracion, corrosion, danos por objetos de la carretera, colisiones y desgaste y roturas durante la vida util de servicio normal. La ruta de la tuberia a traves de las paredes de incendio de los compartimientos de la maquina u otros paneles del vehi culo requiere proteccion del desgaste abrasivo a traves del uso de ojales metalicos u otros medios aceptables.
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Cuando la maquina requiere combustible, el gas deja los recipientes de almacenaje y fluye hasta un regulador de alta pre sion. La presion de gas del recipiente de combustible es reducida a una presion intermedia. Como el gas expande de una presion del recipiente de combustible de 2500 a 4000 psig (17 235 a 27 576 kPa) a la presion intermedia de 120 a 300 psig (827 a 2068 kPa), su temperatura cae tanto como a 100° F (38° C). Si el gas contiene mucha humedad, puede congelarse y danar el sistema de combustible y la maquina. Tambien, el gas frio puede endurecer los sellos en el sistema de combustible y resultar en filtraciones. Por estas razones, la mayona de los vehfculos de CNG tienen reguladores de presion calentados por el enfriador de la maquina. Del regulador de alta presion, el gas metano fluye hacia la maquina a traves de otra linea hasta el regulador de baja pre sion. Ubicado en el compartimiento de la maquina, el regulador de baja presion reduce la presion de gas a aproximadamente 100 psi (689 kPa). El enfriador de la maquina no calienta normal mente este regulador dado que el efecto de refrigeracion es im perceptible. Del regulador de baja presion el gas fluye a la maquina, entrando a los inyectores de combustible y la camara de combustion de los cilindros.
Vehfculos a Gas Natural Licuado Los vehiculos de LNG pueden ser usados para aplicaciones tales como vehiculos de chasis de camion de trabajo medio y pesado, tales como camiones de basuras y vehiculos de transporte. Sin embargo, el LNG es tambien un combustible viable para loco motoras de ferrocarriles y embarcaciones marinas. Los sistemas de combustible para vehiculos LNG tienen varios componentes, tales como un regulador de presion y un mezclador aire-gas que son parecidos a aquellos de los vehiculos CNG. Dado que las ma quinas no pueden consumir fluidos criogenicos, el liquido debe ser convertido a gas, 10 cual requiere un intercambiador de calor. NFPA 57 aplica al diseiio e instalacion de sistemas de com bustible de LNG en vehiculos y sus sistemas de surtido de com bustible. El alcance de la norma incluye el elemento CNG de los vehiculos bi-combustible y aquellos originalmente fabricados para operar usando LNG. Los vehiculos alimentados por LNG tienen componentes diseiiados para operar a temperaturas y pre siones encontradas.en el servicio criogenico. Estos componen tes estan en el lado liquido del sistema. Los mayores componentes en ellado criogenico del sistema de combustible incluyen el tanque de almacenaje de LNG del vehiculo y las !i neas de combustible. Cuando el LNG se vaporiza en gas, sus componentes estan diseiiados para servicio de gas comprimido. La mayoria de componentes dellado de la fase vapor del sistema incluye el intercambiador de calor y el regulador de presi6n. Recipientes de Combustible LNG. Los recipientes para vehi culos de LNG usan comunmente un diseiio tipo Dewar encha quetado al vacio, basado en el destello Dewar. Este recipiente de doble pared tiene superficies reflectivas en el contenedor exte rior donde el vado es mantenido entre las dos paredes. Esto ayuda a evitar la perdida de LNG cuando el recipiente y el li quido comienzan a calentarse. Una consideracion importante en el diseiio de recipientes para vehfculos de LNG es eUiempo
de contencion. El tiempo de contenci6n es la longitud de tiempo que un vehfculo puede permanecer sin uso hasta que la presion de su tanque llegue a un punto en que requiere ser venteada. El tiempo de contencion depende de la relacion Hquido/vapor en el tanque, as! como de la construccion del tanque. La relaci6n li quido/vapor depende de la cantidad de merma del tanque. Siem pre es requerido espacio para permitir la vaporizacion y expansion dellfquido que ocurre en la medida en que la tempe ratura y presion se incrementan. La merma es tipicamente del 5 al 10 por ciento del volumen del tanque del vehiculo. La merma es necesaria en el evento de que el tanque alcance una presi6n de venteo. Cuando la valvula de alivio de presion funciona para rnitigar la presion, es descargado gas, no LNG. 25 Los recipientes de combustible del vehiculo de LNG estan construidos con un tanque interno y un tanque externo. El tan que interne esta normalmente construido de acero inoxidable. Dado que sirve como un recipiente de presion criogenica, el di sene del tanque interno cumple con la Seccion VIII, Division I de ASME Boiler and Pressure Vessel Code 0 las regulaciones del U.S. DOT 49 CFR 178, por ejemplo, tanque DOT 4L. Nor malmente contiene un deflector y un metoda de indicacion del nivel de liquido en el recipiente. EI tanque exterior esta cons truido de acero inoxidable 0 al carbono. El tanque interne co necta al tanque externo con soportes disefiados para minimizar la conduccion de calor pero mantener la integridad estructural del recipiente. Para minirnizar la transferencia de calor por ra diacion, el aislamiento consiste de capas multiples de una pelf cula de poliester/aluminio separada por una red de nailon ubicada en el intersticio del recipiente. Un vado abierto en el in tersticio minimiza el efecto de transferencia de calor convectivo. Los recipientes comunes de vehfculos de LNG estan configura dos cilindricamente con cabezas eifpticas. La integridad estruc tural de un recipiente de combustible de vehiculo de LNG durante la operacion normal y bajo fuego u otro esfuerzo anor mal es analizada en el diseiio del tanque. La integridad estruc tural de un recipiente de LNG debe ser evaluada contra vibracion, aceleracion y cargas de choque para determinar la va loracion de las averias. Es requerido que los recipientes de combustible del vehi culo de LNG tengan caracteristicas de identificacion para quie nes realizan las reparaciones y los respondedores de emergencia. Con excepcion de las aberturas para alivio de presion 0 aforo del liquido, todas las aberturas estan diseiiadas en cuanto a sl elIas abren dentro del espacio de vapor 0 lfquido. El volumen total del recipiente esta identificado y los avisos indican que el recipiente puede ser usado solo para servicio de LNG. Las valvulas para control del flujo delliquido y vapor deben scr facilmente acce sibles y operantes sin el uso de herramientas. La ubicaci6n del recipiente de almacenaje de LNG en un vehiculo es una consideracion importante. Los recipientes no debieran estar ubicados adelante del eje central del vehiculo, mas alIa de su parachoques trasero 0 sobre el techo. Los reci pientes deben ser instalados en el interior de los vehiculos, pro vistos de compartimientos que no esten en comunicacion directa con el conductor, pasajero 0 cualquier espacio que contenga radio-transmisores 0 equipo productor de chispas. Esto puede estar acompaiiado por la pro, isi6n de cerramientos a prueba de gas sobre el equipo y venteo del encerrarniento al exterior del
CAPiTULO 2
vehfculo. Cuando el LNG no csta olorizado, es requerido un sis tema de detecci6n de gas metana de monitoreo continuo en el compartimiento que mantiene el recipiente. El sistema de de teccion debiera estar disefiado para hacer sonar una alarma cuando la atm6sfera en el compartimiento excede el 20 por ciento deillmite inferior de inflamabilidad para metano. El sis tema de deteccion de gas no requiere detener el flujo de gas 0 combustible 0 cerrar la ignici6n de la maquina. Dispositivos de AUvio de Presion de LNG. Los recipientes de almacenaje de LNG requieren dispositivos de alivio de presi6n. La mayorfa de los recipientes de vehiculos estan equipados con valvulas de alivio de presi6n y discos de ruptura. Las vaIvulas de alivio de presi6n descargan esta presi6n que se desarrolla du rante el tiempo de permanencia del LNG dentro del recipiente. Si faHa el dispositivo de alivio de presion, esta se incrementa hasta que el disco de ruptura falla. La presion de revent6n del disco es mas alta que el ajuste de la valvula de alivio pero mas baja que la presi6n de disefio del recipiente. A diferencia de las vaIvulas de alivio convencionales, los discos de ruptura no estin disefiados para cerrarse. Si un disco de ruptura opera, el vapor de LNG es descargado hasta que el tanque se vacie. Si el vehi culo esta involucrado en un incidente en el cual el recipiente es sobre girado y el disco de ruptura opera, el LNG descarga desde la abertura de alivio de presi6n. Intercambiador de Calory Thberia de LNG. El LNG debe ser convertido de Hquido a gas para una apropiada combusti6n en maquinas alternativas. Un intercambiador de calor realiza la fase de cambio. Comunmente llamado un vaporizador, el intercam biador de calor eleva la temperatura de los vapores de LNG de manera que el cambio de fase de metano lfquido a gas metano es eficiente. Un medio de transferencia de calor usado comun mente es la maquina recirculante de enfriamiento entre el inter cambiador de calor y el radiador de la maquina. A la tasa de flujo maxima, el intercambiador de calor debe tener la capacidad para vaporizar completamente el LNG. Adicionalmente, debe calen tar el gas a una temperatura apropiada antes de que entre al re gulador de combustible. Identificar la presi6n de trabajo maxima permisible para los intercambiadores de calor es una necesidad para proteger el dispositivo contra posible sobre presurizacion resultante de la instalaci6n de un dispositivo de alivio impro piamente dimensionado. Desde la perspectiva de una respuesta de emergencia, el in tercambiador de calor es el componcnte en el sistema de com bustible que divide ellado criogenico y la fase de vapor 0 lado no criogenico. Un regulador de presi6n adelante del intercam biador de calor controla la presi6n del gas consumido en el mez clador 0 carburador. La tuberia transfiere LNG desde la conexion de remoci6n de lfquido del recipiente del vehiculo, a traves del intercambia dor de calor y regulador de presion, hasta el carburador 0 in yector de combustible. Como el LNG viaja desde el recipiente de combustible a traves de la linea de combustible hasta el in tercambiador de calor, comienza a calentarse, causando con densacion sobre las superficies exteriores. La mayoria de las lfneas de combustible estan aisladas para retardar la perdida de calor. Es requerida tuberia disenada para vehiculos de LNG para
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Combustibles alternativos para vehfculos
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resistir presiones de al menos dos veces la presi6n de trabajo maxima permisible del recipiente. Los materiales de construc ci6n tfpicos para tuberia incluyen acero inoxidable, lat6n y cobre que son ajustados utilizando roscas, soldadura 0 uniones con soldadura fuerte. Donde las valvulas estan dispuestas de manera que el LNG podria quedar atrapado entre ellas, debe ser insta lado un dispositivo de alivio de presi6n en la secci6n de tuberia para descargar cualquier exceso de presion causado por el ca lentamiento del LNG.
Vehiculos a Gas Licuado de Petr61eo Los vehfculos a Gas LP incluyen camiones industriales, equipo de granjas y vehiculos del rango y tamarro de autom6viles hasta camiones de trabajo pesado. El Gas LP tiene la mas larga histo ria de todos los combustibles altemativos. EI propano usado para calentar hogares rurales ha estado tambien f:il.cilmente dis ponible en las granjas para uso como combustible de vehiculos. De acuerdo con el DOE's Transportation Energy Data Book (Edici6n 20-2000), aproximadamente 270 000 vehfculos en Norte America son surtidos usando Gas LP, (vea Tabla 12.2.1). Esta figura no incluye vehiculos para fuera de carretera; de in cluirlos, este numero se incrementaria significativamente. Los vehiculos a Gas LP usan normaImente propan~, un gas licuado de petroleo, inflamable, almacenado a presiones de aproximadamente 120 a 200 psig (827 a 1379 kPa), depen diendo de su gravedad especifica y temperatura de almacenaje. El recipiente del vehiculo cone eta a un distribuidor 0 linea indi vidual de combustible que surte propano a la maquina via ex pansi6n del gas licuado EI gas entra a un carburador de propano y produce una mezcla inflamable que es inyectada a la camara de combusti6n de la maquina. NFPA 58 aplica al diseno, instalaci6n y mantenimiento de sistemas de combustible de Gas LP en todos los vehiculos y sis temas surtidores del combustible. NFPA 58 cubre la instalaci6n de sistemas de combustible que surten maquinas usadas para propulsar vehiculos tales como carros de pasajeros, taxis, vehi culos de pasajeros multiprop6sito, buses, vehiculos recreativos, camiones (incluidos tractores, unidades tractoras de semi-re molque y camiones convoy) y aparatos agricolas. Recipientes de Gas LP. NFPA 58 regula el disefio, fabricacion y construccion de recipientes de Gas LP disenados para instal a ci6n en vehfculos. Los recipientes de combustible para vehicu los a Gas LP deben curnplir los requisitos de ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Divisi6n 1, "Rules for Cons truction of Unfired Pressure Vessels", 0 los requisitos del U.S. DOT. Normalmente, los recipientes a presion usados para servi cio de Gas LP tienen una presion de diseno minima de 250 psig (1724 kPa), basados en NFPA 58 Y los requisitos ASME para gases con una presion de vapor de 215 psig (1482 kPa) a 100° F (38° C). Sin embargo, cuando el recipiente a presion esta desti nado para instalaci6n en un vehiculo a motor, tal como un auto m6vil 0 bus, la presi6n de diseno minima para el recipiente es incrementada a 312,5 psig (2154 kPa). La presion de disefio alta asegura que el dispositivo de alivio de presion tiene un ajuste in crementado de operacion dado que el recipiente puede estar su jeto a temperaturas de operaci6n no encontradas como normales
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SECCION 12
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Seguridad contra incendios en ef transporte
en instalaciones estacionarias de Gas LP. Adicionalmente, la operadon prematura de una valvula de alivio de presion en, por ejemplo, un bus escolar Ileno de nifios introduce una variedad de consideraciones para los operadores de los vehiculos y respon dedores a la emergencia. El establecimiento de aims presiones iniciales para la apertura de una valvula de ahvio de presion re duce la probabilidad de una descarga prematura de Gas LP. Particular atencion debe ser puesta a la ubicacion de los re cipientes de Gas LP del vehiculo. Los recipientes deben ser ubi cados para minimizar la posibilidad de dana de elIos y sus accesorios. Las ubicaciones apropiadas pueden incluir el baul de un carro de pasajeros, directamente fijado al bastidor de un vehiculo 0, en la caja de carga de un camion de reparto. Los re cipientes deben ser instalados en una ubicacion que minimice el dana resultante de una colision. Los recipientes y sus compo nentes no pueden ubicarse del ante del eje frontal del vehiculo, detnis del parachoques trasero 0 sobre su techo. Un recipiente instalado dentro de un vehiculo debiera ser colocado de modo que el conductor 0 pasajeros no esten ex puestos a ninguna descarga de Gas LP, ni debieran estar dentro de ningUn espacio que contenga radio transmisores u otro equipo productor de chispa. NFPA consigna tres opciones para satisfa cer este requisito: 1. Ubicar el recipiente y sus accesorios fuera del comparti miento de pasajeros. 2. Encerrar completarnente los accesorios del recipiente en un encerramiento 0 alojamiento a prueba de fugas. 3. Almacenar el recipiente y sus accesorios en el baul de un automovil y sellar el compartimiento para formar una se paracion del espacio que lleva a los pasajeros. EI tamano del recipiente en vehfculos esta tambien limi tado. Los vehiculos disenados para transpOltar pasajeros, tales como buses 0 automoviles, estan limitados a un agregado de no mas de 200 galones (0,75 m3) de capacidad de agua 0 aproxi madamente 160 gaIones (0,6 m3) de Gas LP. Los vehfculos no disefiados para llevar pasajeros, tales como la maquinaria de granjas 0 camiones correo, pueden tener un agregado de 300 ga lones (1,1 m3) de capacidad de volumen de agua 0 aproximada mente 240 galones (0,9 m3 ) de Gas LP. En ambas instancias, mas de un tanque puede ser usado y distribuido, pero cl volumen total no puede exceder la cantidad agregada. Es requerido un metodo de evitar el sobre llenado de los re cipientes de vehiculos de Gas LP. Los recipientes sobre llenados puedcn ser peligrosos cuando el Gas LP Iiquido se expande hasta el punto en que los recipientes llegan a lIenarse de Iiquido cau sando la abertura de la valvula de alivio de presion y la descarga del Gas LP. Para minimizar el peligro, los rccipientes fabricados despues del I de Enero de 1984 e instalados en vehiculos deben estar equipados con un dispositivo que evite el sobre llenado. Estan disponibles valvulas de detencion deillenado, listadas, di sefiadas para satisfacer este requisito. Pueden ser usados otros medios, tales como una valvula solenoide. 26 Dispositivos de Alivio de Presion para Gas LP. Los recipien tes de combustible para vehiculos a Gas LP requieren un metodo de alivio del exceso de presion resultante de una fuente extern a
de calor. Dispositivos de alivlO de presion de resorte cargado re alizan esta tarea. La valvula de alivio esta embutida 0 a ras con la superficie del recipiente a presion. Para recipientes ASME, la valvula de alivio esta normalmente disefiada para cumplir los requisitos de la Norma 132 de Underwriter Laboratories, Safety Relief Valves for Anhydrous Ammonia and LP-Gas. 27 La Sec cion UG-125 de ASME Boiler Pressure Vessel Code u otra norma aceptable para la autoridad competente. Los recipientes DOT requieren valvulas de alivio de presion de resorte cargado en concordancia con el panfieto CGA S-1.1. NFPA 58 prohfbe el uso de dispositivos de alivio que usan tapones fusible dado que el recipiente del vehiculo puede ser objeto de calor consi derable mientras esta en el taller 0 en uso. Los dispositivos de alivio de presion de Gas LP deben ser instal ados en comunicacion directa con el espacio de vapor del recipiente de combustible del vehfculo. El dispositivo de alivio debe tambien estar ubicado en el sitio mas alto del recipiente. Cuando esto no es posible, e1 dispositivo debiera ser entubado internamente hacia eI punto practico mas alto en el espacio de vapor del recipiente. Dado que el propano tiene una relacion aproximada de expansion de 1:260, cualquier descarga liquida de un dispositivo de alivio resulta en el desarrollo de una nube de vapor de gas. El requisito para ubicar la valvula de alivio en el punto mas alto del recipiente 0 en e1 espacio de vapor esta ba sado en la experiencia con valvulas de alivio colocadas en 0 di rectamente encima del 80 pOI ciento del nivel de liquido en el cualla valvula de alivio algunas veces descarga Gas LP liquido. Cuando el recipiente esta instalado dentro del vehfculo, su des carga de salida debe terminar en el exterior del vehiculo. Tam bien debe estar dirigida de modo que no golpee directamente sobre los recipientes de combustible del vehiculo, el sistema de escape 0 cualquier otra parte de este; tampoco puede ser dirigida dentro del compartimiento de pasajeros. Es requerida una valvula de derre manual para los reci pientes de combustible de los vehiculos a Gas LP. Esta valvula es una caracterfstiea de proteccion adicional conoeida como la valvula de no retorno del fiujo excesivo interno. Cierra y detiene el flujo de gas del recipiente en e1 evento de que la valvula de derre de este sea cortada 0 rota. La valvula de no retorno del flujo exce8ivo no opera si la valvula de cierre esta solo parcial mente dafiada. La valvula tam poco detiene e1 flujo de Gas LP 8i una tuberia de combustible presenta fuga aguas abajo de la val vula. Las va!vulas de cierre manual estan normalmente instala das en las aberturas de Hquido y vapor del recipiente. Estas valvulas tambien deben ser facilmente accesibles de modo que puedan ser cerradas usando herramientas u otros medios. Tuberia de Gas LP. Los materiales de construccion para tube ria, manguera y accesorios u5ados para conectar eI recipiente de combustible con el vaporizador y equipo de carburacion son las mismas que para instalaciones fijas. La tuberia debe ser resis tente a la corrosion 0 estar protegida contra la accion corrosiva, libre de fugas y montada seguramente sobre el vehiculo. Cual quier tuberia de combustible que pase a traves del piso del ve hfculo debe estar instal ada de modo que este por debajo 0 adyacente al recipiente y las conexiones sean externas al vehi culo. Son requeridas valvulas de alivio hidrostatico entre cual quier seccion de tuberia 0 manguera en la cual el Gas LP podrfa
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quedar aislado entre valvulas de cierre. EI equipo de carburacion para vehiculos a Gas LP esta disefiado para completar el cambio de propano de la fase liquida a la fase gas. Es requerido que el equipo sea listado para servicio del vehiculo y debiera ser acep table para la autoridad competente. EI equipo de carburacion esta normalmente clasificado con una presion de disefio de 250 psig (1724 kPa), aunque las presiones de operacion estan limi tadas normalmente entre 125 y 250 psig (862 Y 1724 kPa). Como los sistemas de combustible de CNG y LNG, los sistemas de combustible de Gas LP requieren una valvula de cierre auto matico provista para cerrar como sea practica la entrada del re gulador de presion. La valvula previene el flujo de combustible al carburador cuando la maquina no esta en marcha pero el in terruptor de ignicion esta en posicion "ON". Los requisitos de alivio de presion para equipo de carburacion son los mismos que para recipientes instalados en vehiculos: los dispositivos de ali vio deben ser valvulas de alivio de presion de resorte cargado; los tapones fusible no son aceptables.
RESPUESTA DE EMERGENCIA PARA
INCIDENTES DE COMBUSTIBLES
ALTERNATIVOS
La operacion en carretera de vehiculos que usan CNG, LNG Y Gas LP esta comlinmente en incremento. Los bomberos deben estar preparados para responder a incidentes que involucran la descarga de estos combustibles altemativos. La respuesta de emergencia a un vehiculo 0 estacion de combustible que surte combustibles altemativos requiere un entendimiento de los pe ligros de los combustibles, sus mecanismos de descarga y, en el evento de que una fuente de ignicion sea introducida, como ini ciar segura y efectivamente un ataque exitoso del incendio. Los tres escenarios plausibles para emergencias que involucran la descarga de combustibles altemativos son: 1. EI vehiculo esta siendo surtido. 2. EI vehiculo esta involucrado en un accidente. 3. EI vehiculo se encuentra en reparacion.
FIGURA 12.2.8 Etiqueta en forma de diamante que identifica el combustible usado por el vehiculo
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Combustibles alternativos para vehiculos
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Identificacion de Vehiculos de Combustible Alternativo Los componentes de vehiculos de combustible altemativo estan normalmente protegidos y escondidos a la vista para proteger los en un accidente. Los bomb eros que se acercan a vehiculos de combustibles altemativos no pueden usualmente distinguir estos vehiculos de aquellos surtidos con gasolina 0 diesel. Afortuna damente, estan siendo tomadas medidas para identificar estos vehiculos a la respuesta de los bomberos. Todas las tres nonnas NFPA requieren que los vehiculos sean identificados con una etiqueta resistente a la intemperie, en forma de diamante sobre la superficie exterior del vehiculo en la parte baja trasera derecha de este (Figura 12.2.8). La mayoria de las etiquetas son ubicadas sobre la tapa del baul 0 b6veda de este; elias no pueden ser fijadas en el parachoques dado que pue den ser tapadas por marbetes del parachoques 0 dafiadas en ac cidentes menores del vehiculo. Para vehiculos CNG, NFPA 52 requiere las letras "CNG" en blanco 0 plateado sobre un fondo azul. NFPA 58 Y NFPA 57 requieren las palabras "propano" y "LNG", respectivamente en letras blanco 0 plateado sobre un fondo azul. Las etiquetas retro-reflectivas son visibles de noche o en neblina.
Respuesta a Incendios y Accidentes de Vehiculos Muchas variables por fuera del control de los bomberos impactan como debe ser manejada una respuesta de emergencia. Es impor tante entender que los combustibles altemativos tienen algunas caracteristicas predecibles cuando son descargados a la atmosfera y todos los combustibles altemativos son gases intlamables a tem peraturas y presiones normales. Esos factores, conjuntamente con un entendimiento de las bases de la seguridad de los incendios en tierra, resultaran en la culminacion segura de un incidente. Los aparatos debieran estar ubicados contra el viento de un vehiculo en un incendio 0 involucrado en un incidente. Si el ve hiculo esta surtido con LNG, los aparatos debieran ser ubicados lejos de la rota de tlujo del LNG. Sin embargo, esto no es tan cri tico como la direccion del viento dado que los vapores de LNG o Gas LP pueden viajar distancias significativas a favor del viento. Los vapores de LNG se tomaran eventualmente positi vamente tlotantes. A la inversa, los vapores de Gas LP siempre permanecen mas pesados que el aire debido al peso molecular del gas. Los bomberos debieran tambien reconocer que el LNG nor malmente no esta olorizado, pero que el Gas LP esta olorizado. Los bomberos deben valorar con precision la escena antes de iniciar el ataque al fuego. Manteniendo una adecuada distan cia, los bomberos pueden caminar completamente alrededor del vehiculo, observando y poniendo especial atencion a la parte tra sera derecha para poder identificar el combustible usado. Los bomberos debieran mirar el diamante retro-reflectivo azul 0 negro que identifica que combustible es usado. Para vehiculos a gas CNG y Gas LP pueden usarse chorros de agua para atacar y controlar el fuego y aumentar la dispersion de vapor. Sin embargo, para descargas de LNG, la aplicacion de agua desde chorros e incendio incrementa grandemente la tasa de vaporizacion para una piscina de metano liquido. Los bom
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Seguridad contra incendios en e/ transporte
beros debieran atacar los incendios de LNG con bicarbonato de potasio, fosfato de amonio 0 extintores de incendio de quimico seco de bicarbonato de sodio hasta que ellos confirmen que el in cendio no involucra combustible. Sin consideraci6n del combustible, 10 que primero con cierne al vehiculo en el sitio del accidente es asegurar la seguri dad de los bomberos y civiles. La estrategia es controlar 0 detener la descarga de combustible y eliminar las fuentes de nici6n. Si se ha incendiado la descarga de combustible de un ve hiculo, es critico detener la liberaci6n adicional del producto si es posible, antes de que ulteriores actividades de combate de in cendios sean acometidas. Los sistemas de combustible para CNG, LNG Y Gas LP pueden ser estabili71ldos por cierre de la valvula de corte pri mario en los recipientes de almacenaje. Los vehiculos de CNG normalmente tienen una segunda valvula aisladora de combus tible instalada a 10 largo del riel del bastidor. NFPA 52 requiere un metodo para identificar la ubicaci6n de esta valvula. Es re querido que todos los recipientes de combustibles alternativos venteen, alivien afuera del vehiculo. El bombero asignado a la tarea de cerrar la valvula primaria debiera tambien localizar y examinar la linea de venteD del tanque para asegurarse que no esta bloqueada. E1 cierre de la valvula primaria puede requerir la operaci6n de venteo del tanque. Antes de que los bomberos intenten aislar el suministro de combustible en vehiculos de LNG, ellos debie ran revisar el vehiculo con el sistema de deteccion de gas de abordo para determinar si el combustible se esta fugando. Dado que una colisi6n podria dafiar este sistema, los bomberos debie ran tambien examinar el vehiculo y la escena del accidente usando un equipo de deteccion de gas. Despues de revisar por fugas el vehiculo y la escena, los bomberos pueden proceder a cerrar la valvula del producto liquido. Los recipientes de LNG Henen dos valvulas, una para el producto liquido y la otra para venteo del tanque. La linea de venteo no debiera ser cerrada dado que permite el venteo de gas LNG del recipiente del vehi culo si la presion del tanque se incrementa, as! como si hay un incendio. Si las etiquetas se han perdido 0 estan muy obscuras, los bomberos podran siempre localizar la valvula de Ifquido dado que estara cubierta con hielo y congelacion formada de la humedad en la atmosfera. La valvula de venteo no debeni cu brirse de hielo 0 congelacion.
Respuesta para Estaciones Surtidoras de Vehfculos Las consideraciones de respuesta para las estaciones surtidoras son las mismas que aquellas para vehiculos. La diferencia entre la estaci6n de combustible y el vehiculo cs la cantidad de pro ducto almacenado en el sitio y los tipos de caracteristicas de se guridad. Los bomberos que pueden responder plausiblemente en una estacion de surtido a vehfculos debiera preparar un plan docu mentado por escrito sobre como manejar y controlar la respuesta en la instalacion en el evento de un incendio 0 descarga de com bustible. El plan pre-incidente debiera considerar puntos de ac ceso, suministro de agua requerido y disponible, capacidades de los bomberos en personal y recursos, edificios que podrian estar
expuestos, evacuacion segura de ocupantes, localizacion de las valvulas de entrega de combustible y metodo para eerrarlas y caracteristicas de seguridad 0 controles previst08. La evaluacion tambien debiera considerar los probables y peores casos de es cenarios de eventos. Por ejemplo, el sobrellenado de un reci piente de Gas LP 0 la operacion de una valvula de alivio en un envase a presion de metano comprimido almacenado no son raros y es probable que ocurran a 10 largo de la vida de la insta lacion. Ala inversa, el peor escenario de caso puede inc1uir una catastr6fica falla de un reciplente 0 un BLEVE. Aunque los in cidentes catastroficos son raros, tales eventos pueden ocurrir. Sus consecuencias para el publico y los bomb eros deb en ser consideradas antes de cualqUler respuesta en la estacion de com bustible. Donde estan disponibles, los bomberos pueden consi derar el uso de modelos de dispersion de vapor tales como CHARM (en Ingles Chemical Hazard Airborne Release Model) para determinar el tamafio anticipado y limites de las zonas de exclusion. Otro recurso es CAMEO (en Ingles Computer-Aided Afanagement ofEmergency Operations). Este software e infor macion de soporte estan disponibles en EPA's Chemical Emer gency Preparedness an Prevention Office, 8itio web (www.epa.gov/ceppo). CAMEO tambien tiene un grupo de so porte especffico en e1 sitio web: www.CAMEOSuport.com. Los variados documentos guia de EPA's desarrollados para implementacion del Risk Management Program Rule pueden ser usados para dar estimados de areas potencialmente afeetadas re sultado de un ineidente. Muchos de estos documentos estan dis ponibles a traves de sitio web EPA, www.epa.gov. Todas las estaciones surtidoras de vehfculos requieren dis positivos de eierre de emergencia. Estos pueden ser simples in terruptores electricos de parada 0 valvulas disefiadas con enlaces fusibles integrales que cierran si estan sujetos al choque de llama o flujo termico. Esta ubicaci6n de dispositivos y metodo de ope racion debieran ser conocidos y entendidos. Las instalaciones de LNG normalmente requieren un sistema detector de gas dada la falta de olor. Las caractensticas del sistema de deteccion de gas y su secuencia de operaci6n debieran estar incluidas en el plan pre-incidente. La administracion de la instalacion debiera ser consciente de los peligros del combustible alternativo almacenado y debiera desarrollar su propio plan en el evento de una descarga 0 incen dio. Ultcriormente, los bomberos y la administracion de la ins talaci6n debieran trabajar conjuntamente para preparar y comunicar el plan pre-ineidente, de modo que planes de accion realistas pueden ser formulados y las consecuencias de proba bles y peores casas de evento sean entendidas.
RESUMEN El uso de combustibles alternativos para vehiculos se ha incre mentado en muchas partes del mundo, como parte de un es fuerzo para reducir la polucion del aire y dependencia del petroleo extranjero. El gas natural comprimido (CNG), e1 gas naturallicuado (LNG) y el gas licuado del petroleo (Gas LP) son los combustibles alternativos mas comunmente usados. Los peligros asociados con estos combustibles estan determinados por sus propiedades fisicas y qufmicas, asi como por las condi
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ciones de tiempo-dependencia, el disefio del sistema de com bustible y la calidad de la fabricaci6n e instalaci6n de los siste mas de combustible. Los c6digos y normas NFPA forman las bases de muchos requisitos de seguridad concemientes a1 sur tido dcl vehiculo, almacenaje y sistemas de combustible del ve hiculo. Los bomberos deben estar preparados para responder a una descarga de un vehiculo 0 estaci6n surtidora de combusti ble altemativo y tener una comprensi6n de los peligros del combustible, mecanismos de descarga, vias para detener la des carga y metodos para conducir exitosamente un ataque al fuego . . SI es necesano.
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Combustibles alternativos para vehiculos
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22. NGV2-2000, "Based Requirements for Compressed Natural Gas Vehicles," CSA International, Cleveland, OH. 23. CGA Pamphlet S-I-', "Pressure Relief Device Standards-Part I: Cylinders for Compressed Gases," Compressed Gas Associa tion, Chantilly. VA, :002. 24. Incident Report, Austin, TX, Fire Department, 1993. 25. Powars, C., et aI., A White Paper: Preliminary Assessment of LNG vehicle Economics and Safety Issues, Gas Re search Institute, IL, Jan. 10, 1992, pp. 2-16. 26. Lemoff, T., Liquefied Petroleum Gases Handbook, National Fire ProtcctionAssociation, Quincy, MA, June 1992, p. 169. 27. UL 132, Safety Relief Valves for Anhydrous Ammonia and LP Gas, Underwriters Laboratories, Inc., Northbrook, IL, 1997.
Codigos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA
BIBLIOGRAFiA Referencias Citadas
La consuita de los siguicntes c6digos, normas y practicas recomendadas dc la NFPA, proporcionara informaci6n adicional sobre los sistemas de tninsito de via fija discutidos en este capitulo. (Consulte la ultima ver sion del Catalogo de la NFPA para conocer la disponibilidad de las edi cioncs actuales de los sigdcntes documentos.)
I. U.S. Department of Energy, Energy Information Administration, Alternatives to Traditional Transportation Fuels. Washington, NFPA 30A, Code for Motor Fuel Dispensing Facilities and Repair DC, 1999. Garages Edi 2. Department of Energy, Transportation NFPA 37, Standardfor the Installation and Use ofStationary Com tion 20-2000. bustion Engines and Gas Turbines 3. J. E. Sinor Consultants, Inc., Comparative Analysis ofTrans
NFPA 51, Standardfor the Design and Installation ofOxygen-Fuel portation Fuels. Clean Fuels Consulting, Inc., Canada, 1994.
Gas Systems for Wel.Jing, Cutting. and Allied Processes 4. Klausmier, R., "Assessment of Environment, Health, and
NFPA 52, CompressedNCllural Gas (CNG) Vehicular Fuel Systems Code Issues Related to the Use ofAlternative Transportation Fuels,
NFPA 54, National Fuel Gas Code Radian Corporation, Austin, TX, 1989.
NFPA 57, Liquefied Natural Gas (LNG) Vehicle Fuel Systems Code 5. EPA's Greenbook .vww.epa.govloarloaqpslgreenbk. NFPA 58, Liquefied Petroleum Gas Code 6. Risk l¥1anagement Program Guidance For Propane Storage Fa NFPA 59A, Standardfor the Production, Storage, and Handling of cilities (40 CFR Part 68), EPA-550-B-00-00 I, Environmental Liquefied Natural Gas (LNG) Protection Agency, Washington, DC. Available on EPA web site. NFPA 88A, Standardfor )'arking Structures 7. Krupka, M. c., Peaslee, A. "1'., and Laquer, H. Gaseous Fuel Lecturas Adicionales Los Safety Assessmentfor Light Duty Automotive Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, Nov. 1983, p. 12. Askew, D., "State of Emergency," Fire Prevention, No. 333, June 8. lntroduction to LNG Vehicle Safety, Gas Research Institute,
2000, p. 22. Chicago, IL, Sept. 1992.
Chow, W. K., and Li, J. S. M., "Review on Safety Requirements and 9. Grant, T. J., Shaaban, S., and Zalak, V., Hazard Assessment of
Fire Regulations for Tunnels in the Hong Kong Special Adminis Natural Gas Vehicles in Public Parking Ebasco Ser trative Region," Pro,:eedings of the 1st International Sympo vices, Inc., July 1991, pp. 53-55.
sium, Engineering Performance-Based Fire Codes, September 8, 10. Zalosh, R., Pilette, Y, and 1998, Hong Kong, China, 1998, pp. 161170. ternative Fueled Vehicles in Davey, P., "Good Controls on LPG in South Africa," Fire Protection, cles. Center for Firesafety Studies, Worcester Polytechnic, Vol. 23, No. I, 1996, pp. 5-7. Worcester, MA, Apr. 1994, 8-1-8-2. Forsythe, T. J., and Kerwi1, R., "Background on Facilities Modifica 11. Walls, w., "Just What Is a Fire Journal, Nov. 1978, tion for Natural Gas Fueled Bus Use. Part 2," Journal ofApplied p.46. Fire Science, VoL 5, No. I, 1995/1996, pp. 61-75. 12. Beale, J., "Natural Gas Liquefaction Primer," Natural Gas Fuels. Hootonk, S., "Training Aim is to Improve Safety and Firefighting Nov. 1993, p. 33. Skills," Fire. Vol. 92. No. 1139,2000, pp. 23-24. 13. Greene, T .., Williams, T., and Blazek, C., An Investigation ofthe Kerwin, R., "Addressing the Fire Hazards of Alternative Fuels for Use ofOdorants in Liquefied Natural Gas Used as a Vehicle Public Transit Buses. Part I," Industrial Fire Sqfety, Vol. 2, Fuel. Gas Research Institute, Chicago, IL. No.5, 1993, pp. 39-45. 14. Lemoff, T., Liquefied Petroleum Gas Handbook. National Fire Kerwin, R., "Addressing the Fire Hazards of Altcrnative Fucls for Protection Association, Quincy, MA, 2001, p. 416. Public Transit Buses. Part 2," Industrial Fire Safety, Vol. 3, 15. NGVl-1998, "Compressed NGV Fueling Connection Devices," No.1, 1994,pp. 1928. CSA International, Cleveland, OH. Naruse, T., and Sugahara, S., "Study on the Deterministic Properties 16. Lewis, J., "LNG Explained," Natural Gas Fuels. May 1995, p. 59. of Fire Plumes," Buf/etin ofJapanese Association Sci 17. Moorhousc, J., and Roberts, P., "Cryogenic Spill Protection and ence and Engineering, Vol. 44, No. 1-2, 1996, pp. Mitigation," Dec. 1988, pp. 838-846. Navesey, E, "Are Natural Gas Vehicles Fire Safe?" Fire Prevention, 18. Because of thc cost of constrncting natural gas pipelines, natural No. 280, June 1995, pp. 24-27. gas is generally available in more densely populated areas. LP Pofit-Szczepanska, M., Jarosz, W., Mijka,A., and Stawczyk, 1., Gas is typically used where natural gas is not available-less "Transport and Storage Hazards of LPG Tanks," Proceedings of densely populated areas. 4th Asia-Oceania Sy mposium on Firc Science and Teclmology, 19. "Rules for the Construction of Unfired Pressure Vessels," Sec May 2426, 2000, T<>kyo, Japan, 2000, pp. 655-656. tion VIII, ASME Boiler and Pressure Vessel Code, 1998. Seaton, M., "NFPA 30A Service Stations of the Future," NFPA Jour 20. API-ASME Code for Unfired Pressure Vessels for Petroleum nal, Vol. 94, No.4, 2000, pp. 83-84. Liquids and Gases, Pre-July 1, 1961. 21. Butane-Propane News, Mar. 1995, p. 24.
Revisado par
Frank J. Cihak
l ambiente de un sistema ferroviario para tn'insito y pasa jeros, se presta para que ocurran problemas de seguridad contra incendios peculiares y dificiles. El gran numero de personas que se traslada a traves de estos espacios cerrados subtemineos y estructuras elevadas, agrava los peligros de la se guridadhumana. Los incendios dentro de los metros (tales como el incendio en 1987 de la King Cross Station de Londres, en el cual murieron treinta y una personas), han llamado la atencion internacional con e1 paso de los ailos, debido al peligro que en frentan los pasajeros que deben evacuar los trenes a traves de vias del tren llenas de humo y por otras vias de salida de emer gencia. La Figura 12.3.1, ilustra el incendio en King Cross. Entre las causas de incendio dentro de un sistema, estan las fallas mecanicas de los componentes de la parte inferior del vagon, cortocircuitos electricos de gran energia, acumulacion de desechos combustibles a 10 largo de las vias del tren y dentro de las aberturas de ventilacion, acumulacion de una pelicula sobre la via y de aceites sobre la parte inferior del vehiculo, materia les combustibles en los componentes del vagon, construcci6n combustible de las vias del tren, incluycndo las traviesas y los ricsgos asociados con el factor humano, talcs como el incendio intencional. Este capitulo se refiere a las areas de un sistema que re quieren atencion especial, incluycndo las vias subterraneas del tren, las estaciones subterraneas y los sistemas de transito ele vados y los que estan a1 nivel de la superficie.
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a 10 largo del sistema por medio de un tercer riel 0 a traves de un sistema de contacto suspendido que usualmente tiene un valor nominal de 600 a 750 V.cd. Para los sistemas de trans ito donde la energia de traccion es proporcionada por un tercer riel, con del sistema una cubierta de ma frecuencia se instala a 10 terial aislante electric0 para evitar que las personas entren en contacto de manera inadvertida, con el riel energizado. La cu bierta aislante, debe tener la resistencia necesaria para sostener un peso de 113 kg (250 lb). En todas las areas a las que puede acceder el publico, deben colocarse senales de advertencia sobre la cubierta aislante. A 10 largo del sistema deben ubicarse estrategicamente in terruptores de desconexion, de modo que bajo condiciones de emergencia la energia de traccion pueda ser eliminada tan pronto como sea posible. Si no, deb en suministrarse medios alternati vos nipidos y fiables para desconectar la energia.
Egreso desde las Estaciones Cuando se determina la cap acid ad de salida requerida, debe te nerse en cuenta la ocupacion que habra en el futuro. Despues de que se ha construido una estacion, es fiUY dificil, si no imposi ble, ubicar escaleras 0 escaleras mecanicas adicionales donde puedan prestar un mejor servicio al publico. El cumplimiento con el ancho requerido para la salida, puede presentar una difi cultad importante para los disenadores. La NFPA 101 ®, C6digo
CARACTERISTICAS DEL SISTEMA Aunque las vias subterraneas del tren y las estaciones subterra neas suponen la amenaza mas seria para los usuarios cuando ocurre un incendio, deben reconocerse ciertas consideraciones basicas a 10 largo del sistema.
Energia de Tracci6n La energia de traccion proporciona la energia electrica necesa ria para hacer funcionar los trenes, la cual puede ser transportada Frank J. Cihak es ingeniero jefe y gerente de proyectos especiales, del American Public Transportation Association, en Washington D.C. An teriormente fue ingeniero jefe para equipamiento en la Chicago Transit Authority.
FIGURA 12.3.1 Restas del vestibula de la taquilla despues del incendio en la estaci6n subterranea de King Cross
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Seguridad contra incendios en el transporte
de Seguridad Humana® tal y como esta modificada por la NFPA 130, Norma para Sistemas Ferroviarios de Gula Fija para Tran sito y Pasajeros, contiene los requerimientos basicos. Para establecer el ancho requerido para la salida de cual quier estructura, primero es necesario determinar la clasifica cion de la ocupacion. Por ejemplo, e1 estado de California, otras jurisdicciones y la NFPA 101, determinaron quc los lugares donde las personas esperan el medio de transporte, deben clasi ficarse como ocupaciones de reunion publica. Sin embargo, en junio de 1983, al entrar en vigor la NFPA 130, esta estableciolos requisitos para la vida y la seguridad humana en las estaciones del sistema, en las vias del tren, en los vehiculos y en las areas de mantenimiento a la intemperie para los vehiculos. En la NFPA 130, el concepto dinamico para las salidas, determina la ocupacion teniendo en cuenta el ntimero estimado de usuarios que espera en las estaciones y que descienden de los trenes. La NFPA 130, tiene en cuenta solamente aquellas estaciones que prestan servicio a pasajeros y empleados del sistema y a las ocu paciones secundarias. En los lugares donde se encuentran mu chas personas que no son usuarias de transito, como los sitios donde las estaciones estan incorporadas dentro de centros co merciales, instalaciones deportivas u otras ocupaciones, la NFPA 101 establece los requisitos para las salidas. Debido a que los sistemas estan disenados para movilizar rapidamente a las personas, la mayoda de los sistemas nuevos han instalado escaleras mecanicas como el principal medio para ingresar y salir de las estaciones. Las escaleras mecanicas que estitn disenadas para ser reversibles, dependiendo de las condi ciones de los viajes diarios, pueden ser aceptadas como salidas de emergencia. Sin embargo, las escaleras mecanicas no deben constituir mas del numero especificado de unidades de salida para cualquier niveL Cuando las escaleras mecanicas estan disenadas como sali das requeridas, su capacidad para ser utilizadas durante la eva cuacion de una estacion bajo condiciones de emergencia, debe ser estudiada seriamente. Por ejemplo, deben tomarse medidas para detener todas las escaleras mecanicas que estan unidas a la plataforma, de modo que estas puedan ser utilizadas como un medio de egreso. Las escaleras mecanicas reversibles, deben instalarse para que funcionen en direccion de la salida. Tambien deben tenerse en cuenta los metodos para detener las esealeras, con el fin de evitar lesiones a los usuarios. Una posibilidad, es notificar a los usuarios utilizando un anuncio publico grabado que puede ser activado por el sistema de alarmas de incendio, el cual avisa que la escalera mecanica sc dctendra dentro de un pe dodo especificado. Esto permite que los usuarios se agarren de la barandilla y no pierdan el equilibrio, 0 incluso puede alertar a los usuarios para que no se suban a las escaleras mecanicas hasta que estas se detengan. En muchos casos, las escaleras mecanicas atraviesan dos 0 mas niveles del piso para tener aeeeso a la plataforma deseada. Esto puede plantear problemas de diseno especiales, debido a que muchos disefiadores prefieren mantener un ambiente abierto a 10 largo del complejo de la estacion. En algunos sistemas se ha 10grado la penetracion vertical sin cerramientos en mas de un piso, aumentando otros componentes de proteccion eontra in cendios.
Barreras en las Salidas Las estaeiones tienen dos areas basicas para separar a los indi viduos que han pagado su billete de los que no 10 han hecho. Estas se conocen comtinmente como "areas de pago" y "areas li bres". Los usuarios del area libre pueden moverse directamente hacia el exterior sin encontrar barreras. Los usuarios dentro del area de pago pueden pasar a traves de barreras para pasajeros para aeceder al area libre. Durante la evacuaeion de emergencia, todas las barreras para pasajeros deben abrirse automaticamente, para permitir que los usuarios evacuen rapidamente la estacion, o deben instalarse puertas de acceso especialmente disenadas para este mismo fin. Como cada vez se hace mas hincapie en los usuarios discapacitados, las puertas de acceso son cada vez mas utiles en el disefio bAsico de la estaeion. Los procedimientos y metodos que Ie permiten a los opera dores eontrolar 0 limitar rapidamente la cantidad de usuarios permitidos dentro de una estaeion en caso de una demora 0 de un funcionamiento defectuoso, son muy importantes. Tambien se considera esencial, un sistema para dirigirse al publieo que notifique y aconseje a los usuarios durante una emergencia 0 du rante una averia. Muchas estaciones se cien-an completamente por medio de rejas 0 puertas de acero despues de las horas normales de in greso. La instalacion de puertas pequefias en las rejas, puede permitir el facil acceso al personal del departamento de bombe ros, as! como funcionar tambien como un medio de salida aeep table para todos los emplead0s que puedan estar trabajando en la estacion.
Procedimientos de Emergencia Debido a la variedad de riesgos involucrados en un sistema fe rroviario de guia fija de trans ito y pasajeros, las autoridades lo cales contra incendios, deben establecer una linea directa de comunicacion con el personal directivo del sistema. Deben de sarrollarse tecnieas de inspeceion adecuadas y planificarse pro eedimientos eoordinados de respuesta a emergeneias. Los puntos de acceso a todas las partes del sistema, deben estar se nalados y los patrones de respuesta de la compaflia de auto bombas y camiones deben estar adaptados para que puedan enfrentar los problemas especiales de acceso. La informacion relacionada con el sistema, como los pIanos del piso, electrifi cacion, disefio del vehiculo, c5tructuras, sistemas de protcccion contra incendios y comunicaciones, es necesaria para planear apropiadamente los procedimientos de emergencia. Los libros dc mapas desarrollados cspecialmente, y que se eonoeen como "Mapas de Incendio", han demostrado ser muy valiosos para el departamento de bomberos. Vna tactica sensata para un depar tamento de bomberos, es asignarle a un oficial al mando la res ponsabilidad de coordinar en los trenes de trans ito rapido, en el derecho de paso y en la zona adyacente al derecho de paso, todas las actividades de emergencia requeridas para la proteeeion con tra incendios La comunicaeion tambie'1 debe extenderse en la otra direc cion. Los ineendios y otras emergencias en las propiedades ad yacentes, pueden requerir una operacion de transito modificada. En las areas del centro de la eiudad, las actividades de supresion
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Sistemas ferroviarios de pasajeros yde gufa fija para transporte
de ineendios en los edificios cercanos, pueden ocasionar el dre naje de agua hacia los metros, 0 los derrames de Uquidos infla mables pueden poner en peligro a las estaciones que estan bajo tierra. Las estructuras elevadas pueden bloquear el aceeso del departamento de bomberos hacia los edificios adyacentes.
Vehiculo de Riel para Transito y Pasajeros La construcci6n y utilizaci6n del vehiculo de transito (el vag6n), ha recibido mucha atenci6n en cuanto a la seguridad contra in cendios y a la seguridad humana. Con un nivel razonable de atenci6n todos los elementos del sistema de transito (via del tren, est;ciones, equipo allado de la via e instalaciones de man tenimiento), pueden disefiarse con un nivel aceptable de protee ci6n contra incendios. Los metodos y materiales de eonstrucci6n pueden proporcionar un perfil no combustible, si no son resis tentes al fuego. Estos elementos son estaticos y ya eswn en uso muchas soluciones para lograr un grado de resistencia al fuego en estructuras relacionadas, tales como edificios y puentes y en subsistemas de apoyo como ascensores, escaleras meeanieas y sistemas eleetricos y mecanicos. Debido a eonsideraeiones mecanicas y de comodidad, el vag6n modemo ha utilizado ampliamente materiales manufac turados. El vag6n incluye muchos plasticos atractivos y litiles tales como espumas, fibras y otros materiales sinteticos. Con frecuencia, estos son combustibles y pueden emitiT productos de combusti6n t6xicos mientras se estan quemando. Estos proble mas no son tinicos para el vag6n de transito y para el vag6n de pasajeros. Los plasticos combustibles se utilizan en los compar timientos de pasajeros de oiros medios de transporte, que inclu yen aeronaves, buses y autom6viles familiares. Sin embargo, los vehiculos de tn'insito pueden acomodar varios miles de personas (incluso bastante mas que un jet jumbo) y por 10 tanto, esto ge nera el potencial para una gran perdida de vidas humanas. Debe prestarse mucha atenci6n a los materiales yacabados de todos los elementos que van dentro de cada vag6n, inclu yendo el aislamiento para los motores de propulsi6n y otros ea bleados electricos. Usual mente, el vagon es una fuente de humo toxico que se genera por un incendio y una fuente de combusti ble que contribuye al mismo. Por 10 tanto, para un sistema de trnnsito el vag6n es una preocupaci6n importante en un incendio y en el programa de se guridad humana. Lamentablemente, muchos metodos existen tes de pruebas contra incendio, utilizados para medir el desempeiio de materiales bajo las condiciones de la prueba con tra incendios, han demostrado ser inadecuados para predeciT el desempef\o real del incendio. Una diTectriz desarrollada por la Federal Transit Administration (antiguamente la Urban Mass Transportation Administration), para quienes tienen los dere chos, se ocupa del problema de incendio del vehiculo y reco mienda los metodos de prueba especificos y las pruebas que deben utilizarse. Esta se ha incorporado a la NFPA 130 como la Tabla 5.2.4. Teniendo en cuenta todo esto, la evaluaci6n completa del riesgo de incendio para vagones nuevos 0 reacondicionados, debe incluir la resistencia a la propagaci6n del fuego, la emision de humo, la facilidad de ignicion y la tasa de liberacion de calor y hurno. La carga combustible total del vagon, debe estar limi
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tada al valor mas bajo posible. Los ensayos existentes, tales como los que se encuentran en la NFPA 255, Metodo Normali zado de Ensayos de las Caracteristicas de Combustion Superfi cial de los Materiales de Construccion; en la NFPA 251, Metodo Normalizado de Ensayos sobre la Resistencia al Fuego de la Construccion y Materwles de los Edificios; en la ASTM E 162 Y en la ASTM E84; y en otros, pueden utilizarse si los resultados se interpretan con relaci6n al ambiente de transito. Con el pa trocinio del Volpe Transportation System, el National Institute of Standards and Technology, esta desarrollando las pruebas para predecir mas acertadamente el desempef\o de los materiales, cuando estan sujetos a temperaturas elevadas, especialmente con respecto a la liberaci6n de productos t6xicos.
VIAS SUBTERRANEAS DEL TREN Los incendios que se producen dentro de los !imites de un sis tema subterraneo, especialmente aquellos en las vias del tren, estan entre los mas dificiles de extinguir debido a que los bom beros tienen un espacio limitado para operar. Los puntos de ac ceso para el personal de bomberos, las ubicaciones de las salidas de emergencia para los pasajeros, la disponibilidad del suminis tro de agua y las capacidades de ventilaci6n, estan entre los fun damentos que deben tenerse en cuenta para proporcionar los medios de protecci6n adecuados para los pasajeros y las insta laciones para los bomberos que responden a las emergencias. Es esencial una coordinaci6n directa entre las autoridades operativas y los oficiales de bomberos, para mantener a las fuer zas de emergencia enteradas de las condiciones actuales de las instalaciones subterraneas. Los pIanos de los pisos de las esta ciones y metros, deben revisarse continuamente. La proteccion contra incendios inc1uida en el diseflo original del sistema, puede haber cambiado, 10 que requiere entonces que se actuali cen los planes para combatir e1 fuego.
Ventilaci6n Durante las emergencias, la ventilaci6n de las vias subterraneas del tren, tiene una importancia fundamental. La eliminaci6n del humo bajo condiciones de incendio, debe estudiarse seriamente. Varios programas de computadora desarrollados comercial mente, estan disponibles para mode1ar varios escenarios para la eliminaci6n de humo. Tambien deben desarrollarse esquemas de salida que perrnitan que los pasajeros salgan rapidamente hacia el aire fresco. AIguaos sistemas han instalado ventiladores to talmente reversibles dentro de las aberturas de ventilaci6n. Estos mueven grandes cantidades de aire por medio de tomas 0 esca pes y por 10 tanto purgan el humo desde la via del tren en una di recci6n predeterrninada, de modo que los pasajeros puedan evacuar hacia la estaci6n 0 hacia la salida mas cercana. Con fre cuencia, las aberturas de ventilaci6n y los ventiladores se ubi can en cada extremo de una estaci6n subterranea y en algunos casos, entre las estaciones. Cuando las aberturas verticales estan in cluidas en la construcci6n de la ventilaci6n, debe tenerse en cuenta la posibilidad que pueden entrar derrames de liquidos in flamables por la abertura que esta al nivel de la calle. Las aber turas de ventilaci6n solamente deben terrninar en las calles,
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Seguridad contra incendios en el transporte
cuando no exista otra altemativa. Para retener dichos derrames, deben desarrollarse sumideros adecuados equipados con detec tores de vapores inflamables. El equipamiento de ventilacion instalado dentro de las aberturas de ventilacion y los cuartos de ventiladores, debe cumplir con los requisitos para la exposicion esperada al fuego. La edicion de 1997 de la NFPA 130, consolido los requisi tos de ventilacion dentro de un nuevo Capitulo 4. En ese mo mento se realizaron revisiones importantes.
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Acceso/Egreso Pasarelas. Se debe dar gran importancia a la evacuacion de un gran numero de pasajeros hasta un punto de seguridad, si un tren que se ha detenido entre las estaciones debe ser evacuado. Un "punto de seguridad", puede ser una plataforma de la estacion 0 un acceso directo al aire libre a traves de vias de salida vertica les. Algunos sistemas mas viejos evacuan a los pasajeros ha ciendolos descender del tren hasta la pasarela y luego deben caminar hasta que lleguen a una salida vertical 0 a una plata forma de salida. En los sistemas mas nuevos, los pasajeros eva cuan el vagon hacia una acera constmida a 10 largo del vagon, opuesta a la fuente de energia del tercer carril (Figura 12.3.2). Esta disposicion le permite a los pasajeros caminar directamente desde el tren hasta la pasarela. Para las vias del tren que estan separadas por paredes no combustibles y por puertas contra incendio, el sistema de pasa relas tambien proporciona facil acceso a un tren que se encuen tra en la via opuesta del tren y un trayecto horizontal aceptable para salir, que permanece relativamente libre de humo y calor. Obviamente, debe suministrarse una iluminacion adecuada de la via subterranea del tren que permita una evacuacion segura. Actualmente, en las vias del tren, muchos sistemas operan de manera subterranea, completamente separados entre si por paredes no combustibles y por puertas contra incendio (Figura 12.3.3). Como se menciono anteriormente, este concepto pro porciona un refugio para los pasajeros, siempre que se ponga en
FIGURA 12.3.3 Vista seccional de un tunel del metro con vias del tren separadas entre si por una pared no combustible
practica un planeamiento y un control adecuado de los trenes. Los muros de separacion, deben tener una clasificacion de re sistencia al fuego, no inferior ados horas y las aberturas en los mismos, deben estar protegidas por puertas contra incendio con hora y media de resistencia al fuego. Las aberturas a traves de la pared, protegidas por puertas contra incendio, pueden propor cionar un camino horizontal para salir desde la via del tren en la cual ha ocurrido un accidente hasta la otra via del tren, la cual permanece relativamente libre de humo y calor. Las pasarelas transversales entre las vias del tren, pueden utilizarse en lugar de las escaleras de salida de emergencia hacia la superficie. Cuando se utilizan, las pasarelas transversales no deben estar separadas entre si por mas de 244 m (800 pies). Se ha encontrado que los soportes que normalmente se utilizan en la instalacion de las puertas contra incendio y en los marcos, son inadecuados para las presiones generadas por un tren que se mueve a traves de la via del tren y para el ambiente humedo que se encuentra en las vias del tren. Especialmente, debe hacerse un estudio y tener en cuenta el tipo de puerta, marcos, bisagras, cerraduras y el me todo para asegurar el marco ala abertura. Las puertas corredi zas contra incendio con contrapesos, requieren atencion especial. Salidas de Emergencia. Deben tenerse en cuenta varios fac tores para determinar los requisitos para las salidas desde un sistema del metro subterraneo, incluyendo los siguientes: • Longitud del tren • Pro fundi dad de la via del tren por debajo del nivel del suelo Accesibilidad hacia la salida al nivel del suelo • Accesibilidad hacia la salida en la via del tren • Tiempo y distancia necesarios para que las personas salgan a la superficie • Ventilacion y controles disponibles • Acceso a la via del tren para el cuerpo de bomberos
FIGURA 12.3.2 Vista seccional de un tunel del metro, de un solo tubo, que muestra la ubicaci6n de la pasarela de emergencia para pasajeros hasta el piso del vag6n
Debido a la habilidad de los sistemas de transito para con trolar el humo por medio de sofisticados sistemas de ventila cion; y como no es practico tener un numero ilimitado de aberturas verticales, la NFPA 130, permite que las aberturas de salida de emergencia esten ubicadas de modo que en los wneles la maxima distancia de recorrido no sup ere los 381 m (1250 pies). La intencion y los principios de la NFPA 101, segun mo
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Sistemas ferroviarios de pasajeros y de gufa fija para transporte
dificaciones de la NFPA 130, deben seguirse para el disefio de las escaleras de salida. En la superficie, pueden utilizarse esco tillas, si las disposiciones impiden las obstrucciones que evita rian que estas se abrieran durante una emergencia. Las sefiales de salida iluminadas internamente con dos fuentes de abastecimiento de energia, deben instalarse en el nivel de la via del tren para dirigir a los pasajeros y debe pIo porcionarse iluminaci6n de emergencia dentro del cerramiento de la salida.
Comunicaci6n Probablemente uno de los problemas mas serios que se encuen tran durante las emergencias subterraneas, es el de las comuni caciones. Normalmente, los telefonos de emergencia se idcntifican a 10 largo del sistema subterraneo por medio de una luz caracterfstica: en la mayoria de los sistemas las luces azules designan las ubicaciones de los telefonos de emergencia. La co municaci6n dirccta desde la via del tren hasta un cuarto de con trol ccntral, se logra simplemente levantando el teh~fono. Las estaciones con luz azul que identifican la ubicaci6n de los tel6fonos de emergencia, tambi6n pueden servir para multi ples prop6sitos. Por ejemplo, en el San Francisco Bay Area Rapid Transit (BART) System, cuya sede central es en Oakland, California, las estaciones con luz azul incluyen un tercer riel 0 un bot6n para desconectar la energia, una toma de corrientc dc 110 V y un extintor multipIOp6sito de productos qufmicos secos (20 libras). Las estaciones estan sitnadas a 10 largo del de 9 sistema subterraneo a intervalos de 30 m (1000 pies) 0 en el campo visual, 10 que sea mas corto. En un sistema subterraneo, la comunicaci6n (particular mentc la comunicaci6n por radio), es algunas veces muy dificil. Muchos de los sistemas mas nuevos del metro, han instalado equipos para permitir que los radios del departamento de bom beros sean utilizados en estaciones y runeles subterraneos. Donde esta capacidad no existe, las autoridades del cucrpo de bomberos deben hacer todos los esfuerzos para pro bar sus siste mas de comunicaciones a 10 largo del sistema del metro, bajo condiciones reales. Debe considerarse el uso de sistemas de co municaci6n de cableado directo, los cuales posiblemente ya existan. Los radios portatiles 0 los tel6fonos de emergencia con una Unea directa a la sede central del sistema de trans ito 0 a los radios de los trenes, son utiles. Todos los sistemas deben tener una red de emisoras que proporcione una comunicaci6n de dos vias que conecte al personal que esta en los trenes y en otros ve hfculos, en cualquier lugar del sistema. Durante las emergencias, las frecuencias de radio y las !i neas telef6nicas se congestionan flipidamente. Los telefonos portatiles de cableado directo, de uso especffico para el depar tamento de bomberos, deben estar disponibles para las comuni caciones de un punto a otro.
Protecci6n contra Incendios en las Vias Subterraneas del Tren Un dispositivo principal de los sistemas de protecci6n contra in cendios, es el sistema de mangueras con tomas tijas de agua. La
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NFPA 14, Norma para la Instalacion de los Sistemas de Tomas Fijas de Agua y de Mangueras, proporciona una buena guia para las instalaciones. El servicio Clase I 0 Clase II, debe estar espe cificado. Tomas Fijas de Agua. Las tomas fijas de agua deben locali zarse en estaciones y a 10 largo del sistema de la via subterranea del tren. Las tomas fijas de agua ubicadas en los tlineles, deben tener un diametro minimo de 101,6 mm (4 pulgadas) 0 deben di mensionarse por medio de calculos hidraulicos y pueden ser del tipo seco. Hablando generalmente, las autoridades locales con tra incendios, determinan las ubicaciones de las salidas de las tomas fijas de agua, teniendo en cuenta el acceso del departa mento de bomberos al nivel del runel, las aberturas verticales de acceso para las fuerzas de emergencia, el acceso disponible a la calle para el departamento de bomberos y las conexiones sia mesas a1 nivel del suelo. Algunos sistemas requieren que las salidas de las tomas fijas secas de agua, esten separadas entre sl por una distancia maxima de 61 m (200 pies) a 10 largo del rune!. Otros han de terminado que son aceptables las distancias de separaci6n ma ximas de 91, 122 y 152 m (300, 400 Y 500 pies). Algunos sistemas ubi can cerca de las salidas de las tomas fijas secas de agua, dep6sitos 0 cajas que contienen mangueras de 64 mm (2Y2 pulg) y permiten que la inspecci6n y ensayo de dichas mangueras sea realizado por el personal del sistema. Las autoridades contra incendios que operan bajo este principio, deben considerar seriamente la asignacion de personal para pre senciar las inspecciones de las mangueras y las pruebas reque ridas para el flujo de agua. Otros sistemas y departamentos de bomberos, han accedido a ubicar las mangueras y artefactos so lamente en casilleros localizados en la base de los pozos de ac ceso. En las areas donde las autoridades locales contra incendios, desean utilizar solamente sus propias mangueras, deben tomarse medidas para transportar las mangueras y otros equipos allugar del incendio 0 para almacenar el equipamiento necesario en los tlineles y estaciones. Vehiculos Especiales. En lugar de suministrar las mangueras contra incendios que se requieren en las estaciones para las tomas fijas de agua, algunos sistemas han tornado medidas in novadoras para garantizar que las mangueras esten disponibles cuando sean necesarias. EI BART, por ejempl0, con la apIOba cion de las autoridades contra incendios, retiro todas las man gueras contra incendios de su sistema del metro, con excepci6n de las mangueras de 38 mm (I Y2 pulg), ubicadas dentro de las es taciones. En su lugar, el BART proporciono cinco autobombas completamente equipadas y disenadas especialmente, capaces de transitar por calles 0 rieles, hacia puntos de encuentro desig nados previamente. El departamento de bomberos que responde ala emergencia, aborda entonces el vehiculo y se dirige hacia el incendio 0 allugar de la emergencia dentro de las vias subterra neas. Cada uno de los vehiculos incluye, como parte de su in ventario 366 m (1200 pies) de manguera de 64 mm (2Y2 pulg) y 122 m (400 pies) de manguera de 38 mm (1 Y2 pulg), asi como boquillas, un generador portatil de emergencia, una sierra elec trica, un soplete cortador, cuerdas de extensi6n, luces proyec
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SECCI6N 12
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Seguridad contra incendios en el transporte
tantes, aparatos de respiracion por dernanda, cuerdas salvavidas, herramientas varias, una unidad y una boquilla para espuma de alta expansion, un tanque de agua de 1136 L (300 gal) y una bomba de presion pequefia. Una solucion mas practica, son los carros de mana dise fiados para desplazarse sobre rieles, los cuales se almacenan en las estaciones. Estos carros varian desde pequefios carros de mantenimiento disponibles comercialmente, hasta carros ple gables de varios niveles disefiados especialmente y que se construyen utilizando aleaciones de peso ligero. Estos carros de mana tambien pueden usarse para evacuar los casos que re quieren camillas. Planes Operativos del Departamento de Bomberos. Los de partamentos de bomberos que responden a las emergencias en los sistemas subterraneos, deben estar extremadamente familia rizados con la distribucion, acceso, salida, comunicaciones, ven tilacion y otros factores especiales, que deben ser parte de un plan operativo tanto para el departamento de bomberos como para el sistema. Dichos planes se deben revisar y poner en prac tica regularmente y todos los miembros del departamento de bomberos y empleados del sistema, deben estar entrenados para responder apropiadamente a los incidentes. Todos los bomberos que ingresan a un sistema subterraneo para combatir un incendio, deben tener aparatos de respiracion autonoma (SCBA), para cumplir con los requisitos de la NFPA 1500, Norma sobre el Programa de Salud y Seguridad Ocupa clonal del Departamento de Bomberos. Un reto que tiene que enfrentar el departamento de bomberos, es como mantener un abastecimiento adecuado de los cilindros de aire de repuesto para los miembros que trabajan bajo tierra. Esto puede requerir aparatos de respiracion de larga duraci6n y camiones para rea bastecer 0 entregar las cantidades necesarias de cilindros de aire para el SCBA. Extintores de Incendios. Los extintores de incendios deben ubicarse dentro de cada vag6n. Ademas, los extintores de in cendios deben colocarse cerca del equipamiento fijo a 10 largo del sistema subterraneo donde existen fuentes de ignici6n y/o combustibles. Las ubicaciones deben incluir equipamiento elec trico, sumideros, equipamiento de ventilacion, etcetera. Si la es taci6n con luz azul 0 la estacion de emergencia esta ubicada convenientemente, cualquiera de las dos podria ser el sitio pre ferido para los extintores. El tamafio y el tipo de exposici6n es perada dictaminan el tamafio y el tipo de extintor. Drenaje. EI drenaje adecuado del agua acumulada durante un incendio, requiere ser considerado cuidadosamente. Las autori dades contra incendios, deben estar conscientes de las capac i dades de drenaje del sistema subtemineo y reconocer que grandes cantidades de agua pueden peljudicar seriamente otras operaciones de rescate que sean requeridas. Cuando se comba ten incendios estructurales al nivel de la calle cerca de las en tradas de la estacion 0 de las rejillas de ventilacion, los oficiales de bomberos deben alertar a los oficiales del sistema de tninsito sobre la posibilidad de que entre agua a sus sistemas y para que tomen medidas para evitarlo usando lonas.
ESTACIONES SUBTERRANEAS Diseno y Construcci6n de las Estaciones Subterraneas Las estaciones subterraneas deben construirse con un minimo de materiales no combustibles aprobados (esto es, Tipo I, Tipo II 0 una combinacion de los mismos) como se especifica en la NFPA 220, Norma sobre los Tipos de Construcclon de Edificios. Muchos sistemas modernos utili zan una construccion de con creto reforzado para el cascar6n exterior de la estaci6n y dentro del cascar6n vigas, durmientes y columnas de acero protegidos. Esto genera una estructura con una capacidad de resistencia al fuego muy significativa. Dentro de las estaciones han ocurrido muy pocos incendios importantes. Una excepci6n notable es el incendio de la Esta cion King Cross, el cual ocurri6 en Londres, Inglaterra, el18 de noviembre de 1987. 1 Treinta usuarios y un bombero murieron en dicho incendio. Entre las muchas causas posibles de los incen dios en estaciones, estan las malas condiciones de aseo y lim pieza 0 los incendios electricos en los cuartos de maquinas de las escaleras mecanicas. En las estaciones una fuente significativa de combustible, diferente a los trenes, esta constituida por las concesiones. Las pequefias concesiones que venden periodicos y revistas, nor malmente tienen una clasificaci6n de bajo riesgo, mientras que las concesiones mas grandes, como restaurantes 0 teatros, tienen una c1asificaci6n de riesgo con alto potencial para el desarrollo de humo y calor. Las concesiones de peri6dicos y revistas, deben lirnitarse en tamafio y no deben bloquear las salidas requeridas. Para proteger las areas de concesi6n debe instalarse protecci6n con rociadores automaticos. La posible expansi6n futura del area, debe ser tenida en cuenta al disefiar al sistema de protecci6n contra incendios. Las areas publicas de la estaci6n, deben estar separadas de las areas que no son de trans ito con una barrera contra incendios que tenga una c1asificaci6n de resistencia al fuego de tres horas como minimo. Las concesiones importantes 0 las aberturas desde las areas publicas de la estaci6n hacia estructuras comer ciales existentes, deben estar protegidas por conjuntos de puer tas contra incendio con una clasificacion de protecci6n al fuego de una hora y media. Incluso ,i el sistema es el duefio de la ac tividad comercial y de la estaci6n, es necesaria una separacion adecuada entre las dos areas. Las barreras contra incendio, pue den establecerse instalando puertas contra incendio 0 sistemas automaticos de extinci6n de incendios para impedir que el fuego y el humo se propaguen desde la ocupacion comercial 0 hacia la estaci6n 0 desde la estaci6n hacia la ocupacion comercial. Antes de hacer cualquier tipo de abertura hacia la estacion, deben re visarse cuidadosamente las condiciones existentes en ambos lados de la abertura propuesta. de modo que pueda desarrollarse un plan efectivo de protecci6n contra incendios.
Protecci6n contra Incendios para las Estaciones Subterraneas Una estacion subterranea puede compararse con una estructura
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Sistemas terroviarios de pasajeros y de guia tija para transporte
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de multiples sotanos, excepto que general mente una estacion tiene un factor de earga de fuego muy bajo cuando se compara con el de un sotano comercial. Debido al costa importante de la proteccion contra incendios que cumple con el codigo, y del di sefio del vagon de transito, estos pueden ser las aplicaciones ade cuadas para el disefio basado en el desempefio, en el cual se utilizan las pruebas y calculos para mostrar que los enfoques y disefios innovadores curnplen con la intencion del codigo, si no con la interpretacion literal del codigo. A finales de 2001, la ASTM adopto una gu!a para la evaluacion del riesgo de incen dio de los vagones, como un paso dirigido a apoyar la innova cion basada en el desempefio.
xiliares, si no estan protegidas por un sistema automatico de su presion de incendios, deben estar total mente protegidas por un sistema de deteceion de incendios que cumpla con la NFPA 72. Son preferibles, las alarmas para hurno listadas, aunque pueden utilizarse detectores termovelocimetricos, 5i los autoriza la au toridad contra incendios interesada. Una buena practica consiste en proporcionar supervision para todos los detectores de incendios y para los sistemas auto maticos de supresion de incendios. Las sefiales supervisoras deben ser recibidas en el centro de mando del sistema y ser anunciadas por zonas, en el quiosco 0 en la cabina del agente de la estacion.
Sistemas de Rociadores Automaticos. Todas las areas dentro de las estaciones utilizadas para concesiones, almacenamiento y pago de los billetes y otras areas similares con cargas combusti bles, as! como tambien el area de armaduras de acero de todas las escaleras mecanicas en una estacion de una sola entrada, deben estar protegidas por rociadores automaticos equipados con alarmas de flujo y supervision. Las vias del tren estan ex cluidas. La NFPA 13, Norma para la Instalacion de Sistemas de Rociadores, debe utilizarse. Otros sistemas aprobados para la extincion de incendios, tales como los sistemas de extincion con agentes limpios en los cuartos de control del tren, tambien pue den ser usados en lugar del sistema de rociadores automaticos, pero solo con la aprobacion de la autoridad competente.
Tomas Fijas Humedas de Agua. Usualmente, donde se 5umi nistran sistemas separados para las tomas fijas de agua y los ro ciadores automaticos, se proporcionan tomas fijas humedas por medio de un sistema de tuberias separado y que es diferente al utilizado en los sistemas de rociadores automaticos. Las cone xiones siamesas del departamento de bomberos, etiquetadas apropiadamente e instaladas al nivel del suelo, permiten que el departamento de bomberos suministre agua adieional a cual quiera de estos sistemas. Los gabinetes para mangueras contra incendio, pueden con tener valvulas de control de 38 mm (1 % pulg) y de 64 mm (2% pulg), como 10 recomienda la NFPA 14, Norma para fa Instala cion de Sistemas de Tomas Fijas de Agua y de Mangueras. Una longitud maxima de 30 m (100 pies) de manguera de 38 mm (I % pulg) unida con una boquilla y/o de 64 mm (2% pulg) Yuna Have de manguera, pueden ahuacenarse en gabinetes para el uso del departamento de bomberos, a juicio de la autoridad local competente. En el gabmete tambien puede colocarse un extintor de incendios. Para reducir el robe del equipo contra incendios, los gabinetes deben cerrarse con llave y debe instalarse un panel de vidrio que pueda desprenderse para permitir un rapido acceso en caso de situaciones de emergencia. Algunos sistemas han ins talado alarmas contra intrusos, las cuales envian una sefial al agente de la estacion si un gabinete de mangueras contra incen dio ha sido abierto.
Sistemas de Diluvio. En caso de que ocurra un incendio en el equipamiento de la parte inferior del vagon, los operadores del tren tienen instrucciones de llevar los trenes a las estaciones para la evacuacion de los pasajeros siempre que sea posible. Algunos sistemas mas nuevos han optado por sistemas de diluvio para la parte inferior de los vagones. Estos sistemas consisten en una tu beria fija conectada al abastecimiento de agua, con rociadores abiertos localizados entre los rieles. Estos se activan manual mente desde la cabina del encargado de la estacion 0 desde los extremos de la plataforma. Una altemativa, es un sistema de diluvio en la parte supe rior del vagon disefiado para crear una cortina de agua entre un tren en llamas y la plataforma. El sistema puede activarse auto maticamente por medio de detectores de calor en la via del tren o manualmente, como se describio anteriormente. En el Balti more Metro System se encuentran ejemplos de los dos tipos de instalaciones. Comunicaciones de Emergencia. Usualmente, las estaciones de emergencia no tienen sistemas tradicionales de alarmas con tra incendio con estaciones manuales y campanas. En su lugar, el sistema de aviso al publico alerta y dirige a los pasajeros en caso de una emergencia. Los pasajeros pueden informar sobre las emergencias a traves de los dispositivos de aviso de alarma hablada para emergeneias, locali7,ados en la plataforma y a 10 largo de la estacion. Los sistemas de comunicacion de emer geneia deben cumplir con la NFPA 72®, C6digo Nacional de Alarmas de Incendio. Sistemas de Deteccion de Incendios. Todas las areas no pu blicas que comlinmente se clasifican como areas de apoyo 0 au
SISTEMAS DE TRANSITO AL NIVEL DE LA SUPERFICIE Y SISTEMAS ELEVADOS Generalmente, combatir incendios en sistemas de transito al nivel del suelo 0 por encima de este, no es mas dificil que luchar contra cualquier otro tipo de incendio al nivel del suelo. La prin cipal consideracion siempre debe ser para la energia de traccion. Incluso, cuando se esta seguro de que la energia ha sido cortada, el personal del departamento de bomberos, debe operar bajo la suposicion de que el tercer riel 0 el cable suspendido todavia esm energizado. Aunque los incendios en trenes que se encuentran sobre la via ferrea en la superficie 0 sobre las vias elevadas del tren, pre sentan una exposici6n menos seria para el publico, el diseno debe tener en cuenta ciertas consideraciones basicas, tales como los medios de egreso a 10 largo de las vias elevadas del tren. Como siempre, durante una emergencia, la comunicacion es
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Seguridad contra incendios en eltransporte
vital para cualquier operacion. La habilidad para dirigir las fuer zas de emergencia hacia la escena de un incidente y para ubicar el sistema en una condici6n segura para eI egreso, es necesaria para los usuarios y el personal de emergencia. El acceso hacia una via del tren, tambien requiere medidas especiales. La ubicacion de las vias del tren en un corredor que se une con una via del tren 0 con una via de acceso limitado, puede limitar el acceso para largas distancias de la via del tren. Algunas veces, las vias del tren que se extienden desde los cen tros de poblaciones a traves de areas no desarroUadas, se ex tienden donde no existen carreteras en la superficie ni tuberias principales de agua. Las vias del tren ubicadas en areas conges tionadas, las vias del tren elevadas hasta alturas poco usuales y las vias del tren en otras secciones que no son accesibles para los vehiculos de emergencia, como plataforrnas de elevacion 0 uni dades de paramedicos, pueden generar otros problemas. La construccion de la via del tren, tambien puede ocasionar pro blemas de exposici6n al fuego y de acceso a las estructuras ad yacentes. Por ejemplo, una via elevada del tren que esUi por encima de las calles existentes de la ciudad y que esta cerca de edificios existentes, puede interferir en esos edificios con las operaciones del departamento de bomberos. En las estaciones, pueden existir problemas similares. Sin embargo, las salidas perrnanentes perrniten tanto la evacuaci6n de pasajeros como eI acceso del personal de emergencia. Siste mas recientes han incorporado estaciones en las elevaciones mas bajas de los edificios de altura 0 dentro de complejos de galerias con ocupaciones divergentes. En estos casos, son necesarios pIa nos detallados para la coordinacion y el disefio compatible. Norrnalmente, las estaciones que pueden considerarse como edificios, senin revisadas por medio de procedimientos norrnales del cMigo. Si un sistema de trans ito pasa por mas de unajurisdiccion, particularrnente si son aplicables diferentes co digos hasicos, es deseable el desarrollo de un conjunto comun de requerimientos para lograr uniforrnidad a 10 largo del sistema. Sin embargo, la mayoria de los c6digos existentes para edi ficios, usualmente no se refieren al tema de las vias del tren. La excepcion es la NFPA 101. Los elementos que deben tenerse en cuenta durante la revision del plano de una guia fija incluyen: 1. Marcadores design ados de ubicacion, para proporcionar un 8itio de respuesta para el personal del cuerpo de bomberos 2. Ubicaciones donde las vias suspendidas del tren puedan in tersectarse con ubicaciones de calles conocidas 3. Puertas de egreso que perrnitan la salida de pasajeros del sistema, bajo la supervision de empleados autorizados 4. Comunicaciones disponibles al borde de la via que Ie per mitan al departamento de bomberos comunicarse directa mente con el centro de mando del sistema
5. Ubicaciones de las subestaciones, estaciones de desviacion, estaciones para interrumpir el paso u otras instalaciones eh~ctricas importantes, que son motivo de preocupaci6n para las autoridades contra incendio
BIBLIOGRAFIA Referencia Citada 1. Best, R. L., and Engleman, L. M., "Fact Sheet-King's Cross
Station Fire," Fire Command, Jan. 1988.
C6digos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, nonnas y prncticas recomendadas de la NFPA, proporcionani infonnaci6n adicional sobre los sistemas de transito de via fija discutidos en este capitulo. (Consulte la ultima ver sion del Catalogo de la NFPA para conocer la disponibilidad de las edi ciones actuales de los siguientes documentos.) NFPA 10, Standardfor Portable Fire Extinguishers NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems NFPA 14, Standardfor the Installation ofStandpipe, Private Hydrant, and Hose Systems NFPA 24, Standardfor the Installation ofPrivate Fire Service Mains and Their Appurtenances NFPA 30, Flammable and Combustible Liquids Code NFPA 33, Standardfor Spray Application Using Flammable or Com bustible Materials NFPA 51B, Standardfor Fire Prevention During Welding, Cutting, and Other Hot Work NFPA 58, Liquefied Petroleum Cas Code NFPA 70, National Electrical Code"" NFPA 72®, National Fire Alarm Code® NFPA 80, Standardfor Fire Doors and Windows NFPA 90A, Standardfor the InsTallation ofAir-Conditioning and Ven tilating Systems NFPA 91, Standardfor Exhaust Systems for Air Conveying of Vapors, Gases, Mists, and Noncombustible Particulate Solids NFPA lOl®, Life Safety Code"" NFPA 130, Standardfor Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems NFPA 220, Standard on Types ofBuilding Construction NFPA 241, Standardfor Safeguarding Construction, Alteration, and Demolition Operations NFPA 251, Standard Methods ofTests ofFire Endurance ofBuilding Construction and Materialli NFPA 255, Standard Method ofTest ofSurface Burning Characteris tics ofBuilding Materials NFPA 256, Standard Methods ofFire Tests ofRoofCoverings NFPA 505, Fire Safety Standard for Powered Industrial Trucks In cluding Type Designations, Areas of Use, Conversions, Mainte nance, and Operations NFPA 1500, Standard on Fire Department Occupational and Health Program
Publicaciones ASTM Available from ASTM, 100 Barr Harbor Dr., West Conshohocken, PA 19428-2959.
Revisado por
Thomas J. Lett
n la aviacion, los riesgos de incendio se desarrollan a par tir de la energia del movimiento, de la conversion del combustible en energfa de propulsion y de la maquinaria necesaria para la creacion de un ambiente capaz de mantener la vida sobre la superficie terrestre. Se realizan complejos amilisis y procedimientos sobre la seguridad del sistema, para evitar el desarrollo de problemas y limitar las consecuencias de las fallas y contratiempos que realmente ocurren. La mayoria de las na ciones tienen extensos criterios de disefio, del constructor y del operador para las tripulaciones y el personal de mantenimiento. Un enfoque cohesivo y completo para la seguridad operativa du rante la fase operativa del servieio de vuelo, debe incluir el en trenamiento de quienes manejan el equipaje y la earga, de las tripulaciones encargadas de la limpieza y del personal que esta en contacto con los usuarios, sobre su papel en el sistema de se guridad y su respuesta ante un contratiempo importante. Las ayudas de navegacion de aire y de tierra, el monito reo de las condiciones c1imatologicas, el control del trafico aereo, las pistas de aterrizaje y despegue, el disefio de la calle de rodaje, el mantenimiento apropiado de dieho equipamiento inc1uyendo el mantenimiento para despejar las rutas de aeceso, de salida y las calles de rodajes, estan mas aHa del alcance de este capitulo. Este capitulo esta dividido en cuatro partes: Seguridad eon tra Incendios de las Aeronaves, Rescate y Lucha contra Incen dios de las Aeronave, Instalaciones de los Aeropuertos y Mantenimiento y Servicio de las Aeronaves.
E
VISION GENERAL Los elementos internos para la seguridad contra incendios de las aeronaves comerciales, no varian mucho mundialmente ya que la seleccion de metales, compuestos, combustibles y del mobi liario interior, esta guiada por consideraciones tecnicas y por im portantes fabricantes de los Estados Unidos y Europa OecidentaL Debido a que los constructores deben lograr que sus productos sean aceptados en los mercados mundiales, el grado de seguridad contra incendios es uniformemente elevado. La seguridad contra incendios en las instalaciones terrestres de aviacion alrededor del mundo, tiene diversos enfoques para lograr las metas de seguridad. En las terminales de pasajeros
Thomas J. Lett es un ingeniero de protecci6n contra incendios con li de bomberos retirado. Tiene mas de cuarenta afios de cenci a y un experiencia combinada como bombero, ingeniero y consultor en asun tos de seguridad contra incendios municipales, industriales y aeroespa ciales. Fue durante muchos afios un representante principal del USAF para los Comites del C6digo de Aviaci6n de la NFPA.
puede existir solamente un uso puntual de los rociadores contra incendios y es posible que las areas grandes de bajo riesgo no tengan rociadores. Aunque rara vez los edificios de las termina les tienen mas de cinco pisos de altura (exceptuando las torres), los incendios en restaurantes y los incendios en las areas que manejan el equipaje, han contribuido a serios problemas de humo en las areas comunes para pasajeros. Para los hangares de aeronaves, el disefio y los materiales de eonstruccion pueden variar dependiendo de la opinion del propietario y del usuario sobre 10 que esta en riesgo: la aeronave o el edificio. Las estructuras de soporte neumatico no conven cionales, ban recibido cierto grado de atencion. Sin embargo, las consideraeiones militares, han dado lugar a refugios de concreto reforzado que proporcionan abastecimiento de combustible para la aeronave, mantcnimiento, instalaciones de carga y ensayo del sistema electr6nieo. Debido a los riesgos asociados con estas ac tividades, los hangares estan equipados con sistemas ultrarapi dos de detccei6n y supresion de inecndios. Las pasarelas de carga de las aero naves y las estrategias y tacticas para eombatlr incendios, el equipamiento y el personal no varian mueho entre un aeropuerto importante y otro. La In ternational Civil Aviation Organization (lCAO), la NATO y va rios sindicatos de pilotos tienden a manejar un alto grado de competencia. Sin embargo, al igual que en los Estados Unidos, los aeropuertos de tercera categoria en otros paises pueden de pender de mecanismos de financiaci6n locales 0 regionales y esto usualmente se traduce en personal, equipamiento y entre namiento que estan lcjos de ser ideales. En los Estados Unidos, el agente mas efcctivo y comun para rescatar aeronaves y com batir incendios, es una pelfcula acuosa formadora de espuma que se basa en especificaciones militares. Sin embargo, en gran parte de Europa se favorece el uso de otras formulas.
SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS EN LAS AERONAVES La seguridad contra l11cendios en las aeronaves eomienza en la mesa de dibujo y los ingenieros aeronauticos llevan el peso de la responsabilidad para la prevenci6n y control de los incendios. Las aeronaves requieren grandcs cantidadcs de combustible, aceites lubricantes, fluidos hidraulicos y combustibles Clase A, que estan cerca de fuentes potenciales de ignicion tales como plantas generadoras de energia, unidades auxiliares de energia, sistemas electricos y calentadores. Muchas aeronaves llevan sis temas de oxigeno (hcuado y gaseoso) y algunas utilizan oxi dantes para unidades auxiliares de energia 0 estan equipadas con pequefias unidades de cohetes para obtener un empuje adicional
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Seguridad contra incendios en el transporte
para el despegue. Como consecuencia, la seguridad contra in cendios en las aeronaves requiere una habil mezcla de medios de proteccion aceptables que sean livianos y no interfieran excesi vamente con el uso y la mision del avion en particular. Aunque la mayor parte de las naciones, tiene una industria importante de produccion de aero naves, tambien tiene extensas reglamentaciones que gobieman el uso y disposicion de los ele mentos anteriores, es extremadamente irnportante que el dise ftador conozca a fondo el contenido y la intencion de estas reglamentaciones. Normalmente, se requiere la instalacion de equipo de de teccion y extincion de incendios para aquellas areas de las aero naves que poseen riesgos de incendio inherentes y potenciales de ignicion. Otras tecnicas de prevencion de incendios que se utilizan, son las separaciones de los sistemas que contienen flui dos inflamables de los componentes estructurales criticos y de los sistemas de control de vuelo yel uso prudente de otros ma teriales que son resistentes al fuego 0 al calor; 0 que tienen una inflamabilidad muy baja. Debido a que los incendios durante el vuelo, suponen potenciales de riesgo tragicos para la vida, la prevenci6n y el control del ineendio durante el vuelo, estos deben recibir una alta prioridad. Los incendios posteriores a los aecidentes donde hay irnpacto, pueden oeasionar la perdida de muchas vidas humanas. Los incendios durante el manteni miento, pueden tener consecuencias que van desde aquellas que obviamente son desastrosas hasta altas perdidas monetarias de bidas a incendios pequenos y simples. Incluso una muy corta exposicion al fuego puede producir una eliminacion de las la minas de las estructuras carcomidas. En la aviacion generalliviana y comereial; y en la aeronave militar a motor correspondiente, la estructura liviana necesaria que permite que la aeronave realice su mision, tambien permite que la energia del imp acto sea transmitida a los ocupantes de la aeronave. Por 10 tanto, ocurren mas muertes debido al trauma del irnpacto que debido al fuego. En las aeronaves eon grandes turbinas que operan dentro de una envoltura de vuelo mas exigente, los metales de calibre mas pesado, los materiales de compuestos avanzados y las tecnicas de disefto asistidas por computador, fortalecen las estructuras con armazon neumatico. Estas estructuras de las aeronaves ab sorben una mayor cantidad de energfa de imp acto, por 10 tanto la transmiten menos a sus ocupantes. Como consecuencia, en los accidentes en que esta involucrada este tipo de aeronave, el incendio posterior al accidente, es una causa mas importante de muertes 0 lesiones graves para los ocupantes. Como resultado de las investigaciones de accidentes ae reos, hay investigaciones en marcha sobre los metodos para re ducir al minimo las victimas en las aeronaves. El disefio mejorado de los cinturones de seguridad, de los deslizadores de evacuaci6n resistentes al fuego, la eliminaci6n de salientes que pueden causar lesiones, los materiales de las sillas que bloquean el fuego, las sill as mas resistentes y los compartimientos de al macenamiento suspendidos, son algunos de los desarrollos para mejorar las posibilidades de supervivencia de los ocupantes cuando ocurre un accidente aereo. 1 Se estan estudiando muchos metodos para reducir el riesgo de los incendios que ocurren despues del impacto. Estos inclu yen, pero no se limitan a, los siguientes:
1. Segregar los contenedores con fluidos inflamables y los sis temas, de las fuentes de ignicion 2. Mejorar los metodos de contencion de los combustibles 3. Reducir la tasa de evaporaci6n y la velocidad de propagacion de la llama sobre la superficie del combustible derramado 4. Mejorar los materiales utihzados para la decoracion interior, el aislamiento, la atenuaci6n del sonido y la amortiguacion para reducir la velocidad de la ignicion, la propagacion de la llama y la generacion de humo y gases toxicos 5. Compartimentacion con muros contra incendio livianos en las secciones ocupadas de la cabina, en los espacios sin sa lida, los lavarnanos y contenedores de basura 6. Los sistemas de supresion de incendios a bordo de la cabina que utilizan una variedad de agentes extintores 7. Sistemas de deteccion de incendiolhumo de aviso temprano en secciones ocupadas del fuselaje 8. Espacio para el vapor en el tanque de combustible inerte, para reducir la posibilidad de explosion debido a una des carga electrica y cuando sea alcanzado por los rayos. Esto puede ser efectivo durante el vuelo, pero hace muy poco para contener el incendio que ocurre despues del impacto, ya que la atmosfera inerte se perderia casi inmediatamente durante el irnpacto, con la alteraci6n de la estructura del tanque Para obtener informacion Berg, 1Diehl 2y Murray 3 .
relacionada
consulte
a
Plantas Electricas de las Aeronaves En los Estados Unidos, las aeronaves civiles estan sujetas a ex tensos reglamentos federales a traves del Department ofTrans portation de los Estados Unidos, de la Federal Aviation Administration (FAA). El Code ofFederal Regulations (CFR), Titulo 14, "Aeronautics and Space", contiene los Reglamentos Federales del Aire. Otras naciones tienen requisitos similares. La lista siguiente resume los reglamentos que se aplican a las plantas generadoras de las aeronaves: 1. Todos los motores altemativos, las unidades auxiliares de energia, los calentadores que queman combustible u otros dispositivos de combustion para operar en vuelo, deben estar separados de otras areas de la aeronave mediante muros contra incendio, cubiertas U otros medios equivalen tes, de modo que ninguna cantidad peligrosa de aire, tluido o llamas, pueda pasar desde estos compartimientos hasta otras secciones de la aero nave. Estos reglamentos tambien se aplican a las secciones de combustion, turbina y tuba de escape de los motores de turbina. Los muros contra incen dio y las cubiertas, deben estar hechos de un material que soporte el calor par 10 menos igual de bien que el acero. Cuando los reglamentos se aplican a plantas electricas, el material debe actuar bajo las condiciones de incendio mas severas y de mayor duracion que pueden ocurrir en dichas zonas. Todas las aberturas en los muros contra incendio y en las cubiertas, deben sellarse con arandelas, casquillos 0 accesorios. En las barquillas del motor se emplea un sella cortafuegos 0 un tabique divisorio para aislar la seccion motopropulsora del motor y el sistema de escape. Ademas,
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un muro contra incendio principal separa el conjunto com pleto del motor (seccion motopropulsora, sistema de escape y la seccion de accesorios) del resto de la seccion de la bar quilla y cuando es aplicable, al pozo de la rueda. En las tur binas de gas, el sello contra incendio 0 el tabique divisorio, separa la seccion de combustion, de turbina y del tube de escape del compresor y de la seccion de accesorios. Una pared principal contra incendios adicional, aisla el conjunto del motor del pilon de soporte 0 del resto de la aero nave, segim sea aplicable. 2. EI exterior de la caja y la cuna del motor estan disefiados para evitar que el fuego eluda los sellos contra incendio y los muros contra incendio principales. 3. Los tanques que contienen un fluido inflamable no pueden ubicarse en una zona de incendio, excepto cuando puede de mostrarse que la construcci6n, las !ineas de conexi on, los controles y los interruptores de corte proporcionan una pro teccion equivalente al aislamiento. Se requiere un espacio es pecificado de aire entre los tanques de fluido inflamable yun muro contra incendio; y los materiales que pueden absorber los fluidos inflamables estan prohibidos en el area del tanque o en cualquier otro sistema que contenga fluidos inflamables. 4. Se requieren dispositivos de cierre de emergencia para cada uno de los motores, la unidad auxiliar de potencia 0 el ca lentador de combustion. Los dispositivos de cierre de emer gencia, deben ser resistentes al fuego 0 estar ubicados de modo que un incendio en cualquier zona de incendio no afecte su funcionamiento. La operacion del dispositivo de cierre de emergencia, no debe afectar otras funciones de emergencia 0 el funcionamiento de cualquier otro motor. S. En las zonas de incendio, las lineas de Hquido inflamable deben ser resistentes al fuego y tambicn flexibles donde se
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Aviacion
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requiera. Esto tambien se aplica para las line as de drenaje y ventilacion para fluidos 0 vapores inflamables. 6. Las entradas de aire de los motores alternativos y de las tur binas, deben estar dispuestas de forma que eviten que las llamas del incendio de retroceso, penetren en la zona de in cendio y deben disefiarse de modo que la descarga prove niente de las aberturas de ventilacion y de los drenajes no pueda penetrar en el sistema de induccion de aire. 7. Los sistemas de escape deben descargar de forma segura, no deben exponer ninguna seccion de un sistema de fluido inflamable y deben contar con pantallas contra el calor en donde estos puedan afectar otras partes del avion. 8. Para todas las zonas de incendio, deben proveerse drenajes, con la descarga dispuesta de modo que los fluidos drenados no seran absorbidos de nuevo en cualquier otra sec cion de la aeronave.
Combustibles de Aviacion Las propiedades de flesgo de incendio de los combustibles de aviacion, se identifican segUn la facilidad de ignicion, los pun tos de inflamacion, los limites de inflamabilidad, el rango de destilacion (punto inicial y fmal de ebullicion) y la susceptibili dad electrostatica. (Nota: El octanaje no tiene relacion con el grado de riesgo de incendio de un combustible). La Tabla 12.4.1 resume las caracterfsticas de los combustibles de aviacion mas comunes. La NFPA 407, Norma para el Abastecimiento de Combustible de Aeronaves, requiere que se apliquen para todos los tipos las mismas precauciones de seguridad contra incendios. Los siguientes factores deben tenerse en cuenta cuando se evalua el combustible en una aero nave que esta operando y cuando se esta evaluando el combustible almacenado en un tan-
TABLA 12.4.1 Datos resumidos sobre las propiedades de riesgo de incendio de los combustibles de aviacion
Gasolina AVGAS
Caracteristicas Punto de congelaci6n b Presi6n del vapor8 (Reid-ASTM D323-58) Punto de inflamaci6nb (por el metodo de vasa cerrado al nivel del mar) Punto de inflamaci6n b (por el metodo de saturaci6n de aire) Limites de inflamabilidad Limite inferior Limite superior Rango de temperatura para mezclas inflamables b Temperatura de autoignici6n b Puntos de ebullici6n b Inicial Final Tasa de propagaci6n de la llama en el charcoc,d
Clases de queroseno Mezclas de gasolina JET A,IET A-1 yqueroseno JP-5, JP-6, JP-8 JET B Y JP-4
-76°F 5,5 a 7,0 psi -50°F
-40°F a -58°F 0,1 psi +95°F a + 145°F
-60°F 2,0 a 3,0 psi -10°F a +30°F
-75°F a -85°F
Ninguna
-60°F
1,4% 7,6% -50°F a +30°F +825°F a +960°F
0,74% 5,32% +95°F a + 165°F +440°F a +475°F
1,16% 7,63% -10°F a +100°F +470°F a +480°F
110°F 325°F 700-800 fpm
325°F 450°F 100 fpm (0 menos)
135°F 485°F 70D-800fpm
Nota: Las cifras varian para algunos de estos valores. 81 psi =6,9 kPa, bSh(OF 32) = cc. °1 fpm 0,3 m/min. dEn espuma nebulizada, la velocidad de propagacion de la llama en todos los combustibles, es rnuy rap ida.
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Seguridad contra incendios en e/ transporte
que de una planta con grandes vohimenes de combustible:
res de la turbina pueden ser una fuente de ignicion durante muchos minutos despues de un "apagado" nominal.
• Debido a que una aeronave viaja a diferentes altitudes y a traves de temperaturas ambientales variables, las condicio nes de inflamabilidad en el espacio para vapor del tanque pueden cambiar rapidamente. Por 10 tanto, un tipo de com bustible como el Jet A [el cual normalmente es demasiado Hviano en un espacio para vapor del tanque a nivel del mar, con una temperatura del combustible de 21°C (70°F)], puede alcanzar el rango de inflamabilidad a medida que el avion gana altitud. Otros factores contribuyen a este cam bio, tales como el calentamiento de la superficie de la ae ronave debido a la friccion del aire, el desprendimiento de gases del oxigeno disuelto y las salpicaduras del combusti ble debido a la turbulencia del aire. La Figura 12.4.1, ilus tra los cam bios en los limites de inflamabilidad de los combustibles de la aeronave, en el espacio para vapor del tanque debido a cambios en la altitud y en la temperatura. • Despues de un impacto, cuando ocurre un dano estructural importante en los tanques de combustible de la aeronave, el combustible puede ser liberado como una niebla debido al impulso hacia adelante, a las salpicaduras de combustible y al efecto cortante del viento. Sin importar el tipo de com bustible involucrado, esta niebla puede encenderse facil mente por circuitos electricos rotos, superficies calientes del motor 0 fuentes de ignicion en tierra. La bola de fuego que se produce actua entonces como la fuente de ignicion para otros combustibles en el area, incluyendo los pozos de combustible Jet A que tienen un alto punto de inflamacion. En algunos accidentes aeronauticos donde las fuerzas de desaceleracion son bajas, el combustible liquido que fluye desde los tanques 0 lfneas de combustible rotos, puede va porizarse y encenderse por las superficies calientes del motor, los frenos calientes los areos electricos pesados, etc. • Los motores altemativos presentan un riesgo de incendio por un corto perfodo despues de apagarse. Sin embargo, los incendios en el tubo de escape del motor de la turbina, son bastante comunes y en situaciones de accidente los moto
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Seguridad Relativa de los Combustibles para Reactores. Los combustibles para turbina tipo queroseno ofrecen una ventaja de seguridad sobre otros tipos de combustibles de aviacion, es pecialmente durante las operaciones de abastecimiento de com bustible y durante el mantenimiento del sistema de combustible de la aeronave. Los incendios son menos probables en los acci dentes con impacto donde se puede sobrevivir, cuando el avi6n involucrado tiene en los tanques combustible Jet A. Sin em bargo, una vez ocurre la ignicion, todos los combustibles mues tran un comportamiento similar y las medidas de control pueden instaurarse nipidamente para evitar lesiones y muertes. En algunas partes del mundo, el combustible Jet A (clase queroseno), no se encuentra disponible facilmente y se utiliza el Jet B (JP-4). Algunas naciones tambien han reducido el punto minimo de inflamaci6n del Jet A para aumentar el rendimiento del combustible de aviaci6n por barril; el punto minimo de in flamaci6n ha estado en el rango de 27°C (80 0 P). EI punto de in flamaci6n real ha estado pm encima de 38°C (lOOOF). Susceptibilidad Electrostatica y Autoignicion. EI grado en eL cual puede adquirirse una carga estatica por los combustibles de aviaci6n, depende de muchos factores: la cantidad y el tipo de impurezas residuales, el agua disuelta, la velocidad lineal a tra yes de los sistemas de tuberias y los tipos de filtros y separado res de agua empleados. Los combustibles Jet A y Jet B, son mejores generadores de estatica que el AVGAS. Aunque todos los combustibles generan cargas estaticas, la conductividad elec trica del combustible se relaciona directamente con la velocidad de relajacion de la carga (disipacion). Los aditivos antiestaticos aumentan la carga estatica. Sin em bargo, en Lugar de impedir la formacion de cargas estaticas, en re alidad estos aumentan la conductividad del combustible, acortando asf de manera considerable el tiempo de relajamiento. La generacion de carga aumenta a medida que el combustible pasa a traves de los separadores y filtros de agua y otros equipos. Un objeto no Jigado cerca del punto de generaci6n de carga, antes de que la carga tenga la oportunidad de relajarse, puede actuar como un colector y ocasionar una descarga de estatica de alta energia. Aunque posiblemente se denominan equivocadamente, los aditivos antiestaticos han aumentado enormemente la seguridad de las operaciones de abastecimiento de combustible de la aero nave, aun cuando existen algunas circunstancias que son excep el col ector no ligado cercano al punto de ciones (por generacion estatica). EI autoencendido en los tanques y celdas de combustible puede producirse si las bombas internas de com bustible funcionan calientes y,o secas.
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FIGURA 12.4.1 Rangos inflamables de la gasolina de avia cion y de los combustibles de turbina jet A (Queroseno) y Jet B (JP-4) que muestran variaciones con la altitud
Sistemas de Combustible de las Aeronaves. La mayorfa de las aeronaves utilizan ampliamente el volumen interno de las alas para almacenar combustible. En las aeronaves mas grandes, la estructura deL ala es sellada y forma el tanque de combustible. Esto se llama comunmente la estructura del tanque integral 0 del ala humeda. Las aeronaves mas antiguas y livianas, pueden in corporar una camara flexible para contener el combustible den tro de la estructura dcl ala, utilizando la estructura del ala
CAPiTULO 4
solamente como soporte. Los tanques metaiicos separados 0 los tanques no metaIicos reforzados con fibra de vidrio, no se utili zan ampliamente y estan ubicados principalmente en aeronaves livianas y en transportes antiguos. Con la construccion integral del tanque y solamente hasta un grado ligeramente inferior con los tanques que tienen camara de pared delgada, usualmente el rompimiento de la estructura del ala debido a un impacto en tierra 0 a otro dafio, produce la liberacion de combustible y el potencial para que ocurra la igni cion. Esto puede ocurrir aunque las partes ocupadas de la aero nave esten solo ligeramente dafiadas. Si es as!, el incendio se convierte en una amenaza para los ocupantes. La Figura 12.4.2, ilustra los espacios tipicos ocupados por combustible que se en cuentran en una aero nave impulsada por grandes turbinas. Los tanques de reserva y los Nos. 1,2,3, Y 4 son tanques integrales de esta aeronave en particular y el tanque de la sec cion central del tanque es tipo camara. Un enfoque propuesto consiste en la eonstruccion de un tanque de combustible resistente a los accidentes con accesorios de frenado en seco y dispositivos automaticos de cierre para combustible. Aunque la tecnologia para desarrollar este tanque esta bastante avanzada, esta no se ha adoptado ampliamente de bido a limitaciones de peso y reduccion en el volumen disponi ble para el almacenamiento de combustible en las aeronaves militares y comerciales para largas distancias. Sin embargo, ciertos helicopteros manejados por la armada de los E.U.A, estan equipados con dichos sistemas de combustible que son va liosos durante un accidente. Los bloques de espuma plastica de celda abierta, cortados a la medida y colocados en el tanque, se utilizan en algunas ae ronaves militares. Aunque principalmente estaban destinados para proteger de la explosion al espacio para vapor, despues de la penetracion del proyectil (balas incendiarias, etc.), estos tam bien mejoran la situacion del incendio despues del aecidente. Las pruebas mostraron alguna mejoria resultante, pero los pro blemas para retirar y reemplazar el interior del tanque durante el mantenimiento y la perdida del volumen disponible de combus
Tanque No.2 6,6 rn' (2275 gal)
Reserva del ala Izquierda 1,6 m' (434 gal)
Secci6n central del ala 20,3 rn' (5356 gal) Tanque No.3 8,6 m' (2275 gal) Tanque No.4 8,8 rn' (2337 gal) Reserva del ala Derecha 1,6 m' (434 gal).
Capacidad basica 56,8 m' (15.448 gal)
FIGURA 12.4.2 Distribuci6n de los tanques de combustible en una tipica aeronave de una aerolinea impulsada por turbinas
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Aviacion
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tible, impidieron su uso en grandes aeronaves para largas dis tancias civiles y militares. Las aeronaves equipadas con estos bloques de espuma, pueden presentar incendios en los tanques intemos de combus tible. La espuma aumenta la tendencia de carga estatiea y/o actua como el colector estirado. Sin embargo, la presencia en el espacio para vapor del tanque de la espuma restante, evita la pro pagacion posterior del fuego/explosion. Muchas aero naves emplean la seccion central del ala (donde esta pasa a traVl~s del fuselaje) para el almacenamiento adicional de combustible. En algunas aeronaves, tales como el Boeing 727 y el DC-9, este es un tanque integral con revesti miento de la camara. Los disefios mas nuevos de las aeronaves, utilizan un tanque de metal de doble pared con un nueleo de panaL Aunque dichos tanques estan bien protegidos por la es tructura cuadrada de la seccion central del ala (la mas pesada de la aeronave), estos exponen directamente al fuselaje interior. Para extender la autonomia normal de operacion, algunas aero naves utilizan el almacenaje de combustible en el fuselaje del tipo pared doble, fuera de la caja de la seceion central del ala y por 10 tanto, carecen de una proteccion estructural pesada. Como un compromiso razonable, todos los tanques de combustible (por 10 menos aquellos dentro del fuselaje), deben ser resisten tes al impacto con accesorios de frenado en seco y valvulas de cierre automatico. Ciertos modelos de aeronaves existentes, contienen tanques de combustible en la parte delantera 0 trasera del fuselaje. El al maeenamiento de combustible en el estabilizador horizontal y en la rebaba vertical, esta siendo utilizado en ciertas aeronaves para extender la autonomia.
Otras Consideraciones de Disefio Las Federal Air Regulations, mencionan varios principios de di sefio que afectan la seguridad basiea eontra incendios de la ae ronave y el valor que tienen los accidentes (excluyendo el mobiliario de la cabina y los sistemas de evacuaeion). 1 . Cuando la misma estruetura soporta los tanques de com bustible y el tren de aterrizaje, deben incorporarse pasado res de seguridad en la estructura de soporte del tren de aterrizaje, permitlendo la retraeeion del tren sin aplicar car gas estructurales a los tanques de combustible. 2. La estructura metalica de la aeronave, debe tener continui dad e1ectrica para evitar la acumulaci6n de cargas electricas estaticas, particularmente en las areas del tanque de com bustible. Esto es extremadamente importante cuando se di sefia una aeronave totalmente metalica, ya que la estructura de la aeronave aetua eomo una Jaula de Faraday, prote giendo todos los contenidos de los impactos de los rayos. 3. Los dispositivos para deseargas eleetricas y los derivadores de rayos deben ubicarse e instalarse correctamente. 4. Las lineas de eombustible que abastecen los motores trase ros montados en el fuselaje, deben disefiarse para garantizar una adecuada resistencia contra incendios y tener la flexibi lidad para resistir el rompimiento, en caso de accidente. 5. Las lineas de combustible y el cableado electrico deben estar separados.
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SECCION 12
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Seguridad contra incendios en el transporte
6. Los principales cables de energia eltktrica en el fuselaje, deben estar envueltos en un conducto flexible resistente al fuego. 7. El sistema hidniulico debe disefiarse apropiadamente y uti lizar fluid os resistentes al fuego. Dichos fluidos actual mente en uso, tienen temperaturas de autoignicion por encima de los 538°C (I OOO°F) Ysolo son Iigeramente infla mables. (Los tipos mas antiguos de fluidos hidraulicos con bases minerales, todavia se usan ampliamente, particular mente por los militares).
Incendios en la Cabina de las Aeronaves Los incendios en las cabinas durante el vuelo, son poco fre cuentes y usualmente se descubren en su etapa incipiente y se extinguen rapidamente. Sin embargo, el potencial de perdida de vidas humanas, es grave si el incendio progresa mas aHa del punto de control al utilizar extintores manuales contra incendios. La reaccion al fuego de los materiales interiores de la cabina de la aeronave, una vez se han encendido, es crucial desde el punto de vista de la seguridad humana y puede producir danos estruc turales graves 0 la perdida de la aeronave. Antes de mediados de los cuarenta, existian pocos, si es que habia algunos, reglamentos relacionados con la inflamabilidad del mobiliario de la cab ina. Las aero naves antiguas en exposi ciones aereas y en museos, muestran sillas de mimbre, cortinas de tela de gasa y otros materiales combustibles. Despues de la Segunda Guerra Mundial, se requirio una prueba de calificacion que involucraba encender pequenas muestras montadas hori zontalmente, por medio de una corta exposicion a una llama de un mechero Bunsen. Si una muestra no seguia ardiendo despues de retirar la llama de encendido 0 si se quemaba menos a una distancia especificada en el tiempo especificado, se clasificaba como autoextinguible 0 de combustion lenta. Aunque este pro cedimiento de prueba fue desarrollado para comparaciones de laboratorio, en la industria de la aviacion genero la impresion generalizada que el mobiliario de la cabina era resistente al fuego. Pero no 10 era. En los anos cincuenta y sesenta, la investigaeion comenzo a mejorar los criterios de resistencia al fuego. Varias organiza ciones publicas y privadas realizaron pruebas que demostraron las insuficiencias de los criterios existentes sobre la resistencia al fuego y, adicionalmente, revelaron el problema del humo pe sado y el gas toxico. A finales de los anos sesenta y a comienzos de los setenta, los criterios de resistencia al fuego fueron actualizados para re querir que una muestra de material fuera autoextinguible cuando se probaba en posicion vertical, con excepciones tales como la alfombra del piso. Aunque se redujo la propagaci6n de la llama de los materiales que cumplian esto, existe el espacio para me joras adicionales y el problema del humo toxico puede requerir que sea abordado directamente. A fmales de los afios setenta y a comienzos de los ochenta, los investigadores desarrollaron un metoda para "bloquear el fuego" de los cojines de las sillas de la aeronave. Insertado entre el cojin, el cual usualmente esta fabricado con espuma de poliu retano y tapiceria decorativa, hay una capa que bloquea el fuego la cual esta destinada a demorar 0 evitar que el cojin se vea in
volucrado en un incendio de la cabina. Actualmente, la FAAre quiere que todos los cojines de las sillas de las aeronaves co merciales tengan bloqueo contra el fuego. Ademas del bloqueo contra el fuego, la investigacion con tinua hacia el desarrollo de un material para la ventana de la ca bina de la aeronave resistente al fuego, para retardar 0 evitar que el fuego posterior al impacto penetre dentro del fuselaje a traves de las ventanas. Estas transparencias/ventanas son retos de di sefio complicados ya que estas deben resistir el calor, eL frio, la vibracion y las variaciones importantes de la presion interna de aire a medida que la aeronave se mueve desde e1 nivel del suelo hasta alturas de 40 000 pies 0 mas. Muchas aeronaves !levan oxfgeno suplementario para la caida potencial de la presurizacion de la cabina y en cilindros portatiles para primeros auxilios. En un accidente, puede espe rarse la intensificacion localizada del incendio si el tapon fusi ble del cilindro de oxigeno, se activa debido a la exposicion al fuego y lib era oxigeno en la atm6sfera de la cabina. Ademas de la liberaci6n potencial de oxigeno desde los cilindros de alta pre sion, algunas aeronaves llevan generadores de oxfgeno quimico. EI embalaje y transporte inapropiado de dichos artefactos en un area de carga, gener6 un incendio desastroso durante el vuelo sobre los Everglades de la Florida. Las posibles causas de incendios en la cabina de la aero nave incluyen 2. Ignicion del interior de la cabina debido a un incendio del combustible despues del imp acto 0 a un incendio debido a un mal funcionamiento en la operacion de abastecimiento de combustible. En un incendio como este, aunque los ma teriales del interior tienen una cierta resistencia al fuego, eL calor proveniente del fuego abruma la resistencia de los materiales. 1. Fallas electricas dentro de los espacios ocultos, que con fre cuencia se localizan detras del revestimiento decorativo de la cab ina. Dicho incendio puede pasar desapercibido por un tiempo considerable y crecer mas alia del control de los ex tintores de incendio manuales antes que este sea descu bierto. Los incendios en la cubierta de vuelo (0 que con freeuencia se describen ~omo "humo en la cabina"), son una amenaza por varias ,azones: oscurecimiento de la vi sion del piloto, perdida de la instrumentacion e incapacita cion de la tripulacion de La cubierta de vuelo. EI radar, los radios, los sistemas de respiracion artificial y los motores para hacer funcionar los controles de ,"uelo, requieren de una enorme cantidad de energia electrica. EI cableado para abastecerlos esta sujeto a volverse quebradizo, a la abra sion, la vibracion y al agnetamiento. Los eventos ocurridos en los noventa, han ocaslOnado que se Ie preste mas aten cion al cableado electrico. 2. Uso inapropiado de liquidos inflamables durante la lim pieza y reacondicionamiento de la cabina. 3. Utilizacion 0 eliminacion inapropiada de los materiales de fumar (los cuales deben disminuir debido a que prevalecen los vuelos para "no fumadores"). ActuaLmente, los banos de las aeronaves de los E.U.A., requieren estar equipados con detectores de humo disefiados especificamente para esas areas. Ademas de su proposito funcional, el requisito
CAPiTULO 4
FIGURA 12.4.3 Incendio en la cabina de una aeronave en el Aeropuerto logan, en Boston, MA (Fuente: Aeropuerto logan/Massport)
disuade a las personas que puedan tener el deseo de fumar en un bano. Tratar de falsifiear 0 inutilizar los detectores de humo de los banos de las aeronaves, es un delito grave. La Figura 12.4.3, muestra una vista de un incendio de ca bina en Logan/Massport que requirio un esfuerzo importante para combatir el fuego en el interior. La NFPA 424, Guia de Pla nificaci6n para Emergencias en Aeropuertos y en la Comuni dad, la NFPA 415, Norma sobre los Edificios de las Terminales de los Aeropuertos, Drenaje de las Rampas de Abastecimiento de Combustible y Plataformas de Carga, la NFPA 402, Gula para el Rescale de Aeronaves y Operaciones de Lucha contra Incendios, proporeionan orientaeion relaeionada con diehos in eendios. Para obtener mayor informacion aeerca de los incen dios en las eabinas de las aeronaves y de los materiales que deben usarse en las eabinas de las aeronaves, consulte Babraus kas 4 y MaCaffrey.5n
Transporte Aereo de Productos Peligrosos Los cargamentos peligrosos (materiales peligrosos, materiales nuclearcs y articulos restringidos), pueden presentar un pro blema para la aeronave durante el vuelo. cuando estin en tierra durante la manipulaeion en tierra y en Ulla situaeion posterior al accidente. Este es un problema intemacional, ya que muchos cargamentos atraviesan las fronteras nacionales. Muchas agen cias regulan los cargamentos peligrosos, incluyendo el Depart ment of Transportation de los E.U.A., la International Air Transport Association, la International Civil Air Organization (una agencia de las Naciones Unidas) y otras. Los reglamentos se refieren al tipo de carga que puede ser transportada, las eantidades permitidas, el metodo de embalaje y el tipo de aeronave (de pasajeros 0 solamente de earga), en la eual puede llevarse este materiaL Las tripulaciones de vuelo,
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Aviaci6n
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deben estar informadas sobre la presencia de cargamentos peli grosos en el manifiesto y en algunos casos, pueden rehusarse a Ilevar el material. Si se siguen estrictamente las reglas, existe muy poco riesgo para la seguridad del vuelo 0 para el personal en tierra, ya sea durante la manipulacion normal 0 en una situacion posterior al accidente. Los problemas surgen cuando el embareador, ya sea por ignorancia 0 por desacato premeditado de los reglamen tos, tergiversa los eontenidos del cargamento ante la empresa aerea de transportes 0 no empaca adecuadamente el material para garantizar la eontenei6n durante el tninsito. Despues de varios aecidentes serios en los oehenta y a co mienzos de los noventa, los reglamentos fueron revisados y se adoptaron restricciones adicionales. En la actualidad, se requiere un mejor entrenamicnto para cada una de las empresas aerea que reciben los agentes, se han adoptado etiquetas estandar y se han fijado multas contra los embarcadores que violan la ley. En el Apendice B de la NFPA 402, puede encontrarse informacion de tall ada, relacionada con el transporte aereo de productos peli grosos y un listado de las Naciones Unidas del sistema de etiquetas de advertencia.
Sistemas de Deteccion y Extincion de Incendios en las Aeronaves Los sistemas de deteccion y extincion de incendios, son reque ridos en ciertas zonas de la aeronave, sobre todo la de las plan tas eIectricas. Estos sistemas estan definidos en los reglamentos de disefio de la nacion de origen de la aeronave. Los sistemas son simi lares para aquellos utilizados en las instalaciones en tierra. pero existen diferencias significativas. En la mayoria de las instalaciones de la aeronave, la tripulacion de welo activa manual mente el sistema de extinciOn. EI sistema de dctcccion debe ser muy sensible, muy estable (por ej., Iibrc de falsas alarmas) y debe ser capaz de resistir los extremos am bientales en los cuales este debe funcionar (temperatura, vibra cion, flujos de aire elevados y doblamiento estructural). EI sistema tambien debe reajustarse automaticamente para notificar a la tripulacion de welD cuando el ineendio ha sido extinguido o euando la temperatura en la zona protegida cae por debajo del valor establecido. La respuesta del sistema debe estar a unos se gundos del comienzo ae las condiciones anormales. EI meeanismo del agente extintor debe ser liviano, rugosa y para superar los flujos e1evados del vuelo, debe ser capaz de tasas de descarga mas e1evadas que las que se esperan en una instalacion en tierra similar. Los agentes extintores mas comunes que se utilizan en una aeronave, son el bromotrifluorometano (Halon 1301) y el bro moclorobifluorometano (Halon 1211). Debido a las caracterfsti cas de reduecion del ozono de los hidroearburos halogenados, estos produetos quimleos estin siendo retirados progresiva mente de acuerdo con los tratados intemacionales. El desarrollo de agentes de reemplazo adecuados, esta en marcha. (Vea Sec cion 9 Capitulo I, Sistemas y Agentes que Reemplazan Direc tamente al Halon). Las aeronaves mas antiguas todavfa usan dioxido de carbono, bromuro de metilo y clorobromometano. Todos tienen de etectividad sobre los ineendios de liquidos inflamables y los incendios electricos.
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SECCION 12
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Seguridad contra incendios en el transporte
Sistemas de Deteccion y Extincion de Incendios en el Com partimiento de Carga. Con frecuencia, los compartimientos de carga en las aero naves de pasajeros, estiin equipados con sistemas de detecci6n de incendios. El agotamiento del aire, es una de las tecnicas m.as comunes para la extinci6n de incendios en los espa cios de carga. Al activarse los sistemas de detecci6n de incendios, se impide el paso de toda la ventilaci6n hacia el compartimiento y se permite que el incendio se autoextinga debido a la falta de oxigeno. Los sistemas de extinci6n de incendios que tradicional mente emplean Halon 1301 0 Halon 1211, necesitaran cambiarse a altemativas del halon que cumplan con el tratado. Se han adoptado reglamentos recientes para mejorar la re sistencia al fuego y las capacidades de resistencia y penetraci6n al fuego de los revestimientos de los compartimientos de carga. Se ha establecido un limite superior en el volumen de un com partimiento de carga; por encima de estc limite, debe instalarse un sistema de supresi6n de incendios sin importar la construc ci6n del compartimiento. Para mayor informaci6n, consulte Bennett6 y Grosshandler7.
Extintores Manuales de Incendios para Aeronaves La FAA, requiere extintores portlitiles manuales de incendios, en todas las aeronaves con categoria para transporte aereo. En al gunas aeronaves mas pequeiias de aviaci6n general, estos se re comiendan pero no se requieren. La NFPA 408, Norma para Extintores Portatiles A1anuales de Incendios, requiere en todas las aeronaves extintores portliti les manuales de incendios y describe el tipo, cantidad, capacidad minima, ubicaci6n y espaciamiento de los extintores. Aunque la FAA reconoce al di6xido de carbono, al agua, al producto quimico seco, al Halon 1211, al Halon 1301 ya las combinaciones de Halon; por 10 menos dos de los extintores ins talados en grandes aeronaves de transporte, deben ser del tipo Halon 1211 0 una combinaci6n de Halon 1211/1301. Debido a problemas ambientales asociados con los agentes halogenados, su uso estli prohibido excepto en circunstancias especificas. La NFPA 408, Norma para EXlintores Portatiles Manuales de Incendios, ya no reconoce al di6xido de carbono ya los productos quimicos secos como adecuados, debido a las siguientes razones: 1. Ineficiencia de los materiales Clase A 2. Efecto de enfriamiento del di6xido de carbono s6lido (nieve) que puede dafiar los componentes electr6nicos delicados 3. Peso del contenedor y del agente contra las capacidades si milares del agente tipo halon 4. Concentraci6n y tiempo de reposo requeridos para los in cendios Clase A, no son eompatibles con la vida humana Desde hace mucho, los productos quimicos secos han sido prohibidos en las aeronaves por la NFPA 408, debido a las si guientes razones: 1 . Oscurecimiento de la visi6n del operador, particularmente en espacios confinados 2. Posibilidad de que se forme una capa aislante de producto qufmico sobre los delicados contactos electricos, los cuales pueden afectar la continuidad de la seguridad en el vuelo
3. Los productos quimicos secos pueden irritar los ojos y las membranas mucosas, aunque no se consideran t6xicos 4. Si no se Iimpian inmediatamente, ciertos tipos de produc tos quimicos secos pueden ser altamente corrosivos para los metales de las aero naves
Medios de Egreso desde las Aeronaves En las aero naves, las instalaciones de las salidas de emergencia, son particularmente importantes debido a que la exposici6n al fuego despues del accidente, puede ser severa y el tiempo de evacuaci6n para los ocupantes es limitado. Las Federal Air Regulations de los E.U.A, establecen la cantidad de salidas requeridas en las aeronaves con categoria de transporte, dependiendo de la capacidad de pasajeros. EI fabri cante 0 el operador deben demostrar que la evacuaci6n de una carga completa de pasajeros, puede lograrse en noventa segun dos 0 menos, cuando la mitad de las salidas disponibles no fun cionan. Estas simulaciones requieren que los sujetos de la prueba representen una carga promedio de pasajeros, con cier tos poreentajes de hombres y mujeres sanos, personas de edad, niiios y discapacitados. Las pruebas se llevan a cabo sin la ilu minaei6n normal de la cabina; sin embargo, la iluminaci6n de emergeneia esta en funcionamiento. Las salidas que van a ser bloqueadas no se anuncian con anticipaci6n a la tripulaci6n 0 a los ocupantes. Las simulaciones tienen algunos defectos: 1 . El humo, que puede oseurecer las luces de emergencia 0 las seiiales de salida, no se utiliza. 2. Los sujetos de la prueba saben que esto es una prueba de cer tificaci6n de las salidas de emergencia y buscaran cualquier salida utilizable. (En la .ida real, la mayoria de los pasaje ros pueden prestarle muy poca atenei6n a los anuncios antes del vuelo y como consecuencia, tienden a abandonar la ae ronave por la misma puerta a traves de la cual ingresaron.) 3. De nuevo, muchos sujetos de la prueba han tornado parte en demostraciones previas y mientras exista un periodo mfnimo requerido desde su ultima participaei6n, ellos retienen un cierto conocimiento de "Jo que se debe haeer en 1a prueba". 4. La experiencia real de un aceidente, ha demostrado una obstrucei6n considerable del egreso, debido a la caida de los dep6sitos de almacenamiento que estan sobre la cabeza, a la presencia de equipaje de mano y a los carros para el ser vicio de comidas y bebidas. Sistemas y Dispositivos de Escape. Es aceptable y esta per mitido utilizar la entrada normal y las puertas de servicio de los pasajeros como parte del sistema de salidas de emergencia. Si 1a puerta es power assisted en su modo normal de operaci6n y fun ciona relativamente despacio, esta estli equipada con un power assist de alta velocidad para el modo de emergencia. Las aeronaves de pasajeros modernas, estfm equipadas con deslizadores inflables de evacuaci6n en todas las salidas de emergencia, que tienen una altura normal del umbral de la puerta superior a los 15 m (5 pies). Sin embargo, la distancia desde el umbral de la puerta ha.'lta elmvel del suelo, puede cambiar dras ticamente en caso de un colapso del tren principal 0 del tren de
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quefios aviones personales y de negocios, hasta el jet comercial y militar mas grande, utilizan una sorprendente mezcla de me tales, fibras organicas. gases y fluidos. Metales tales como el aluminio, el magncsio y el titanio, pueden quemarse y de hecho 10 hacen si se calientan suficientemente. Se utilizan compuestos para los componcntcs cstructuralcs y para las superficies del fu selaje, las alas y las superficics de control. EI aglomerante orga nico y la matriz de fibra de estas piezas de repuesto, pueden fracturarse bajo las condiciones de un accidente y liberar mate riales fisiol6gicamente peligrosos a los ocupantes y al personal de rescate que estan cerca. Los debidos a la presi6n, varian desde neumaticos inflados a 250 psi 0 mas, hasta recipientes a presi6n tanto de metal como aquellos envueltos en plastico reforzado con fibra que acumulan presiones de 3000 psi 0 mas. Estos aspectos del rescate y de la lucha contra incendios de las aeronaves, se dis cuten en la NFPA 402. FIGURA 12.4.4 Un tipo de dispositivo de escape inflable rampa/deslizador, sobre el ala, utilizado en aeronaves de fuselaje ancho (Fuente: United Airlines)
nariz. (Un deslizador desplegado bajo estas condiciones no pro porcionara un angulo efectivo para un descenso seguro). Los re glamentos de la FAA, requieren que el deslizador se despliegue y se infle automaticamente cuando una puerta de salida se abre en el modo de emergencia. En muchos cas os, los deslizadores de evacuaci6n tambien pueden servir como balsas salvavidas. La Figura 12.4.4, muestra un tipo de deslizador desplegado. Las aberturas designadas como salidas de emergencia, deben ser operables desde el exterior y deben estar disenadas para resistir el bloqueo debido a la distorsi6n del fuselaje. Los des liz adores deben desplegarse apropiadamente, sin importar la direcci6n del viento 0 por otras influencias. Anteriormente, la resistencia al fuego del material del des lizador era muy baja e incluso una leve exposici6n a la llama ocasionaba que el deslizador se desinflara. Sin embargo, el ma terial del deslizador ha sido desarrollado para incorporar un re cubrimiento reflectivo, reduciendo la posibilidad de dana y de que este se desinfle por el calor radiante. Hoy en dia, ninguna ae ronave ha sido actualizada con este nuevo material. EI oscurecimiento de las senales de salida y de la ilumina ci6n de las salidas de emergencia por el humo, pucde impedir se riamente la evacuaci6n de la aeronave. Todas las aeronaves para transporte aereo, deben tener senales de salida instaladas a un nivel mas bajo y el acceso a la salida debe ser visible desde una distancia minima de 11 m (35 pies), asumiendo un nivel de humo por encima de la altura del espaldar de la silla. Ademas, deben proporcionarse luces iluminadas para cl trayeeto de salida, insta ladas en los apoyabrazos de las sillas de los pasillos 0 en el piso.
Materiales para la Construcci6n de Aeronaves Las aeronaves propulsadas por motores alternativos desde pe
Rescate y Lucha contra Incendios de las Aeronaves En la aviaci6n, la protecci6n contra incendios, es una empresa con grandes retos por razones econ6micas, sociales y tecnicas. En una aeronave, un muro contra incendios puede ser una del gada lamina de metal, un trayecto de egreso puede ser un desli zador de tela aluminizada y la supervivencia a un incendio puede medirse en segundos. Generalmente, en una gran aero nave intacta que es expuesta al fuego, el tiempo de superviven cia en un incendio, puede ser tan solo de tres minutos. La superficie de aluminio puede quemarse completamente en se senta segundos. Afortunadamente, en e1 campo de la aviaci6n, son raras las situaciones de incendios importantes, pero esta claro que los equipos de rescate y de lucha contra incendios pre parados y cornpetentes, son esenciales. Tres tipos diferentes de incidentes en tierra, forman parte del ambiente de vuelo de la aeronave (excluyendo los incendios ocasionados por incidentes en el abastecimiento de combusti ble, funcionamiento defectuoso del equipo de servicio en tierra o incendios que se originan durante los procedimientos de man tenimiento). El primer tipo de incidente en tierra, es el irnpacto a alta ve locidad y/o a un angulo elevado, con el suelo 0 con otro objeto donde se produce un T0mpimiento estructural tal de la aeronave, que es muy poco probable que los ocupantes sobrevivan (por ej., todas las muertes () casi todas ocurren debido al trauma dc bido al impacto). El segundo tipo de incidente, involucra una velocidad rela tivamente baja y/o angulos de impacto poco profundos con el suelo. En este tipo de mcidente, la tasa de supervivencia de los ocupantes puede ser rnuy alta, especial mente si no ocurre un in cendio despues del accidente 0 si el incendio se controla rapi damente en el area circundante mas pr6xima a la secci6n ocupada de la aeronave. EI tercer tipo de incidente ocurre cuando una acronave que esrn en modo de aterrizaje/despegue/rodando por la pista, choca con otra aeronave u otro objeto, como un vehiculo de manteni miento 0 con un equipo de construcci6n. En casi todos los aterrizajes allormales de las aeronaves,
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Seguridad contra incendios en e/ transporte
152m
(~
152 m (500 pies)
1
1 - - - - - - - - Longitud de la pista mas 2012 metros (6600 pies)
------+1
Leyenda
Pista
Areas Overrun/undershoot
o:xx:t:) Limite del area crftica de acceso para el rescate Vla lucha contra incendios
FIGURA 12.4.5 Area critica de acceso para el rescate y la lucha contra incendios (CRFFAA)
puede anticiparse el fuego, asi como tambien en los casos im previstos como el recalentamiento de frenos 0 las fugas de com bustible que no son detectadas. Es esencial que los aeropuertos mantengan una capacidad de rescate y de lucha contra incendios bien equipada y entrenada, durante todas las horas en que se de sarrollan las operaciones de vuelo. Con frecuencia, en los aero puertos mas pequefios, el equipo de respuesta esta integrado por personas que Henen otras tareas en el aeropuerto como, seguri dad, operaciones de abastecimiento de combustible, manteni miento 0 manipulaci6n del equipaje. Sin embargo, el personal administrativo necesita participar en sesiones de entrenamiento frecuentes y significativas, debe estar equipado con ropa de pro tecci6n apropiada y debe contar con los medios para responder inmediatamente en la escena de cualquier emergencia ocurrida en el aeropuerto 0 adyacente al mismo. El temlino rescate que se utiliza dentro del contexto de res cate y lucha contra incendios de aeronaves, significa el control de un incendio dentro del area critica, el cual es una amenaza para la vida, durante el tiempo necesario para que todos los ocu pantes capacitados fisicamente puedan evacuar por sf solos. Se necesita la continuidad en el control del fuego, con el fin de per mitir el traslado de aquellos que estan gravemente heridos 0 in movilizados dentro de los restos del avi6n. Con frecuencia, el rescate asistido de individuos de una aeronave pequefia, es ha bitual; sin embargo, en las aeronaves con una gran cantidad de ocupantes, usualmente dicha ayuda no es posible en el tiempo disponible. La NFPA 403, Norma para los Servicios de Rescate y Lucha contra lncendios en los Aeropuertos, ordena que las unidades de respuesta tengan un equipamiento especializado para combatir incendios interiores que opere dentro de un tiempo de cinco minutos despues de notificarse un accidente. Los accidentes donde hay sobrevivientes, tienden a ocurrir dentro de cierta area relacionada con la linea ccntral de la pista y las luces que estan al comienzo de la misma. Esta area critica de acceso para el rescate y fa lucha contra incendios (CRFFAA), esta c1aramente definida e ilustrada en la NFPA 402 (Figura 12.4.5). Para quc se considere efectivo, el tiempo demostrado de respuesta para que el vehiculo de bomberos de las primeras fuer-
FIGURA 12.4.6 Tipico plano del terreno de un aeropuerto que indica las posiciones de espera planificadas previamente para el vehiculo de rescate y de lucha contra incendios (RFF)
zas de respuesta, Begue a cualquier punto en funcionamiento de la pista, debe ser de dos minutos 0 menos y hasta cualquier punto restante dentro del de dos minutos y medio 0 menos. Estas condiciones deben cumplirse cuando se estan de sarrollando las operaciones en vuelo; sin embargo, la NFPA 402, reconoce que circunstancias mitigantes pueden hacer que sea imposible cumplir con estos hempos.
CAPiTULO 4
Cuando hay un tiempo inclemente, tienden a ocurrir mas accidentes y esto puede hacer que los tiempos de respuesta sean mas largos. En afios recientes, el uso de satelites para ubicacion global y de dispositivos opticos infrarrojos con vision hacia de lante, ayudan a localizar objetos mas rapidamente cuando hay mala visibilidad. La planificacion previa en los aeropuertos, para aterrizajes declarados de emergencia, es extremadamente importante. La ubicacion anticipada del personal y de los vehfculos, reduce en gran medida el tiempo de respuesta y aurnenta la posibilidad de supervivencia de los ocupantes de la aeronave en caso de que el aterrizaje se convierta en una emergencia importante. La Figura 12.4.6, ilustra un sistema de planificacion previa para este tipo de emergencia. Se han desarrollado vehiculos especializados que tienen la habilidad de transportar personal de rescate y de lucha contra incendios, equipamiento yagentes extintores, hasta la escena del accidente aereo dentro del tiempo de respuesta requerido a pesar de la superficie 0 la condicion del terreno. La informacion deta llada relacionada con estos vehiculos, esta contenida en la NFPA 414, Norma para el Rescate de Aeronaves y los Vehiculos de Bomberos. La cantidad y el tamano de los vehiculos de respuesta y las cantidades requeridas de agentes extintores en un aero puerto determinado, dependen de los tipos de aeronaves utiliza dos y de la frecuencia con que operan las aerolineas. La Parte 139 del Titulo 14 del Code ofFederal Regulations (CFR), contiene estos niveles minimos. Ademas, la Circular Asesora 150/5210-6B 8 de la FAA, indica los niveles recomen dados para la proteccion de aeropuertos, los cuales son cons ide rablemente mas altos que los niveles minimos de la Parte 139. Otra informacion acerca del tema sobre el rescate y protec cion contra incendios de las aeronaves, esta pubJicada en la NFPA 403, Norma para los Servicios de Rescate y Lucha con tra Incendios de Aeronaves en los Aeropuertos y en la Interna tional Civil Aviation Organization (OAG) Anexo 14 (Aerodromos) para la Convention on Civil Aviation. Existen similitudes interesantes entre los requisitos de la NFPA, OACI Y la Circular Asesora 150/5210-6B de la FAA, cuando se comparan con los minimos del CFR de la Parte 139. Unadiferencia importante entre los tres, es que la OACIy laFAA permiten un factor de remision de modo que un aeropuerto puede caer a una categoria mas baja si el numero de movimientos (des pegues y aterrizajes) de las aeronaves mas grandes que usaran el aeropuerto esta por debajo de un cierto nivel operativo diario 0 anual. La NFPA no reconoce el factor de remision, requiriendo proteccion para las aeronaves mas grandes que utilizan regular mente el aeropuerto, sin importar los niveles operativos. EI termino "eategoria" (por ej., 1-5,6,7-10), como se utiliza en el contexto de rescate y lucha contra incendios de aeronaves, proporciona una aproximaeion sobre la cantidad y el tamano de los vehiculos de bomberos requeridos para los problemas con las aeronaves mas grandes que utilizan regularmente el aeropuerto. Sin embargo, este sistema, (FAA, OACI, NFPA), no se refiere a la mana de obra que se necesita para manejar las miriadas de as pectos de una respuesta a un rescate/accidente. Consulte la NFPA 424, Guia para la Planificaci6n de Emergencia en la Comunidad de los Aeropuertos, para conocer las aclaraciones y detalles rela cionados con las demandas organizativas y de mane de obra.
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Aviacion
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Personal de Rescate y Lucha contra Incendios, Entrenamiento y Seguridad Despues que se han determinado en un aeropuerto los requisitos para el rescate y la protecci6n contra incendios, la siguiente con sideraei6n mas importante es la seleccion de personal calificado. Los bomberos del aeropuerto deben, como minimo, cumplir con los estandares pubJicados en la NFPA 1003, Norma para las Ca lificaciones Profesionales de los Bomberos de Aeropuertos. Los candidatos deben estar en las mejores condiciones fisicas y el departamento debe mantener un programa requerido de acondi eionamiento fisico para garantizar el mejor desempeno posible de su personal. Las presiones fisicas y mentales que hay que en frentar euando hay que tratar con un accidente importante de una aeronave, pueden ser muy exigentes y es crucial un desem peno efieiente. Ademas del acondicionamiento fisico, son extremadamente importantes las sesiones de entrenamiento programadas frecuen temente y significativa~ que incluyan todas las fases del rescate y lueha eontra incendios de una aeronave. Dichas scsi ones son ne eesarias para mantener un alto grade de comperencia y prontitud. Ademas de la preparacion fisiologica y sicologica de quienes responden como individuos al incidente, el ejercicio sirve para probar la comunicacion, el mando y el control cuando el nivel de ruido es alto, la visibilidad es deficiente y cuando es posible que no se conozcan completamente las dimensiones del problema. El entrenamiento con "fuegos reales" que emplean com bustibles de hidrocarburo y otros liquidos inflamables, ha sido suspendido en mucho~ aeropuertos debido a restricciones am bientales locales. La FAA, los militares de los E.UA. y la in dustria privada, estan todos en el proceso de desarrollar ejercicios de entrenamJento alternativos al "fuego real" para du plicar atmosferas reahstas del fuego real y al mismo tiempo, curnplir con todos los requisitos ambientales necesarios. Graficos informativos especiales sobre las aeronaves, de sarrollados por fabricantes de la celula del avion, estan disponi bles para los bomberos de los aeropuertos, as! como tambien
Zonas de peligro
Espacio libre trasero 45 m (150 pies) Nota: los vientos cruzados tendrfm un electo considerable sobre los contornos.
FIGURA 12.4.7 Areas peligrosas de funcionamiento del motor
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Seguridad contra incendios en el transporte
para los departamentos de bomberos de ayuda mutua contiguos al aeropuerto. Estos gnificos indican las ubicaciones y el fun cionamiento de las salidas de emergencia, de las areas que nor malmente contienen materiales inflamables y peligrosos, del almacenamiento de oxigeno y otra informaci6n pertinente. Junto con las inspecciones de planificaci6n previas al incidente de las aeronaves que normalmente utilizan el aeropuerto, la revisi6n peri6dica de los gnificos mantiene actualizados a los bomberos acerca de la informacion pertinente sobre los diferentes tipos y modelos de aeronaves. La mayoria de los operadores de aerolf neas fomentan la familiarizacion con la aeronave y program an visitas cuando los horarios de los vuelos 10 permiten. En la NFPA 402, esta contenida una variedad de grMicos con infor macion sobre aeronaves. EI potencial para el peligro extremo, existe en cualquier lugar en las cercanfas del avi6n que esta operando, especial mente con respecto a los propulsores y rotores giratorios y a los moiores a reacci6n. Cuando las personas no permanecen alertas y no mantienen la distancia de seguridad necesaria, pueden ocu rrir lesiones graves. La Figura 12.4.7, representa las areas tipi cas de peligro de entrada y escape de un motor a reacci6n. Los frenos recalentados, pueden ocasionar la desintegracion de las llledas, el control de las superficies puede desplegarse ines peradamente y los tanques con una presi6n extremadamente ele vada pueden IOmperse bajo condiciones de incendio. Las capuchas protectoras de los bomberos restringen la vision y la au dici6n. La NFPA 402, discute estas preocupaciones.
Factores de Seguridad del Ambiente en Tierra Pueden oCUlTir accidentes graves fuera de los extremos de las pistas debido a que no se encuentran 10 suficientemente despe jadas de varios objetos. EI problema puede agravarse cuando los reglamentos de zonificacion permiten la constlllcci6n en estas areas. Los diques, las estructuras que soportan las ayudas de na vegaci6n y las cercas para explosi6n, pueden ser golpeadas por aeronaves que operan en condiciones de poca visibilidad. Las condiciones atmosf6ricas tambien contribuyen a gra ves incidentes de las aeronaves. La nieve, la lluvia, el aguanieve y la nieve afectan de manera adversa las superficies de la pista, el desempefio de la aeronave y la visibilidad desde la cubierta de vuelo. Las condiciones anormales del viento, particularmente el fenomeno Hamado efecto cortante del viento, tambi6n puede ser otro factor. Normalmente, las eondiciones atmosfericas inusua les se manejan de manera llltinaria. Cuando estas estan involu cradas con otros factores, los incidentes pueden ocurrir mas facilmente. Durante la constlllccion y reparaci6n de los aeropuertos, es pecialmente en las areas de movimiento, la presencia de equi pamiento de construccion y de repavimentaci6n puede ser un factor en los accidentes. Otra area principal donde ocurren los incidentes esta en las seceiones finales de carreteo "overrun" de las pistas cuando las aeronaves no pueden frenar efectivamente, saliendose de la pista, golpeando las cere as dellfmite del aero puerto 0 hundiendose mientras atraviesan superficies del suelo sin arreglar. Las superficies del suelo que no han sido mejoradas que se encuentran entre las pistas, pueden ocasionar que las ae
ronaves no sean accesibles para el equipo de rescate y de lueha contra incendios, especialmente el equipamiento no especifi eado que no esta disefiado para ser usado fuera de las autopistas. Los helipuertos presentan problemas especiales ya que con frecuencia estan localizados en areas congestionadas de las ciu dades, sobre los techos de edificios, cerca de hospitales y en muelles eerca del agua. La NFPA 418, Norma para los Heli puertos, inc\uye la construccion de pistas de aterrizaje y los re quisitos de drenaje, egreso y protecci6n contra ineendios.
Planificacion Previa para Emergencias en Incidentes de Aeronaves Todos los aeropuertos comerciales que prestan servicio a aero naves de pasajeros, deben desarrollar y mantener un plan de emergencia que pueda activarse inmediatamente, en caso de que en el aero puerto 0 cerca del mismo, ocurra un incidente con una aeronave. EI plan necesita ser flexible y debe incluir todos los aspectos de las emergencias previstas mas dificiles. Todos los servicios locales de emergeneia, las organizaciones eivieas y los recursos necesarios, deben incluirse en el plan. Para ser efec tivo, debe realizarse regularmente un ejercicio a escala real del plan para probar y actualizar su efectividad. Tanto los ejercicios de simulacion como los que son a es cala real, son necesarios debido al movimiento de personal en las agencias principales y de apoyo. Los cambios fisicos dentro y cerca del aeropuerto, deben tenerse en cuenta, antes, durante y despues del perfodo de construcci6n. Consulte la NFPA 424, para obtener orientaci6n adicional. Los aeropuertos localizados cerca de grandes masas de agua, deben darle especial consideracion a la posibilidad de que pueda ocurrir un incidente con una aeronave que caiga en el agua. En estos casos, debe proporcionarse equipamiento espe cial para accidentes en el agua, dependiendo de la necesidad es pecifica. Ademas, deben establecerse acuerdos de ayuda mutua con todos los recursos locales de rescate acuatico, como la Guarda Costera, la Marina y los barcos de incendio.
INSTALACIONES DE LOS AEROPUERTOS Hangares Un hangar para aeronaves, es simplemente un edificio cons tlllido para proporcionar protecci6n contra el tiempo y un espa cio para el taller, durante el mantenimiento y almacenamiento de la aeronave. Los hangares presentan problemas inusuales para la protecci6n eontra incendios debido a su naturaleza especial de ocupacion. Debido a que eliminar todo el combustible de una ae ronave antes de moverla dentro del hangar, es con frecuencia poco practico y economicamente desacertado, existe el potencial de tener grandes cantidades de liquidos inflamables, principal mente combustible de aviacion, dentro del hangar. Con bastante frecuencia, las aeronaves eontenidas dentro del hangar, particu larmente las grandes aerona" es, son bastante mas valiosas que el hangar, por 10 que se necesitan algunas medidas de protecci6n tanto para las aeronaves como para la estructura del hangar.
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Los hangares para aero naves estan divididos en los Tipos I, II 6 III, los cuales corresponden aproximadamente al tamafio y tipo de aeronave que albergan y a su carga prevista de combus tible. La NFPA 409, define estos tipos y presenta a grandes ras gos los reqmsitos para la construcci6n, protecci6n, drenaje, brechas cortafuego y otras medidas para cada tipo de hangar. En unos pocos campos de aviaci6n, se han utilizado carpas innova doras sostenidas por estructuras neumaticas/de acero. No se ha logrado un consenso para las medidas exactas de protecci6n, pero es claro que debido al valor de la aeronave que esta en el hangar y a los riesgos pamla vida humana, se garantizara la ins talaci6n de un sistema de protecci6n contra incendios. Dichas estructuras cubiertas con una membrana y con armaz6n de acero, estan reconocidas en varios c6digos de construcci6n. En el pasado, los sistemas fijos de protecci6n contra incen dios de los hangares, proporcionaban protecci6n para la estruc tura del hangar y consistfan principalmente en sistemas de rociadores tipo agua, que utilizan la cedula del tubo para riesgo extra 0 en sistemas caIculados hidraulicamente, principalmente del tipo diluvio. En los hangares para aeronaves, estos sistemas de agua ya no son reconocidos como una protecci6n viable por la NFPA 409, Norma sabre Ilangares para Aeronaves. Con el incremento en el tamano y en la carga de combustible de las ae ronaves, los sistemas de rociadores de diluvio de agua-espuma, son ahora una practica comim. Los disefios actuales incorporan boquillas monitor productoras de espuma y oscilantes al nivel (nominal) del suclo junto con los sistemas mencionados antc riormente, para proporcionar controllextinci6n del fuego para el area en la sombra, debajo de las alas de las grandes aeronaves. (Figura 12.4.8 ilustra esta area en la sombra). Puede lograrse una protecci6n adecuada de la estructura del hangar asi eomo aumentar la protecci6n para la aeronave, prin cipalmente por un control y/o extinci6n del fuego mas rapido. En los hangares mas antiguos que han sido modemizados, recientemente se ha utilizado una tecnica diferente con la apro baci6n de la autoridad competente. Esta tecnica usa sistemas de
FIGURA 12.4.8 Mantenimiento tipico del fuselaje ancho de una aeronave y estructura e instalacion para la revision, con proteccion instalada debajo de las plataformas de trabajo para el area en la sombra.
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Aviacion
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rociadores de techo tipo cabeza cerrada, disefiados hidraulica mente para descargar una densidad minima espedfica de agua
FIGURA 12.4.9 Boquilla del monitor de espuma (Fuente: United Airlines)
FIGURA 12.4.10 Boquilla del monitor montada debajo de la estructura del techo para lIenar las areas vadas que son inalcanzables desde los monitores localizados cerca de las paredes. la linea central del barril esta aproximadamente a 20 m (65 pies), por encima del piso. las valvulas de control estan localizadas en la linea del piso a 10 largo de la pared del hangar. las lineas de diametro pequeno que se ilustran, son para probar y ejercitar el mecanismo de oscilacion impulsado por agua. (Fuente: United Airlines)
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Seguridad contra incendios en el transporte
sobre un area especificada. Esta es capaz de descargar una solu cion de espurna formadora de pelicula (AFFF) a traves de ro ciadores estandar (de no aspiracion), utilizando un amplio rango de dispositivos de dosificaci6n. Scheffey proporciona mas i1us tracion sobre la AFFF, en el ambiente de un aeropuerto. 1O La capacidad principal de extincion de incendios, que pro porciona cierto grado de proteccion a la aeronave, es suminis trada por monitores oscilantes que cubren completamente con espurna el piso de todo el hangar, entre veinte y treinta segundos despues de ser activados. Ya sea que el sistema de descarga de espuma se utilice sola mente para proteger el area en la sombra 0 para el cubrimiento total del piso, la ubicacion del monitor dc espuma, la velocidad de oscilacion, el patron de espuma y la altura de la linea central del barril de la boquilla por encima del piso son crfticos. Los mo nitores deben ubicarse de modo que las areas que deben ser cu biertas, puedan alcanzarse facilmente. Dependiendo del arco de cubrimiento, no deben ser necesarios mas de quince segundos para un cicIo compieto. EI patron de espuma debe ser disperso mas que un chorro recto. Esto reduce al minimo la turbulencia en el punto de impacto del chorro con objetos 0 con el pi so. La Fi gura 12.4.9, muestra una instaiacion tipica de un monitor. Debido a los tamaftos de los hangares 0 a las multiples po siciones de las aeronaves, las boquillas del monitor pueden mon tarse en el fondo del espacio de la armadura del techo para proporcionar el cubrimiento de estos espacios vacios. Las dis posiciones deben hacerse para ejercitar y probar los mecanis mos de oscilacion provenientes del piso del hangar 0 desde otras ubicaciones facilmente accesibles (Figura 12.4.10). El principal medio de deteccion de incendios para la acti vacion en los hangares de los sistemas de rociadores de techo, ha sido los dispositivos termovelocimetricos; sin embargo, a medida que las alturas de los techos de los hangares han au mentado hasta tanto como 46 m (150 pies) desdc cl piso hasta la base del techo, la habilidad de este tipo de dispositivo para de sempefiarse dentro del tiempo requerido para reducir al minimo el dafto de la aeronave, es limitada. En los dimas con condicio nes de inviemo que van de moderadas a severas, es diticil man tener la estabilidad de dichos sistemas, debido a la abertura y cierre de las puertas del hangar y a la instalacion de sistemas de calefaccion con alta tasa de recuperacion y tambien lograr man tener la sensibilidad necesaria para detectar rapidamente un in cendio. Los detectorcs tipo opticos tipo ultraviolctalinfrarrojo 0 de doble funcion, pucden utilizarse para la deteccion de alta ve locidad de incendios relativamente pequefios y la activaci6n de las boquillas del monitor. Los cambios rapidos en la temperatura no afectan estos dispositivos. Debe tenerse cuidado al seleccionar el tipo de detector y los dispositivos de control para la deteccion optica. Estos deben haber demostrado tener integridad operativa, aunque no deben ser demasiado sensibles y estar sujetos a una operacion falsa 0 no deseada. Recientcmente, se han logrado progresos importan tes en el desarrollo dc sistemas de deteccion optica que ignoran o son insensibles a los procedimientos de mantenimiento de m tina de las aeronaves quc involucran soldadura, luces de alta in tensidad, baroscopios, radioisotopos, inspecciones con rayos X, etc. Siempre que se instala un sistema optico, debe probarse su sensibilidad al fuego. Ademas, debe conectarse un dispositivo
de grabacion para proporcionar un registro impreso de cuales detectores "ven" durante las operaciones de rutina de manteni miento de la aeronave. Durante el perfodo inicial despues de la instalacion (usualmente sesenta a noventa dias), los sistemas de detecdon deben estar en el modo "alarma solamente" y debe ha cerse un registro cuidadoso de la copia en papel del dispositivo de grabacion. Con frecuencia, los registros de mantenimiento de la aeronave, pueden determinar cual operacion afectolos detec tores opticos. E1 drenaje del pi so, es otra secdon del sistema de protcc cion contra incendios del hangar. EI sistema de drenaje retira el cxceso de agua para la proteccion contra incendios y tambien saca grandes cantidades dc combustible liquido de la escena del incendio, estos sistemas deben lavarse minuciosamente con grandes volumenes de agua por 10 menos una vez al afio. Los se paradores de aceite/agua, deben mantenerse meticulosamente para evitar la polucion de los lagos y las comentes y para redu cir los riesgos en el sistema de drenaje del aeropuerto, al cual puede estar conectado el sistema del hangar. En afios recientes, las preocupaciones ambientales han ne cesitado mas restricciones para la eliminacion de la solucion de AFFF posterior a la descarga. Por 10 tanto, los nuevos disefios del sistema, deben tener en cuenta que existan areas con deriva ciones y areas de retencion para pruebas periodicas del sistema.
Edi'ficios de las Terminales de los Aeropuertos Los edificios de las terminales del aeropuerto, incIuyen cual quier extension completamente eneerrada que funciona como explanadas para pasajeros (algunas veces llamadas dedos 0 muelles) y edificios satelite que atienden las funciones para el manejo de pasajeros. El edificio satelite puede estar conectado al edificio principal de la terminal, por medio de tuneles debajo de la rampa en funcionamiemo de la aeronave 0 a traves de sis temas de transito que movilizan a las personas sobre una guia fija, por encima 0 debajo del E-uelo. Las terminales tambien con tienen negocios relacionados con las aerolineas, como oficinas, restaurantes y almaeenes de regal os. Quaglia y Grubits, han dis cutido ei disefio de seguridad contra incendios para las termina les de los aeropuertos. 9 En la NFPA 415, se presta especial atencion a los edificios de las terminales de aeropuertos. Estos edifidos tienen un grave potencial de exposicion al fuego proveniente de las ope raciones muy cercanas de abastecimiento de combustible y de servicio de aeronavcs; ya la alta carga de ocupacion (personas) en las terminales. Las parcdes y las areas de vidrio de los cdificios de las ter minales y otras estructuras de los aeropuertos, que pueden estar expuestas al escape, liberacion subita de gases 0 explo sion de los motores a reaccion, requieren un disefio para car gas del viento superiores a las que nonnalmente requieren los codigos de construcci6n. Aunque la NFPA 415, se refiere principalmente allfmite del edificio de la terminal con la rampa de la aeronave, se apli can una variedad de codigos diferentes para areas como restau rantes, sistemas para el manejo de equipaje y para importantes instalaciones electronic as y de computadoras.
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Puentes 0 Muelles de Abadaje de las Aeronaves Con frecuencia, este equipo se instala en el area de la terminal para comodidad de los pasajeros y para proteger a los pasajeros de las condiciones meteorol6gicas, mientras se desplazan desde la puerta de embarque de la terminal hasta la aero nave. El equipo para el embarque tambien incrementa la seguridad at re ducir la congestion en la rampa y al segregar a los pasajeros del personal y del equipo de servicio de las aeronaves. En caso de que ocurra un incendio debido a una falla du rante el abastecimiento de combustible 0 por otra raz6n, un puente 0 una pasarela de embarque puede s~rvir como un m~dio de egreso desde la aeronave hasta un refuglO seguro, por eJem plo, el edificio de la terminal. La mayorfa de las personas tien den a salir de un area (aeronave 0 edificio), de la misma manera en la que entraron. Debido a que la situaci6n de emergencia que requiere evacuaci6n, puede ocurrir antes de que se reciban las instrucciones de seguridad y evacuaci6n previas al vuelo, el puente de embarque puede ser el unico medio de egreso con el cual estan familiarizados los pasajeros. Por esta raz6n, la NFPA 415, requiere un recorrido seguro de cinco minutos desde. ~a ae ronave basta la terminal. Las caracteristicas de construcclOn, la proteccion contra incendios especial 0 una combinaci6~ de las dos, pueden \ograr esto. El egreso seguro debe proporClOnarse durante la exposici6n severa al fuego del puente. . Las puertas, si existen, al final del puente de la term mal deben estar equipadas con cierres antipanico y deben balance arse en la direcci6n del recorrido, desde la aeronave basta la ter minal. El puente de embarque no debe considerarse como parte del sistema de egreso de la terminal, a no ser que se proporcio nen al [mal de la terminal un vestibulo y unas escaleras que cum plan con la NFPA 10 1, C6digo de Seguridad Humana®, aunque pueden localizarse escaleras auxiliares cerca del extremo de la aeronave. Las escaleras auxiliares, son estrictamente para uso del personal de servicio de la aeronave 0 para la tripulacion de vuelo. El entrenamiento de los operadores del puente de embarque para poner en posici6n el equipo y obtener el mejor "sello" po sible con la aeronave en todas las condiciones meteorol6gicas, es muy importante. A no ser que el puente y los fuelles se utili cen y coloquen adecuadamente en posicion, la integridad del puente de embarque como un medio de egreso desde la aero nave, esta seriamente comprometida. EI operador debe estar consciente de que el fuelle es un elemento de seguridad, no so lamente una protecci6n contra las condiciones meteorol6gicas. Como los deslizadores de escape a bordo de la aeronave, estan normalmente desactivados durante las fases de actividad del embarque, desembarque y limpieza de mantenimiento, el puente/pasarela de embarque, es un elemento critico dentro del sistema de seguridad contra incendios. Es esencial que este tra yecto de egreso no este bloqueado por sillas de ruedas, carros para basura, etc.
Drenaje de la Rampa de Abastecimiento de Combustible de la Aeronave La larga cantidad de combustible/liquidos inflamables (en forma de combustible) manejados en el servicio de rampas de aerona
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Aviacion
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yes, requiere prestar una atencion especial al sistema de drenaje susministrado a prevenir la exposici6n 1a terminal de aeronaves innecesariamente en suceso de 1iberaci6n intencional. La NFPA 415 especifica 1a cantidad de inclinaci6n y direcci6n de la rampa geometrica de observaci6n, ubicaci6n de calas del sistema de drenaje, trampas sellos, y separadores agua/aceite.
MANTENIMIENTO V SERVICIO
DE AERONAVES
Mantenimiento de Aeronaves Para mantener una aeronave en condiciones de volar, todas las partes deben inspeccionarse, repararse 0 revisarse peri6dica mente. La frecuencia de estos procedimientos varia. Las opera ciones pueden realizarse al mismo tiempo en una sola visita de mantenimiento 0 como parte de un sistema de revision progre sivo, donde una cierta secci6n de la revisi6n total se realiza pe ri6dicamente. Ademas, las inspecciones peri6dicas son requeridas entre las revisiones importantes para reparar peque flas discrepancias, inspeccionar estructuras critic as y probar va rios componentes. El mantenimiento que no es de rutina, puede ocurrir en cualquier momenta para reempla:z.ar 0 reparar una parte defectuosa 0 que b.a fallado prematuramente. Muchos procedimlentos de mantenimiento, incluyen el uso de solventes altamente inflamables, algunas veces productos quimicos inestables 0 toxicos y el ingreso de persona~ a lo~ tan ques integrales de combustible. Cuando ocurren sltuaclOnes como estas, deben desarrollarse procedimientos especiales pw:a garantizar 1a seguridad de la operaci6n. Algunas ."ece~ es POSI ble presurizar los lugares donde se guarda el eqUlpamlento con aire comprimido, utilizando enclavamientos apropiados de po tencia/presion para prevenir la penetraci6n de vapores inflama bles. La ventilacion localizada y la restricci6n de las operaciones que utilizan liquidos inflamables 0 combustibles, tambien son de gran ayuda. En cualquier caso, cada procedimiento potencial mente peligroso, debe ser desarrollado 0 revisado por una per sona que este completamente familiarizada con los conocimientos basicos de seguridad contra incendios y con los requisitos y procedimientos de mantenimiento de la aeronave. La NFPA 410, Norma sobre el Mantenimiento de Aeronaves, debe utilizarse para desarrollar los procedimientos locales para las operaciones mas pe1igrosas de rescate de aeronaves, como soldadura, pintura por pulverizaci6n, ventilaci6n del tanque de combustible, etcetera. La NFPA 70, C6digo Nacional Etectrico®, define ciertas areas en los hangares y alrededor de las aeronaves como las ubi caciones Clase I, Grupo D, Division I 6 II. En esta epoca de pruebas sofisticadas las cuales emplean la electr6nica, las co rrientes con remolinos, los rayos X, etc., con frecuencia es po sible diseflar u obtener equipamiento listado 0 aprobado para estas ubicaciones. Pueden ocurrir lesiones e incendios debido a la complejidad de la aeronave y al equipamiento electrico de prueba. La corriente inducida, las descargas tipo del capacitador, la radiaci6n electromagnetica errante y la simple continuidad electrica pobre, son algunos de los riesgos del fuego por electri
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Seguridad contra incendios para transportes
cidad y de los riesgos de seguridad que pueden ocurrir durante el mantenimiento de una aeronave. La soldadura (usualmente con arco protegido por gas inerte), con frecuencia se realiza en motores instalados 0 en estructuras de aeronaves. Las pruebas en tanques de combustible para detectar fugas del sistema, se realizan comunmente en hangares que utilizan combustible Jet A con un alto punto de inflamaci6n 0 un fluido de ensayo especial, usualmente combustible. Con este fin, mu chos hangares tienen un sistema fijo para cargar y descargar el combustible 0 el fluido de ensayo. Otra pnictica tambien ha sido la de estacionar un cami6n cisterna esUmdar para el abasteci miento de combustible en el exterior del hangar y extender lar gas mangueras hasta los puntos de conexi6n de la aeronave. Esta pnictica no debe fomentarse, ya que la manguera es el punto debil en cualquier sistema. Aunque las mangueras son necesarias para las conexiones flexibles, deben ser 10 mas cortas posibles. El proceso de pintar el interior y el exterior de la aeronave, tambien se realiza en los hangares. Aunque unos pocos hanga res han sido construidos especificamente para pintar el exterior de la aeronave, es mas comlin controlar las fuentes de ignici6n y depender del volumen real del hangar y de la ventilaci6n na tural para disipar los vapores inflamables. Las pinturas de latex, las cuales contienen muy poco solvente, si es que 10 tienen, estan siendo utilizadas para los interiores de las aeronaves. Las parti ciones interiores en forma de panel y el equipamiento, pueden pintarse en ellugar en vez de ser llevadas a una cabina estandar de pintura por pulverizaci6n. Siempre que sea necesario utilizar pinturas inflamables dentro de una aeronave, deben seguirse precauciones especiales para la ventilaci6n y para el control de la ignici6n.
Abastecimiento de Combustible de la Aeronave Existe el potencial para derrames e incendios cada vez que una aeronave se abastece de combustible. La prevenci6n de dichos incidentes se ve apoyada por la consulta de la NFPA 407, un do cumento aceptado alrededor del mundo. La norma proporciona una visi6n general de las precauciones especificas para contro lar la extensi6n de este riesgo y ofrece recomendaciones sobre el diseno de la manguera de abastecimiento de la aeronave, los vehiculos cisterna para abastecimiento de combustible de la ae ronave, los sistemas fijos de abastecimiento de combustible del aeropuerto, los vehiculos hidrantes (para conectar el hidrante de combustible a la aeronave), asi como tambien los procedimien tos de seguridad que deben seguirse en caso de un derrame ac cidental. Un tipo comlin de derrame, es en el punto de ventilaci6n del tanque de la aeronave, cuando una valvula in terna de cierre de la aeronave falla 0 se cierra lentamente, per mitiendo que se desarrolle un sobrellenado. La seguridad del proceso de vaciado del combustible de la aeronave despues del incidente, es importante debido a la posi bilidad de que los tecnicos se lesionen, a la perdida del valor de salvamento y al impacto ambiental potencial. El dana del sis tema de combustible por el impacto, la inversi6n 0 el fuego, puede producir una variedad de irregularidades en el balance, el cableado, los interruptores, la plomeria, la bomba, el tanque u otros componentes, que deben ser tratadas por tecnicos compe
tentes. Solo entonces puede lograrse la restauraci6n de los sitios del incidente.
BIBLIOGRAFiA Referencias Citadas
1. Civil Aviation Authority, "Improving Passenger Survivability in Aircraft Fires: A Review," Civil Aviation Authority, London, UK, CAP 586, Apr. 1991. 2. Berg, H. D., "Future Needs in the Development of Materials for Aircraft Interiors and Equipment," Deutsche Aerospace Airbus GmbH, West Germany, DOTIFAA/CT-93/3; International Con ference for the Promotion ofAdvanced Fire Resistant Aircraft In terior Materials, February 9-11, 1993, Atlantic City, NJ, 1993, pp.333-337. 3. Diehl, R. G., "Applications of Continuous Fiber Reinforced Ther moplastics in Aircraft Intenors," Fokker Aircraft B.Y., Amster dam, Netherlands, DOTIFAAlCT-93/3; International Conference for the Promotion ofAdvanced Fire Resistant Aircraft Interior Ma terials, February 9-11, 1993, Atlantic City, NJ, 1993, pp. 93-104. 4. Murray, T. M., "Airplane Accidents and Fires," Proceedings of Improved Fire- and Smoke-Resistant Materials for Commercial Aircraft Interiors, November 8-10, 1994, Washington, DC, Na tionalAcademy Press, Washington, DC, 1994, pp. 7-23. 5. Babrauskas, Y., "Role ofAircraft Panel Materials in Cabin Fires and Their Properties," DOTIFAAlCT-84/30, Department of Transportation, June 1985. 6. McCaffrey, B. 1., et aI., "Model Study of the Aircraft Cabin En vironment Resulting from [n-Flight Fires. Final Report," Mary land Univ., College Park, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, DOT/FAAlCT-90/22, Federal Aviation Administration, Atlantic City International Airport, NJ, Nov. 1992. 7. Bennett, M., "Halon Replacement for Aviation Systems," Pro ceedings of the 1992 International CFC and Halon Alternatives Conference, Stratospheric Ozone Protection for the 90's, Sep tember 29-0ctober 1, 1992, Washington, DC, 1992, pp. 667-670. 8. Grosshandler, W. L., et aI., "Assessing Halon Alternatives for
Aircraft Engine Nacelle Fire Suppression," Journal ofHeat
Transfer, Vol. 117, May 1995, pp. 489-494.
9. Aircraft Fire and Rescue Facilities and Extinguishing Agents, 150/5210-6B, Jan. 25,1973. 10. Scheffey, J. L., et aI., "Comparative Analysis of Film Forming Fluoroprotein Foam (FFFP) and Aqueous Film Forming Foam (AFFF) for Aircraft Rescue and Fire Fighting Services," Hughes Associates, Inc., Wheaton, MD, Report 2108-AOI-90, Naval Re search Lab, Washington, DC, Naval Sea Systems Command, Washington, DC, June 1990. 11. Quaglia, C., and Grubits, S. J., "Fire-Safety Engineering Design ofAirport Terminals," Proceedings of the 1st International Con ference on Fire Science and Engineering, ASIAFLAM '95, March 15-16, 1995, Kowloon, Hong Kong, 1995, pp. 561-567.
C6digos, Normas y Pnicticas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes codigos, normas y pnicticas recomendadas proporcionani informacion adicional sobre los medios de proteccion para la aviacion, discutidos en este capitulo. (Con suite la ultima version del Catalogo de la NFPA para conocer la disponibilidad de las ediciones actuales de los siguientes docurnentos.) NFPA 10, Standardfor Portable Fire Extinguishers NFPA 11, Standardfor Low-Expansion Foam NFPA 11A, Standardfor Medium- and High-Expansion Foam NFPA 12A, Standard on Halon 1301 Fire Extinguishing Systems NFPA 13, Standardfor the Installation ofSprinkler Systems NFPA 20, Standardfor the Installation ofStationary Pumps for Fire Protection
Arthur G. Bendelius
n runel de carretera, es cualquier instalacion encerrada a traves de la cual se desplazan vehiculos de carretera (ca rros, camionetas, buses y camiones). Por 10 general, estos vehiculos estan propulsados por motores de combustion intema que utilizan combustibles como gasolina, combustible diesel 0 alguna de las mas recientes adiciones como el gas natural com primido (GNC), el gas licuado de petroleo (GLP) 0 el gas natu rallicuado (GNL), siendo estos ultimos combustibles, los que probablemente se encontracin con mas frecuencia en el fu turo.1Normalmcnte, un tUnel de carretera se construye para su perar un obstaculo, que puede ser una montana, una masa de agua 0 una estructura 0 como es el caso mas reciente, simple mente para el uso de los derechos aereos sobre una carretera. El obstaculo encontrado identifica el tipo de runel, es decir, tUnel de montana, tUnel subacuatico (debajo del agua), timel urbano 0 rune I de derechos aereos. La proteccion contra incendios en un runel de carretera, re quiere una aplicacion Unica de las tecnicas de proteccion contra incendios y de supresion. Un rune 1de carretera no es simple mente un edificio de altura tendido de costado. Este no ofrece la compartimentalizacion evidente que hay en un edificio de altura. La carga de fuego tiene el potencial para ser mucho mas grande a diferencia de 10 que ocurre en la mayorfa de estructuras co merciales, y la evacuacion y el rescate son bastante mas dificiles, ya que toda la poblacion que debe ser rescatada muy probable mente estara en el mismo "compartimiento" que el fuego. De bido a que un tUnel es un sistema lineal, el fuego debe combatirse desde una posicion en el mismo compartimiento 0 en un com partimiento paralelo si existe un tubo paralel0 0 una perforacion. Este capitulo se refiere a los aspectos unicos de la proteccion contra incendios de un tUnel de carretera y explora como aplicar los sistemas estandar de proteccion contra incendios y de supre sion, a los tUneles de carretera.
U
de carretera y varios mi les mas alrededor del mundo. En los tUneles de carretera, han ocurrido mas de veinte in cendios graves sobre los que se tienen informes, desde que ocu rrio el primero hace mas de cincuenta anos en 1949 en el Holland Tunnel de Nueva York. Los incendios graves en tune les de carretera sc han dasificado como aquellos en los cuales ha ocurrido la perdida de vidas humanas 0 danos significativos a la propiedad para los vehiculos 0 la estructura del rune!. La Tabla 12.5.1, presenta un listado seleccionado de incendios en runeles de carretera, que involucran la perdida de vidas huma nas, el dana a los vehiculos 0 el dano a una seccion significativa del tunel, comenzando con el incendio en 1949 del Holland Tun neP. En 1999 y en 200 I, ocurrieron varios incendios en tiineles de carretera extremadamente graves. Dos de estos ocurrieron en tUneles Alpinos con una larga perforacion unica y con tcifico bi direcciona!' (Como se ilustra en la Figura 12.5.1, una perfora-
TUnel
ANTECEDENTES Historia de Incendios en Tuneles de Carretera
< :.....~.,;,--- Tunel
En los Estados Unidos existen mas de ciento cincuenta tUneles Arthur O. Bendelius, P.E., es vicepresidente senior y director tecnico en Parsons Brinckerhoff. Su pericia tecnica se centra en los servicios de los tuneles, principalmente en la ventilaci6n del tUnel, en la protecci6n contra incendios y en los sistemas de drenaje para los tuneles. Actual mente, es presidente del Comite Tecnico para la NFPA 502, Norma para Tuneles de Carretera, Puentes y Otras Autopistas de Acceso Limitado, y como animateur del World RoadAssociation (PIARC) Working Group "Fire and Smoke Control in Road Tunnels ".
FIGURA 12.5.1 TUnel con dos perforaciones
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Seguridad contra incendios cn el transporte
TABLA 12.5.1 Incendios graves seleccionados en tCtneles de carretera
Tunel de carretera Holland Moorfleet Guadarrama B6 Velsen Nihonzaka Kajiwara Caldecott Pecorile Frejus Felbertauern Gotthard L'Arme Gumefens Serra Ripoli Huguenot Gotthard Pfaender Isola delle Femmine Mont Blanc Tauern Gleinalm Gotthard
Fecha del incedio Personas muertas 1949 1969 1975 1976 1978 1979 1980 1982 1983 1983 1984 1984 1986 1987 1993 1994 1994 1995 1996 1999 1999 2001 2001
0 0 0 0 5 7 1 7 8 0 0 0 3 2 4 1 0 3 5 39 12 5 11
Personas heridas
Vehiculos destruidos
66 0 ND 12 5 2 ND 2 22 ND ND ND 5 ND ND 28 ND 4 20 ND 49 4 ND
23 1 1 1 6 173 2 8 10 1 1 1 5 3 15 1 2 4 20 27 40 2 ND
Dano del tUnel 660 pies 110 pies 690 pies 490 pies 100 pies 3610 pies 920 pies 1900 pies
(200 (34 (210 (150 (30 (1100 (280 (580
m) m) m) m) m) m) m) m)
660 pies (200 m) 330 pies (100 m) 100 pies (30 m) Leve Revestimiento 160 pies (50 m) Leve Revestimiento 9840 pies (3000 m) 1640 pies (500 m) 560 pies (170 m) 980 pies (300 m)
NO: no disponible
cion se define como un compartimiento longitudinal de un tUnel, en una estructura separada 0 en una estructura {mica dividida por un muro 0 una mca s61ida.) El primem de estos incendios en mnele:> Alpinos, ocurrio en el 1wont Blanc Tunnel, entre Francia c Itaha el 24 de marzo de 1999,3 el segundo ocurri6 en al Aus trian Tduern Tunnel el29 de mayo de 1999.
Cargas de Fuego Desconocidas Uno de los factores mas importantes que deben tenerse en cuenta en la protecci6n contra incendios de un tUnel de carretera, es la naturaleza desconocida de la carga de fuego potencial. En otros mneles de trans porte, tales como los mneles de transito, la carga de fuego potencial puede estimarse de manera bastante exacta ya que tanto los vehiculos como la carga de pasajeros, estan contro lados por la agencia operadora. Este no es el caso para el tipico tUnel de carretera, donde un camion con apariencia inocente puede estar llevando una carga que es capaz de mantener un in eendio de rapido crecimiento, potencialmente letal, pero que no necesariamente esta "elasificada" como carga peligrosa. Un buen ejemplo, es la carga principal (margarina y harina), dentro del ca mi6n involucrado en 1999 en el incidente del incendio en e1 Mont Blanc. La Tabla 12.5.2, conticne un listado de los materiales que eran transportados por el vehiculo del ineidente, en los incendios de tUneles que estan indicados en la Tabla 12.5.1.
Normas NFPA Tres normas NFPA, se refieren al ambiente subtemineo: la NFPA 130, Norma para los Sistemas Ferroviarios de Guia Fija
para Trimsito y Pasajeros; la NFPA 502, Norma para Timeles de Puentes y Otras Carreteras de Acceso Limitado; y la NFPA Norma sobre Espacios Subterrimeos. La norma definitiva para los mneles de carretera, es la NFPA 502. Aunque las otras dos normas contienen material que puede ser aplicable a los tUneles de earretera, el Comite Tecnico de la NFPA sobre Protecci6n contra Incendios de Vehfculos a Motor y Carreteras, ha revisado todo el material contenido en estos dos documentos y ha aplicado 10 que se determino como
TABLA 12.5.2 Cargas de los vehfculos en incidentes de
incendios en tUne/es Incendio del tunel Holland Moorfleet Guadarrama B6 Kajiwara Caldecott Frejus Gotthard (1984) Serra Repoli Gotthard (1994) Gotthard (1994) Isola delle Femmine Mont Blanc Mont Blanc Tauern Gotthard
del vehiculo Bisulfato de carbona Bolsas de polietileno Resina de pino Fardo de polietileno Pintura en latas Bencina Materiales plasticos Rollos de plastico Rollos de papel Envases de cart6n Envoltura plastica Gas liquido Margarina Harina Latas de pintura en aerosol Neumaticos
CAPiTULO 5
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Proteccion contra incendios para los tuneles de carretera
verdaderamente pertinente e inc1uy6 referencias cuando 10 con sider6 apropiado. Otros c6digos y normas NFPA, pueden apli carse a los sistemas de protecci6n contra incendios dentro de los tUneles de carretera; estos c6digos y normas son mencionados apropiadamente en la NFPA 502 Y tambien aparecen al final de este capitulo.
Estandares del Pais Los estandares 0 directrices del pais para la protecci6n contra in cendios de los tuneles de carretera, han sido publicados mun dialmente. Ademas, la World Road Association (PlARe) , publica las directrices sobre el control del fuego y del humo. 4 La Tabla 12.5.3 proporciona una lista de muestra de algunas de estas directrices y normas en todo el mundo.
ELEMENTOS CLAVES DE LA
PROTECCION CONTRA INCENDIOS
DELTONELDECARRETERA
Los principales objetivos de un sistema de protecci6n contra in cendios de un runel de carretera son para: • Permitir y fomentar el escape y la evacuaci6n de todos los automovilistas (por ej., los ocupantes del vehiculo a motor inc1uyendo al conductor y los pasajeros), desde el runel • Facilitar la entrada del personal de bomberos dentro del runel para combatir el fuego • Proteger la estructura y las instalaciones del runel Un programa efectivo para el sistema de protecci6n contra incendios de los runeles de carretera, debe contener los siguien tes elementos: • Identificaci6n, verificaci6n y detecci6n del incendio • Comunicaciones de emergencia • Manejo del humo
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• Supresi6n del incendio • Planificaci6n de la respuesta de emergencia • Evacuaci6n y rescate El control del trafico, el cual es otro elemento de un programa efectivo para el sistema de protecci6n contra incendios de los ru neles de carretera, no esta inc1uido en este capitulo. Un sistema de protecci6n contra incendios para tUneles de carretera, debe ser capaz de identificar, verificar y localizar un incendio en cualquier lugar dentro del tUnel. La determinaci6n de la ubicaci6n del incendio, es critica para una evacuaci6n se gura, ya que el exito de muchos sistemas conjuntos contra in cendios y para la seguridad humana, como el control del humo (ventilaci6n), dependen de saber donde esta el fuego dentro del tunel con el fin de permitir una respuesta operacional apropiada. La misi6n durante la fase inicial de una emergencia debido a un incendio, es la de permitir la evacuaci6n y el rescate segu ros de aqueUas personas que estan dentro de la perforaci6n donde ocurre el incidente. Esta evacuaci6n y rescate, requieren que se establezca un ambiente sostenible para todo el trayecto de evacuaci6n, inc1uyendo la secci6n del trayecto de evacuaci6n que puede estar dentro de la perforaci6n del incidente, asi como la secci6n que puede estar fuera de la perforaci6n del incidente. Si el incidente de incendio, ocurre relativamente cerca de uno de los portales, todo el trayecto de evacuaci6n estara dentro de la perforaci6n del incidente, mientras que el trayecto hacia el por tal puede ser la ruta mas corta hacia un area segura. Cuando el incidente de incendio, ocurre en una secci6n mas profunda del tUnel, el trayecto de evacuaci6n sera a traves de una escalera de emergencia hasta la superficie 0 por un corredor transversal hasta una perforaci6n paralela (Figura 12.5.2). El ambiente sos tenible en el trayecto de evacuaci6n, normalmente, se origina por el funcionamiento de un sistema que controla el humo 0 de un sistema de ventilaci6n. Cuando todos los automovilistas en el tunel, han sido eva cuados 0 rescatados, el departamento de bomberos que responde a la emergencia, debe pro ceder con los esfuerzos necesarios para suprimir el fuego.
TABLA 12.5.3 Directrices mundiales sobre la seguridad contra incendios de los tUneles de carretera
Austria
Design Gudelines Tunnel Ventilation, RVS 9261 :9262, Austria, 1997
Francia
Inter-Ministry Circular No. 2000-63-Safety in the Tunnels of the National Highways Network, Ministry of the Establishment, Transport and Housing, France, 2000
Alemania
Forschungsgesel/schapies f{jr Strassen- and Verkehrswesen, Richtlinien fur die Ausstattung and den Betrieb von Strassen tunneln (RABT), Germany, 1994
Jap6n
Tunnel Ventilation Design Guidelines, Japan Road Association, Japan, 1985
Parses bajos
Ventilation of Road Tunnels, Royal Institute of Engineers (KIVI), Netherlands, July 1991
Noruega
Norwegian Design Guide-Road Tunnels, Public Roads Administration, Norway, 1990
Parses nordicos
Ventilation of Road Tunnels, Sub-Committee 61, Nordisk Vejteknisk Forbund (NVF), Report No.6, 1993
Suecia
Tunnel 95-General Technical Specification, Swedish National Road Association, 1995, 32E, Sweden 1996
Suiza
Ventilation for Road Tunnels, Swiss Federal Roads Authority (FEDRO), 2002
E.U.A
NFPA 502, Norma para TUneles de Carretera, Puentes y otras Carreteras de Acceso Limitado, Asociacion Nacional de Proteccion contra Incendios, Quincy, MA, 1998
PIARC
Fire and Smoke Control In Road Tunnels, World Road Association (PIARC), Paris, 1999
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Seguridad contra incendios cn el transporte
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cual se define como el volumen de espacio sobre la superficie del pavimento a traves de la cual se desplazan los vehiculos. Perforaci6n
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TelHono de Emergencia. Los telefonos de emergencia, se 10 calizan a intervalos de 90 m (300 pies), generalmente donde se instalan las estaciones manuales de alarma, proporcionan otros medios para enviar una alarma manualmente, aunque el nivel de ruido dentro de la calzada del tUnel puede impedir las comuni caciones habladas claras. Una cierta cantidad de propietarios de runeles de carretera europeos, ha instalado cabinas telefonicas para combatir el pro blema del alto ruido ambiental. Sin embargo, el concepto no se ha aceptado universalmente, ya que muchos creen que los auto movilistas pueden ver el espacio cerrado como un punto de se guridad, 10 que no es el caso a no ser que las cabinas esten disefiadas especificamente como un refugio.
Direcci6n dellrafico
+- Pasarela
+- Pasarela
"'- "(p?p
63'
Perforaci6n
\T~
~ Direcci6n dellrafico
TelHono M6vil. Es imperativo que los tUneles incluyan la ca pacidad para que los telefonos moviles tengan comunicacion dentro del runel de carretera. El tUnel que esta equipado de esta manera, agrega otro metoda manual para que el automovilista informe una emergencia dentro del tUnel.
FIGURA 12.5.2 Corredores transversales que conducen a una perforacion paralela
Deteccion Automatica IDENTIFICACION, VERIFICACION Y
UBICACION DE LOS INCENDIOS
Los detectores de calor, los detectores de llama y los detectores del CCTV, son los sistemas automaticos de deteccion de incen dios mas aplicables a los tUneles de carretera. El tipo de detec tor que se usa con mas frecuencia en los runeles de carretera alrededor del mundo, es el detector de calor (mas especifica mente el detector de calor lineal). Los detectores de llama se en cuentran predominantemente en los tuneles de carretera japoneses. La deteccion a traves del CCTV que utiliza imagenes digitales, es una tecnologia relativamente nueva, comparada con los detectores de calor lineales. El detector de calor puntual no ha sido probado todavia en el ambiente de un tunel.
Los primeros pasos criticos en el proceso de respuesta a una emergencia en un tunel de carretera, son capaces de identificar, verificar y localizar un incidente de incendio 10 mas pronto po sible con el fin de permitir que haya el tiempo suficiente para iniciar los procedimientos de respuesta ante una emergencia. En todos los runeles de mas de 330 m (1000 pies), la NFPA 502, re qui ere un sistema de deteccion de incendios. Existen varios me todos practicos para identificar, verificar y localizar un incendio dentro de un tUnel de carretera.
Detectores Lineales de Calor. Los detectores lineales de calor, est{m disefiados para detectar un incremento en la temperatura en cualquier punto a 10 largo de la longitud del detector, para en viar una sefial a un centro de control y con esta sefial identificar la ubicacion especifica del sitio de alarma dentro del runel. Nor malmente, estos estan instalados en zonas (generalmente rela cionadas con las zonas de ventilacion) a 10 largo de la longitud total del runel de carretera. Los tipos de detectores lineales de calor que pueden aplicarse en un runel de carretera incluyen
Identificacion Visual El circuito cerrado de television (CCTV), aunque en la actuali dad no es uno de los metodos de deteccion de incendios apro bados, es uno de los mas efectivos para identificar y verificar un incendio dentro de un tunel de carretera. Esto sirve solamente si el runel esta cubierto en su totalidad por camaras del CCTV y si el cuarto de control tiene personal las veinticuatro horas del dia.
Deteccion Manual
• • • •
Caja Manual. En la mayoria de los sistemas de proteccion con tra incendios de edificios, la caja manual de alarma, es un arti culo de primera necesidad muy conocido. En un runel de carretera, la instalacion de una caja manual, Ie proporciona al au tomovilista dentro del runel, una oportunidad para que envie una alarma manual en caso de una emergencia, sin depender de la comunicacion hablada. En los Estados Unidos, la NFPA 502, re qui ere que las cajas manuales de alarma esten espaciadas a in tervalos de 90 m (300 pies) dentro de la calzada del tunel, 10
Cable electrico Cable de fibra optica Cable termopar Cable lleno de aire
Los detectores lineales de calor, no han recibido todavia aprobacion universal para ser aplicados en tuneles de carretera, principalmente debido a su tendencia de generar falsas alarmas y a las consiguientes necesidades de mantenimiento. El mante nimiento de cualquier dispositivo instalado sobre la calzada de circulacion, es siempre un proceso mas costoso debido a la ne
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CAPiTULO 5
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Protecci6n contra incendios para los tUneles de carretera
cesidad de cerrar uno 0 dos carriles de tnifico y de utilizar un unico vehiculo de mantenimiento con una plataforma de eleva cion suspendida. Detectores Puntuales de Calor. Los detectores puntuales de calor, han sido instalados en numerosos mne1es del mundo. Sin embargo, uno de los principales inconvenientes de los detecto res puntuales de calor, es la necesidad de localizar el sitio del in cendio de la manera mas rapida y precisa posible. Esta precision para la ubicacion requerida, genera un sistema donde la cantidad de detectores puntuales se vuelve inmanejable.
Otros Sistemas de Detecci6n Detectores de Llama. Los detectores de llama fueron instala dos en mas de sesenta mneles de Japon, a principios de los afios sesenta. Las primeras versiones instaladas del detector de llama sufrieron problemas de falsas alarmas. A medida que los produc tos evolucionaron en los afios siguientes, los detectores de llama fueron desarrollados hasta un punto donde se limitaron las falsas alarmas. Se creyo que algunas de las modificaciones del disefio generarian detectores mas sensibles y que se necesitaran menos detectores por longitud del mnel. Los disefios mas recientes per miten dirigir los detectores individuales, con el fin de identificar la ubicacion del fuego dentro de un espacio de 25 m (75 pies) Imagen Digital. Uno de los desarrollos recientes, es la habili dad de los sistemas del CCTV para detectar automaticamente un incendio a traves del analisis de la imagen digital. Normal mente, los sistemas de vigilancia con CCTV, se instalan en m ne1es de carretera; por 10 tanto, la habilidad de este sistema para detectar y localizar automaticamente un incendio en un mnel de carretera, es extremadamente atractiva. Esta capacidad, junto con la capacidad existente de los sistemas del CCTV para con trolar automaticamente el trafico, podrfa mejorar la habilidad del operador del tune 1 para responder a un incendio de manera oportuna. Sin embargo, esta tecnologia esta en una etapa inicial de desarrollo y no ha sido probada en el ambiente de un tunel de carretera, aunque actualmente ha sido distribuida en unas pocas instalaciones modestas de mneles de prueba. Detectores de Gas. Los detectores de gas, que se utilizan prin cipalmente para la deteccion de monoxido de carbono (CO), se usan en casi todos los mneles de carretera para controlar los sis temas de ventilacion durante las operaciones normales del mnel. Sin embargo, no se han utilizado para la deteccion de incendios en mneles de carretera, principalmente debido a la dificultad para diferenciar entre el escape concentrado del vehiculo y los gases calientes provenientes de un incendio. Alarmas para Humo. Las alarmas para humo estan disefiadas para detectar la presencia de particulas de combustion, ya sea por medio de sensores fotoelectricos 0 de ionizacion. Normal mente, estos sistemas no son apropiados para los mneles, sobre to do porque para que el humo sea detectado, este debe pasar entre los elementos del detector. Ademas, existe una tendencia para que se presenten falsas alarmas debido al escape de los mo tores de diesel pesado; y ademas el costa de mantenimiento es elevado.
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COMUNICACIONES DE EMERGENCIA Las comunicaciones de emergencia permiten que el operador se comunique con los automovilistas dentro de los mneles y per miten que las fuerzas de respuesta se comuniquen entre si, du rante un incidente de incendio dentro del mnel. Los dispositivos de comunicacion de emergencia deben • Llamar la atencion por medio de luces indicadoras 0 de otros marcadores adecuados • Identificarse por una placa con numero que se yea facil mente 0 por otro artefacto apropiado • Fijarse a un poste con instrucciones adecuadas para los au tomovilistas
Altoparlantes En muchos mneles de carretera europeos, son frecuentes los au toparlantes localizados dentro de la calzada. Estos sistemas se utilizan en el mnel para alertar a los automovilistas dentro de sus vehiculos, de una situacion de emergencia y para dar ins trucciones y orientacion. El uso de autoparlantes en los mneles de carretera, no es un concepto de seguridad aceptado univer salmente. Existen varios problemas con su aplicacion al am biente del mnel: • Las superficies duras dentro de la calzada del tunel hacen que sea extremadamente dificil comprender la mayoria de los anuncios. • Los vehiculos de los automovilistas pueden estar movien dose. • Las ventanas del vehiculo pueden estar cerradas (debido al aire acondicionado). Por 10 tanto, no se recomienda el uso de autoparlantes den tro de un tunel de carretera.
Radio Los sistemas de comunicacion por radio, como el radio asesor de carretera (HAR) y las anulaciones de estaciones AMlFM comer ciales, deben proporcionarse al automovilista como medios de comunicacion para todos los mneles de carretera y pueden pro porcionar identificacion de la emergencia y de las acciones que debe tomar el autommilista. Todos los sistemas de mensajes, deben ser capaces de tener una composicion y seleccion en tiempo real por parte de la autoridad que responde a la emergen cia y no deben ser del tipo grabado. Las areas de refugio 0 de reu nion, si existen, deben estar equipadas con comunicacion hablada de dos vias para la autoridad de respuesta a emergencias.
MANEJO DEL HUMO En un tunel de carretera, el manejo del humo requiere la extraccion directa en el sitio del incendio 0 la generacion de una velocidad longitudinal dentro del mnel capaz de transportar el humo y los gases calentados en la direccion deseada hasta un
1
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SECCION 12
•
Seguridad contra incendios cn e/ transporte
punta de extraccion 0 de descarga desde el timeL Sin un sistema de manejo del humo, la direccion y la tasa de movimiento del hurno y de los gases calentados sera determinada por el tamafto del incendio, la pendiente del mnel, las condiciones previas al incendio del mnel y las condiciones meteorologicas extemas. EI proposito principal para controlar el hurno en un tUnel, es el de proteger la vida y perrnitir la evacuacion segura del tUne!. Esto implica la creacion de un trayecto de egreso seguro tanto para los automovilistas como para todo el personal opera tivo localizado dentro del tUnel, para cuando se inicia el ineen dio. El proposito secundario de la ventilacion para el control del humo, es e1 de ayudar a los bornberos para que puedan acceder al sitio del incendio, proporcionando de nuevo si es posible, un trayecto despejado hasta el sitio del incendio. El sistema de ventilacion del mnel, no esta disefiado espe cificarnente para proteger la propiedad, aunque con el efecto de la ventilaci6n sobre la dilucion del hurno y los gases calentados, se elimina algo de calor, 10 que tiene como resultado una reduc cion en los danos a las instalaciones y a los vehfculos. El prin cipal metoda para el rnanejo del humo, es el sistema de ventilacion del tune!, el cual proporciona los medios para con trolar el movimiento de humo en caso de que ocurra un inci dente de incendio. El cnfoque usado para el manejo del humo varia dependiendo del tipo de sistema de ventilacion que esta siendo utilizado y de si el mnel presta servicio al trafico unidi reecional 0 bidireccional.
Tipos de Sistemas de Ventilaci6n de los Tuneles de Carretera El principal proposito de los sistemas de ventilacion de un tUnel, durante una emergencia de incendio dentro de un mnel, es el de eliminar del trayecto de egreso, los gases calentados y el humo que son ocasionados por cualquier incendio. Esencialrnente, en todos los casos de emergencia, la proteccion de los automovi listas y empleados, aurnenta por la pronta activacion de los pro cedirnientos de ventilacion de emergencia de acuerdo con el planeamiento previo. La efectividad de un sistema de ventila cion de emergencia para proporcionar una cantidad suficiente de aire no contaminado y para reducir al minimo el riesgo de que se formen eapas de humo en la parte trasera (por ej., el movi miento de humo y gases calientes contrario a la direccion del flujo de aire de la ventilacion) de una via de evacuacion, es una funci6n de la carga de fuego (Figura 12.5.3). En muchos tuneles de carretera, la ventilaci6n es requerida para limitar las concentraciones de contaminantes, durante las operaciones normales, hasta niveles aceptables dentro de la cal zada por la que se ha transitado. Estos sistemas tambien pueden usarse para controlar el humo y los gases calentados que se ge neran durante una emergencia de incendio dentro de un tUne!. Existen muchos mneles cOrtos que son ventilados naturalmente (sin ventiladores); sin embargo, tales tuneles pueden requerir ventilacion mecanica para combatir una emergencia de incendio.
Ventilaci6n Natural Los mneles que solamente tienen ventilaci6n natural (sin ventila dores), dependen principalmente de las condiciones meteorol6
(a) Incendio
en el tUnel. Sin ventilaci6n e inclinaci6n del 0%
b)lncendio en el tunel. Tunel con ventilaci6n deficiente con movimiento de humo y gases calientes en direcci6n contraria a la corriente de aire
Flujo de aire de la ventilaci6n
•
(c)lncendio en el tunel. Tunel con ventilaci6n suficiente para evitar el movimiento de humo y gases calientes en direcci6n contraria a la corriente de aire
FIGURA 12.5.3 Formaci6n de capas de humo y gases ca/ientes
gicas ambientales y del efecto piston que se genera por el trafico en movimiento, para mantener dentro del mnel un arnbiente sa tisfactorio durante las operaciones normales (Figura 12.5.4). Sin embargo, para manejar una emergencia por un incendio dentro de un mnel con ventilaci6n natural, puede ser necesario un sistema de ventilaci6n de emergenCla. La NFPA 502, requiere que se tenga en cuenta la ventilaci6n de emergencia para todos los mne les de carretera con una longltud superior a 330 m (1000 pies). Debido a la falta de un sistema de ventilacion mecanica, el humo y los gases calientes, en el caso de un tUnel sin pendiente (nivel) y sin viento extemo, circularan hacia el exterior por ambos portales. Si el mnel hene una pendiente, muy probable mente el hurno circulara hacia el portal mas alto a rnenos que existan condiciones metereol6gicas anorrnales en el momenta en que ocurre el incidente.
CAPITULO 5
Fluio que
•
Proteccion contra incendios para los tUneles de carretera
Alta veiocidad
Fluio de aire
~~ I
I ~~
::::::::?6 'D& SP?h ~.. ~::::::: A _ _ _ Vehfculos
Portalde-- entrada
L Portal de salida
Ventilador de chorro
Flujo de aire que ingresa
Fluio de aire de salida
-+
~
~
----+-
--' -------
~""---,
6&qy,,~~
t -
-
Portalde~
Vehfculos -
L
salida
FIGURA 12.5.4 Ventilacion natural
12-71
Portal de entrada
FIGURA 12.5.6 Ventilaci6n longitudinal con venti/adores de chorro
Ventilaci6n Mecanica Los sistemas usados para la ventilacion mecanica 0 la impul sada por ventilador, pueden clasificarse como longitudinales 0 transversales. EI sistema de ventilacion longitudinal, logra sus objetivos a traves del flujo longitudinal de aire dentro de la cal zada' el sistema transversal alcanza sus objetivos por la distri buci6n uniforme y/o la recoleccion continua de aire a traves de la longitud del time!. El sistema de ventilacion transversal tam bien experimenta cierto flujo de aire longitudinal, donde la can tidad depende del tipo de sistema. Ventilacion Longitudinal. La ventilacion longitudinal es un sis tema en el cual el aire es introducido dentro de la calzada del runel o es eliminado de la misma, en una cantidad limitada de puntos (como en un portal 0 un pozo), creando as! un flujo longitudinal de aire dentro de la calzada con una descarga en el portal de sa lida. Los sistemas de ventilacion longitudinal, pueden clasificarse adicionalmente en aquellos que utilizan ventiladores centrales y aquellos que emplean ventiladores locales 0 de chorro. Los sistemas de ventilacion longitudinal con ventilador central, emplean ventiladores localizados en el centro para in yectar aire dentro de la calzada, usualmente a traves de una bo quilla de alta velocidad 0 una boquilla Saccardo (Figura 12.5.5). La inyeccion de aire puede ocurrir en e1 portal de entr~da 0 en la mitad del rune!. Los dos conceptos pueden proporclOnar la ventilacion longitudinal requerida dentro del rune!. Un pozo de escape puede combinarse con la boquilla de inyeccion. La ventilacion longitudinal que se basa en ventiladores de chorro, emplea una seTie de ventiladores axiales instalados a nivel del cielo raso de la calzada del tune!. Estos ventiladores, a traves de los efectos de empuje de descarga de alta velocidad, in ducen un flujo total de aire longitudinal a traves de la longitud
Ventilacion Transversal. Los sistemas de ventilacion trans los cuales pueden usarse en tuneles con trafico bidirec cional 0 unidireccional, son aquellos que tienen una recoleccion y/o distribucion uniforme de aire a 10 largo de la longitud del tunc!. Existen sistemas totalmente transversales 0 semitransver sales. Ademas, hay versiones para el abastecimiento y escape de los sistemas semitransversales. Los sistemas de ventilacion completamente transversales tienen sistcmas de abastecimiento y de escape a 10 largo de la longitud del runel (Figura 12.5.7). Cuando se emplea un sistema completamente transversal, la mayor parte del humo y los gases calentados (0 de los agentes contaminantes durante las opera-
Toma de entrada del ventilador centra\l
Boca de entrada del ventilador \{/
del runel (Figura 12.5.6). La ventilaci6n longitudinal unicarnente puede usarse en un runel unidirecciona!. En todos los sistemas longitudinales el humo y los gases calentados (0 los agentes contaminantes durante las operaciones normales), son emitidos desde el portal de salida. Para lograr el movimiento longitudinal requerido de humo, la velocidad longitudinal debe ser suficiente para evitar que ocu rra el movimiento de humo en direccion contraria a la corriente de aire sobrc los vehiculos detenidos. La velocidad critica debe alcanzarse con la seCClon transversal del runel (como se discu tira mas adelante en la seccion sobre anal isis de ingenieria). Los sistemas de ventilacion longitudinal no requieren un conducto longitudinal con el tunel y los sistemas que emplean ventilado res de chorro no requieren una construcci6n para la ventilacion.
Descarga el ventilador central
_
Ventilador de escape central
Ventilador central de abastecimiento Boquilla Saccardo Flujo de aire de salida
--' Portal entrada
Lportalde salida
FIGURA 12.5.5 Ventilaci6n longitudinal con boquilla Saccardo
'l = Portal de entrada
Conducto del aire de abastecimiento
t de Portal Conducto de salida abastecimiento
FIGURA 12.5.7 Ventilaci6n transversal completa
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SECCION 12
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Seguridad contra incendios cn el transporte
ciones normales), sera descargada a traves de una chimenea donde una parte del humo saldrn a traves de los portales. Un sis tema de ventilaci6n transversal completo puede ser balanceado (el escape iguala al abastecimiento) 0 no balanceado (el escape es superior al abastecimiento). Los sistemas semitransversales, son aquellos que tienen so lamente elementos de abastecimiento (Figura 12.5.8) 0 elemen tos de escape (Figura 12.5.9). El escape efluente desde el tUnel es descargado en los portales (sistema de abastecimiento) 0 a traves de chimeneas de ventilaci6n (sistema de escape). EI humo y los gases calentados provenientes de un incen dio en el tUnel, pueden ser mitigados en un tUnel equipado con ventilaci6n transversal por uno de los siguientes metodos: • Diluci6n • Flujo de aire longitudinal • Extracci6n La diluci6n demostr6 ser efectiva solamente en un incendio de hasta 20 MW y no es efectiva por encima de estos. EI flujo de aire longitudinal es un metodo extremadamente efectivo para controlar el humo y los gases 'calentados durante un incendio en un tUnel. El flujo de aire longitudinal puede lograrse en un sis tema transversal completo multizona, variando el modo de ope raci6n entre abastecimiento y escape para las diferentes zonas. La extracci6n tam bien es un metodo excelente para contro lar el humo y los gases calentados dentro de un tUne!. Este con cepto funcionara con un sistema transversal que tenga un conducto de escape elevado, el cual este equipado con una can-
Toma de entrada del ventilador central
\(
Ventilador de abastecimiento central
- ,( =
=
,( =
-
Flujo de aire de salida
=
--"'" Vehiculos --"'" --"'" t t ......~ ~Portalde Conducto del aire Conducto de salida de abastecimiento abastecimiento
Portal de entrada
FIGURA 12.5.8 Ventilaci6n de abastecimiento semitransversal Oescarga del ventilador central
\(
Ventilador de escape central Conducto [Cieescape
Flujo de aire de ~--1\r--'Y--~V---~-I entrada/salida
Flujo de aire de entrada
'-- -
%'2& t
Portalde~
tidad limitada de aberturas con compuertas operables. Cuando se identifica y localiza un incendio, el sistema de control puede abrir la compuerta 0 las compuertas mas pr6ximas al fuego y extraer el humo y los gases calentados 10 mas cerca posible del sitio del incendio, eliminando as! la mayor cantidad de humo. La capacidad del sistema de ventilacion de emergencia, debe ba sarse en el tamano presumido del incendio que ha side selec cionado para cada tUnel especifico.
SUPRESION DE INCENDIOS Extintores Portatiles de Incendios La NFPA 502, requiere que los extintores portatiles de incen dios se localicen en la calzada del tUnel en armarios de pared se parados entre sf por una distancia de 90 m (300 pies). El tamafio y el tipo de extintores portatiles, estan definidos como 2-A: 20 B:C y 9 kg (20 Ib). Es prudente instalar un dispositivo que Ie proporcione al operador una indicaci6n de alarma de que un extintor de incen dios ha side retirado de su estaci6n. Esta sefial puede ser una identificacion de un incendio dentro del tUnel 0 del robe de un extintor (un hecho comun en algunas ubicaciones).
Tuberia Vertical De acuerdo con la NFPA 502, se requiere un sistema de tuberias verticales en todos los 1itneles de carretera con una longitud su perior a 90 m (300 pies). El sistema debe ser del tipo hUmedo. Sin embargo, si no es posible instalar un sistema de tuberia hu meda debido a las condiciones ciimaticas, se acepta un sistema seco, siempre que el tiempo deillenado del sistema sea inferior a diez minutos. Como se especifica en 1a NFPA 502, el sistema de tuberia hUmeda del tunel de carretera. debe estar disefiado para prop or cionar apoyo, como minimo ados chorros de manguera para ex tinguir el fuego, los cuales descargan cada uno 16 Lis (250gpm). El sistema de tuberias verticales, debe instalarse de acuerdo con la NFPA 14, Norma para ta Instalacion de Tuberias Verticales, Hidrantes Privados y Sistemas de lvfangueras.
Abastecimiento de Agua EI sistema de abastecimiento de agua, ya sea municipal 0 pri vado, debe tener un flujo y una presion adecuados de agua junto con la integridad requerida del sistema. El sistema de abasteci miento de agua considerado, debe tener una capacidad minima de abastecimiento de una hora para combatir el fuego, como 10 ordena la NFPA 502 y debe configurarse de acuerdo con la NFPA 14. Si se requiere que un tanque de almacenamiento, cum pia con la capacidad de abastecimiento de agua, este debe insta larse de acuerdo con la NFPA 22, Norma para la lnstalacion de Tanques de Agua para fa Proteccion Privada contra lncendios.
- - + - - + Vehiculos
entrada
FIGURA 12.5.9 Ventilaci6n de escape semitransversal
Hidrantes De acuerdo con la NFPA 502. los hidrantes deben instalarse en
CAPiTULO 5
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Proteccion contra incendios para los tuneles de carretera
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el tUnel de carretera de modo que ningun punto en la calzada Conexi6n del Departamento de Bomberos protegida del runel este a mas de 45 m (ISO pies) de un hidrante activo. La distancia de separacion entre los hidrantes no debe ser Las conexiones del departamento de bomberos se requieren para superior a 85 m (275 pies). La conexion de los hidrantes para la que los bomberos puedan cargar la lfnea de la tuberia vertical. En manguera, debe tener roscas extemas de 65 mm (2Y2 pulg) (ver cada ubicacion, deben proporcionarse dos conexiones en ambos la NFPA 1963, Normapara las Conexiones de Mangueras con extremos del runel y posiblemente en la superficie, entre los por tra Incendios). La Figura 12.5.10 ilustra una insta1acion tipica de tales del tune!. Estas deben instalarse de acuerdo con la NFPA 14. un hidrante (con extintor portatil de incendios). Cada conexi6n del departamento de bomberos, debe instalarse a una distancia de 30,5 ill (100 pies) de un hidrante activo que esta Manguera conectado a un sistema de distribuci6n local aprobado. Algunos runeles fuera de los Estados Unidos, cuentan en cada ubicaci6n del hidrante dentro del runel, con un tramo de man guera contra incendios. En muchas circunstancias, esto es una manguera de primeros auxilios de diametro pequeno. Sin em bargo, en los Estados Unidos, los bomberos pueden estar reacios a utilizar mangueras cuyo mantenimiento no ha sido su respon sabilidad. Como consecuencia, en los Estados Unidos, la man guera no se ubica en el tUnel sino que es llevada por el vehiculo de bomberos que responde a la emergencia.
Rociadores. El usc y efectividad de los rociadores en los ru neles de carretera, no estan universalmente aceptados. Tres ru neles de carretera de los Estados Unidos, que han sido equipados con sistemas de rociadores son: • Central Artery North Area (CANA) Tunnel, Boston, Mas sachusetts (si sterna de rociadores no operativo) • 1-90 First Hill Mercer Island Tunnel, Seattle, Washington • Mt.Baker Ridge Tunnel, Seattle, Washington
Bombas contra Incendios
Ellector debe consultar el Anexo D de la NFPA 502, para leer una discusion sobre el uso de rociadores en los tUneles de carretera. Cuando en el sistema de tuberias vertic ales del tUnel de carre Los sistemas AFFF (espuma formadora de pelicula acuosa), tera, se requieren bombas contra incendios, para proporcionar la se siguen utilizando todavia en los sistemas de rociadores den capacidad y la presion de flujo necesarias, estas deben instalarse tro de los runeles, en lugar de los sistemas de solo agua. Cuando de acuerdo con la NFPA 20, Norma para la Instalacion de Bom se aplica a los tUneles de carretera, este ultimo presenta preocu bas Estacionarias para la Proteccion contra Incendios. paciones significativas. La elevada tasa de demanda de agua, debe estar disponible desde el abastecimiento local y; la tuberia de drenaje dentro del timel, el almacenamiento y los sistemas de bombeo deben ser todos, mucho mas grandes. Adicionalmente, despues de la descarga, la posibilidad de explosion del vapor au menta peligrosamente. EI fuerte efecto de enfriamiento de un sistema de solo agua, reduce la habilidad del humo para estrati ficarse en el cielo raso, donde este puede ser contenido mas fa cilmente por el sistema de ventilacion del tUnel y en su lugar ocasionar que el humo se propague sobre la secci6n transversal del area del incidente.
Parte superior de la calzada
FIGURA 12.5.10 Armaria tipico para la valvula de la manguera
Sistema de Rociadores. Cuando se utilizan rociadores, el sis tema de rociadores debe estar disenado como un sistema de di luvio que se activa manualmente para ayudar a garantizar que no ocurra una descarga accidental. La tuberia del sistema de rocia dores, debe distribuirse utilizando divisiones por zonas a inter valos, de modo que 1a descarga pueda centrarse en el area del incidente sin que se necesite una descarga para toda la longitud del rune!. Cada zona debe estar equipada con su propio conjunto de valvulas de dosificacion, para controlar el porcentaje apro piado de la mezc1a de agua y espuma. Las cabezas de los rocia dores, deben proporcionar un diluvio abierto y deben estar espaciadas de modo que el cubrimiento se extienda hasta las ori nas de la calzada y si es aplicable, hasta las pasarelas de mante nimiento y patrullaje. EI sistema debe disenarse con la capacidad suficiente de agua y espuma, para permitir el funcio namiento de por 10 menos dos zonas adyacentes a la zona del in cidente, si el incendio ocurre en un area limite. La longitud de la zona, debe basarse en el tiempo de activacion, como 10 deter mina la autoridad competente. La tuberia debe estar disenada
12-74
SECCION 12
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Seguridad contra incendios cn eltransporte
para permitir el drenaje a traves de las cabezas, despues de que el flujo se ha detenido. Control del Sistema. Puede asumirse que un cuarto de control con personal de tiempo completo, esta disponible para cualquier instalacion de un tUnel de carretera en la cual el trans ito seguro requiere la necesidad de proteccion a traves de un sistema de ro ciadores. Por 10 tanto, debe tenerse en cuenta la interaccion hu mana en el control y el disefio de activacion del sistema de rociadores, para garantizar que no ocurran falsas alarmas y des cargas accidentales. Cualquier modo autoffiiitico de operacion, debe incluir una demora en la descarga, para permitir la verifi cacion del incidente y la evaluacion de las condiciones dentro del runel por parte de operadores entrenados. En el cuarto de control debe proporcionarse una representacion grafica inte grada de las zonas del sistema de rociadores, las zonas del sis tema de deteccion de incendios, los limites del sistema de ventilacion del runel y de las ubicaciones de los accesos yegre sos de emergencia, que Ie permitan a los operadores del runel y al personal de respuesta a emergencias, tomar las decisiones de respuesta iniciales.
Drenaje del Tunel En todos los runeles de carretera, debe proporcionarse un sistema de drenaje del tUnel con la capacidad suficiente para recolectar y descargar el agua de la filtracion, la lluvia y las actividades de lucha contra incendios. Este sistema puede ser por gravedad 0 bombeo y debe instalarse de acuerdo con la NFPA 502.
PLANIFICACION DE LA RESPUESTA
A EMERGENCIAS
La operacion de cualquier runel de carretera, incluye muchos elementos operativos, pero uno de los mas importantes desde el punto de vista de seguridad, es el funcionamiento de la instala cion del runel durante una emergencia de incendio. Los compo nentes clave necesarios que deben prepararse para un incidente de emergencia, son el desarrollo de un plan integrado de res puesta a emergencias, el entrenamiento de todos los participan tes y la realizacion de ejercicios programados con regularidad.
Participantes del Plan de Respuesta a Emergencias Un plan efectivo de respuesta a emergencias, incluye la interac cion no solamente de los operadores del runel, sino de todas las agencias extemas que puedan volverse activas en una respuesta de emergencia en un incidente dentro de un runel. Algunas 0 todas las siguientes agencias extemas pueden estar incluidas: • • • • •
•
Departamento de policia Departamento de bomberos (brigada) Defensa Civil Servicios medicos de emergencia Guardia Costera de los E.U.A u.s. Federal Emergency Management Agency (FEMA)
• u.s. Department a/Transportation (USDOT) • • • • •
Firmas privadas locales (equipamiento) Departamento de trabajos Publicos Compafifa de agua Compafiia de energia Compafiia de telefonos
La NFPA 502, contiene un resumen, de un plan tipico de res puesta a emergencias.
Entrenamiento y Ejercicios Un programa regular de entrenamiento, el cual debe incluirse como parte de un plan de respuesta a emergencias, debe progra marse para todo el personal operativo y debe incluir a todo el personal y a todas las fuerzas de respuesta previstas que provie nen de agencias extemas. Debido a que la asignacion de perso nal dentro de las agencias que responden, puede cambiar frecuentemente, el entrenamiento debe ser continuo. Tambien debe considerarse volver a entrenar al personal, ya que la opor tunidad de participar en una respuesta real en un tunel de carre tera especifico, puede ser poco frecuente. Los ejercicios a escala real, deben realizarse al menos anualmente y preferiblemente dos veces al ano. Todas las po tenciales agencias extemas de repuesta, deben participar en estos ejercicios de modo que todos los representantes de las agencias extemas, se familiaricen con los aspectos unicos de la respuesta a una emergencia en un tUnel de carretera. Los ejerci cios teoricos aunque son extremadamente beneficiosos, no re emplazan la necesidad de realizar ejercicios a escala real.
Respuesta de Ayuda Mutua Las disposiciones para la respuesta de las compafiias de bombe ros y de las compafiias de emergencia cercanas, deben formar parte del proceso de planificacion de la respuesta de emergen cia. Deben proporcionarse medios de acceso que permitan la en trada a la instalacion de compafiias extemas de ayuda, y en el plan de respuesta a emergencias deben incluirse los procedi mientos para utilizar dicho acceso. En los puntos de entrada, deben tomarse las precauciones apropiadas para alertar y con trolar el trafico, con el fin de permitir la entrada segura del equi pamiento de emergencia.
Respuesta del Vehiculo de Bomberos Los vehiculos de bomberos que son adecuados para combatir incendios dentro de los runeles de carretera, deben estar dispo nibles dentro del area general de la instalacion, permitiendo asi una rapida respuesta a una emergencia de incendios. Este vehi culo debe estar equipado para enfrentar efectivamente los in cendios de liquidos inflamables y materiales peligrosos. El vehiculo de bomberos que responde al incidente, debe estar equip ado apropiadamente para combatir el fuego dentro del tUnel de carreteras par un tiempo minimo de treinta minutos. Si no hay disponible un abastecimiento de agua, se necesitan medidas adecuadas para transportar el agua de modo que la tasa de descarga del vehiculo sobre el fuego, pueda mantenerse por cuarenta y cinco minutos mas. Estas unidades para combatir el
CAPiTULO 5
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Protecci6n contra incendios para los tUneles de carretera
fuego, deben llevar extintores de polvo qufmico seco multipro posito y un agente extintor para incendios de metal Clase D. Donde el tUnel de carretera, es una instalacion de alta capa cidad en un area urbana congestionada, puede ser apropiado guardar dichos vehfculos en el portal 0 en los portales el timel. En estos tUneles urbanos, tambien puede ser apropiado combinar el vehfculo de bomberos con el vehfculo proporcionado para efec tuar la recuperacion y el traslado de los vehfculos inhabilitados del tUnel. Deben tomarse medidas, para permitir la operacion de los vehfculos y los bomberos, en un ambiente cargado de humo potencialmente peligroso y de gas a altas temperaturas, el cual tambien puede tener una cantidad insuficiente de oxfgeno.
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tUne1) que permite una proteccion adecuada del automovilista. Por 10 tanto, en el caso de un tUnel de carretera, los puntos po tenciales de seguridad son el exterior, la perforacion paralela donde no ha ocurrido el incidente (si es una instalacion de mul tiples perforaciones) y un refugio de seguridad (si existe alguno). Los trayectos de egreso potenciales incluirian la calzada, los pasillos transversales, las salidas de emergencia y el refugio de seguridad como se muestra en la Figura 12.5.11. El trayecto de egreso debe proporcionarse con un ambiente sostenible por un periodo de tiempo suficiente para permitir la evacuacion de los automovilistas de la perforacion donde ocurrio el incidente.
Criterios del Ambiente Sostenible EVACUACION Y RESCATE
En gran medida, el aspecto cuantitativo de los criterios para las situaciones de emergencia, es arbitrario porque no existen Hmi tes de tolerancia universalmente aceptados relacionados con la temperatura y la velocidad del aire. De hecho, los Hmites de to lerancia varian con la ~dad, la salud, el peso, el sexo y la acli matacion.
Punto de Seguridad Un punta de seguridad, esm definido por la NFPA 502, como una ubicacion fuera de la estructura del incidente (perforacion del
Egreso hacia el exterior
_J. _ -1\
Salida de emergencia hacia el exterior
-1 ..~~#o.~ • -1 #O·~doGO ..~~ -1 Vehiculos detenidos detras del sitio del incendio
*
~.r-----
Sitio del fuego
Perforaci6n del incidente (trafico corriente abajo del fuego despejado)
tL-______________
Pasillos transversales______________
~
-1
-iPerforaci6n donde no ha ocurrido el incidente (perforaci6n paralela)
Todo el trafico ha sido despejado de la perforaci6n donde no ha ocurrido el incidente
Leyenda:
-1-
Trayectos de egreso potenciales
-----.- Direcci6n del tri3fico
FIGURA 12.5.11 Media de egreso tipico
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SECCION 12
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Seguridad contra incendios cn el transporte
Criterios de la Temperatura del Aire. Durante las emergen cias, los automovilistas no deben estar expuestos a temperaturas maximas del aire superiores a los 60°C (140°F). Se espera que una temperatura del aire de 60°C (140°F), significara una carga fisiologica para algunos automovilistas, pero tambien se anti cipa que la exposicion sera breve y no producira efectos dafiinos duraderos. Criterios de Velocidad del Aire. Cuando en las rutas de eva cuacion se necesita aire de ventilacion para contro1ar el humo y los gases calentados, puede ser necesario exponer a los automo vilistas a altas velocidades del aire. EI Unico limite superior para 1a tasa de venti1acion, ocurre cuando la ve10cidad del aire se vuelve 10 suficientemente alta para generar un riesgo para las personas que caminan en dicha corriente de aire. De acuerdo con las descripciones de los efectos de las diferentes velocidades del aire dadas en la esc ala Beaufort, los automovilistas que estan bajo condiciones de emergencia pueden to1erar hasta 11 m/s (2200 pies/min).!
debe ser suficiente para mitigar el movimiento de humo en di reccion contraria a la corriente. La solucion simultanea de la Ecuacion 1 y 1a Ecuacion 2, por iteracion, determina la ve10ci dad critica. La pendiente en estas ecuaciones se toma en direc cion del flujo de aire, como se muestra en la Figura 12.5.12. La velocidad critica, es 1a velocidad minima en estado constante del aire de ventilaclon que se mueve hacia el fuego, necesaria para evitar el movimiento de humo y gases calientes en direccion contraria a la corriente:
(1 )
(2) donde A = Area perpendicular hacia el flujo [m2 (pies 2)] Cp = calor especifico del ane [Btu/lb R (kJ/kj K)] g = Aceleracion ocasionada por la gravedad [mls2(pies/s2)] H = Altura del rune! en el sitio del incendio [m (pies)] K! =0,606 Kg = Factor de la pendiente (Figura 12.5.13) Q = EI calor del fuego se adiciona directamente al aire en el sitio del incendio [MW( Btu/s)] T= Temperatura del aire de acceso [grados K (R)] Tf = Temperatura promedio de los gases en el sitio del incen dio [grados K (R)] Vc = Velocidad critic a [mls (pies/min)] p = Densidad promedio del aire de acceso (corriente arriba) [kg/m3 (lb/pies3)]
ANALISIS DE INGENIERiA EI analisis de ingenieria es uno de los elementos clave en la eva luacion, desarrollo y aprobacion de cua1quier sistema de protec cion contra incendios de un runel. Muchos de los conceptos de disefio desarrollados deben ser evaluados y su ap1icabi1idad y capacidad deben demostrarse ante la autoridad competente, antes de ser aprobados. Estos anaiisis pueden realizarse ma nualmente 0 usando un programa de computadora.
Calculos
Modelos de Incendio como Herramientas Analiticas
Tasa de Liberaci6n de Calor del Fuego. EI primer aspecto de disefio que debe resolverse, es la se1eccion del incendio 0 in cendios presumido(s) (esto es, el valor del calor liberado que proporcionani las bases para el disefio del sistema de venti1a cion de emergencia). En un tUnel de carretera, 1a carga de fuego del vehiculo es desconocida 0 inconsistente. Como resultado, la revision de los datos, tales como aquellos contenidos en la Tabla 12.5.4, es extremadamente util en e1 establecimiento del inc en dio 0 los incendios presumido(s).
Tres tipos de modelos de incendio pueden aplicarse al ambiente de! tUne! de carretera:
Velocidad Critica. La ve10cidad minima del aire dentro de la seccion del rune1 que experimenta la emergencia de incendio,
Los mode!os unidimensionales son extremadamente utiles y efec tivos si la mayoria de los resultados (por ej., los valores promedio
• Mode!os unidimensionales • Mode!os de zona • Modelos de campo
TABLA 12.5.4 Datos sobre el tamano del incendio presumido tipico Tamafio equivalente del charco de gasolina Causa del icendio Vehiculo de pasajeros Bus/camion Carrotanque de gasolina
pies 2
m2
22 2 86 8 323-1076 30-100
Tasa de liberacion de calor (MW) 5 20 100
Tasa de generacion de humo cfm 42 127 212-424
m3/s 20 60 100-200
Temperatura maxima tipica 8
OF 750 1290 1830
°C 400 700 1000
"Temperatura a 10m del fuego, en direcci6n del viento con la velocidad minima del aire necesaria para evitar el movimiento de humo y gases calientes en direcci6n contraria a la corriente. Fuente: Referencia 6.
CAPiTULO 5
/"0
Proteccion contra incendios para los Wneles de carretera
~
Pendiente en subida (+%)
Direcci6n del flujo de aire de ventilaci6n
Va velocidad critica
=
Pendiente descendente (-%J
FIGURA 12.5.12 Determinacion de la pendiente 1.30 r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ,
J::
1.20
$
c::
.!l1 "C
c::
I€ >
Co
1.10
.S!1 (I)
"C
a
1.00
u.
0.90
10.
0
8.0
6.0
12-77
bien los medios de egreso. Los amilisis de ventilacion, han pro gresado des de los modelos unidimensionales desarrollados hace veinte 0 treinta alios, basta los aspectos tridimensionales de la dinamica de fluidos por computacion. La CFD, ha estado en uso en otras industrias por muchos afios, pero solamente en los iilti mos diez afios se ha comenzado a utilizar en las aplicaciones de la proteccion contra incendios de tUneles.
/.
~o.o'b ~ 613\13,(\1 ~~c\)\o'b '\leX'
•
4.0 2.0 0.0 -2.0 -4.0 -6.0 -8.0 -10.0 Pendiente de la calzada (%)
FIGURA 12.5.13 Factor de la pendiente en la velocidad critica
para resultados como flujo de aire y temperatura), son satisfacto rios. Los modelos de zona desarrollados para usarse en edificios, los cuales utilizan configuraciones de cuartos, no se prestan para una configuracion lineal como un tUnel de carretera. Los modelos de campo 0 las dinamicas de fluidos por computacion (CFD), pro porcionaran resultados detallados, incluyendo los perfiles de tem peratura y humo; y por 10 tanto se ajustan de manera ideal a la realizacion de los aruilisis de tUneles de carretera. Sin embargo, la ejecucion de la simulacion CFD puede ser costosa. Se han desarrollado varias herramientas analiticas basadas en las computadoras, las cuales son aplicables a los tUne1es de carretera. Hay disponibles modelos para evaluar los requeri mientos para la ventilacion y el control del humo, asf como tam
SES. Un excelente ejemplo de un modelo unidimensional que se utiliza en el analisis de los requerirnientos de ventilacion de emergencia del tUnel de carretera, es el programa del Subway Environment Simulation (SES). EI SES, es un modelo en red en una dimension, que es extremadamente efectivo en Ia evalua cion de las configuraciones del tUneVchimenea. El programa SES, el cual es esencialmente un modelo en una dimension, incomprensible, turbulento, de flujo perezoso, incluye una serie de subprogramas de computacion interdepen dientes para tratar el desempeiio del vehiculo, la aerodimimica, la temperatura/humedad, el foco frio, el control ambiental y el fuego. El programa del modelo de computadora SES, propor ciona una simulaci6n dimirnica del trafico bidireccional en un tUnel de carretera y perrnite una lectura continua de la velocidad promedio del aire, la temperatura y Ia humedad a 10 largo de cualquier distribucion del tUnel, las construcciones de ventila cion y las chimeneas. El modelo de incendio SES, el cual tiene Ia habilidad de modelar los efectos aerodinamicos y termodinamicos de un in cendio en un tUnel, fue diseiiado para simular los efectos gene rales de un incendio en un tUnel sobre el sistema de ventilacion. Este nive1 de detalle se considera suficiente para evaluar si un sistema de ventilaci6n de emergencia, es adecuado. La informa cion de entrada requerida por el programa y la salida producida, estan adaptadas para que sean usadas por ingenieros de diseiio que se preocupan por problemas ambientales practicos. El mo delo SES7, esta disponible en el Volpe Transportation Center, en Cambridge, Massachussetts. TUNVEN. El prOgrama de computadora TUNVEN 8 , resuelve las ecuaciones conjuntas de la aerodinamica unidimensional en estado estable del tUnel de carretera y de adveccion, para obte ner las velocidades de aire longitudinales y las concentraciones de agentes contaminantes, para un diseiio determinado de un tUnel de carretera, para la carga de trafico y la tasa de ventila cion. El efecto de las c{)ndiciones ambientales externas al tUnel, como los vientos en el portal y los niveles locales de los agen tes contaminantes, tambien pueden incluirse. Este programa puede usarse para determinar los requisitos de ventilacion para sistemas de ventilaci6n naturales, longitudinales, semitransver sales y completamente transversales. Un tUnel de carretera es modelado en el programa de com putadora TUNVEN, como un conducto de aire longitudinal de una dimension, con influjo y efluente en cada extremo y a 10 largo de su extension. El flujo de aire a traves del tUnei, es oca sionado por un diferencial de presion entre los extremos, por la accion del piston de los vehfculos y por Ia adicion 0 eliminacion de aire a traves del sistema de ventilaciOn. Las fuerzas genera das por estos efectos estan balanceadas en el caso de un estado estable, ocasionado por fuerzas de friccion opuestas a 10 largo de
12-78
SECCION 12
•
Seguridad contra incendios cn et transporte
las paredes del tunel y por la entrada de flujo y las perdidas de la salida. Los vehiculos que transitan a traves del mnel tambh!n em i ten agentes contaminantes, los cuales se diluyen por el aire del mnel hasta una concentracion que depende de las fuentes de agentes contaminantes en las secciones corriente arriba del mnel y de la velocidad del flujo de aire locaL La dependencia de las fuentes de agentes contaminantes, une las ecuaciones de aerodi namica y de adveccion (0 concentracion), haciendo que sea ne cesario calcular el campo de flujo antes que puedan deterrni narse las concentraciones. El modele TUNVEN esta disponible en la National Technical Information Services (NTIS).
programa, pueden utilizarse para evaluar las distancias alterua tivas entre las salidas de emergencia y pueden permitir compa raciones entre los tamafios alternativos de los pasillos transversales, las escaleras de salida y las pasarelas. El programa ha sido actualizado para simular las pasarelas en los runeles de carretera y a las personas que caminan a una velocidad de 1 mls (200 pies/min) para salir (la velocidad presumida para pasajeros que estan saliendo), las cuales estan especificadas en la NFPA 130, Norma para Sistemas Ferroviarios de Guia Fija para Trlm sito y Pasajeros. Las normas actuales aplicables para mneles de carretera, requieren que se proporcionen salidas de emergencia y pasillos transversales a 10 largo de los tuneles y que esten separados de SOLVENT 9 • Es un modelo de dimimica de fluidos por compu modo que la distancia entre las salidas no sea superior allimite taci6n, desarrollado como parte del Memorial Tunnel Fire Ven especificado en la norma. EXlste un interes continuo para deter tilation Test Program, para la simulacion del flujo de fluido, la minar la distancia mas apropiada entre las salidas de emergen cia, el tamafio minimo de la5 escaleras de salida y el ancho de transferencia de calor y el transporte de hurno en los tUneles de carretera. SOLVENT, puede aplicarse a todos los sistemas de las pasarelas en las carre teras y en los tUneles ferroviarios, el ventilaci6n desplegados en los runeles de carretera, incluyendo cual finalmente conducinl. al desarrollo de mas codigos basados en el desempefio. la ventilaci6n longitudinal que usa ventiladores de chorro, la ventilaci6n transversal y la ventilacion naturaL El modelo S1MULEX 10 tiene disponible, bajo licencia, IRED. 10 El principal objetivo para el modelo, es la habilidad de si mular los efectos interactivos de un incendio en un tUne! y el sistema de ventilacion para deterrninar las regiones inseguras del tUnel, esto es, las regiones donde los efectos peligrosos del BIBLIOGRAFIA fuego (hurno yalta temperatura), estan confinados y c6mo estas Referencias Citadas regiones son afectadas por la configuracion del sistema de ven tilaci6n, la capacidad y el funcionamiento. 1. NFPA 502, Standardfor Road Tunnels, Bridges, and Other Lim ited Access Highways, National Fire Protection Association, Para los sistemas de ventilacion transversal, se utiliza un Quincy, MA, 2001. modele de red de flujo, para predecir las tasas de flujo, las tem 2. "The Holland Tunnel Chemical Fire," National Board ofFire
peraturas y las presiones en los conductos. Los conductos de Underwriters (NBFU), New York, 1949.
ventilacion y el runel (el cual usa el modele CFD), estan unidos 3. "Preliminary Report-Task Force for Technical Investigation of por medio de condiciones limite. SOLVENT, esta siendo apli the 24 March 1999 Fire in the Mont Blanc Road Tunnel Fire, 13 April 1999," Joint Report of the French and Italian Government cado para desarrollar la matriz sobre el modo de operaci6n de la Technical Investigation Teams Relative to the Accident That Oc ventilaci6n de emergencia para el gran nfunero de mneles de ca curred in the Mont Blanc Tunnel on 24 March 1999, rretera en funcionamiento. La matriz identifica como debe po France/Italy, 1999. nerse en funcionamiento cada una de las zonas de ventilaci6n, 4. World Road Association (PIARe), Fire and Smoke Control in
como una funci6n de la ubicacion del incidente de incendio y de Road Tunnels, World Road Association, Paris, France, 1999.
5. "Test Report-Memorial Tunnel Fire Ventilation Test Program," la direcci6n del trafico. Massachusetts Highway Department, Massachusetts, 1995. El modele SOLVENT, ha sido validado contra los datos re 6. "Technical Committee on Road Tunnels-Report" XXth World 9 copilados en el Memorial Tunnel Fire Ventilation Test Program • Road Congress, World Road Association (PIARC), Montreal, El modelo SOLVENT esta disponible, bajo licencia, en Parsons Canada, 1995. BrinckerhoffQuade & Douglas, Inc. en Nueva York y en Inno 7. Subway Environmental Handbook, Volume II-Subway Envi ronment Simulation Computer Program-SES Version 4, Part 1 vative Research, Inc., en Minneapolis.
Modelos de Egreso de Emergencia 8.
EI software para la modelizaci6n de la evacuacion, como S1 MULEX, puede emplearse para simular el movimiento de es cape de las personas hasta un punto seguro, durante los incidentes dentro de mneles de carretera. Los algoritmos para el movimiento de los individuos, se basan en datos de la vida real. El programa muestra graficamente en la pantalla, el proceso de evacuaci6n, con vista en planta de los pasajeros que se mueven hacia las salidas de 0 hacia los pasillos transversa les y predice dande ocurren los puntos de obstrucci6n de las sa lidas dentro del mneL Los tiempos de egreso ca1culados por este
9.
10. 11.
User's Manual, Parsons BnnckerhoffQuade & Douglas, Inc. for United States Department ofTransportation, Federal Transit Ad ministrator, Washington, DC, 1997. Federal Highway Administration, Offices of Research and De velopment, Users Guide for the Tl./JI.'VEN and Duct Programs, Report No. FHWA-RD-78-187, Washington, DC, Jan. 1980. BechteIIParsons Brinckerhoff, "Memorial Tunnel Fire Test Ven tilation Program-Phase IV Report," prepared for Massachusetts Highway DepartmentJFederal Highway Administration, Massa chusetts, 1999. Integrated Environmental Solutions, Ltd., SIMULEX Users Man ual, 1998, IES Limited, Glasgow, UK. EUREKA Project EU 499: FIRETUN, Fires in Transport Tun nels, Report on Full Scale Test, edited by Studiengese\lschapies Stahlanwendung e. v., Dusseldorf, Germany, Nov. 1995.
CAPiTULO 5
•
Protecci6n contra incendios para los tunefes de carretera
C6digos, Normas y Practicas Recomendadas NFPA La consulta de los siguientes c6digos y normas de la NFPA propor cionani informaci6n adicional sobre los sistemas de protecci6n contra incendios para runeles de carretera, discutidos en este capitulo. (Con suite la ultima versi6n del catalogo de la NFPA para conocer la disponi bilidad de las ediciones actuales de los siguientes documentos.) NFPA 10, Standardfor Portable Fire Extinguishers NFPA 14, Standardfor the Installation ofStandpipe, Private Hydrant, and Hose Systems NFPA 20, Standardfor the Installation ofStationary Pumps for Fire Protection NFPA22, Standardfor Water Tanksfor Private Fire Protection NFPA 30, Flammable and Combustible Liquids Code
12-79
NFPA 70, National Electrical COde'F) NFPA 72®, National Fire Alarm Code® NFPA JOJ®, Life Safety Code® NFPA 130, Standardfor Fixed GUideway Transit and Passenger Rail Systems NFPA 241, Standardfor Sqfeguarding Constnlction, Alteration, and Demolition Operations NFPA 259, Standard Test Method for Potential Heat ofBuilding Afaterials NFPA 502, Standardfor Road Tunnels, Bridges, and Other Limited Access Highways NFPA 520, Standard 017 Subterranean Spaces NFPA 1963, Standardjor Fire Hose Connections
Recopilado por
Vytenis Babrauskas
TABLAA.1
Calor de combustion y propiedades relacionadas para sustancias puras y simples
Material acetaldehido acetato de vinilo acetato de etilo acetileno acetona acido acetico acido benzoicoa acido formico acido hidrazoico acrilato de etilo acrilonitrilo acroleina d-alcanfo~
alcohol bencilico Aleno -+ propadieno iso amil alcohol anhidrido maleicoa anilina azida-+acido hidrazoico benceno benzaldehido biciclohexilo bromuro de vinilo 1,2 butadieno 1,3 butadieno 1,3 butadieno-+diacetileno n-butano iso-butano 1-buteno n-butilamina carbono a celulosaa cianogeno cianuro de hidrogeno ciciobutano ciclohexano cicioxilamina ciclohexeno ciclopentano
Relacion TempeOxigenol ratura Combus. de ebu en peso Uici6n Tb eC) ro
Calor la- Capacidad Capacidad calorifica tente de calorifica evapora delliquido del vapor Cp1 Cpv cion L1hv (kJlkg_°C) (kJ/kg) (kJIkg-°C)
W
L1hg
Peso mole cular
Bruto
L1h~ Neto
(MJI
(MJI
kg
kg)
kg)
O2 )
C2 H4 O C4 Hs0 2 C4 Hs0 2 C2 H2 C3H60 C2 H40 2 C7 H60 2 CH 2 0 2 HN3 CS HS02 C3H3 N C3H4 O C 1o H1SO C7 HaO
44,05 86,09 88,10 26,04 58,08 60,05 122,12 46,03 43,02 100,12 53,06 56,06 152,23 108,13
27,07 24,18 25,41 49,91 30,83 14,56 26,43 5,53 15,28 27,44 33,16 29,08 38,75 34,56
25,07 22,65 23,41 48,22 28,56 13,09 25,35 4,58 14,77 25,69 31,92 27,51 36,44 32,93
13,81 13,54 12,89 15,70 12,96 12,28 12,90 13,15 79,40 13,39 14,11 13,77 12,84 13,09
1,816 1,673 1,816 3,072 2,204 1,066 1,965 0,348 0,186 1,918 2,262 1,998 2,838 2,515
20,8 72,5 77,2 -84,0 56,5 118,1 250,8 100,5 35,7 100,0 77,3 52,5 203,4 205,7
583 167 367
1,94 2,00 1,94
501 395 415 476 690 290 615 505
2,12
467
2,00
1,24 1,05 1,29 1,69 1,29 1,11 0,85 0,98 1,02 1,14 1,20 1,17 0,82 1,19
C5 H12O C4H20 3 CSH7 N
88,15 74,04 93,12
37,48 34,49 18,77 18,17 36,44 34,79
12,67 14,01 13,06
2,723 1,297 2,663
132,0 202,0 184,4
501
2,90
1,50
478
2,08
1,16
CeHs C7 H60 C 12 H22 C2 H3Br C4 He C4 He
78,11 106,12 166,30 106,96 54,09 54,09
41,83 33,25 45,35 12,10 47,95 46,99
40,14 32,01 42,44 11,48 45,51 44,55
13,06 13,27 12,61 13,95 13,99 13,69
3,073 2,412 3,367 0,823 3,254 3,254
80,1 179,2 236,0 15,6 10,8 -4,4
389 385 263
1,72 1,61
1,05
2,42
0,53 1,48 1,47
C4 H10 C4 HlO C4 HS C4H11 N C CeH1005 C2 N2 HCN C4 Ha CeH12 CeH13N CeH,O CS H10
58,12 58,12 56,10 73,14 12,01 162,14 52,04 27,03 56,10 84,16 99,18 82,14 70,13
49,50 48,95 48,44 41,75 32,80 17,47 21,06 13,86 48,91 46,58 41,05 45,67 46,93
45,72 45,17 45,31 38,45 32,80 16,12 21,06 13,05 45,77 43,45 38,17 42,99 43,80
12,77 12,62 13,24 12,84 12,31 13,61 17,12 8,2 13,38 12,70 12,79 12,99 12,80
3,579 3,579 3,422 2,994 2,664 1,184 1,230 1,480 3,422 3,422 2,984 3,311 3,422
-0,5 -11,8 -6,2 77,8 422,0
2,30
1,68 1,67 1,53 1,62 0,71
F6rmula quimica
L1h~/'O
(MJI
372
-----
2,57
933
2,61
357
1,84
1,12 1,33 1,29 1,26
371 389
1,80 2,23
1,28 1,18 (continua)
A-1 ------~-
2,10
1,16 -21,2 25,7 12,9 80,7 134,5 82,8 49,3
Vytenis Babrauskas, Ph.D., es presidente del Fire Science and Technology, Inc., en Issaquah, Washington.
............
2,15
~~--------------~
A-2
AP~NDICEA
•
Cuadros y tab/as
Formula quimica
Ps
Re/aci6n TempeOxigenol ratura Combus. de ebuen peso Ilici6n Tb rC) ro
latente de evapor
Capacidad Capacidad calorifica calorifica delliquido del vapor
Neto (MJI kg)
49,70 46,57
13,61
3,422
-32,9
3,64
0,549
-28,3
20,02 16,86 34,26 32,64 43,40 41,20
11,97 12,98 12,90
1,408 2,515 3,195
-13,8 202,2 152,3
45,49 42,63 47,64 44,24 46,60 45,72
12,70 12,69 15,89
3,356 3,486 2,877
195,8 174,1 10,3
79,80 6,02 43,17 33,79 23,56
23,02 10,65 12,58 13,04 13,50
3,467 0,565 3,422 2,590 1,746
-92,5 39,7 174,0 34,6 120,0
38,66 35,25
13,24
2,662
6,9
45.70 42.79
13.15
3.254
220,0
260
60,10 88,10 88,10 76,13 104,14 30,07 46,07
32,95 26,57 26,83 6,34 42,21 51,87 29,67
30,03 24,58 24,84 6,34 40,52 47,49 26,81
14,10 9,66 9,77 5,03 13,19 12,75 12,87
2,130 2,543 2,543 1,261 3,073 3,725 2,084
25,0 105,0 101,1 46,5 145,2 -88,6 78,5
578 404 406 351 356
2,73 1,74 1,00 1,76
1,07 0,60 1,17
837
2,43
1,42
45,08 106,10 62,07
38,63 35,22 43,00 40,93 19,17 17,05
13,23 12,93 13,22
2,662 3,165 1,289
16,5 136,1 197,5
339 800
2,89 1,75 2,43
1,61 1,21 1,56
Peso molecular
42,08 ciclopropano C 3 He cloroetileno-+cloruro de vinilo cloroformo -+triclorometano 116,47 clorotrifluoretileno C2 F3 CI cloruro de metilo-+diclorometano 62,50 cloruro de vinilo C2 H3CI 108,13 m-cresol C7 HaO 120,19 cumeno C9 H12 decahidronaftaleno-+ cisdecaina 138,24 cis-decaina C 1OH1S 142,28 H n-decano C1O 22 50,06 C4 H2 diacetileno diamina-+ hidracina 27,69 diborano H6 B2 84,94 diclorometano CH 2CI 2 140,26 dietil ciclohexano C 1O H20 74,12 dietil €lter C4H 10O diisocianato de tolueno C9 H6N 20 2 174,16 2,4 diisocianatolueno-+ isopropil €lter diisopropil €lter-+isopropil €lter 45,08 dimetilamina C 2 H7 N dimetil anilina-+xilideno 166.30 dimetil decalina C 12 H22 dimetil €lter-+metil €lter 1,1 dimetil hidracina (UDMH) C2 HSN2 C4Hs0 2 1,3 dioxano 1,4 dioxano C4Hs0 2 CS 2 disulfuro de carbona estireno CsHs etano C2 HS C2 HsO etanal etena -+ etileno etilamina C 2 H7 N etil bencena C SH lO C2 Hs0 2 etilenglicol etil eter-+dietil €lter fenol a CeHsO formaldehido CH 20 fosgeno COCI 2 furano C4H4O glicerina -+glicerol glicerol C aHs03 a-D-glucosaa CS H 1 n-heptano C7 H 16 n-hepteno C7 H 1S C 1sH34 hexadecano CS H 1SSi 2 O hexametil disiloxano hexametileno tetramina-+metanoamina n-hexano CeH14 n-hexeno CS H12 hidracina H4N2 hidr6gena H2 metacrilato de metilo C SHS02 metanoaminaa C6 H12N4 CH 4 metano CH 4 0 metanol metilamina CHsN
Llh~
Llh~/ro (MJI kg O 2)
W Material
Continuaci6n
TABLAA.2 Llh~ Bruto (MJI kg)
2,00
79,80 6,54 46,30 36,75 24,32
2,00
Llhv
Cpi
Cpv
(kJ/kg)
(kJ/kg_°C)
(kJ/kg_°C)
1,92
1,33
188
1,34
0,72
399 312
2,00 1,77
0,86 1,13 1,26
309 276
1,67 2,19
330
1,18 1,87 2,34 1,65
360
1,21 1,65 1,47 1,75 0,60 1,52
1,60
94,11 30,03 98,92 68,07
32,45 18,76 1,74 30,61
31,05 17,30 1,74 29,32
13,05 16,23 10,74 13,86
2,380 1,066 0,162 2,115
181,8 -19,3 8,3 31,4
433
1,43
247 398
1,02 1,69
1,10 1,18 0,58 0,96
92,10 180,16 100,20 98,18 226,43 162,38
17,95 15,55 48,07 47,44 47,25 38,30
16,04 14,08 44,56 44,31 43,95 35,80
13,19 13,21 12,68 12,95 12,70 15,16
1,216 1,066 3,513 3,422 3,462 2,364
290,0
800
2,42
1,25
98,4 93,6 286,7 100,1
316 317 226 192
2,20 2,17 2,22 2,01
1,66 1,58 1,64
86,17 84,16 32,05 2,00
48,31 47,57 52,08 141,79 27,37 29,97 55,50 22,68 34,16
44,74 44,44 49,34 130,80 25,61 28,08 50,03 19,94 30,62
12,68 12,99 49,40 16,35 12,33 13,67 12,51 13,29 13,21
3,528 3,422 0,998 8,000 2,078 2,054 4,000 1,500 2,318
68,7 63,5 113,5 -252,7 101,0
335 333 1180
2,24 2,18 3,08
1,66 1,57 1,65 14,42
360
1,91
1101
2,37
100,11
140,19 16,04 32,04 31,06
-161,5 64,8 -6,3
2,23 1,37 1,61
TABLAA.1
Continuaci6n
Material
F6rmula quimica
2-metil 1-butanol-+ iso-amil alcohol metil cloruro-+ diclorometano meti! etil cetona C 4HaO metil ater C 2 HaO 1-metilnaftaleno C 11 H10 2-metil propano-+ iso-butano 2-metoxietanol C3 Ha02 monoxido de carbono CO naftalenoa C 10 He nitrato de metilo CH 3 N03 nitrobenceno CaHsN02 nitroglicerina C6 HSNOg nitrometano CH 3 N02 n-nonano C 9 H20 octametil-ciclo tetra CaH24Si404 siloxano n-octano C eH 18 Iso-octano CeHle 1-octeno CaHlO 1-octileno -+ 1-octeno oxido de etileno C2H4O 1,2 pentadieno CsHa n-pentano CSH12 1-penteno CSH lO perclorato de amonio a NH4CI04 propadieno C3 H4 propano C 3 Ha n-propanol C3 HsO iso-propanol C3 HaO propeno CsHa Iso-propilbenceno.... cumeno propileno ....propeno iso-propil eter C6 H14O propino C 3 H4 sucrosa a C12H220ll sulf6xido de dimetilo C 2 HaSO sulfuro de hidr6geno H2 S 1,2,3,4-tetrahidronaftaleno....tetralina tetralina ClO H 12 tetranitrometano CN 4 0 S tolueno C 7 HS 1,1,2-tricloroetano C2 H3CI 3 tricloroetileno C2HCI 3 triclorometano CHCI 3 tricloruro de etileno ....tricloroetileno tricloruro de vinilo .... 1.1 ,2- tricloroetano trietanolamina C 6 H1SN03 trietilamina C 6 H15 N trinitrato de glicerol .... nitroglicerina trinitrometano CHN 30 6 trinitrotolueno Cr HsN3 0 a trioxano C3 H60 3 urea CH 4ON 2 vinilacetileno C4H4 xileno CaHlO xilideno CaH11N
APENDICEA
.1h~/ro
Relacion TempeOxigenol ratural Combus. de ebu en peso llicion Tb (OC) ra
W
.1hg
Peso mole cular
Bruto
.1h~ Neto
(MJI
(MJI
kg
kg)
kg)
°2)
72,10 46,07 142,19
33,90 31,70 40,88
31,46 28,84 39,33
12,89 13,84 12,95
2,441 2,084 3,038
79,6 -24,9 244,7
76,09 28,01 128,16 77,04 123,11 227,09 61,04 128,25 296,62
24,23 10,10 40,21 8,67 25,11 6,82 11,62 47,76 26,90
21,92 10,10 38,84 7,81 24,22 6,34 10,54 44,33 25,10
13,03 17,89 12,96 75,10 14,90
1,682 0,571 2,996 0,104 1,625
15,08 12,69 14,56
0,699 3,493 1,725
124,4 -19 1 ,3 217,9 64,6 210,7 inestaole 101,1 150,6 175,0
114,22 114,22 112.21
47,90 47,77 47,33
44,44 44,31 44,20
12,69 12,65 12,92
3,502 3.502 3,422
44,05 68,11 72,15 70,13 117,49 40,06 44,09 60,09 60,09 42,08
29,65 47,31 48,64 47,77 2,35 48,54 50,35 33,61 33,38 48,92
27,65 44,71 44,98 44,64 2,16 46,35 46,36 30,68 30,45 45,79
15,23 13,60 12,68 13,04 3,97 14,51 12,78 12,81 12,71 13,38
1,816 3,288 3,548 3,422 0,545 3,195 3,629 2,396 2,396 3,422
102,17 40,06 342,30 78,13 34,08
39,26 48,36 16,49 29,88 48,54
36,25 46,17 15,08 28,19 47,025
12,86 14,45 13,44 15,30 16,77
2,819 3,195 1,122 1.843 2,817
132,20 196,04 92,13 133,42 131,40 119,39
42,60 2,20 42,43 7,77 6,77 3,39
40,60 2,20 40,52 7,28 6.60 3,21
12,90
3,147
12,97 11,02 12,05 9,60
149,19 101,19
29,29 43,19
27,08 39,93
151,04 227,13 90,08 60.06 52,07 106,10 121,22
3,41 15,12 16.57 10,52 47,05 42,89 38,28
3.25 14,64 15,11 9.06 45.36 40.82 36.29
(MJI
•
Cuadros y tab/as
Calor latente de evapor .......
A-3
Capacidad Capacidad calorifica calorifica delliquido del vapor
.1hv
Cpl
Cpv
(kJ/kg)
(kJ/kg_°C)
(kJ/kg_°C)
434
2,30
323
1,58
583
2,23
409 330 462 567 295 127
1,18 2,04 1,52 1,49 1,74 2,10 1,88
125.6 117.7 12"',3
301 272 301
2,20 2,15 2,19
1,65 1,65 1,59
10,7 44.9 36.0 30.0
405 357 359
1,97 2,21 2,33 2,16
1,10 1,55 1,67 1.56
686 663
2,23 2,50 2,42
1,44 1,67 1,45 1,48 1,52
67,8 -23,3
286
2,14
189.0 -60,3
677 548 425 196 360 260 245 249
1,64
1,19
3,126 0.660 0.548 0,335
207,0 125,7 110,4 114,0 86,9 61.7
1,67 1,11 1,07 0,97
1,12 0,67 0,61 0,55
15,30 12,95
1,770 3,083
360,0 89,5
303
2,22
1,59
19,80 14.17 11,34 14,76 12,90 12,79
0,740 1,066 0,799 3,073 3,165 2,838
inestable 240.0 114.5
322 450
1,40
-34,6 -42,2 97,2 80.3 -47,7
1,24 1,89
5,1 138-144
192,7
"Indica que la sustancia esta en forma s61ida cristalina; si no. es Ifquida si Tb> 25°C y gaseosa si Tb< 25°C. Fuentes: Referencias 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15.
343 366
1,72 1,77
1,43 1,43 1,12
1,04 1,03 0,99
0,94 1,65
1,55 1,51 1,14 1,00
1,55 1,41 1,21
TABLAA.2
A-4
Calor de la combusti6n y propiedades relacionadas para los plasticos LJh~/ro
Material acetato de celulosa (triacetato) acetato de celulosa-butirato acetato de polivinilo acido polihidrocianico acrilonitrilo-butadieno estireno, copolimero alcohol de polivinilo(PVOH) aramida-aril ester copolimero aril eter de hexafluorbisfenol-A y oxido de trifenilfosfino bisfenol A ester cianato bisfenol A epoxi bisfenol A epoxi,cura catalitica (fenoxi A) bisfenol E ester cianato bisfenol Mester cianato buna N butadieno-acrilonitrilo, 37% copollmero butadieno/estireno, 8,58% copolimero butadieno/estireno, 25,5% copollmero butiral de polivinilo caucho EPDM (copollmero de polietileno, polipropileno y un dieno mon6mero no conjugado) caucho de nitrilo (copolimero de polibutadieno y poliacrilonitrilo) cloruro de polivinilideno cloruro de polivinilo epoxi Novolac, cura catalitica (fenoxi-N) epoxi, reducida epoxi, sin endurecer espuma de formaldehido de urea espuma de poliestireno espuma de poliestireno,FR espuma de polisocianurato espuma de poliuretano espuma de poliuretano, FR espuma de polivinilo fenol formaldehido-espuma fluoruro de polivinilideno fluoruro de polivinilo formaldehido de urea Halar (copolimero de poletileno, polipropileno y un dieno monomero no conjugado) hexafluorobifenol A ester cianato Hypalon Kalrez melamina formaldehido (Formica) metacrilato de polimetilo
Formula unitaria
Peso molecular W
C12H160S C12H1S07 C4H60 2 HCN
288,14 274,27 86,05 27,02
C2H4O C14H1002N2 C33H2103F6P C17H1402N2 C11.ssH20,3702.S3No,3 C21 H24O
44,03
212,10
C16H120zNz C2sH2402Nz
(MJI LJhX Bruto (MJlkg)
LJh~ Neto
18,88 23,70 23,04 23,26 35,25
17,66 22,3 21,51 22,45 33,75
13,25 14,67 12,86 15,71
25,00 25,27 26,50
23,01 24,35 25,74
12,66 11,68 13,35
29,92 33,53 32,50
28,81 31,42 30,79
12,84 13,41 11,40
29,38 34,39 34,9 39,94
28,38 33,06
13,01 13,20
(MJ/kg)
kg °2)
Capacidad Relaci6n calorifica oxigeno/ del solid Cps combust. en peso fa (kJ/kg_°C) 1,333 1,517 1,673 1,480
1,34 1,70
1,41-1,59 1,817
1,70
2,343
C4,1S HS.09
56,30
44,84
42,49
13,11
3,241
1,94
C4•60 Hs,29
61,55
44,19
41,95
13,07
3,209
1,82
CSH1402
142,10
32,90 47,23
30,70
13,00
2,365
41,43
C2H2CI 2 C2H3CI ClO H11 O
96,93 62,48
10,52 17,95 31,37
10,07 16,90 29,73
12,21 12,00 11,15
0,825 1,408
C39H400a,5 C31H3605.5
644,74 496,63
30,27 32,92 14,80 39,7 41,2-42,9 23,0-26,3 26,1-31,6 24,0-25,0 22,83 27,9-31,6 14,77 21,70 15,90 13,60
28,90 31,32
13,01 13,05
2,221 2,400
26,7-30,4 14,08 20,27 14,61
11,80 11,26 10,60 13,31
2,427 1,250 1,912 1,098
1,60-2,10
18,25
12,23
18,52
12,51
1,481
1,46
24,88
12,97
1,919
1,44
C15H1202 C2H2Fz CZH3F C3Hs0 2N2
224,17 64,02 46,02 102,05
CeH6N6
162,08
18,71 28,47 6,55 19,33
CsHa02
100,06
26,64
C17Ha02N2Fs
1,34 0,90-1,20
35,6-40,8 22,2-26,2 23,2-28,0 1,30-2,10 1,70 1,38
TABLAA.2
APEND~CE A
Continuaci6n
Material Novolac ester cianato Noryl (oXldo de polipropileno/poliestireno) nylon 6 nylon 6,6 nylon 11 (Rilsan) 6xido de polietileno 6xido de polifenileno 6xido de polipropileno poliacenaftaleno poliacrilonitrilo poli(acrilonitrilo butadien~ estireno)(ABS) pOlialiftalato poliamideimida (PAl) poliamida -+ nylon polibencimidazol(PBI) polibenzoxacina de bifenol A/anilina (b-a benzoxacina) poli-1,4-butadieno poli-1-buteno poli(1-4 butanodiol tereftalato)(P B I) policarbonato policarbonato de bifenol-A (PC) policlorotrifluoretileno policlorotrifluoroetileno (PCTFE, Kel-F) polidifenilbutadieno poliester de hidroxibenzoico y acidos hidroxinaftoicos poliester, insaturado polieter cetona (PEK) polieter cetona cetona (PEKK) polieter, clorado polleter eter cetona (PEEK) polieterimida (PEl) po lietileno polietileno (PE) pOlietilenotereftalato (PET) polifenilacetileno poliformaldehido poliimida (PI) poliisobutileno -+ poli-1-buteno poli-3-metil 1-buteno poli-Q-metilestireno poli(metilmetacrilato) (PMMA) pOli-4-metil-1-penteno polinitroetileno polioximetileno (POM) polioxitrimetileno poli-1-penteno polipropileno poli-I'-propiolactona poli (p-fenilenbenzobisoxasol) poli(1,4-fenilenetersulfona) (PES) poli( m-fenilenoisoftalamida) poli(6xido de fenileno) (PPO)
F6rmula unitaria
Cuadros y tab/as
~h; Neto (MJ/kg)
~h~/ro (MJ/ kg °2)
28.61 27,65
27.77
12.99
Peso molecular
~h~ Bruto
W
(MJ/kg)
C24H1S0sNs
•
Capacidad calorifica oxigenol del s61id combust. Cps en peso rQ (kJ/kg-°C)
Re/aci6n
CSH11NO C12H22N202 C 11 H 21 NO CZH40 CeHeO C SH60 C 12 He CaHsN C 1sH 17 N
113,08 226,16 183,14 44,02 120,09 58,04 152,14 53,04
30,1-31,7 31,6-31,7 36,99 26,65 34,59 31,17 39,23 32,22 39,84
28,0-29,6 29,5-29,6 34,47 24,66 33,13 28,90 38,14 30,98 38,07
12,30 12,30 12,33 13,57 13,09 13,11 12,95 13,7 13,04
2,335 2,405 2,796 1,817 2,531 2,205 2,945 2,262
C 14H14O ClsHeOsN2
198,17
27,74 24,97
26,19 24,31
9,54 12,94
2,745
22,22 34,89
21,36 33,46
8,94 12,88
C2oH12N4 C31H3002N2
A-5
1,52 1,70 1,70-2,30 1,34
1,50
C4 H6 C4He C12H1204
54,05 56,05
45,19 46,48 27,91
42,75 43,35 26,71
13,13 12,65 14,13
3,256 3,426
1,88
C 16 H140 3 C16H1403 C2F3 CI C2F3 CI
254,19
30,99 31,53 1,12 6,17
29,78 30,32 1,12
13,14 13,37 2,04
2,266
1,26
0,549
0,92
C 16H1Q C38H22010
202,18
39,30 26,54
38,2 25,80
13,05 13,27
2,928
Cs,77 H6.2S 0 1,63 C 13He0 2 C2oH1203 C sHeOCI 2 C19H1203 C32H2406N2 C 2 H4 C 2H4 ClO Ha04 C SH6 CH 20 C22H100sN2
101,60
21,6-29,8 31,07 31,15 17,84 31,07 29,59 46,2-46,5 47,74 24,13 40,00 16,93 26,03
20,3-28,5 30,17 30,27 16,71 30,16 28,70 43,1-43,4 44,60 23,22 38,70 15,86 25,45
11,90 13,20 13,20 12,45 13,24 13,27 12,63 13,01 13,93 13,00 14,88 13,81
2,053
CS H10 C 9 Hl0 CsHa02 CaH12 C 2Ha0 2N CH 20 C SH60 C SH lO CS H 6 C SH40Z C14H60zN2 C 1zHaO sS C14H1002N2
70,06 118,11
46,55 42,31 26,86 46,52 15,96 16,93 31,52 45,58 46,37 19,35 29,18 25,42 26,45
43,42 40,45 25,10 43,39 15,06 15,65 29,25 42,45 43,23 18,13 28,62 24,66 25,53
12,67 13,00 13,07 12,67 19,64 14,68 13,27 112,3 9 12,62 13,62 14,43 14,30 12,25
116,47
154,97
28,03 192,11 102,09 30,01
84,08 73,03 30,01 58,04 70,06 42,04 72,14
1,20-2,30
1,342
3,425
1,83-2,30
2,978 1,066
1,46
3,426 3,116 3,425 0,767 1,066 2,205 3,426 3,824 1,331
2,10
(continua)
A-6
APENDICEA
•
Cuadros y tablas
Continuaci6n
L1h~
Material poli(fenileno sulfuro)(PPS) poll (p-fenileno teraftalamlda) pOliisopropeno poli-1-sulfona de hexeno polisulfonas,buteno pOlisulfona de bifenol-A (PSF) polisulfuro politetrafluoroetileno(PTFE) politetrahidrofurano poliurea poliuretano suboxido de policarbono sulfoqa de polipropileno terefialato de polietileno Teflon FEP (copolimero de hexafluoropropileno y politetrafluoroetileno) Tefon PFA (copolimero de politetrafluoroetileno y perfluoro (propil vinil Elter) Tetzel (ETFE; copolimero de politetrafluoroetileno y polietileno) tetrametilbisfenol Fester cianato Vespel (poliimida) Viton A (copolimero de polyvinilidenofluoruro y hexafluoropropileno)
TABLAA.2
Formula unitaria C SH4S C14H1002N2 CsHa CSH12S02 C 4HaSO z C27H2204S S C2 F4 C4HsO C15H1S04N4 Ce,sH 7,l N0 2,1 CS0 2 C 3 HsS02 ClO He04
Peso molecula rW
68,06 148,13 120,11 32,06 100,02 72,05 318,20 130,30 68,03 106,10 192,11
Relaci6n Capacidad oxigenol calorifica Iro del solid (MJI combust. kg en peso Cps
(MJ/kg)
L1h~ Neto (MJ/kg)
28,39 26,92 44,90 29,78 24,04-26,47 30,28 9,72 5,00 34,39 24,91 23,90 13,78 23,82 22,18
27,58 26,00 42,30 28,00 22,25-25,01 29,19 9,72 5,00 31,85 23,67 22,70 13,78 22,58 21,27
13,30 12,48 12,90 14,40 14,79 13,22 9,74 7,81 13,04 13,45 13,16 14,64 16,64 12,77
29,94
12,72
L1h~ Bruto
O2)
ra
3,291 1,944 1,598 0,998 0,640 2,443 1,760 1,725 0,941 1,357 1,666
(kJ/kg_°C)
1,30
1,02
1,75-1,84
1,00
6,11
C 2 H 4 F4
16,88
C19H1802N2
31,23 26,11 15,06
Fuentes: Referencias 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27,
TABLA A.3
Calor de combustion de diversas sustancias Material
Material aceite - castor - coco - colza -linaza mineral oliva semilla de algodon - sesamo - solar - soya acetato (ver acetato de celulosa) algod6n almidon azufre rombico - monoclinico carbon - antracita - bituminoso carbon vegetal caucho buna N - butilico
13,3 37,32 39,71 39,2-39,4 45,8-46,0 39,6 39,04 39,54 41,8 39,54 16,5-20,4 17,6
30,9-34,6 24,7-36,3 33,7-34,7 34,7-35,6 45,8
34,77 37,29
36,25 37,20 37,14
16,2 9,28 9,29 30,5-34,2 23,6-35,2 33,2-34,2.
espuma de latex GRS - isopreno (natural) CsHe - neumaticos celuloide (nitrato de celulosa y alcanfor) coque corcho cuero dinamita epoxi, C ll ,SH20,402,e NQ,3 Ce,064H7 ,S500 1,222 fibra acrilica fibra de acetato de celulosa, CSH120S fibra de diacetato de celulosa, C lO H140 7 fibra modacrilica fibra de nomex (isoftalamida de polimetafenileno), C14Hl002N2 fibra de ray6n fibra de spandex fibra de triacetato de celulosa, C12H1608
33,9-40,6 44,2 42,3 44,9 32,6 17,5-20,6 16,4-19,2 28,0-31,0 28,0-31,0 26,1 18,2-19,8 5,4 32,8-33,5 31,1-31,4 30,6-30,8 17,8-18,4 16,4-17,0 18,7 24,7 27,0-28,7 13,6-19,5 31,4 18,8 (continua)
APENDICE A
TABLAA.3
•
A-7
Continuacion
LJh; Bruto LJh~ Neto
LJh; Bruto Material
(MJ/kg)
- pino blanco - tablero duro manteca de cerdo mantequilla nafta neopreno, CsHsCI - goma - espuma nitrate de celulosa, CeHgNl°yfC6HaN2°glCeH7N3011 paja papel estraza revista prensa - cera parafina polvo de pedernal polvo para voladuras silicona - goma (SiC 2H6O) - espuma sisal tabaco trigo turba vaselina (C7,11SH12,95700,091)
19,2 19,9 40,1 38,5 43,0-47,1 24,3 9,7-26,8 9,11-13,48
Material fuel-oil
Cuadros y tab/as
N.O 1 N.o 6
gasolina grasa animal harina de madera jet fuel (combustible de reactor) - JP1 - JP3 JP4 JP5 juntas - pOlietileno ciorosulfatado (Hypalon) - fluoruro de vinilideno/hexa fluorpropileno (Fluorel, Viton A) keroseno (jet fuel A) lana lanolina (grasa de lana) lignina lignito madera - abedul abeto Douglas arce haya picea - roble rojo
46,1 42,5 46,8 39,8 19,8
46,6 45,9 28,5
43,7
43,0 43,5 43,5 43,0
14,0-15,1
43,3 46,4
20,7-26,6
40,8
24,7-26,4 23,4-25,1 22,4-33,3
18,7 20,0
19,6 21,0
19,1
17,8 18,7 20,0
20,4 21,8
20,2
18,7
15,6 16,3-17,9 12,7 19,7 21,5 46,2 3,0-3,1 2,1-2,4 15,5-16,8 14,0-19,5 15,9 15,8 15,0 16,7-21,6 45,9
LJh~ Neto (MJ/kg)
17,8
40,9-43,9
43,1
Fuentes: Referencias 7, 9, 16, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36.
NOTAS A LAS TABLAS A.1, A.2, A.3 Y A.4 Calores de Combustion: Por definicion, el calor de com bustion es la entalpfa de la reaccion cuando un combustible y un oxidante se hacen reaccionar en condiciones normales y gen eran productos en condiciones estandar. Solo es posible obtener un valor unico para el calor de la combustion si se especifican completamente esas condiciones?.40 En los trab~ios de com bnstion normal las condiciones normales se toman como signe: 1. EI combustible y el oxidante se introducen a una presion de una atmosfera y a 2S0C de temperatura (298°K). Se extrae una cantidad de calor ignal al calor de combustion, de forma que los productos tambien esten a 2SoC y a una at mosfera, 2. EI oxidante es oxigeno gaseoso. 3. Los productos principales son H 20 liquido,C0 2 gaseoso y N z gaseoso. No se forma CO. 4. Para los combustibles que contienen azufre, los productos normales incluyen HzS04.11SH20. Para los combustibles que contienen cloro se han utilizado "estados de referen cia" que consisten en HCllfquido, en solucion acuosa 0 en Cl 2 gaseoso. S. En la combustion de siliconas, el silicio se transforma en silice amorfo, Si02.
EI estado del combustible (solido, Hquido 0 gaseoso) no esta estandarizado y se debe especificar, Entonces, el calor de com bustion tal como se ha defmido anteriormente se considera el valor bruto 0 maximo y generalmente se establece en un calorimetro de bomba de oxigeno 4Lpara los materiales comunes el valor es una cifra negativa, sin embargo, generalmente se incluye enla defini cion un signo negativo para que el calor de combustion tenga un valor positiv042 . El calor de combustion, la entalpfa de la com bustion, el valor calorico y el poder calorico son sinonimos, siendo los dos ultimos los que mas se utilizan en la industria. En muchos casos, los productos no se enfrian hasta los 2SoC, Para pequefias diferencias de temperatura, los cambios en los val ores efectivos se pueden tomar como SO), donde se encuentra la capacidad calorifica del producto a presion constante. Para man tener esta relacion, la curva de entalpia tiene que ser bastante plana y no puede inc1uir la condensacion. Por 10 tanto, con fre cuencia es mas conveniente defmir un calor de combustion mas bajo, 0 un valor neto, donde los productos estan ignal que antes excepto que el H20 permanece en estado gaseoso (y el azufre, si existe, se convierte en S02 gaseoso). La relacion entre los valores para combustibles simples puede expresarse como: f..h~
Donde
f..h~ - 0,2183 [%H]
A-a
APENDICE A
TABLA A.4
•
Cuadros y tablas
Calores de combusti6n para metales Material
Elementos puros aluminio berilio estafio hierro magnesio manganese molibdeno niquel tEmtalo titanic zinc zirconio Aleaciones de cobre bronce (88Cu/10 Sb 12 Zn) laton amarillo (60 Cu/40Zn) laton rojo (85 Cu/15 Zn) laton de cartuchos (70 Cu/30 Zn) Aleaciones de hierro aceros al carbona aceros inoxidables Aleaciones de niquel Incone 600 Monel 400
.dhc (MJ/kg) 31,04
2,46 4,87 24,72 7,01 6,13 4,10
5,66 3,73 19,71 5,37 12,07
2,64 2,89 3,33
3,62 7,4-7,5 7,7-8,4
5,40 3,60
Fuentes: Referencias 37, 38, 39.
l1hl
= calor minimo de combustion (MJlkg)
M:
=
[%H]
calor maximo de combustion (MJ/kg) porcentaje de hidrogeno en el combustible, en peso
En la practica, rara vez se completa la combustion. Por ejemplo, algo de carbono se transforma en CO en lugar de CO2 , Las reacciones con combustibles que contienen azufre, c1oro u otros halogenos pueden generar una variedad de productos, de pendiendo de las condiciones exactas de la reaccion. La com busti6n incompleta actua para disminuir el calor de combusti6n. No existen reglas generales sencillas que ayuden a determinar el grado de combusti6n incompleta. Ademas los materiales explo sivos y propulsores rara vez experimentan reacciones donde el H 20 y el CO2 son los productos principales; por 10 tanto, sus cal ores de explosion 0 reacci6n tenderan a ser muy diferentes al calor de combustion. Aunque en la definici6n no se describe el estado de los re activos, generalmente este se toma como el estado natural a pre sion y temperatura ambientes. Sin embargo, en algunas referencias se asume el estado gaseoso de combustibles como el benceno 0 el metanol, a pesar de que normal mente se consideran como combustibles Hquidos. El calor de combustion de los com bustibles en estado gaseoso es mas alto que cuando estos se en cuentran en estado Hquido por una cantidad igual al calor de vaporizaci6n del combustible a 25°C. Para la combustion de
combustibles phisticos, el estado de referencia mas conveniente es la fase solida. En tales casos, para calcular el calor liberado en una aplicacion dada, no es necesario restar el calor de gasifi cacion del calor de combustion. Los calores de combustI6n (por kg de combustible) estan listados en las Tablas A.l, A.2 Y A.3. En las Tablas A.I y A.2 tambien se incluyen los val ores ro' la relacion estequiometrica de mas a oxigeno-combustible. Puede observarse como los calores varian algo para cada combustible. Sin embargo, recientemente, cada vez mas se utilizan diserios de ingenieria a partir de la ob servacion de que el calor de combusti6n por kg de oxigeno con sumido es casi constante para la mayoria de los combustibles organicos. Se puede demostrar que un valor de ro de l1hl ro = 13,1 MJ/kg de O2 es casi constante. 43 Asumir que el calor de combustion por kg de oxigeno es con stante, es uti I en las mediciones de la tasa de liberacion de calor y para los problemas de combustion con poco aire. Para algunos combustibles es mas conveniente expresar los calores de combustion por medio de ecuaciones 0 graficas en lugar de tablas. Dos de estos ejemplos son las maderas y ciertos productos derivados del petroleo. Genera1mente, el calor bruto de combustion para las maderas secas es cercano a los 18-21 MJ/kg. Sin embargo, este valor varia segun la especie y con la parte de la planta. Ademas, cLiando la madera arde, primero se liberan y queman los pirolizados, los cuales tienen un valor calorifico mas bajo, seguidos por la combustion del carbOn que queda, el cual tiene un valor mas alto. La siguiente correlacion empirica puede derivarse y aplicarsc a tOda8 las especies, siem pre y cuando se conozca el porcentaje de carbono por peso. 44 Ah~
= 0,43] [%C] - 1,527
donde l1h~ se encuentra el calor bruto de combusti6n para la madera scca (MJ/kg) y [C] es d porcentaje de carbono, POf peso. Esta correlacion se puede apliear igualmente a la madera car bonizada y a los pirolizados de madera, siempre que se conoz can sus analisis defmitivos. Para los combustibles hllmedos, se debe hacer una correcci6n adlcional: Ah~.eJf = .6hc(1
M1100)
0,0257 M
Donde M es el porcentaje de agua en el combustible. Mas bajo calienta la combusti6n, si es :l.ccesario, puede ser determinado segUn 10 observado arriba. Para los productos derivados del petroleo hay disponibles una serie de reglas empiricas para calcular sus propiedades ter moquimicas, que se basan en el peso especifico 0 en grados API45 (ver TablaA.9). Generalmente no se requiere la determi nacion del calor de combustion exacto por calorimetria para los productos tipicos derivados del petroleo, los cuales incluyen petr61eo crudo, aceites combustibles, querosenos y productos volatiles. Estas reglas empiricas son las siguientes: Calor de combustion .6h~
= 52,12 - 8,79d'!'
O,14d (MJ/kg)
APENDICE A
TABLAA.5
•
Cuadros y tab/as
A-9
Va/ores de/ fndice de oxigeno Valor del indice de
Material metanol benceno azufre poliacetal polioximetileno acetona cera de vela algodon aceite mineral tfpica espuma de poliuretano acetato de celulosa espuma de estireno-butadieno-goma espuma de polibutadieno espuma de goma natural polimetilmetacrilato polietileno polipropileno pOliestireno poliacrilonitrilo papel, filtro de celulosa polibutadieno
ASS triacetato de celulosa goma de poliisopropeno rayon polimetil siloxano (silicona fluida) celulosa acetato-butirato de celulosa resina epoxi tereftalato de polietileno
11-12 13-16 13,6 14,9 15,7 16,0 16,0 16,0-18,5 16,1 16,5 16,8 16,9 17,1 17,2 17,3 17.4 17.4 17,6-18,3 18,0 18,2 18,3 18,3-18,8 18,4 18,5 18,7-18,9 18,9 19,0 19,6 19,8 20,0
Material nylon madera de abedul fibras de poliester resina fenolica laminado de papel fen61ico alcohol de polivinilo policarbonato fluoruro de polivinilo abeto rojo lana goma de neopreno fibras de Nomex fibras modacrflicas oxido de polifenileno goma silicona polisulfona cuero polvo de carbon resina fenol-formaldehido poliamida cloruro de polivinilo fibras de Kynol polibenzoamidazola fluoruro de polivinilideno cloruro de polivinilo, clorado negro de carbon cloruro de polivinilideno policlorotrifluoretileno politetrafluoroetileno
Valor del indice de
20.1-26.0 20.5 20.6 21.0 21.7 22.5 22.5-28.0 22.6 23.0 23.8 26.3-40.0 26.7-28.5 26.8 29.0 30.0 30-32 34.8 35.0 35.0 36.5 37.1-49 38.0 40.6-41.5 43.7 45-60 56-63 60 95 95
alos valores de esta Tabla se han determinado usando la Prueba de Oxigeno ASTM (D2863) Y representan valores tipicos para materiales que no tienen retardantes del fuego. la adicion de retardantes del fuego a los polimeros puede aumentar sustancialmente el valor medido del indice de oxlgeno. Fuentes: 47,48,49.
Tanto por ciento de hidr6geno
[%H]
= 26 - 15d
Calor de vaporizacion a 25°C
Mv
=
240 d (kJ/kg)
Calor especifico a 25°C, estado Hquido
Specific heat at 25°C, vapor
c:"v = Cpt
380 (J/kg"C)
En todas las rei adones anteriores, d = peso especffico a 15,6°C (60°F). Para la conversion a partir de grados API, ver la Tabla A.9. La relacion para [%H] puede usarse para obtener el calor neto de combustion, de acuerdo con la ecuacion general presentada anteriormente. Un metodo mas detallado, que re qui ere la determinacion adicional del porcentaje de aromaticos, de la volatilidad y del contenido de azufre, esm disponible como un metodo ASTM45 • En algunos casos las propiedades de combustion, in c1uyendo el calor de combustion son convenientes para quemar metales. En cada caso, el producto especffico de la combustion es un oxido memlico estable en forma cristalina. La Tabla A.4 con tiene un listado de los calores de combustion para algunos met ales comunes. Para mayores detalles consulte las referencias?7,47 Tambien se listan en las tablas, cuando estan disponibles, el punto de ebullici6n, las capacidades calorificas de las fases Iiquidas, de vapor y solidas, tomadas a presion constante, y el calor latente de vaporizacion. Para los casos en que se desee el calor total de vaporizacion (por ej., el calor necesario para con
A-10
APENDICE A
TABLAA.6
•
Cuadros y tablas
Propiedades diversas de plasticos y otros combustibles
Material
ABS abeto Douglas abeto rojo benceno liquido celulosa cloruro de polivinilo espumas fenolicas, rigidas espumas de polietileno espuma de polietileno, clorada espumas de poliestireno, rigidas espumas de poliisocianurato, rigidas espumas de poliuretano, flexibles estireno liquido fibra de vidrio, FR nylon 6/6 papel corrugado policarbonato polietlleno poliestireno polimetil-metacrilato polioximetileno polipropileno politetrafluoroetileno
Flujo minima radiante para la Densidad ignicion (kg/m3) (kW/m2)
Velocidad minima de perdida de masa para la ignicion
(g/m2-s)
Energia requirida para la Ignicion
(kJ/m 2)
Area de Calor extincion Temperatura efectivo de especifica de ignicion gasificacion de humo (K) (MJ/kg) (m 2/kg)
3,2 1,8 1,7-5,5
740
11
650-770 420-920
1.305 67 36-143
21 45 19-22
5,5 2,5-2,6
3,320 390 1 430-1 780
780 944 761-807
3,5 1,7-2,5 3,7 1,5-2,7 2,1-3,1
16-34
18-27
4,9-6,3
1 200-3200
751-831
1,3-3,1
33-36
23
5,5-6,8
850-930
798
4,5
29-47
16-30
5,3-7,2
150-770
729-852
1,2-2,7
100-500
3950
740
0,64 1,7-2,2 2,3 2,2 2,1 1,5-2,7 1,7 1,6 2,4 1,4-2,0
780,920 250-370 410
7
920 1050 1170 1400 905
19 29 18 17 20 43
2,5 4,0 4,4 4,5 2,7
1 500-5100 1300-6400 1300-4200 2100-6000 1000-3500 9000
730
761 846 751 740 771 933
Hollin generado (kg hollin/kg material)
80-130 0,0002-0,018 830-900 10-15 1100-1400 0,23 360-810 1010-1360 940-1,300
290-510 730-1430 110-260 0-10 380-610
0,14
0,012 0,07-0,09 0.02
Fuentes: Referencias 51, 52, 53, 54, 55, 56.
vertir un Iiquido a 25°C en gas), se puede hacer una estimaci6n anadiendo a ilhv la cantidad Cpl (Tb - 25). Se pueden obtener valores mas exactos usando las tab las de entalpia. 5,38 En algunas aplieaeiones comunes, especialmente para ma teriales de construcei6n, es deseable una tecnica de laboratorio para evaluar el posible efecto de la combusti6n incompleta. Se solla utilizar el procedimiento de prueba de potencial calorffico establecido por la NFPA 259, Metodo de Prueba Normalizado para el Potencial Calorifico de Materiales de Construcci6n. Los valores del "calor eficaz de eombusti6n" se determinan mas comunmente usando la ASTM E-1354, Standard Test for Heat and Visible Smoke Release Rates for Materials and Production Using an Oxygen Consumption Calorimeter S7 Unidades de Conversion: Para convertir kcalJkg a mega julioslkg, multiplique por 4,184 x 10-3
Para convertir kcallmol en MJ/kg multiplique por 4, 184/W donde W es el peso molecular (g/mol) Para convertir kl/mol en MJ/kg multiplique por l/W Para convertir Btu/lb en MJlkg por 2,322 x 10_3
NOTAS A LA TABLA A.6 En afios recientes se han comenzado a tabular los datos sobre el desempefio de los phisticos en el campo de la ingenieria. Gen eralmente, estos datos se miden en calorimetros que miden la tasa
APENDICE A
•
Cuadros y tab/as
TABLAA.7
Equiva/encias entre gravedad especifica y grados Baume (para liquidos mas /Manos que e/ agua)
Baume
Densidad relativa
A-11
Libras por Gal6n 8
Grados Baume
Densidad relativa
Libras por Gal6n8
Grados Baume
Densidad relativa
Libras por Gal6n 8
10 11 12 13 14
1,0000 0,9929 0,9859 0,9790 0,9722
8,33 8,27 8,21 8,16 8,10
45 46 47 48 49
0,8000 0,7955 0,7910 0,7865 0,7821
6.66 6.63 6.59 6.55 6.52
80 81 82 83 84
0,6667 0,6635 0,6604 0,6573 0,6542
5,55 5,52 5,50 5,48 5,45
15 16 17 18 19
0,9655 0,9589 0,9524 0,9459 0,9396
8,04 7,99 793 7,88 7,83
50 51 52 53 54
0,7778 0,7735 0,7692 0,7650 0,7609
6.48 6.44 6.41 6.37 6.34
85 86 87 88 89
0,6512 0,6481 0,6452 0.6422 0,6393
5,42 5,40 5,38 5,36 5,33
20 21 22 23 24
0,9333 0,9272 0,9211 0,9150 0,9091
7,78 7,72 7,67 7,62 7,57
55 56 57 58 59
0,7568 0,7527 0,7487 0,7447 0,7407
6.30 6.27 6.24 6.20 6.17
90 91 92 93 94
0,6364 0,6335 0,6306 0,6278 0.6250
5,30 5,28 5,25 5,23 5,21
25 26 27 28 29
0,9032 0,8974 0,8917 0,8861 0,8805
7,53 7,48 7,43 7,38 7,34
60 61 62 63 64
0,7368 0,7330 0,7292 0,7254 0,7216
6.14 6.11 6.07 6.04 6.01
95 96 97 98 99
0,6222 0,6195 0,6167 0,6140 0.6114
5,18 5,16 5,14 5,11 5,09
30 31 32 33 34
0,8750 0,8696 0,8642 0,8589 0,8537
7,29 7,24 7,20 7,15 7,11
65 66 67 68 69
0,7179 0,7143 0,7107 0,7071 0,7035
5.98 5.95 5.92 5.89 5.86
100 101 102 103 104
0,6087 0,6061 0,6034 0,6009 0,5983
5,07 5,05 5,03 5,00 4,98
35 36 37 38 39
0,8485 0,8434 0,8383 0,8333 0,8284
7,07 7,03 6,98 6,94 6,90
70 71 72 73 74
0,7000 0,6965 0,6931 0,6897 0,6863
5.83 5.80 5.78 5.75 5.72
105 106 107 108 109
0,5957 0,5932 0,5907 0,5882 0,5858
4,96 4,94 4,92 4,90 4,88
40 41 42 43 44
0,8235 0,8187 0,8140 0,8092 0,8046
6,86 6,82 6,78 6,74 6,70
75 76 77 78 79
0,6829 0,6796 0,6763 0,6731 0,6699
5.69 5.66 5.63 5.60 5.58
110
0,5833
4,86
"Una libra por galen
es igual a 119,8
de liberacion de calor sobre una balanza de mesa (los espec imenes tienen normalmente una dimension de 0,1 m). En la Tabla A.6 se incluyen una serie de estos datos. En muchos casos se pre sentan amp lias variaciones para una propiedad determinada. Estas se pueden atribuir a (a) diferencias en el tamano del es pecimen, (b) diferencias en la orientacion del especimen, (c) diferencias en e1 caudal de flujo de aire, (d) diferencias en el flujo calorifico (irradiacion) y (e) diferencias en 1a composici6n del es pecimen. Los datos para los pitisticos listados no representan a los polimeros puros, sino mas bien a los plasticos de ingenieria, en los que varian los aditivos, el grado de polimerizacion, etc.
Cuando se indica un solo nUmero, esto debe tomarse como un re fiejo de la escasez de datos, en lugar de una alta precision de la medici6n. En algunos casos, se ha considerado que el flujo minimo que se requiere para la ignici6n es una constante. La TablaA.6 mues tra que cste varia segun los materiales, pero solo dentro de un rango aproximado de 2.1. Para los pllisticos comunes las temper aturas de ignicion varian muy poco. Recientemente, la energfa total absorb ida (kJ/m2) requerida para la ignicion se ha consider ado como una medida de infiamabilidad.
A-12
APENDICEA
TABLAA.S
•
Cuadrosytab/as
Equivalencias entre gravedad especffica y grados Baume (para /iquidos mas pesados que el agua)
Baume
Gravedad especifica
Libras par gal6n a
Gradas Baume
Gravedad especifica
Libras par gal6na
Gradas Baume
Gravedad especifica
Libras par gal6na
0 1 2 3 4
1,0000 1,0069 1,0140 1,0211 1,0284
8,33 8,38 8,46 8,51 8,56
25 26 27 28 29
1,2083 1,2185 1,2288 1,2393 1,2500
10,07 10,16 10,24 10,32 10,41
50 51 52 53 54
1,5263 1,5426 1,5591 1,5761 1,5934
12,72 12,85 12,99 13,13 13,27
5 6 7 8 9
1,0357 1,0432 1,0507 1,0584 1,0662
8,63 8,69 8,75 8,81 8,88
30 31 32 33 34
1,2609 1,2719 1,2832 1.2946 1,3063
10,51 10,59 10,69 10,78 10,84
55 56 57 58 59
1,6111 1,6292 1,6477 1,6667 1,6860
13,42 13,57 13,72 13,87 14,04
10 11 12 13 14
1,0741 1,0821 1,0902 1,0985 1,1069
8,94 9,01 9,09 9,15 9,21
35 36 37 38 39
1,3182 1,3303 1,3426 1,3551 1.3679
10,98 11,09 11,18 11,29 11,39
60 61 62 63 64
1,7059 1,7262 1,7470 1,7683 1,7901
14,21 14,38 14,55 14,72 14,91
15 16 17 18 19
1,1154 1,1240 1,1328 1,1417 1,1508
9,29 9,36 9,43 9,51 9,59
40 41 42 43
44
1,3810 1,3942 1,4078 1,4216 1,4356
11,51 11,61 11,72 11,84 11.96
65 66 67 68 69
1,8125 1,8354 1,8590 1,8831 1,9079
15,10 15,29 15,48 15,68 15,89
20 21 22 23 24
1,1600 1,1694 1,1789 1,1885 1,1983
9,67 9,74 9,81 9,90 9,99
45 46 47 48 49
1,4500 1,4646 1,4796 1,4948 1,5104
12,08 12,21 12,33 12,46 12,58
70 71 72 73 74 75
1,9333 1,9595 1,9864 2,0139 2,0423 2,0714
16,10 16,32 16,55 16,78 17,01 17,25
Esta tabla ha sido adoptada por el U.S. National Bureau of Standards a partir de las siguientes formulas: Para liquidos mas pesados que el agua, grados Baume Para liquidos mas livianos que el agua, grados Baume
=145 140
R
130
Donde R es la relacion entre la densidad de un liquido con la del agua destilada, tomando las dos densidades a 15,5°C (60°F). Nota: Los grados API, usados para medir de los aceites de petroleo difieren ligeramente de la escala Baume para los liquidos mas livianos que el agua. La gravedad especfficaAPI se determina por una formula similar usando las cifras 141,5 Y 131,5 en lugar de 140 y 130. aUna libra por galon es igual a 119,8 kg/m3.
El calor efectivo de gasificaci6n es un parametro que intenta representar la facilidad de alcanzar una determinada tasa de lib eracion de calor. Sin embargo, los val ores tabulados no muestran el amplio rango de comportarnientos de la tasa de liberaci6n de calor que se ven en los productos comerciales. Esto se debe en parte a que en la mayoria de los materiales e1 progreso de la lib eraci6n de calor es bastante transitorio, mientras que la definici6n del calor efectivo de gasificaci6n (energia promedio requerida para gasificar una unidad de masa del material) requiere que se asuman condiciones estacionarias.
Las propiedades del hurno pueden medirse de dos man eras: (1) opticamente, determinando e1 oscurecimiento a 10 largo de un haz de luz. Esto puede expresarse como el area de extincion especifica del humo (oscurecimiento) por unidad de masa del es pecimen (m2/kg). El sistema de unidades utilizado es ellogaritmo neperiano (logaritmo natural en Base e) y (2) gravimetricamente, determinando la masa de holHn generada por unidad de masa del especimen.
APENDICEA
•
Cuadros y tablas
A-13
TABLAA.9 Equivalencias de la gravedad especifica en gradas API La gravedad especifica de la gasolina y de otros productos del petr61eo se da generalmente en grados API (American Petroleum Institute). EI grado API se basa en la siguiente f6rmula: GradosAPI =
141,5 - 131,5. gravedad especifica
EI metodo normalizado de prueba para la gravedad del petroleo y los productos del petr6leo por medio de un hidr6metro especifica que la temperatura de prueba debe ser 15,5°C, y la formula se basa en la gravedad especffica delliquido probado a 15,5°C y comparado con el agua a 15,5°C.
Grados API
Gravedad especifica en 15,5/15,5°C
Libras por gal6n a 15,5°C
Grados API
° 1 2 3 4
1,076 1,066 1,060 1,052 1,044
8,962 8,895 8,828 8,762 8,698
35 36 37 38 39
5 6 7 8 9
1,037 1,029 1,022 1,014 1,007
8,634 8,571 8,509 8,448 8,388
40 41 42 43 44
10 11 12 13 14
1,0000 0,9930 0,9861 0,9792 0,9725
8,328 8,270 8,212 8,155 8,099
45 46 47 48 49
15 16 17 18 19
0,9659 0,9593 0,9529 0,9465 0,9402
8,044 7,989 7,935 7,882 7,830
50 51 52 53 54
20 21 22 23 24
0,9340 0,9279 0,9218 0,9159 0,9100
7,778 7,727 7,676 7,627 7,578
55 56 57 58 59
25 26 27 28 29
0,9042 0,8984 0,8927 0,8871 0,8816
7,529 7,481 7,434 7,387 7,341
60 61 62 63 64
30 31 32 33 34
0,8762 0,8708 0,8654 0,8602 0,8550
7,296 7,251 7,206 7,163 7,119
65 66 67 68 69
Gravedad especifica en 15,5/15,5°C 0,8498 0,8448 0,8398 0,8348 0,8299 0,8251 0,8203 0,8155 0,8109 0,8063 0,8017 0,7972 0,7927 0,7883 0,7839 0,7796 0,7753 0,7711 0,7669 0,7628 0,7587 0,7547 0,7507 0,7467 0,7428 0,7389 0,7351 0,7313 0,7275 0,7238 0,7201 0,7165 0,7128 0,7093 0,7057
Libras por gal6n a 15,5°C
Grados API
Gravedad especifica en 15,5/15,5°C
Libras por gal6n a 15,5°C
7,076 7,034 6,993 6,951 6,910
70 71 72 73 74
0,7022 0,6988 0,6953 0,6919 0,6886
5,845 5,817 5,788 5,759 5,731
6,870 6,830 6.790 6,752 6,713
75 76 77 78 79
0,6852 0,6819 0,6787 0,6754 0,6722
5,703 5,676 5,649 5,622 5,595
6,675 6,637 6,600 6,563 6,526
80 81 82 83 84
0,6690 0,6659 0,6628 0,6597 0,6566
5,568 5,542 5,516 5,491 5,465
6,490 6,455 6,420 6,385 6,350
85 86 87 88 89
0,6536 0,6506 0,6476 0,6446 0,6417
5,440 5,415 5,390 5,365 5,341
6,316 6,283 6,249 6,216 6,184
90 91 92 93 94
0,6388 0,6360 0,6331 0,6303 0,6275
5,316 5,293 5,269 5,246 5,222
6,151 6,119 6,067 6,056 6,025
95 96 97 98 99
0,6247 0,6220 0,6193 0,6166 0,6139
5,199 5,176 5,154 5,131 5,109
5,994 5,964 5,934 5,904 5,874
100
0,6112
5,086
a"Peso aparente", 0 peso cuando se pesa en al aire. EI peso real corregido para el peso del aire, difiere en menos de 1/10 del 1 por ciento. Una Ib por gal6n es igual a 119,8 kg/m3, 60°F =15,55°C.
A-14
APENDICE A
Cuadros y tablas
•
Puntos de fusi6n
'" 0
-a
CIl
'iii ",.r:.
-a~
-aQ)
"'~ o,Ql
oe
0
-a
Coloraci6n segun temperatura
0
Ol u Ui e
~.r:.
~Q)
CJ,l!!
-
4000
'c
0
Ol~
OlE
CJu
al
Q
u
CIl
Ie
w N
'E :§ :l ~ :> 0
e
'0
Varios
"6
e e g Q)
Ctl ~ .Q2
--'
0
'<=,
«I
:E
2000 3500
-
3000
1500
-
2500
-
(lO!('(\al\'l.~~
2200° Blanco
-
2000 ~1975° Amarillo claro
I-- 1825° Amrillo Iim6n I-- 1725° Naranja I-- 1650° Salm6n
1000
1500
-
~
1550° Rojo vivo
I
I
i/
/
~
I I ~
-"..
j400° -lcero no protegido falla
1250° Cereza me d'fJ
I'- 1175°Cereza oscu ~
1000 500
....
_I""""'''''''''
de 1a ?
_-I""'" Cu{\la
del no!(lO ~""",-
\ier nota
1
I'- 1375° Cereza
-
-".. 1
(\lena
I- 1050° Rojo sangre
1000°
I J
900° Rojo pcfllid
Vapor a 84 ATM 56]0
-
500
-
I I
I
I I
I
~
Vapor a 14 ATM, 388° Vapor a 7 ATM, 338°
-
-
I I t- O
La madera arde en 5 minutos
'\
I
~
J
---
II
II
10 II
425°
11
II
II
20
II
375°
11
II
II
30
II
500°
II
70° temp, ambiente normal "" ~
Cero 0
\
1
3
4
5
6
7
8
Horas NOTA: EI vidrio no tiene un punto de fusi6n definido, pero se ablanda entre los 750 y 350°C (1400 Y 1600°F)
FIGURA A.1 Coloracion segun la temperatura, puntos de fusion de varias sustancias y datos sobre el comportamiento de ciertos materiales a altas temperaturas y presiones
I
APEND ICE A
•
Cuadros y tab/as
A-15
TABLA A.1 0 Materiales sujetos a cafentamiento espontaneo (Preparada originalmente por el Comite de la NFPA sobre Calentamiento e Ignici6n Espont{meos, el cual ha sido disuelto. La omisi6n de material no indica necesariamente aste no este a calentamiento o
Nombre
Tendencia al calentamiento espontaneo
Recipiente usual de transporte 0 metodo de al macenamiento
Precauciones contra el calentamiento espontaneo
Observaciones
Aceite de ballena Moderada
Barriles y ca- Evitese el contacto de los derrames Los materiales fibrosos impregnados pue rro tanques de los recipientes con trapos, al den calentarse si no se ventilan. La god6n u otros materiales combus tendencia varia seglin el origen del aceite. tibles fibrosos.
Aceite de caca- Baja huete
Barriles de ma- Evftese el contacto de los derrames Los materiales fibrosos impregnados pue dera, latas de de los recipientes con trapos, al den calentarse si no se ventllan. La estafio god6n u otros materiales combus tendencia varia seglin el origen del tibles fibros~s. aceite.
Aceite de coco
Bidones, latas Evitese el contacto de los derrames Solamente es peligroso si se impregnan y frascos de los recipientes con trapos, al tejidos, etc. god6n u otros materiales combus tibles fibrosos.
Muy ligera
Aceite de esperma (ver aceita de ballana) Aceite de higado Alta de bacalao
Bidones, latas Evitese el contacto de los derrames Los materiales orgamcos impregnados y frascos de los recipientes con trapos, al son muy peligrosos. god6n u otros materiales combus tibles fibrosos.
Aceite de linaza
Carro tanques, Evitese el contacto de los derrames Los trapos 0 tel as impregnados con este aceite son muy peligrosos. Evitese bidones latas de los recipientes con trapos, al y frascos god6n u otros materiales combus apilarlos, etc. Almacanese en recipientes cerrados,preferiblemente de metal. tibles fibrosos.
Alta
Aceite de mante- Ligera ca de cerdo
Barriles madera
Aceite de maiz
Barriles y ca- Evitese el contacto de los derrames No es probable un calentamiento pe ligroso de las harinas, etc., a no ser que rro tanques de los recipientes con trapos, al god6n u otros materiales combus se almacenen en pilas grandes mientras estim calientes. tibles fibrosos.
Moderada
de Evitese el contacto de los derrames Peligroso sobre sustancias combustibles de los recipientes con trapos, al fibrosas. god6n u otros materiales combus tibles fibrosos.
Aceite de Menha- Entre mode- Barriles, bido- Evitese el contacto de los derrames Peligroso sobre productos fibrosos. den rada yalta nes y carro de los recipientes con trapos, al tanques god6n u otros materiales combus tibles fibrosos. Aceite de mosta- Baja za negro
Barriles
Evitese el contacto de los derrames Evitese la contaminaci6n de materiales combustibles fibrosos de los recipientes con trapos, al god6n u otros materiales combus tibles fibrosos.
Aceite de oliva
Entre mode Carro tanques, Evitese el contacto de los derrames Los materiales fibrosos impregnados pue rada y baja bidones, la- de los recipientes con trapos, al den calentarse si no se ventilan. La ten tas y frascos god6n u otros materiales combus dencia varia segun el origen del aceite. tibles fibrosos.
Aceite de palma
Baja
Aceite de perilla
De moderada Latas de esta- Evitese el contacto de los derrames Los materiales fibrosos impregnados pue a alta no y barriles de los recipientes con trapos, al den calentarse si no se ventilan. La ten godon u otros materiales combus dencia varia segun el origen del aceite. tibles fibrosos.
Barriles de madera
Evitese el contacto de los derrames Los materiales fibrosos impregnados pue de los recipientes con trapos, al den calentarse si no se ventilan. La ten godon u otros materiales combus dencia varia segun el origen del aceite. tibles fibrosos.
(continua)
A-16
APENDICE A
Nombre
•
Cuadros y tab/as
Reeipiente usual de Tendeneia al transporte 0 calentarniento metoda de al espontaneo macenarniento
TABLAA.10
Preeaueiones contra el calentamiento espontaneo
Continuaci6n
Observaciones
Aceite de pescado
Alta
Barriles, bi dones y carotan ques
Evitese el contacto de los derrames Los materiales fibrosos 0 porosos son muy de los recipientes con trapos, al peligrosos. La tendencia a calentarse de godon u otros materiales combus los diferentes aceites de pescado varia tibles fibrosos. segun su origen.
Aceite de pino
Moderada
Frascos y bidones
Evitese el contacto de los derrames Los materiales fibrosos impregnados pue de los recipientes con trapos, al den calentarse si no se ventilan. La ten godon u otros materiales combus dencia varia segun el origen del aceite. tibles fibrosos.
Aceite de ricino
Muy ligera
Baniles y latas Evitese el contacto de los derrames Es posible el calentamiento de las telas demetalden- de los recipientes con trapos, al impregnadas situadas en pilas mal ven tro de cajas godon u otros materiales comb us tiladas. de madera tibles fibrosos.
Aceite rojo
Moderada
Botellas de vidrio y barriles de madera
Evitese el contacto de los derrames Los materiales porosos 0 fibrosos im de los recipientes con trapos, al pregnados son muy peligrosos. La ten godon u otros materiales combus dencia varia segun el origen del aceite. tibles fibrosos.
Aceite de semilla de Moderada algod6n
Barriles y ca- Evitese el contacto de los derrames Puede ocasionar el calentamiento del rro tanques de los recipientes con trapos, al material saturado en pllas mal ventiladas. godon u otros materiales combus tibles fibrosos.
Aceite de soja
Moderada
Latas de es- Evitese el contacto con trapos, al Los materiales fibrosos impregnados pue den calentarse si no estan bien ven tano, barri- godon 0 materiales fibrosos. les y carro tilados. tanques
Aceite de tung
Moderada
Latas de es- Evitese el contacto de los derrames Los materiales fibrosos impregnados pue tano, barri- de los recipientes con trapos, al den calentarse si no se venti Ian. La ten les y carro godon u otros materiales combus dencia varia segun el origen del aceite. tanques tibles fibrosos.
Aceite oleo
Muy ligera
Barrlles de Evitese el contacto de los derrames Puede calentarse sobre material fibroso madera de los recipientes con trapos, al impregnado y combustible. god6n u otros materiales combus tibles fibrosos.
Acido oleieo
Muy ligera
Botellas de vidrio y ba rriles de madera
Evitese el contacto de los derrames Los materiales fibrosos impregnados pue de los recipientes con trapos, al den calentarse si no estan bien ven godon u otros materiales combus tilados. tibles fibrosos.
Aserrin
Posible
A granel
Evltese el contacto con aceites se EI aserrin parcial mente quemado bonizado puede ser peligroso. cantes, y el almacenamiento en lugares hUmedos y calientes.
Cacahuetes sin .cas- Muy ligera 0 Bolsas de pa- Mantengase frio y seco. cara desprecia- pel, latas, ca ble jas de fibra prensada, sa cos de costal
0
car
Evitese la contaminacion de trapos, etc. con aceite.
Cal viva (oxidode Moderada calcio, cal en guijarros, cal gruesa)
Bolsas de pa- Mantengase seca. Evitese cargar La cal humeda puede calentarse 10 su pel, barrlles la estando caliente. ficiente para iniciar la combusti6n de los recipientes de madera, etc. de madera y a granel
Carb6n bituminoso
Moderada
Agranel
Carb6n vegetal
Alta
A granel, sa- Mant{mgase seco. Ventilese. cos
Almaclmese en pilas pequenas. Evitese las altas temperaturas.
La tendencia al calentamiento depende del origen y la naturaleza de los car bones. Los carbones muy volatiles son particularmente susceptibles al calor. EI carbon de maderas duras debe pre pararse y anejarse con cuidado. Evitese su humedecimiento y posterior secado.
TABLAA.10
Continua
APENDICE A Recipiente usual de trans porte 0 metodo de al macenamiento
Tendencia al calentamiento espontaneo
Nombre
Precauciones contra el calentamiento espontaneo
•
Cuadros y tab/as
A-17
Observaciones
-------------------------------------------------------------
Carton de fibra Ligera comprimida
Bultos envuel Mantemgase el contenido de hu Este material no se calienta esponta tos y cajas medad dentro de niveles seguros. neamente si se procesa adecuadamente. Enfriese campletamente antes de de carton. almacenarlo.
Cascarilla roja de Alta cacahuete
Boisas de pa Evitese el almacenamiento en lu Esta es la parte del cacahuete entre la cascara exterior y el grana mismo. pel, cajas de gares mal ventilados. fibra prensa Aimadmese en lugares bien ventilados. da y sacas de costal
Cereales (varias Muy ligera clases)
A granel y en Evitense las humedades extremas. Los granos molidos pueden calentarse si sacos estan humedos y tibios.
Colores en aceite Alta
Bidones, latas Evitese el contacto de los derrames Puede ser muy peligroso si las telas, etc., y frascos de de los recipientes con trapos, al estan impregnadas. vidrio god6n u otros materiales combus tibles fibrosos.
Copra
Ligera
Agranel
Mantengase tria y seca
Es posible el calentamiento si esta hu meda y caliente.
Cueros
Muy ligera
Bultos
Mantenganse secas y frescos.
Las bacterias de los cueros sin tratar pueden iniciar el calentamiento.
Desechos de pescado
Alta
A granel y en Evitense las humedades extremas. sacas
Los desechos cargados 0 almacenados antes de su enfriamiento son muy sus ceptibles al calor.
Desperdicios de Moderada lana
A granel, ba Mantenganse en lugares frescos y La mayor parte de los desperdicios de lana las, etc. ventilados 0 almacenense en re contienen aceites provenientes de la ma cipientes cerrados. Evitese el ex quinaria en que se han procesado y son ceso de humedad. muy susceptibles al calentamiento es pontaneo y a una posible ignicion.
Desperdicios gra- Variable sos no camesti bles
Agranel
Evitense los contenidos extremos Con frecuencia los desperdicios muy hu de humedad. No se carguen ni se medos 0 secos se calientan. Esta ten almacenen estando calientes. dencia es mas pronunciada si se cargan o almacenan antes de enfriarlos.
Agranel
Evitense los cantenidos de hume Evitese cargar 0 almacenar el dad demasiado- altos 0 demasia estiercal sin enfriar. do bajos. Hay que ventilar las pilas.
Moderada
Estiercal
Fertilizantes mix- Moderada tos sinteticas que cantengan nitra tos y otras mate rias organicas
A granel y en Evitense los contenidos de hume Asegurese la ventilaci6n durante el pro sacas dad demasiado altos 0 demasiado ceso de curado haciendo pilas pequefias bajos. o per carrientes artificiales. Si se alma cenan 0 cargan en sacas, debe haber un espacio de ventilaci6n entre los sacas.
Fertilizantes orga- Moderada nicas, inorganicos o combinados.
A granel y en Evltense los acidos libres en su preparaci6n. sacos
Forrajes, varios
Moderada
A granel y en Evltense los contenidos de hume Los forrajes que estan en el suelo deben sacas procesarse cuidadosamente. Evitese dad demasiado altos 0 demasiado bajos. cargar 0 almacenar el forraje sin enfriar.
Fieltros impermea- Moderada bles (de techar) y papeles astal ticos
Rollos, balas Evitese sobresecar el material. Los fieltros, etc.,deben tener un contenido de humedad control ado. Es peligroso y huacales Suministrese ventilaci6n. empacar 0 enrollar los fieltros no en fnados.
Forrajes de hari- Alta na de maiz
Sacos de cos Procesese cuidadosamente el mate EI calentamiento peligroso de las harinas, rial para mantener el contenido etc., es poco probable a menos que se tal, bolsas almacenen en pilas grandesmientras de papel ya' seguro de humedad y hacer el estan calientes. curado antes del almacenamiento. granel
Los fertilizantes organicos que contengan nltratos deben prepararse cuidadosa mente para evitar las combinaciones que puedan iniciar un calentamiento.
(continua)
- - - - - - -.....
__
...
A-18
APENDICEA
TABLAA.10
Nombre
•
Cuadrosytablas
Continua
Tendencia al caientamiento espontaneo
Recipiente usual de transporte 0 metodo de al macenamiento
Precauciones contra el calentamiento espontaneo
Observaciones
Gomaespuma Moderada para produc tos de consu mo
Agranel
De ser posible, quitense los La gomaespuma puede seguir calentandose rellenos de gomaespuma,etc., espontaneamente despues de haber estado de las prendas de vestir que sometida a secado artidicial tanto en el vayan a introducirse en se hogar como en secadores comerciales y cadores 0 calentadores. De despues de haber estado en contacto con haberse secado artificial mente almohadillas termicas y otras fuentes de las prendas de vestir que con calor. EI secado natural no produce tengan partes de gomaespu calentamiento espontaneo. ma, deben dejarse enfriar total mente antes de apilarlas 0 tac to de aparatos calefactores, se cadores de pelo y otras fuentes de calor como las almohadas de gomaespuma y otros ar ticutos de este mismo material.
Granos secos Moderada para destile ria con conte nido de aceite
Agranel
Conservese el contenido de Muy peligrosos si el contenido de humedad humedad entre el 7 y el 10 por es del 5 por ciento 0 menos. ciento. Enfriese p~r debajo de los 38°C (100°F) antes de al macenarlos.
Harina de al- Alta falfa
Sacos y a granel Evitense los extremos de hu Muchos fuegos atribuidos al calentamiento medad. Es esencial su trans espontimeo fueron causados probablemen porte en vagones hermeticos te p~r chispas, pavesas 0 particulas de para su transporte. metal caliente mezcladas con la harina durante el procesamiento. Las pruebas con tra incendlos realizadas de esta manera han ardido sin llama durante 72 horas antes de hacerse evidentes.
Harinas de nuez Alta de tung
Boisas de papel Este material debe procesarse Estas harinas contienen aceite residual el y a granel muy cuidadosamente y enfriar- cual tiene una tendencia muy alta al calen se total mente antes del alma- tamiento. EI material tam bien es susceptible al calentamiento si esta excesivamente seco. cenamiento.
Harina de pes- Alta cado
Sacos y a granel Mantengase el contenido de hu- Peligrosa si se seca excesivamente 0 se medad entre el 6 y el 12%. empaca a temperaturas superiores a los Evitese su exposicion at calor. 38°C (100°F).
Heno
Moderada
Agranel y en balas
Mantengase seco y fresco.
EI heno humedo 0 mal curado seguramente se calentara en clima calido. EI heno en balas rara vez se calienta peligrosamente.
Hollin de tampara
Muy ligera
Cajas de madera Mantengase fresco y seco
Es muy probable que los incendios se pro duzcan por chispas 0 rescoldos incluidos en el hollin, etc., y no por calentamiento es pontaneo
Huevos en polvo
Muy ligera
Barriles de madera
Evitense las condiciones que Es posible el calentamiento del polvo en promueven el crecimiento bac- descomposicion almacenado. teriano. Impidase la descom posicion. Mantengase fresco.
Ixtle
Muy ligera
Agranel y en balas
Mantengase fresco y seco
Lana mineral
Ninguna
Cajas de carton, No es combustible. Si se carga Este material se menciona en esta Tabla bolsas de papel caliente puede puede encen- solamente porque existe la falsa idea de der los recipientes y otros com- que se caiienta espontaneamente. bustibles cercanos.
EI calentamiento es posible si el material esta humedo, aunque no es probable en con diciones normales. Las Hbras parciatmente quemadas 0 carbonizadas son peligrosas.
APENDICEA
TABLA A.1 0
Lanolina
Leche polvo
Cuadrosytab/as
A-19
Continua
Tendencia al calentamiento espont{meo
Nombre
•
Despreciable
en Muy ligera
Recipiente usual detransporte 0 metoda de al macenamiento
Precauciones contra el calentamiento espont{meo
Observaciones
Frascos de vi Evitese el contacto de los de Es posible el calentamiento en materias drio, latas, bido rrames de los recipientes con tra fibrosas contaminadas. nes de metal y pos, algodon u otros materiales barriles combustibles fibrosos. Cajas de fibra y de madera y latas de metal
Evitense las condiciones que pro Es posible el calentamiento por descom mueven el crecimiento bacteria posicion 0 fermentacion. no. Impidase la descomposicion. Mantengase fresco.
Papel usado
Moderada
Balas
Mantengase seco y ventilado
Pintura que contiene aceite secante
Moderada
Bidones, latas y frascos de vidrio
Evitese el contacto de los de Las telas, trapos, etc., impregnados con pintu rrames de los recipientes con ras Que contienen aceites secantes y secan trapos, algodon u otros mate tes son muy peligrosos. Almacenese en re riales combustibles fibrosos. cipientes cerrados, preferiblemente demetal.
Piritas de hierro
Moderada
Agranel
Evitense las pilas grandes. Man La humedad acelera la oxidacion de las pi ritas finamente divididas. tengase seco y fresco.
Polvos metalicos a
Moderada
Bidones, etc.
Mantengase en recipientes ce La humedad acelera la oxidacion de la rrados mayo ria de polvos metaiicos.
Prendas de ves- Alta tir parafinadas
Cajas de fibra
Sequese completamente antes de Peligroso si el material humedo se almacena empacarse. en pilas sin ventilacion.
Raspaduras de pintura
Moderada
Barriles y bido- Evitense las pilas grandes mal La tendencia al calentamiento depende del nes ventiladas. grado de sequedad de las raspaduras.
Residuos de cascara del grana de cacao
Moderada
Sacos de costal, Hay que tomar precauciones Este material es muy higroscopico y tiende a a granel extremas para mantener los calentarse si el contenido de humedad es excesivo. Deben tomarse precauciones para limites seguros de humedad. mantener un almacenamiento seco.
Ocasionalmente el papel humedo se calienta si se almacena en lugares calientes.
Sacos de cos- Posible tal (arpillera) usados
Bultos
Mantengase frescos y secos.
La tendencia al calentamiento depende del usa previo de los sacos. Si estan grasientos podrfan ser peligrosos.
Seda aceitada Alta
Cajas de fibra y rollos
Ventilese suficientemente.
EI material mal secado es peligroso en piezas pequenas. Los rollos son relativamente seguros.
Semilla de algodon
Baja
En sacos y a granel
Mantengase fresco y seco.
Es posible el calentamiento si se apila estando humedo y caliente.
Sisal
Muy ligera
Agranel y en bultos
Mantengase fresco y seco.
EI material parcialmente quemado 0 carbonizado es muy propenso a encenderse espontaneamente.
Sobrantes de Muy ligera cuero
Balas y a granel Evitese la contaminacion aceites secantes.
Sobrantes de Moderada gomao
A granel y en Los con un alto contenido de goma bidones deben enviarse y almacenarse en recipientes hermeticos.
Sobrantes de Muy ligera pelicula (ni trato)
Bidones y cajas La pelicula debe estar adecua Las peliculas de nitrocelulosa se encienden a cerradas damente estabilizada contra su bajas temperaturas. La ignicion externa es descomposiicon. mas probable que el calentamiento espon taneo. Evitese su exposicion a chispas, etc.
Telas aceitadas
Cajas de fibra y Mantenganse ventiladas. Sequen Las telas mal secadas son muy peligrosas. rolios se completamente antes de em Los rollos bien compactos son compara tivamente seguros. pacarlas.
Alta
con Los sobrantes de cuero tratados con aceite pueden calentarse.
A-20
APENDICE A
TABLAA.10
Nombre
•
Cuadros y tab/as
Continua
Tendencia al calentamiento espontaneo
Recipiente usual de transporte 0 metoda de almacenamiento
Precauciones contra el calentamiento espontaneo
Observaciones
Telas barnizadas
Alta
Cajas
Procesese cuidadosamente. Man- Las telas barnizadas totalmente secas son tenganse frescas y ventiladas. relativamente seguras.
Trapos
Variable
Balas
Evitese la contaminaci6n con a- La tendencia depende del usa previo de los ceites secantes. Evitese la car trapos. Los trapos parcial mente quemados bonizacion. Mantenganse fres o carbonizados son peligrosos. cos y secos.
Trapos aceitados
Alta
Balas
Evitese su almacenamiento a gra- Peligrosos si estan empapados. Con aceite nel en lug ares abiertos. secante.
Trementina
Baja
Latas de estafio, Evitese el contacto de los derra- Tiene cierta tendencia al calentamiento pero frascos y barriles mes de los recipientes con tra menos que los aceites secantes. Se activa pos, algod6n u otros materiales quimicamente con compuestos de cloro y se combustibles fibrosos. puede ocasionar un incendio.
Virutas de me- Practicamente A granel tala ninguna
No es posible el calentamiento Evitese su exposici6n a las espontaneo. chispas.
Yute
MantEmgase frio y seco.
Muy ligera
A granel
Evitese su almacenamiento 0 carga en pilas calientes y humedas. EI material parcial mente quemado y carbonizado es peligroso.
aSe refiere al hierro, acero, laton, aluminio y otros metales comunes.
10. Belenyessy, L. I., etal. "Heats of Combustion of Complex Satu rated Hydrocarbons," Journal ofChemical and Engineering Data, Vol. 7, 1962,pp.66-68. Referencias Citadas II. Rand Corp., Physical Properties and Thermodynamic Functions of 1. Domalski, E. S., "Selected Values of Heats of Combustion and Fuels, Oxidizers, and Products ofCombustion, 1 Fuels, NTIS No Heats of Formation of Organic Compounds Containing The Ele AD 605 967, Battelle Memorial Institute, Columbus, OH, 1949. ments C, H, N, 0, P, and S," Journal ofPhysical and Chemical 12. Dreisbach, R. R., Physical Properties ofChemical Compounds, Reference Data. Vol. 1, 1972,pp. 221-227. v. 1 (1955), v. 2 (1959), v. :; (1961), American Chemical Society, 2. Gray, D. E. (Ed.), American Institute ofPhysics Handbook. Sec Washington, DC, 1955-61. tion 41, McGraw-Hill, New York, 1972. 13. Cox, J. D., and Pilcher, G., Thermochemistry ofOrganic and 3. Rossini, F. D., Selected Values ofPhysical and Thermodynamic Organometallic Compoundl. Academic Press, London, UK, 1970. Properties ofHydrocarbons and Related Compounds, American 14. Kharasch, M. S., "Heats of Combustion of Organic Com Petroleum Institute/Carnegie Press, Pittsburgh, PA, 1953. pounds," Bureau ofStandards Journal ofResearch, Vol. 2, 1929, 4. Tinnermans, J., Physio-Chemical Constants ofPure Organic
pp. 359-430. Compounds, 2 Vols., Elsevier, New York:, 1950-65.
15. Lipowitz, 1., "Flammability ofPoly(dimethylsiioxanes)," Journal 5. Thermodynamics Research Center, Selected Values ofProperties ofFire and Flammability, vol. 7, 1976, pp. 482-503,504-529. ofChemical Compounds; and Selected Values ofProperties of 16. Throne, J. L., and Griskey, R. G., "Heating Values and Thermo Hydrocarbons and Related Compounds, Texas A & M Univer chemical Properties of Plastics," Modern Plastics, Vol. 49,1972, sity, College Station, TX, undated. pp.96-200. 6. Stull, D. R., Westrom, E. F., Jr., and Sinke, G. C., Thermodynam 17. Hognon, B., "Contribution possible des principaux isolants syn ics ofOrganic Compounds, Wiley, New York, 1969. thetiques a I'aggravation des dangers en cas d'incendie," 7. Landolt-Bornstein Physikalisch-Chemische Tabellen, Fifth se Cahiers du Centre Scientifique et Technique du Batiment, Sept. ries: main work (vol 2, 1923); first supplement (vol 2, 1927); 1976, p. 1392. second supplement (vol 2, 1931); third supplement (vol 3, 1936), 18. NBS, Unpublished tests, U.S. National Bureau of Standards, Sixth series: Part 2 (vol 4, 1961 ), Springer-Verlag, Berlin, Re undated. public of Germany, 1927-6 L 19. Rolf, W. J., and Scott, J. Roo. Handbook ofCommon Polymers, 8. Reid, R. C., Prausnitz, J. M., and Sherwood, T. K., The Proper Butterworth, London, UK, 1971. ties ofGases and Liquids, McGraw-Hili, New York, 1977. 20. Joshi, R. M., "A New Generalized Bond Energy/Group Contri 9. NACA, Basic Considerations in the Combustion ofHydrocar bution Scheme for Calculating the Standard Heat of Formation bon Fuels in Air (NACA Report 1300), National Advisory Com of Monomers and Polymers," Part v. Oxygen Compounds. mittee on Aeronautics, 1957. Journal ofMacromolecular Science Chemistry, Vol. A9, 1975, pp.1309-1383.
BIBLIOGRAFIA
APENDICE A
•
Cuadros y tab/as
A-21
21. Van Krevelen, D. W., Properties ofPolymers, Elsevier, Amster 38. Stull, D. R., and Prophet, H., JANAF Thermochemical Tablas dam, The Netherlands, 1976. (NSRDS-NBS 37), ~j.S. National Bureau of Standards, 1971. 22. Berlin, A. A., et aI., "Intermolecular Interaction in Polyconju 39. Brandes, E. A., SmitiJells Metals Reference Book, Butterworths, London, UK, 1983. gated Systems," Acad. of Sciences (USSR) Bulletin, Division of Chemical Science, July 1969, pp. 1392-1395. 40. Rossini, E D. (Ed.), Experimental Thermochemistry, Vol. 1, In 23. Franz, J., Mische, W., and Kuzay, P., "Zur Bestimmung Von Ver terscience, New York, 1956. 41. ASTM, Standard Method ofTest/or Gross Calorific Value of brennungswarmen Von Plasten," Plaste Und Kautschuk, Vol. 14, 1967, pp. 472-476. Solid Fuel by the Isothermal-Jacket Bomb Calorimeter (D3286), American Society for Testing and Materials, undated. 24. Janssens, M., "Some Experience with the Cone Calorimeter, an Instrument to Measure the Rate of Smoke and Heat Release," 42. ASTM, Standards Definitions ofTemls Relating to Coal and Fundamental Aspects ofPolymer Flammability, G. Cox and G Coke (ANSUASTM Dl21). American Society for Testing and Stevens (Eds.), Institute of Physics, London, UK, 1987, Materials, W. Conshohocken, PA, undated. pp. 111-125. 43. Huggett, C., "Estimation of Rate of Heat Release by Means of 25. Walters, R. N., Hackett, S. M., and Lyon, R. E., "Heats of Com Oxygen Consumption Measurements." Fire and Materials, bustion of High Temperature Polymers," Fire and Materials, VoL 4,1980. Vol. 24, 2000, pp. 245-252. 44. Susott, R. A., DeGroot, W. E, and Shafizadeth, E, "Heat Content 26. Hshieh, E-Y., Stolzfus, J. M., and Beeson, H. D., "Note: Au of Natural Fuels," Journal ofFire and Flammability, VoL 6, toignition Temperature of Selected Polymers at Elevated Oxygen 1975, pp. 311-325. Pressure and Their Heat of Combustion," Fire and l\daterials, 45. ASTM, Standard Methodfor Estimation a/Heat a/Combustion Vol. 20, 1996, pp.301-303. ofAviation Fuels (ANSUASTM D3338), American Society for 27. "Safety Standard for Oxygen and Oxygen Systems," NSS Testing and Materials, W. Conshohocken, PA, undated. 1740.15, Office of Safety and Mission Assurance, NASA, Wash 46. Cragoe, C. S., Thermal Properties ofPetroleum Products (Mis ington, DC, 1996. cellaneous Publication 97), National Institute of Standards and 28. Moore, L. D., "Full-Scale Burning Behavior of Curtains and Technology, 1929. Draperies," NBSlR 78-1448, National Institute of Standards and 47. Skinner, H. A. (Ed.), Experimental Thermochemistry, VoL 2, In Technology, 1978. terscience, New York, 1962. 29. Domalski, E. S., Evans, W. H., and Jobe, T. L., Jr., "Thermody 48. Cullis, C. E, and Hirschler, M. M., The Combustion ofOrganic namic Data for Waste Incineration," NBSlR 78-1479, National Polymers, Clarendoo. Press, Oxford, UK, 1981. Institute of Standards and Technology, 1978. 49. Factory Mutual Research Corp. unpublished data, Factory Mu 30. Bostic, J. E., Jr., Yeh, K-K., and Barker, R. H., "Pyrolysis and tual Research Corp.. Norwood, MA Combustion of Polyester," Journal ofApplied Polymer Science, 50. Hilado, C. J., Flammability Handbookfor Plastics, Teclmomic, Westport, CT, 1982. Vol. 17, 1973,pp. 471-482. 31. Lobanov, G. A., and Martynovskaya, L. L, "Estimation of the 51. Tewarson, A., Flame-Retardant Polymeric Materials, Chapter 3, Enthalpies of Combustion of Resin and Rubber Type Com Plenum, New York, NY, 1982. pounds," Izv. Vj:ssh. Ucheb. Zaved., Khim. Tekhnol., Vol. 15, 52. Tewarson, A., Particulate Formation in Fires, Paper presented at Conference on Large Scale Fire Phenomenology, Washington, 1972,pp.1747 1748. DC, 1984. 32. Ohe, H., Mastsuura, K., and Sakai, N., "The Heat of Combustion and Oxygen Index of Fibrous Materials," Textile Research Jour 53. Tewarson, A., PhYSico-Chemical and Combustion/PyrolysL~ nal, Vol. 47,1977, pp. 212-216. Properties ofPolymeric Materials (NBS-GCR-80-295), National 33. Lowrie, R., "Heat of Combustion and Oxygen Compatibility," Institute of Standards and Technology, 1980. 54. Tewarson, A., Khan. M. M., and Steciak, J., A Study ofCom Flammability and Sensitivity ofMaterials in Oxygen-Enriched bustibility ofElectrical Wires and Cables Used in Rail Rapid Atmospheres, ASTM STP 812, American Society for Testing and Materials, W. Conshohocken, PA, 1983, pp. 84-96. Transit Systems, Transportation Systems Center, U.S. Dept. of 34. Koseki, H., Natsurne, Y., and Iwata, Y., "Combustion of High Transportation, 1982. 55. Tewarson.A., Lee, J. L., and Pion, R. E, Categorization of Flash Point Materials," in Proceedings of the Fire and Materials 2001 Conference, Interscience Communications Ltd., London, Cable Flammabilit;. Part I (EPRI NP-1200, Part I), Electric UK, 2001, pp. 339-349. Power Research Institute, Palo Alto, CA, 1979. 35. Dean, R. K., "Investigation of Conditions Potentially Affecting 56. Tewarson, A., Lee, J. L., and Pion, R. E, Fuel Parameters for Rack Storage Fire Severities," FMRC J.l. OEOJl.RR RC80-T-67, Evaluation ofthe Fore Hazard ofRed Oak (FMRC 1.1. Factory Mutual Research Corporation, Norwood, MA, 1980. OC6N2.RC), Factory Mutual Research Corporation, Norwood, 36. Wolanski, P., "Grain Dust Explosion and Control, Final Report," MA,1981. Grant No. FG-Po-370, Project No. PL-ARS-135, Warsaw Univ. 57. Standard Test Methodfor Heat and Visible Smoke Release Rates of Technology, Warsaw, 1993. for ,Materials and Products Using an Oxygen Consumption 37. Hust, J. G., and Clark, A. E, "A Survey ofCompatibility ofMa Calorimeter, (ASTM E1354), American Society for Testing and Materials, W. Conshohocken, PA, 1990. terials with High Pressure Oxygen Service," Cryogenics, Vol. 13, 1973,pp.325-336.
Robert P. Benedetti
l Sistema de Unidades Intemacionales, definido en Le Systeme International d'Unites, conocido por la abrevia tura SI, y coloquialmente conocido como el "sistema me trico modernizado", es el sistema dominante de medici6n que se utiliza en el mundo, siendo los Estados Unidos de America la principal excepci6n. De hecho, se puede decir que el resto del mundo es en la actualidad oficialmente metrico, mientras que los Estados Unidos todavia esta haciendo la transici6n del sis tema "piellibra" que tiene sus raices en la ascendencia colonial y al cual estan acostumbrados. Como el Manual de Proteccion contra Incendios de la NFPA es una referencia importante sobre protecci6n contra incendios y se utiliza internacionalmente, es apropiado que este sea "convertido al sistema metrico" en la mayor medida posible, aunque siga conservando aquellas uni dades que son habituales en los Estados Unidos y con las cuales esta familiarizada la mayor parte de los usuarios del Manual. El grado hasta el cual se han incorporado las unidades SI en el A1.anual varia. En general, una cantidad expresada en unida des habituales en los E. U.A. es seguida por una aproximaci6n de dicha cantidad en la unidad SI apropiada, por ejemplo, 14,7 psi (101 kPa). Sin embargo, las f6rmulas, dependende las unidades; estas solamente dan la respuesta correcta cuando se utilizan uni dades consistentes. Cuando ha sido posible, las f6rmulas se han complementado con las f6rmulas equivalentes basadas en el SI y con ejemplos que ilustran su uso. De igual modo, algunas ta bias se han expandido con columnas para las unidades SI, yal gunos gnificos han sido duplicados en el formato SI. En los casos en que esto no se ha hecho, se han adicionado las conver siones apropiadas en anotaciones 0 como notas al pie de pagina. En general, el metodo de numeraci6n utilizado en este Ma nual se rige por la norma IEEE/ASTM SI 10-20021. En resu men, se puso una coma como la indicaci6n de decimales y se utiliz6 un espacio para separar grupos de tres digitos, a la dere cha 0 a la izquierda de la coma decimal, a partir de grupos con cuatro digitos 0 mas a la derecha 0 izquierda de la coma decimal.
E
HISTORA DEL SI Ya en el siglo XVI, fue concebido un sistema decimal de uni dades, que se basaba en potencias de 10. Un ejemplo conocido de este sistema esta representado por el sistema de moneda nor teamericano, es decir d61ares y centavos. Los esfuerzos inter nacionales para desarrollar unidades estandarizadas de medici6n comenzaron en 1870, con una reuni6n de represen tantes de quince paises en Paris, Francia. Esto llev6 a la crea ci6n de la primera International Metric Convention en 1875 y al establecimiento del International Bureau ofWeights and Me asures, casa editorial deLe Systeme International d'Unites (SI), en Francia. Se estableci6 la General Conference on Weights and Measures para tratar cuestiones internacionales. La General Conference se reune al menos una vez cada seis y tiene control del International Bureau. EI sistema me trico actual es el resultado de la undecima General Conference, que se llev6 a cabo en 1960. Los Estados Unidos esta repre ~ sentado en estas activldades por el National Institute of Stan dard~ and Technology (NIST). Como se indic6 anteriormente, los Estados Unidos siguen en el proceso de transici6n al S1. En diciembre de 1975, el no nagesimo cuarto Congreso pas61a Ley Publica 94-168, el Me tric Conversion Act de 1975. Esta ley comprometi6 a los Estados Unidos para que se cambiara al S1. El OmnibusT'rade and Com petitiveness Act de 1988 enmend6 el Acta de 1975, con el fin de alcntar el uso de unidades metric as en las adquisiciones y sub venciones del gobierno. En 1991, el entonces presidente George Bush firm6 la Orden Ejecutiva 12770, que Ie exige a las agen cias federales desarrollar agendas para hacer la transici6n al SI. Mas recientemente, en mayo de 1996, el Departamento de Co mercio de los E.U.A. publie6las directrices para la adquisici6n de ciertos productos de construcci6n en SI.
TABLA B.1
Unidades Msicas Cantidad
Robert P. Benedetti es un ingeniero Senior de liquidos inflamables de la NFPA y es responsable de las actividades tecnicas y de desarrollo del c6digo en las areas de manejo del almacenamiento, usa y transporte de liquidos inflamables y combustibles.
longitud masa tiempo corriente electrica temperatura termodinamica cantidad de sustancia intensidad luminosa
8-1
Unidad
Sfmbolo
metro kilogramo segundo amperio kelvin mol candela
m kg s
A K mol cd
8-2
APENDICE B
TABLA B.2
Unidades S/ y tab/as de conversi6n
•
Unidades comp/ementarias
Cantidad
Expresada en terminos de Simbolo otras unidades
Unidad
angulo plano angulo solido
TABLAB.4
radian estereorradian
rad sr
UNIDADES SASICAS, UNIDADES COM PLEMENTARIAS Y UNIDADES DERIVADAS El SI consiste en tres clases de unidades: (l) basicas, (2) com plementarias y (3) derivadas. Las unidades basicas son aquellas en las cuales se fundamenta el sistema SI y consisten en siete uni dades dimensionalmente independientes que miden siete canti dades fisicas fundamentales. Estas se indican en la Tabla B.I. Las unidades complementarias consisten en el radian, una medida delangulo plano, y el estereorradian, una medida del:in gulo solido, como se indica en la Tabla B.2. Todas las demas unidaCles son "unidades derivadas", las cuales estan formadas por la combinacion de unidades basicas, TABLA B.3
Unidades derivadas (especificas) Expresada en terminos de otras Simbolo unidades
Cantidad
Unidad
Actividad radiactiva Cantidad de carga electrica Capacitancia electrica Conductancia electrica Densidad de flujo magnetico Diferencia de potencial electrico, fuerza electromotriz Dosis absorbida Dosis equivalente Energia, trabajo, cantidad de calor Flujo luminoso Flujo magnetico Frecuencia Fuerza IIuminancia Inductancia electrica Potencia, flujo radiante Presion, tension Resistencia electrica Temperatura Celsius
becquerel culombio
Bq C
1/s As
faradio
F
CN
siemens
S
AN
tesla
T
Wb/m 2
voltio
V
W/A
gray sievert julio
Gy Sv J
J/kg J/kg Nm
lumen weber hercio newton lu henrio
1m Wb Hz N Ix H
cdsr Vs 1/s kgm/s2 Im/m2 Wb/A
vatic
W
J/s
pascal ohmio
Pa
N/m2 VIA
grado Celsius
°C
n K
Unidades derivadas (no especificas)
Cantidad Aceleracion Area Capacidad de calor Capacidad de calor especifica Concentracion Conductividad termica Densidad de energia Densidad de flujo de calor Densidad de flujo electrico Densidad de potencia Densidad, carga electrica Densidad, corriente Densidad, masa Energia especifica Entropia Entropia especifica Intensidad campo electrico Intensidad radiante Irradiancia Luminancia Momento de fuerza Numero de ondas Permisividad Velocidad Volumen Volumen especifico
Nombre
Simbolo
m/s2
metro p~r segundo cuadrado metro cuadrado julio por kelvin julie por kilogramo kelvin
m2 J/K J/(kgk)
mol por metro cubieo vatio por metro kelvin julio p~r metro cubico vatio por metro cuadrado
mol/m3 W/(mk) J/m 3 W/m2
culombio por metro cuadrado vatio por metro cuadrado culombio por metro cubico
C/m 2 W/m2 C/m 3
amperio por metro Alm 2 cuadrado kilogramo por metro cubico kg/m 3 julio por kilogramo J/kg J/K julio por kelvin julio p~r kilogramo kelvin J/(kgk) VIM voltio p~r metro vatio por esteradiano W/sr vatio por metro cuadrado W/(m 2sr) esteradiano Cd/m2 candela por metro cuadrado Newton metro Nm 11m 1 por metro faradio por metro F/m m/s metro por segundo metro cubico m3 metro cubico p~r kilogramo m3 /kg
unidades complementarias y otras unidades derivadas de acuerdo con relaciones algebraic as especificas. Algunas reciben su nombre seglin las unidades de las cuales estas se derivan, como es el caso de la unidad para velocidad, "metro por se gundo". Otras se presentan con sus propios nombres, como la unidad para fuerza, el "newton". La Tabla B.3 presenta un lis tado de dichas cantidades las cuales se especifican con unidades SI de denorninacion especial. Muchas de las unidades SI que se utilizan comunmente y que no tienen nombres especiales se incluyen como unidades derivadas no especificas (ver Tabla B.4).
ESCALAS DE TEMPERATURA El kelvin (K) es la unidad SI para la temperatura termodimimica o absoluta y se utiliza adecuadamente a 10 largo del Manual para expresar la temperatura termodimimica y los intervalos de tem peratura y las cantidades relacionadas con la transferencia de
APENDICE B
TABlAB.5
=1 000 000 000 000 =1 000 000 000 =1000000 =1000 =100
1012 109 106 103 102 101 10° 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12
=10 =1 0,1 = 0,01 =0,001 = 0,000 0001 = 0,000 000 000 1 =0,000 000 000 0001
Unidades S/ y tab/as de conversion
8-3
Minuto versus Segundo
Prefijos estandar
Factores de multiplicacion
•
Prefijo
Simbolo
tera giga mega kilo hecto deka
T G M k h da
deci centi milli micro nano pico
d c m n P
calor. Por ejemplo, la capacidad de calor, se expresa como julio por kelvin (JIK). El grade Celsius eC) tambien se usa extensa mente. EI grado Celsius es una unidad del SI derivada que se uti liza ampliamente para expresar una temperatura medida 0 una diferencia de temperatura. Nonnalmente, los puntos de infla macion de los lfquidos inflamables se dan en grados Celsius, al igual que las temperaturas de funcionamiento de las cabezas de los rociadores. La relacion entre °C y K es: K °C + 273,15. [Notese que existe una relacion similar entre la temperatura medida en gra dos Fahrenheit eF) y la temperatura termodinamica en grados Rankine (OR) en las unidades habituales en los E.U.A. : R OF + 459,7.] Las formulas para convertir °C a OF son:
Una segunda diferenCIa es el uso del tennino litro por minuto (Lim in) y metro cubico por minuto (m3/min) en lugar de las uni dades internacionalmente aceptadas litro por segundo (Lis) y metro cubico por segundo (m 3/s), particularmente para las me diciones hidr:iulicas y para el analisis del suministro de agua. Se escogio el minuto en vez del segundo ya que las unidades Llmin y m 3/min igualan mas exactamente a la expresion galones por minuto, porque son una cantidad mas facil de usar en los calcu los de la ingenieria de proteccion contra incendios y para man tener una consistencia con el uso de estas unidades en otras pUblicaciones de la NFPA.
Fuerza y Masa Un area de confusion para quienes no estan familiarizados con las unidades SI es la conversion de los tenninos fuerza y masa. En el sistema uSado habitualmente en los Estados Unidos, un cuerpo con una masa de 20 libras (una unidad de masa) experimenta una fuerza de gravedad de casi 20 libras-fuerza. Como los valores nu mericos y los nombres de las unidades son tan cercanos, con fre cuencia no se aprecia la diferencia entre las dos unidades. Aunque la unidad "libra" aparece en ambos tenninos, el simbolo de la unidad "libra fuerza", "lbi', es mas exacta para este ultimo. En el SI, se utilizan dos unidades diferentes: kilogramo para masa y newton para fuerza. Es importante diferenciar si una de estas unidades est:i convirtiendo la masa del material de, por ejemplo, 14 lb al numero equivalente de kilogramos, 0 una fuerza de 14 Ib f al valor equivalente en newtons. Masa: 1 lb = 0,45325
Fuerza: llb f == 4,448 N
OF = eC X 1,8) + 32
El Newton (N) y no el kilogramo (kg), aparece en los ter minos relacionados con la fuerza, como presion (N/m 2), energia (N. m = J) Y potencia (N. rn/s . Jls = W).
Prefijos
Presion Se utilizan prefijos est:indar para expresar cualquier unidad SI como un multiplo 0 submultiplo de 10. La practica usual es se leccionar un prefijo que limite el valor numerico de una canti dad a maximo cuatro digitos. Por ejemplo, 28 000 metros se expresa mejor como 2,8 kilometros. De igual modo, 0,0017 gra mos queda mejor expresado como 1,7 miligramos, Los prefijos que se utilizan comunmente se muestran en la Tabla B.5.
ALGUNOS COMENTARIOS Metro Versus Metro y Litro Versus Litro Una divergencia del uso estricto del SI ha sido la de utilizar la ortografia "meter" y "liter" a 10 largo del Manual, en Iugar de los renninos intemacionalmente aceptados "metre" y "litre", Los renninos anteriores son los que mas se identifican y utilizan co mlinmente en los Estados Unidos.
1-----
El sistema habitual de los E.U.A. expresa la presion en unidades manometricas 0 en unidades absolutas, dependiendo de si la me dicion se hace en relacion con la presion atmosferica estandar 0 con un vado absoluto. Esto se identifica por las abreviaturas co munes "psig" y "psia" para "libras por pulgada cuadrada, ma nometricas" y "Iibras por pulgada cuadrada, absolutas", respectivamente. (La manera apropiada de expresar la presion en las unidades habituales de los E.U.A. es "x libra-fuerza por pulgada cuadrada"). Estas convenciones no est:in pennitidas en el sistema SI. Para expresar un diferencial de presion, el uso de la unidad "kPa" es suficiente. Pero, cuando es necesario especi ficar que una medicion de presion se hace con respecto a una at mosfera estandar 0 a un vado absoluto, entonces la medici6n se cali fica, respectivamente como sigue: " ... a una preSion manometrica de 17,7 kPa," "... a una presion absoluta de 1,4 kPa"
0
8-4
APENDICE B
•
Unidades SI y tablas de conversion
Pa. Se han pennitido algunas desviaciones de esta practica, como cuando varios val ores de la misma cantidad son compara dos 0 presentados en fonna de tabla. Por ejemplo, si cuatro muestras tienen masas de 500 800 kg, 900 kg Y 1200 kg, no seria apropiado expresar la ultima anotaci6n como 1,2 Mg. Las Tablas B.6 y B. 7 presentan dos grupos de factores de conversion que se utilizan en este Manual. Estas tablas se han tornado del The SFPE Handhook ofFire Protection Enginee ring, 3rd 4 e incluyen una !ista de unidades que han sido or denadas alfabeticamente y una lista ordenada por cantidad fisica, es decir, area, longitud, etc., respectivamente. En la lista alfabetica (Tabla B.6), los dog prim eros digitos de cada uno de los factores de conversion representa la potencia de 10 por la cual se debe multiplicar el factor de conversion. Un asterisco in dica que el factor de conversitin es exacto. Todos los demas fac tores de conversion son aproximados 0 son el resuItado de medici ones fisicas. La Iista de la cantidad fisica (Tabla B. 7) in cluye solo aquellos factores de conversion que se utilizan con frecuencia. Sin embargo, los factores de conversion para mu chas unidades especializadas pueden encontrarse en Lange s Handbook ofChemistry, 14th ecf
EXACTITUD DE LAS CONVERSIONES Y
FACTORES DE CONVERSION1,4
El enfoque utilizado para convertir las unidades habituales de los E.U.A. cn unidades SI ha sido el de mantener la precision de la mcdici6n original. Por ejemplo, "alrededor de 8 millas", se traduce apropiadamente en "alrededor de 13 kilometros". Seria inadecuado convertir la medicion de 8 millas en 12,875 kilome tros, como 10 haria una conversion exacta. EI grado de precision que implica una conversion exacta como esta, simplemente no esta implicito en la medicion original. Por 10 tanto, las conver siones se han escogido para reflejar apropiadamente la precision de la medicion original. Un ejemplo es: un tendido de tuberia para rociadores de 12 pies se convierte en 3,7 metros, si la tu beria se mide hasta la pulgada mis cercana. Si se mide hasta el pie mas cercano, entonces la conversion apropiada es 4 metros. Las unidades SI a las cuales se han convertido las cant ida des, en su mayoria han seguido la practica SI de expresar una cantidad de modo que su valor numerico este entre 0,1 y 1 000. Un ejemplo es la conversion de 14,7 psi a 101 kPa, no 101000
TABLA B.6
Listado a/fabetico de factores de conversion
Para convertir de abampere ..............................................................................
abcoulomb ............................................................................
abfarad ..................................................................................
abhenry............................................................................... ..
abmho .................................................................................. .
abohm .................................................................................. .
abvoltio ................................................................................. .
acre ...................................................................................... .
angstrom .............................................................................. .
ano (calendario) ................................................................... .
ano (sideral) ......................................................................... .
ano (tropical) ....................................................................... ..
ano 1900, tropical, Ene., dia 0, hora 12.............................. ..
ano 1900, tropical, Ene., dia 0, hora 12............................... .
ano luz ...................................................................................
are ....................................................................................... ..
astronomica, unidad (lAU) ................................................... .
astronomica, unidad (radio) ................................................ ..
atmosfera ............................................................................ .
bar.........................................................................................
barn .......................................................................................
barril (petroleo, 42 galones) ................................................ ..
barye .....................................................................................
braza .....................................................................................
Btu (unidad termica britanica):
(1ST antes de 1 (1ST despues de 1956)................................................ ..
Btu (media) .......................................................................... .
Btu (termoquimica) ...............................................................
Btu (39°F) .............................................................................
Btu (600F).............................................................................
bushel (E.U.A.) ................................................................... ..
a
Multiplicar por
amperio..................................
culombio............. ...................
farad........... ............................
henry.......................................
siemens..................................
ohmio......................................
voltio........................... ............
metro2.....................................
metro......................................
segundo (solar medio)...........
segundo (solar medio)...........
segundo (solar medio)...........
segundo (ephemeris).............
segundo.................................
metro......................................
metro2 .....................................
metro...... ..... ...........................
metro......................................
newton/metro2........................
+ 01 1,00* + 01 1,00* + 09 1,00*
- 09 1,00*
+ 09 1,00*
- 09 1,00*
- 08 1,00*
+ 03 4,046 856 422 4*
- 10 1,00*
+ 07 3,1536* + 07 3,1558150 + 07 3,155692 6 + 07 3,15569259747* + 07 3,155 692 597 47* + 159,46055 + 021,00* + 11 1,496 00 + 11 1,495 978 9 + 051,01325*
newton/metro2........................ + 05 1,00*
metro2..................................... - 281,00*
metros .................................... 1-01 1,589873 newton/metro2........................ 01 1,00* metro............ .......................... + 00 1,828 8*
julio.........................................
julio.........................................
julio.................... .....................
julio....................... ..................
julio.........................................
julio...... ....... ................. ...........
metros....................................
+ 03 + 03 + 03 + 03 + 03 + 03
1,05504 1,055 056 1,055 87 1,054 350 1,059 67 1,054 68 - 02 3,523 907016688*
APENDICE B
TABLA B.6
•
Unidades SI y tablas de conversi6n
8-5
Continuaci6n
a
Multiplicar por
caballo de vapor (550 pie Ibf/segundo) ................................ .
caballo de vapor (caldera) .................................................... .
caballo de vapor (electrico) .................................................. .
caballo de vapor (metrico) .................................................... .
caballo de vapor (Brit.) ......................................................... .
caballo de vapor (agua) ....................................................... .
cable ..................................................................................... .
cadena (de agrimensor 0 gunther) ....................................... .
cadena (de ingeniero 0 ramsden) ........................................ .
calibre .................................................................................. .
cafda libre, estandar............................................................ .
calorfa (International Steam Table) ...................................... .
calorfa (media) ..................................................................... .
calorfa (termoqufmica) ......................................................... .
calorfa (15°C) ....................................................................... .
calorfa (20°C). ...................................................................... .
calorfa (kilogramo, International Steam Table) ..................... .
calorfa (kilogramo, media) .................................................... .
calorfa (kilogramo, termoqufmica) ........................................ .
Celsius (temperatura) .......................................................... .
centena (corta) ..................................................................... .
centena (Iarga) ..................................................................... .
centfmetro de mercurio (O°C) ............................................... .
centfmetro de agua (4°C) ..................................................... .
codo ......................................................................................
cordel. .................................................................................. .
cuarto de galon (arido E.UA).............................................. .
cuarto de galon (lfquido E.UA)........................................... .
cucharada ............................................................................ .
cucharadita ........................................................................... .
curie ......................................................................................
vatio.............................. ..........
vatio.............................. ..........
vatio.............................. ..........
vatio.............................. ..........
vatio........................................
vatio........................................
metro.. ...... .............. ... ..............
metro..... ........ .... ........... .........
metro................. ........... ..... ....
metro.......................................
metro/segundo 2 ............ ..........
julio............ ... ....... ......... ..........
julio............................... ... .......
julio.........................................
julio............... ................... .......
julio .........................................
julio... ............................. .... .....
julio... ............................. .........
julio .........................................
kelvin.. ... ........ ......... ...... ..........
kilogramo........ .............. ..........
kilogramo...................... .........
newton/metro 2 ••••••••••••••.•••••••• newton/metro 2 ....•.•..•.•....•..•... metro3 .....................................
metro3 .....................................
metro3 ........................... ..........
metro3 .....................................
metro3 .....................................
metro3 .....................................
desintegracion/segundo... ......
+ 02 7,456 998 7 + 03 9,809 50 + 02 7,46* + 02 7,354 99 + 02 7,457 + 02 7,460 43 + 02 2,194 56* + 01 2,011 68* + 01 3,048* - 04 2,54* + 00 9,806 65* + 00 4,1868 + 00 4,190 02 + 00 4,184* + 00 4,185 80 + 00 4,181 90 + 03 4,1868 + 03 4,190 02 + 03 4,184* tK = tC + 273,15 + 01 4,535 923 7* + 01 5,080234544* + 031,33322 + 01 9,80638 + 00 3,624 556 3 + 00 3,624 556 3 - 03 1,101 220 942 715* - 049,4635925 - 05 1,478 676 478 125* - 06 4,928921 59375* + 10 3,70*
denier (internacional) ........................................................... .
dfa (solar medio) .................................................................. .
dfa (sideral) .......................................................................... .
dina .......................................................................................
dracma (avoirdupois) ............................................................ .
dracma (troy 0 farmaceutico) ............................................... .
dracma (lfquido E.U.A.) ........................................................ .
kilogramo/metro... ......... .........
segundo (solar medio).. ..........
segundo (solar medio).. ..........
newton.......................... ..........
kilogramo...................... ..........
kilogramo...................... ..........
metro 3 .....................................
- 07 1,00* + 04 8,64 + 04 8,616 409 - 05 1,00*
- 03 1,771 845 - 03 3,887 934 - 06 3,696 691
electrOn-voltio ....................................................................... .
ergio ......................................................................................
escrupulo (farmaceutica) ..................................................... .
estereo ................................................................................. .
julio................. .............. ..........
julio................. .............. .... ......
kilogramo................... ... ..........
metro3 ........................... ..........
- 19 1,602 191 7 - 07 1,00* - 03 1,295 978 2* + 00 1,00*
Fahrenheit (temperatura) ..................................................... .
Fahrenheit (temperatura) ..................................................... .
faraday (basado en carbono 12) ........................................ ..
faraday (qufmico) ................................................................. .
faraday (ffsico) ..................................................................... .
fermi (femtometro) ................................................................ .
fotio .......................................................................................
furlong .................................................................................. .
kelvin............................. .........
celsius..... .................. ... ..........
culombio....................... ....... ...
culombio....................... ..........
culombio................ ....... ..........
metro............................ ..........
lumen/metro 2 ...•..•..•..•..• ......••.•
metro............................. .........
tK = (5/9) (tF + 459,67) tC = (5/9) (tF - 32) + 04 9,68 70 + 04 9,649 57 + 04 9,652 19 + 15 1,00* + 04 1,00 + 02 2,011 68*
gal (galileo) ........................................................................... .
galon (lfquido Brit.) ............................................................... .
galon (arido E.U.A.) ............................................................. .
metro/segundo 2 .•......•..•..•....•.. metro3 .....................................
metro3 .....................................
Para convertir de
-
0
195 312 5*
6*
1953125*
021,00*
03 4,546 087
03 4,404 883 770 86*
8-6
APENDICE B
TABLA B.6
•
Unidades SI y tablas de conversion
Continuacion
Para canvertir de
a
Multlpllcar par
galon (liquido E.UA)............................................................
gamma ..................................................................................
gauss ....................................................................................
gilbert....................................................................................
gill (Brit..) ...............................................................................
gill (E.U.A} .............................................................................
grado .....................................................................................
grado .....................................................................................
grado (angulo) .......................................................................
gramo ....................................................................................
grano .....................................................................................
metro 3 ..................................... -
hectarea................................................................................
metro2..................................... + 04 1,00*
hora (solar media) .................................................................
hora (sideral) ........................................................................ .
segundo (solar medio)............ + 03 3,60' segundo (solar medio)............ + 033,5901704
kayser.. ............................................................................... ..
kilocaloria (International Steam Table)..................................
kilocaloria (media) .................................................................
kilocaloria (termoquimica) .....................................................
kilogramo masa.....................................................................
kilogramo fuerza (kgf) ...........................................................
kilolibra fuerza .......................................................................
kip.........................................................................................
1/metro ................................. .. + 021,00* julio ....................................... .. + 034,1868 julio ....................................... .. + 034,19002 julio ........................................ . + 034,184' kilogramo .............................. .. + 001,00* newton .................................. .. + 00 9,806 65* newton ................................... . + 00 9,806 65* newton ................................... . + 03 4,448 221 615 260 5*
lambert..................................................................................
lambert..................................................................................
langley...................................................................................
Ibf (libra fuerza, avoirdupois) ................................................ .
Ibm (l1bra masa, avoirdupois) ............................................... .
legua (nautica Brit.) ...............................................................
legua (nautica internacional) .................................................
legua (ordinaria) ....................................................................
libra fuerza (lbf avoirdupois) ................................................ ..
libra masa (Ibm avoirdupois) ................................................ .
libra masa (troy 0 farmaceutica) .......................................... .
link (de ingeniero 0 ramsden) .............................................. .
link (agrimensura 0 gunther) ............................................... .
litro...................................... :................................................ .
lux.........................................................................................
candela/metro 2 ...................... . + 041/n*
candelaimetro 2...................... . + 03 3183 0988 julio/metro2............................ . +044,184' newton ................................... . + 00 4 448 221 6152605* kilogramo ............................... . 01 4,535 923 7* metro ..................................... . + 03 5,559 552* metro ..................................... . + 03 5,556* metro ..................................... . + 03 4,828 032* newton ................................. .. + 00 4,448 221 615 260 5* kilogramo .............................. . 01 4,535 923 7* kilogramo .............................. . 01 3,732417216* metro ..................................... . -013,048* metro ..................................... . - 01 2,011 68* metro3 .................................... . - 031,00* lumen/metro 2 ......................... . + 001,00*
mano.....................................................................................
maxwell. ................................................................................
mes (calendario medio) ....................................................... ..
metro .....................................................................................
micron ...................................................................................
mil..........................................................................................
milibar....................................................................................
milimetro de mercurio (O°C)..................................................
milipulgada circular................................................................
milia (ordinaria E.UA)..........................................................
milia (nautica Brit.) .................................................................
milia (nautica internacional) ..................................................
milia (nautica EUA) ............................................................
minuto (angulo) ................................................................... ..
minuto (solar medio) ............................................................ .
minuto (sideral) .................................................................... .
metro .................................... .. 011,016* weber..................................... . - 081,00* segundo(solar medio) ........... .. + 06 2,628* longitudes de onda Kr 86....... + 06 1,650 763 73* metro ..................................... . 061,00* metro ..................................... . 052,54* newton/metro2....................... . + 021,00' newton/metro2 ....................... . + 021,333224*
metro2.................................... . -105,0670748
metro ..................................... . + 031,609 344*
metro ..................................... . + 031,853184*
metro ..................................... . + 031,852'
metro .................................... .. + 031,852'
radian ................................... .. - 04 2,908 882 086 66
segundo(solar medio) ........... .. + 01 6,00*
segundo(solar medio) ........... .. + 01 5,983617 4
tesla........................................ tesla........................................ amperio-vuelta....................... metro3 ..................................... metro3 ..................................... grado (angular)....................... radian... ............ ......... ............. radian..................................... kilogramo.. .............................. kilogramo ................................ -
03 3,785 411 784* 09 1,00* 04 1,00' 01 7,9577472 04 1,420652 04 1,182941 2 01 9,00* 02 1,570 796 3 02 1,745329251 9943 03 1,00' 056,479891*
APENDICE B
TABLA B.6
•
Unidades $1 y tab/as de conversion
B-7
Continuacion
Para convertlr de
a
Multiplicar por
nudo (internacional).......... .... ..... ..... ..... .... ..... ...... ......... ..... .....
metro/segundo............. .......... - 01 5,144 444 444
oersted .................................................................................. onza fuerza (avoirdupois) ..................................................... onza masa (avoirdupois) ..................................................... . onza masa (troy 0 farmaceutica) ......................................... . onza (liquida E.U.A.) ........................................................... ..
amperio/metro........................ newton.................................... kilogramo ................................ kilogramo..................... .......... metro 3 ....................................
paso ...................................................................................... parsec (UAI) ......................................................................... . pascal. .................................................................................. . peck (E.U.A.) ........................................................................ . pennyweight (escrupulo) ...................................................... . percha.................................................................................. . pertica ................................................................................... pica (impresoras) .................................................................. . pie (agrimensura E.U.A) ....................................................... . pie (agrimensura E.U.A.) ....................................................... pie de agua (39,2°F) ............................................................. pie-bujia ................................................................................ pie-lambert............................................................................ pie tablar (1' x l' x 1')........................................................... pinta (arida E.U.A.) ................................................................ pinta (liquida E.U.A.) ............................................................ . poise ...................................................................................... polo unitario ......................................................................... .. poundal. .............................................................................. .. pulgada................................................................................. pulgada de mercuric (32°F) .................................................. pulgada de mercuric (60°F) ................................................ .. pUlgada de agua(39,2°F) ..................................................... . pulgada de agua (60°F) ...................................................... .. punto (impresoras) ............................................................... .
metro........................... .......... - 01 7,62* metro............................ .......... + 16 3,085 7 newton/metro2 .............. .......... + 00 1,00* metro3 ...................................... - 038,809767541 72* kilogramo................................ -031,55517384* metro.......... ............................ + 00 5,0292* metro............................ .......... + 00 5,0292* metro........................... .......... - 034,2175176* metro...................................... + 001200/3937* metro.................. ......... .......... - 01 3,048 006 096 newton/metro2 ........................ + 03 2,988 98 lumen/metro2 .......................... + 01 1,076 391 0 candela/metro2 ....................... + 00 3,426 259 metro3 ..................................... - 03-2,359 737 216* metro3 ..................................... - 04 5,506104 713 575* metro3 .......................... ........... - 04 4,731 76473* newton segundo/metro 2 ......... - 01 1,00* weber....... ........ ................. ...... - 07 1,256 637 newton...... ..... ..... .... ..... ...... .... - 01 1,382 549 543 76* metro ..................................... - 02 2,54* newton/metro 2 ............. .......... + 03 3,386 389 newton/metro 2 ............. .......... + 03 3,376 85 newton/metro 2 ............. .......... + 02 2,490 82 newton/metro 2 .............. .......... + 02 2,4884 metro........................... .......... - 04 3,514 598*
qui late (metrico) ................................................................... .
kilogramo..................... ........... - 04 2,00*
rad (dosis de radiaci6n absorbida) ..................................... .. Rankine (temperatura) ......................................................... . rayleigh (tasa de emisi6n de fotones) .................................. . rhe ......................................................................................... roentgen ............................................................................... rutherford ..............................................................................
julio/kilogramo............. .......... kelvin........................... ........... 1/segundo metro2 .................. metro2/newton segundo......... culombiolkilogramo..... .......... desintegraci6n/segundo.........
segundo (angulo) .................................................................. segundo (ephemeris) ........................................................... . segundo (solar medio) ......................................................... ..
radian .................................. .. 06 4,848 136 811 segundo ................................ . + 00 1,000 000 000 segundo (ephemeris) ........... .. Consulte el American Epheme ris and Nautical Almanac segundo (solar medio)............ - 01 9,9726957 metro2.......................... ........... + 06 2,589 988 11 0 336* segundo................................. - 08 1,00 metro..... ..... .......... ..... ...... ...... + 02 1,097 28* kilogramo................................ + 01 1,45939029 metro.......... ..... ................. ...... • - 01 2,286 amperio....... ................ ........... 10 3,335 640 culombio................................. - 10 3,335 640 farad. ....... ........... ......... ........... - 12 1,112 650 henry............... ........................ + 11 8,957 554 ohmio.......................... .......... + 11 8,957 554
segundo (sideral) ................................................................. . secci6n ................................................................................. . shake ..................................................................................... skein ..................................................................................... slug ........................................................................................ span ...................................................................................... statampere ............................................................................ statcoulomb .......................................................................... . staffarad ............................................................................... . stathenry.............................................................................. .. stathom ............................................................................... ..
+ + -
01 7,9577472 01 2,7801385 02 2,834 952 312 5* 02 3,110 347 68* 05 2,957 352 956 25*
- 02 1,00+ tK::: (5/9)tR + 10 1,00* + 01 1 ,00* - 04 2,579 76* + 06 1,00*
8-8
APENDICE B
TABLA B.6
•
Unidades SI y tablas de conversi6n
Continuaci6n
a
Para convertir de
Multiplicar por
statvolt. ................................................................................. . stilb ........................................................................................ stoke ......................................................................................
voltio..................... ... .... ........... + 02 2,997 925 candela/metro 2....................... + 041,00 metro2/segundo......... ............. - 04 1,00*
taza ....................................................................................... tonel grande (E.UA)........................................................... . tonelada (corta, 2000 libras) ................................................ . tonelada (de ensayo) ........................................................... . tonelada (Iarga) .................................................................... . tonelada (metrica) ................................................................ . tonelada (equivalente nuclear de TNT) ................................ . tonelada (de registro) ........................................................... . tonelada metrica .................................................................. . tor (O°C) ............................................................................... . township ............................................................................... .
metro3 ..................................... metro3 ..................................... kilogramo................................ kilogramo............................. ... kilogramo................................ kilogramo.... ............................ julio.. ... ...... ....... ........... ............ metro3 ..................................... kilogramo........... ......... ............ newton/metro2........................ metro2.....................................
vara .......................................................................................
metro........ ................. ............. + 00 5,0292*
yarda .....................................................................................
metro..... ......... ............ ............ - 01 9,144*
04 2,365 882 365* 01 2,38480942392* + 02 9,071 8474* - 02 2,196 666 0 + 03 1,016 046 908 8* + 03 1,00* + 09 4,20 + 00 2,831 6846592* + 03 1,00* + 02 1,33322 - 079,3239572 -
Fuente: EA Mechtlly, The Intentional System y Units, Physical Constants and Convertion Factors, "2nd Revision, national Aero nautics and Space Administration, Washington D.C. (1973). (No Copyright).
TABLA B.7
Listado de factores de conversi6n por cantidad ffsica
IMultiplicar por
Para convertir de ACELERACION caida libre, esUmdar............................................................. . gal (galileo) .......................................................................... . pie/segundo 2........................................................................ . pulgada/segundo 2................................................................ .
metro/segundo2...................... metro/segundo2...................... metro/segundo2...................... metro/segundo2......................
+ 009,80665* - 02 1,00* - 01 3,048* - 022,54*
AREA acre ....................................................................................... are ......................................................................................... barn .............................................................. :....................... . hectarea ............................................................................... . milipulgada circular.............................................................. . milia2(ordinaria E.UA)........................................................ . pie2....................................................................................... . pulgada 2............................................................................... . secci6n ................................................................................. . township .............................................................................. .. yarda 2....................................................................................
metro2..................................... metro2..................................... metro2..................................... metro2..................................... metro2 ..................................... metro2..................................... metro2..................................... metro2..................................... metro2.... ................................. metro2..................................... metro2.....................................
+ 03 4,046 856 422 4* + 021,00* - 281,00* + 04 1,00* -105,0670748 + 06 2,589 988 110 336* - 029,290304* - 046,4516* + 06 2,589 988 110 336* - 07 9,323 957 2 - 01 8,361 2736*
DENSIDAD gramo/centimetro3 ............................................................... .
Ibm/pulgada3 ....................................................................... .
Ibm/pie 2............................................................................... .
slug/pie 3 .............................................................................. .
kilogramo/metro 3 .................... kilogramo/metro 3 .................... kilogramo/metro 3 .................... kilogramo/metro3 ....................
-
031,00*
+ 04 2,767 990 5
+ 01 1,601 8463
+ 02 5,153 79
APENDICE B
TABLA B.7
•
Unidades 81 y tablas de conversion
8-9
Continuacion
Para convertir de
Multiplicar por ENERGIA
Btu (unidad termica britEtnica): (1ST antes de 1956). ........................... ........................... (1ST despues de 1956).................................................. Btu (media)........................................................................... Btu (termoquimica)............................................................... Btu (39°F).......... ................................................................... Btu (60°F).................................................. ........................... calorla (International Steam Table)............ ........................... caloria (media)................. ............ ............................ ............. caloria (termoquimica) ................................................ ,......... caloria (15°C)........................................................................ caloria (20°C).... ..................................... ............................... caloria (kilogramo, International Steam Table)...................... caloria (kilogramo, media)................... .... ..... ......................... calorla (kilogramo, termoquimica)......................................... electr6n-voltio.... ........... ................... .......................... ..... ....... ergio.................................................................... .................. julio(internacional de 1948).......... ....................... .................. kilocaloria (International Steam Table).................................. kilocaloria (media).............................. ..... ................. ............. kilocaloria (termoquimica)............................ ......................... kilovatio hora.................. ........ ............................................... kilovatio hora (internacional de 1948)..................... .............. pie Ibf.................. ........ ....................... ......... .................... ....... pie poundal............................................................................ tonelada (equivalente nuclear de TNT)................................. vatio hora............................... ................................ ...............
julio ....................................... .. julio ....................................... .. julio ........................................ . julio ........................................ . julio ........................................ . julio ........................................ . julio ........................................ . julio ....................................... .. julio ....................................... .. julio ........................................ . julio ........................................ . julio ....................................... .. julio ........................................ . julio ....................................... .. julio ........................................ . julio ........................................ . julio ........................................ . julio ........................................ . julio ....................................... .. julio ....................................... .. julio ........................................ . julio ....................................... .. julio ........................................ . julio ........................................ . julio ........................................ . julio ........................................ .
+ 031,055 04 + 03 1,055 056 + 031,055 87 + 031,054 350 + 031,05967 + 031 ,054 68 + 004,1868 + 00 4,190 02 +004,184* + 00 4,185 80 + 004,18190 + 03 4,1868 + 03 4,190 02 +034,184* 191,6021917 071,00* + 00 1,000 165 + 03 4,1868 + 03 4,190 02 +034,184* +063,60* +063,60059 + 031,3558179 - 024,214011 0 +094,20 + 03 3,60
ENERGIAfAREA TIEMPO
Btu (termoqulmica)/pie2 segundo ......................................... . Btu (termoquimica)/pie2 minuto ............................................. Btu (termoquimica)/pie 2 hora............................................... . Btu (termoquimica)/pulg 2 segundo ....................................... . caloria (termoquimica)/cm 2 minuto.:.................................... . ergio/centimetro2 segundo .................................................. .. vatio/centi metro2 .................................................................. .
vatio/metro 2 .......................... .. vatio/metro 2 ........................... . vatio/metro 2 .••••..•••••••••.••••••••••. vatio/metro 2 ............••••.••••••••••• vatio/metro 2 •••••••••••..•••...........• vatio/metro 2 ........................... . vatio/metro 2 ........................... .
+ 04 1,134 893 1 + 02 1,891 488 5 + 00 3,152 4808 + 06 1,634 246 2 + 02 6,973 333 3 031,00* + 041,00*
FUERZA
dina..................................................................................... .. kilogramo fuerza (kgf) .......................................................... . kilolibra fuerza ....................................................................... kip .......................................................................................... Ibf (libra fuerza avoirdupois) ................................................ .. onza fuerza (avoirdupois) ...................................................... libra fuerza (Ibf avoirdupois) ................................................. . poundal ................................................................................ .
newton... ................................ newton ................... :............... newton................... ..... ........... newton................................... newton................................... newton................................... newton................................... newton.. ............ ..... ..... ...... .....
- 05 1,00' + 00 9,806 65* + 00 9,806 65* + 03 4,448 221 6152605* + 00 4,448 221 6152605* + 012,7801385 + 004,448221 6152605' - 01 1,382 549 543 76*
LONGITUD
angstrom ...............................................................................
astron6mica, unidad (IAU) .................................................. ..
astron6mica, unidad (radio) ................................................. .
braza .....................................................................................
cable .....................................................................................
cadena (de agrimensor 0 gunther) ...................................... ..
cadena (de ingeniero 0 ramsden) ....................................... ..
metro......................................
metro ......................................
metro.......................... ...........
metro.................. ........ ...........
metro.......................... ...........
metro ......................................
metro.......................... ...........
101,00' + 111,496 00 + 11 1,495978 9 + 00 1,828 8' + 02 2,19456* + 012,01168* + 01 3,048*
B-10
APENDICE B
TABLA B.7
•
Unidades SI y tablas de conversi6n
Continuaci6n
IMultiplicar por
Para convertlr de LONGITUD (continuacion) calibre ...................................................................................
codo ......................................................................................
fermi (femtometro) ................................................................
furlong .................................................................................. .
legua (nautica Brit.) ...............................................................
legua (nautica internacional) ............................................... ..
legua (ordinaria) ................................................................... .
link (de ingeniero 0 ramsden) ............................................. ..
link (agrimensura 0 gunther) ............................................... .
metro .....................................................................................
micron ...................................................................................
mil.. ...................................................................................... .
milia (ordinaria E.U.A.) ......................................................... .
milia (nautica Brit.) ............................................................... .
milia (nautica internacional) ................................................. .
milia (nautica E.U.A.) ........................................................... .
milia nautica (Brit.) ................................................................
milia nautica (internacional) ................................................. .
milia nautica (E.U.A.) ............................................................
parsec (UAI) ..........................................................................
paso ......................................................................................
percha .................................................................................. .
pertica .................................................................................. .
pica (impresoras) ................................................................. .
punto (impresoras) ............................................................... .
skein ......................................................................................
span ......................................................................................
vara .......................................................................................
yarda .....................................................................................
metro...................................... metro............ ..... ...... ...... ......... metro. ...... ........... ..... ............... metro...................................... metro.. ...... ...... ..... ................... metro................... ..... ..... ......... metro...................................... metro...................................... metro...................................... longitudes de onda Kr 86........ metro...................................... metro...................................... metro...................................... metro...................................... metro..... ..... ..... ....................... metro..... .......... ....................... metro...................................... metro...................................... metro.......... ...... ...................... metro...................................... metro...................................... metro...................................... metro.......... ............................ metro...................................... metro...................................... metro........................ .............. metro...................................... metro................... ..... ...... ........ metro ......................................
- 04 2,54'
- 01 4,572
-15 1,00*
+ 02 2,011 68 + 03 5,559 552*
+ 03 5,556"
+ 03 4,828 032 - 01 3,048"
- 01 2,011 68'
+ 06 1,650 763 73 - 06 1,00'
- 05 2,54'
+ 03 1,609 344 + 03 1,853 184'
+ 03 1,852*
+ 03 1,852*
+ 03 1,853 184 + 03 1,852*
+ 03 1,852*
+ 163,085 7
- 01 7,62*
+ 00 5,0292*
+ 00 5,0292*
- 034,2175176*
- 04 3,514 598*
+ 02 1 ,097 28'
- 01 2,286
+ 00 5,0292 - 019,144*
MASA centena (corta) ..................................................................... . centena (Iarga) ...................................................................... escrupulo (farmaceutica) ..................................................... . gramo (avoirdupois) .............................................................. gramo (troy 0 farmaceutico) ................................................ .. gramo .................................................................................... grano ..................................................................................... kgf segundo 2 metro (masa) ................................................ .. kilogramo masa ................................................................... .. Ibm (libra masa avoirdupois) ............................................... .. libra masa, Ibm( avoirdupois) ............................................... . libra masa (troy 0 farmaceutica) ......................................... .. onza masa (avoirdupois) ..................................................... . onza masa (troy 0 farmaceutica) ......................................... . pennyweight (escrupulo) ..................................................... . quilate (metrico) ................................................................... . slug ...................................................................................... . tonelada (corta, 2000 libras) ................................................ . tonelada (de ensayo) ........................................................... . tonelada (larga) ................................................................... .. tonelada (metrica) ................................................................ . tonelada metrica ...................................................................
kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo .............................. .. kilogramo .............................. .. kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... . kllogramo ............................... . kilogramo ............................... . kilogramo ............................... .
+ 01 4,535 923 7*
+ 01 5,080 234 544' - 03 1,295 978 2' - 031,771 8451953125* 03 3,887 934 6* 031,00* 05 6,479 891 * + 00 9,806 65* + 001,00' 01 4,535 923 7* 01 4,535 923 7* 013,732417216' 022,8349523125" - 02 3,110 347 68* 031,55517384" 042,00* + 01 1,459 390 29 + 02 9,071 8474" - 02 2,196 666 0 + 031,0160469088* + 031,00* + 031,00*
APENDICE B
TABLA B.7
•
Unidades 8/ y tab/as de conversion
Continuacion
I Multiplicar por
Para convertir de POTENCIA
Btu (termoquimica)/segundo ................................................ .
Btu (termoquimica)/minuto ................................................... .
caballo de vapor (550 pie Ibf/segundo) ................................ .
caballo de vapor (caldera) ................................................... ..
caballo de vapor (electrico) .................................................. .
caballo de vapor (metrico) ................................................... ..
caballo de vapor (Brit.) ........................................................ ..
caballo de vapor (agua) ....................................................... .
caloria (termoquimica)/segundo .......................................... .
caloria (termoquimica)/minuto ...............................................
kilocaloria (termoquimica)/minuto ........................................ .
kilocaloria (termoquimica)/segundo ..................................... .
pie Ibf/hora............................................................................
pie Ibflminuto ....................................................................... ..
pie Ibflsegundo ..................................................................... .
vatio (internacional de 1948)............................................... ..
vatio............................. ...........
vatio........................................
vatio........................................
vatio ............. :..........................
vatio........................................
vatio........................................
vatio........................................
vatio........................................
vatio............ .............. ..............
vatio........................................
vatio........................... .............
vatio........................................
vatio........................................
vatio.... .... ....... .............. ...........
vatio........................................
vatio................ ........................
+ 03 1,054 350 264 488 + 01 1,7572504 + 02 7,456 998 7 + 03 9,809 50 + 02 7,46* + 02 7,354 99 + 02 7,457 + 02 7,460 43 + 00 4,184 - 02 6,973 333 3 + 01 6,973 333 3 + 03 4,184* - 043,766161 0 - 02 2,259 696 6 + 00 1,355 817 9 + 00 1,000 165
PRESION
atmosfera ..............................................................................
bar.........................................................................................
barye ................................................................................... ..
centimetro de mercurio (O°C)................................................
centimetro de agua (4°C) ..................................................... .
dina/centi metro2 .................................................................. .
kgf/centi metro2 .................................................................... .
kgf/metro2............................................................................ .
Ibf/pie2...................................................................................
Ibf/pulgada2 (psi) ................................................................... .
milibar....................................................................................
milimetro de mercuric (O°C)................................................. .
pascal. ................................................................................. ..
pie de agua (39,2°F) ............................................................ .
psi (lbf/pulgada2) ...................................................................
pulgada de mercurio (32°F) ................................................. .
pulgada de mercurio (60°F) ................................................ ..
pulgada de agua(39,2°F) ..................................................... ..
pulgada de agua (60°F) ...................................................... ..
tor (O°C)................................................................................
newton/metro2.............. ..........
newton/metro2........................
newton/metro2 ............. ...........
newton/metro2........................
newton/metro2........................
newton/metro2 ........................
newton/metro2........................
newton/metro2........................
newton/metro2........................
newton/metro2 ........................
newton/metro2........................
newton/metro2 ........................
newton/metro2.............. ..........
newton/metro2........................
newton/metro2........................
newton/metro2........................
newton/metro2........................
newton/metro2........................
newton/metro2........................
newton/metro2............. ...........
+ 05 1,013 25* + 051 ,00* -
01 1,00*
+ 031,33322 + 01 9,80638 01 1,00* + 04 9,805 65* + 00 9,806 65* + 01 4,7880258 + 03 6,894 757 2 + 021,00* + 021,333224* + 00 1,00* + 03 2,988 98 + 03 6,894 757 2 + 03 3,386 389 + 03 3,37685 + 02 2,480 82 + 022,4884 + 02 1,333 22 -
VELOCIDAD
kiI6metro/hora ...................................................................... . milla/hora (ordinaria E.U.A.) ................................................. . milia/minuto (ordinaria E.U.A.) ............................................ .. milia/segundo (ordinaria E.U.A.) .......................................... . nudo (internacional) ............................................................. . pie/hora ................................................................................. pie/minuto ............................................................................. pie/segundo ......................................................................... . pulgada/segundo .................................................................. .
metro/segundo ...................... . metro/segundo ...................... . metro/segu ndo ...................... . metro/segundo ...................... . metro/segundo ..................... .. metro/segundo ..................... .. metro/segundo ..................... .. metro/segundo .................... .. metro/segundo ................... ..
01 2,7777778 01 4,4704* 01 2,682 24* 03 1,609 344* 01 5,144 444 444 05 8,466 666 6 035,08* 01 3,048* - 02 2,54*
+ + -
TEMPERATURA
Celsius ..................................................................................
Fahrenheit. ........................................................................... .
Fahrenheit. ............................................................................
Rankine .................................................................................
kelvin........ ............. ....... .......... tK =tC + 273,15
kelvin........................... ........... tK = (5/9) (tF + 459,67)
celsius......................... .......... tc (519) (tF - 32)
kelvin........................... ........... tK = (5/9)tR
8-11
8-12
APENDICE B
TABLA B.7
•
Unidades S/ y tab/as de conversion
Listado de factores de conversion porcantidad fisica
IMultiplicar por
Para convertir de TIEMPO
ana (calendario) ................................................................... . ano (sideral) .......................................................................... ano (tropical) ......................................................................... ano 1900, tropical, Ene., dia 0, hora 12............................... . ano 1900, tropical, Ene., dfa 0, hora 12............................... . dia (solar madio) .................................................................. . dia (sideral) ........................................................................... h~ra (solar media) ................................................................. h~ra (sideral) ......................................................................... mes (calendario medio) ........................................................ . minuto (solar medio) ............................................................. minuto (sideral) ..................................................................... segundo (ephemeris) ........................................................... . segundo (sideral) ................................................................. . segundo (solar medio) ......................................................... .
segundo (solar medio) ........... . segundo (solar medio) ........... . segundo (solar medio) ......... .. segundo (ephemeris) ............ . segundo ................................ . segundo (solar medio) ........... . segundo (solar medio) ........... . segundo (solar medio) ........... . segundo (solar medio) ........... . segundo (solar medio) ........... . segundo(solar medio) ............ . segundo(solar medio) ........... . segundo ................................ . segundo(solar medio) ............ . segundo (ephemeris) ............ .
+ 07 3,1536* + 07 3,155 815 0 + 07 3,155 692 6 + 07 3,155 692 597 47* + 07 3,155 69259747* + 04 8,64 + 04 8,616 409 0 + 03 3,60' + 03 3,590 170 4 + 062,628* + 01 6,00' + 01 5,9836174 + 00 1,000 000 000 01 9,972 695 7 Consulte el American Ephe meris and Nautical Almanac
VISCOSIDAD
centipoise .............................................................................. centistoke ............................................................................. . Ibm/pie segundo ................................................................... . Ibf segundo/pie 2 ................................................................... . pie2/segundo ........................................................................ poise ...................................................................................... poundal segundo/pie 2 .......................................................... . rhe ......................................................................................... slug/pie segundo .................................................................. . stoke .....................................................................................
newton segundo/metro 2 •.••.•.•. segundo/metro 2 ..................... . newton segundo/metro 2........ . newton segundo/metro 2 ........ . segundo/metro2 ..................... . newton segundo/metro2 ••••••••• newton segundo/metro2 ••..•••.. newton segundo/metro2........ . newton segundo/metro2....... .. seg undo/metro2 ...............•...•..
031,00' 061,00' +001,4881639 + 01 4,7880258 02 9,290 304* 01 1,00* + 00 1,488 163 9 + 011,00* + 014,7880258 041,00*
VOLUMEN
acre pie ................................................................................ . barril (petr6Ieo, 42 galones) ................................................. . bushel (E.U.A.) ...................................................................... cordel. ................................................................................... cuarto de gal6n (arido E.U.A.) .............................................. . cuarto de galen (Iiquido EU.A.)............................................ cucharada ............................................................................ . cucharadita .......................................................................... . dracma (Iiquido EU.A.)......................................................... estereo ................................................................................. . galon (liquido Brit.) ............................................................... . galen (arido E.U.A.) ............................................................. . galon (liquido EU.A.)........................................................... . gill (Brit..) ............................................................................... gill (E.U.A) ............................................................................. litro ........................................................................................ onza (Iiquida E.U.A.) ............................................................ . peck...................................................................................... pie 3 ...................................................................................... . pie tablar............................................................................... . pinta (arida E.U.A.) ............................................................... . pinta (liquida E.U.A.) ............................................................ . pulgada. 3 ............................................................................. . taza ....................................................................................... tonel grande (E.U.A.) ............................................................ tonelada (de registro) ............................................................ yarda 3 .................................................................................. .
metro3 .................................... . metro3 .................................... . metro3 .................................... . metro3 .................................... . metro3 .......................•............. metro3 .................................... . metro3 .................................... . metro3 ................................... .. metro3 .................................... . metro 3 .•.............................•..... metro3 .................................... . metro3 ................................... .. metro3 ................................... .. metro3 .................................... . metro3 .................................... . metro3 ..•.......•••.............•......•... metro3 ................................... .. metro3 .........•.......••.•...•.•••...••••• metro3 .................................... . metro3 .................................... . metro3 ................................... .. metro3 .................................... . metro 3 ................................... .. metro3 •••...........•.....................• metro3 .................................... . metro3 .................................... . metro3 .................................... .
+ 03 1,233481 83754752* - 01 1,589873 02 3,523 907 016 688* + 00 3,624 556 3 03 1,101 220942 715* - 049,4635925 - 051,478676478125* - 06 4,928 921 593 75* - 063,696691 1953125* + 001,00* - 03 4,546 087 - 03 4,404 883 770 86* -033,785411784' - 04 1,420 652 -041,1829412 -031,00' - 05 2,957 352 956 25* - 03 8,809 767 541 72* - 02 2,831 684 659 2' - 03 2,359 737 216* - 04 5,506104 713 575* - 044,731 76473' - 031 ,00' - 04 2,365 882 365* - 01 2,384 809 423 92' + 00 2,831 684 659 2* - 01 7,645 548 579 84*
APENDICE B
•
Unidades 81 y tablas de conversion
8-13
Canadian Metric Practice Guide. CAN/CSA-Z 234.1-89, Canadian Standards Associatian, Toronto, Ontario, Canada. Referencias Citadas Guide for the Use ofthe International System ofUnits-The Modern ized Metric System, Special Publication 811, National Institute of 1. IEEEIASTM SI 10-2002,American National Standardfor Use of Science and Technology, Washington, DC. the International System of Units (.W):The Modern Metric Sys Interpretation ofthe S1jor the United States and ivfetric Conversion tems, American Society for Testing ofMaterials, W Con Policy for Federal Agencies, Special Publication 814, National shohocken, PA.. Institute of Science and Technology, Washington, DC. 2. Wildi, T., Metric Units and Conversion Charts, 2nd ed., IEEE
BIBLIOGRAFIA
Press, New York, 1995.
LeSyst6e 3. DiNenno, P. J, et al. (Eds.), SFPE Handbook ofFire Protection Engineering, 3rd ed., National Fire Protection Association, "SI (Metric) Handbook," KSC-DM-3673. National Aeronautics and Space Administration, John F. Kennedy Space Center, FL. QUincy, MA, 2002. "The International System of Units (SI)," Special Publication 330, 4. Lange:~ Handbook ofChemistry. 14th ed., McGraw-Hill Compa National Institute of Science and Technology, Washington, DC, nies, New York. 1991. Lecturas Adicionales Note: An extensive bibliography can be found in the May, Jnne, and American National Standardfor Metric Practice, ANSUIEEE Standard December, 1994, issues of ASTMStandardization News, pub 268-1992, Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., Pis lished by the American Society for Testing and Materials, W. cataway, NJ. Conshohocken, PA.
Compilado por Richard Candee
I Apendice D contiene una lista representativa global de organizaciones involucradas en prevenci.on ~ prote~cion contra incendios. Muchas de estas orgamzaclOnes tlenen extensas bibliotecas y bases de datos en asuntos de proteccion contra incendios. Los registros estan organizados bajo el mayor agrupamiento de Normas Internacionales de Organ~zaciones de Desarrollo, las Americas, Asia Pacifica, Europa y Africa. Den tro de esos extensos encabezamientos, las organizaciones estan enlistadas por pais. Esta lista fue preparada desde una variedad de recursos in cluyendo una extensiva busqueda en internet. En todo easo, este apendice indudablemente fana al haber perdido mucho tiempo incluyendo las organizaciones de proteccion contra incendios. La NFPA acepta sugerencias para adicionar en futuras ediciones.
total de 32 miembros en COPANT: 27 miembros activos y cinco miembros adheridos.
E
Chile 1192, 1098 Buenos Aires, Argentina Tel.: +58-2-575-229H Fax: +58-2-574-1312 E-mail: [email protected] Home Page: www.copant.org
NFPA (Operaciones Globales) La oficina de operaciones globales de la NFPA, localizada en las oficinas centrales de la NFPA, coordina la adopcion , traduc cion, publicacion y distribucion de normas, cOdigos y publica ciones de seguridad e(ectrica, seguridad humana, y proteccion contra incendios a traves de latinoamerica. Esta oficina tambien coordina la Secion Latinoamericana de la NFPA, los capitulos Nacionales, el Fire Journal Latinoamericano, los congresos fe rias y foros en los que la NFPA participa en la region y otras la bores afines. NFPA, Global Operations 1 Battery March Park Quincy, Ma 02269, EUA. Tel: + 1-617-984-7238 Fax: + 1-617-984-7777 E-mail: [email protected] Home Page: www.nfpa.org www.nfpa.orgllas vlww.eapitulosnfpa.org \vww.nfpajournal-Iatinoamerieano.com
ORGANIZACIONES INTERNACIONALES DE DESARROLLO DE NORMAS (ISDOS) Organizaciones Internacionales de Desarrollo de Normas (ISDOS) estan enlistados abajo del pais de residencia de para su oficina principal. Por 10 tanto, yea ellistado del pais. Por ejem plo: • Yea Reino Unido para IFE y World Fire Statistics Centre • Yea Suiza para ISO y IEC. Para organizaciones con sede en los Estados Unidos yea el Apendice E.
NFPA (Ofieina para Mexico, Centroamerica y el Caribe)
AMERICAS La Comisi6n Panamericana de Normas Tecnicasl The Pan
American Standards Commission (COPANT)
COPANT es una Asociacion sin animo de lucro de aquellas en
tidades normativas (NSB) de los paises de las Americas. Los ob
jetivos bftsicos de COPANT son promover el desarrollo de
normalizacion tecnica y actividades relacionadas en sus paises
miembros con el proposito de promover su desarrollo industrial,
cientifico, y tecnologico, en beneficio de un intercambio de
beneficios y la provision de servicios, mientras se facilite la co
operacion en campos intelectuales, cientificos y sociales. Hay un
Andrea del Castano # 25A
Colonia ixcoae
03910 Mexieo, DF, Mexico
Tel: + 52 -55-5611 - 6931
Fax: + 52-55 E-mail: [email protected]
~FPA
(Desarrollo Profesional)
Oficina Administrada por International Fire Safety Training
(lFST), que a traves d~ operadores locales en varios paises lati
noamericanos, ofrece los programas de desarrollo profesional
C-1
C-2
APENDICE C
•
Organizaciones globales con intereses en protecci6n contra incendios
de la NFPA en espanol, ademas del programa de certificaci6n de especialistas de protecci6n contra incendios (CEPI)
E-mail: [email protected] Home Page: www.bomberos.org.ar
NFPA-IFST 6820 Green Hollow Way Highland, MD 20777, E.U.A Tel: +1-301-459-4387 Fax: +1-301-490-5607 E-mail: [email protected] Home Page: www.capacitacionnfpa.com
Belgrano 374 B1760ABF San Antonio de Areco Buenos Aires, Argentina Tel.: +54-2326-492-276 E-mail: [email protected] Home www.calcic.com.ar
Society ofFire Protection Engineers (SFPE) 7315 Wisconsin Avenue, Suite 620E Bethesda, MD 20814 E.U.A. Tel. +1-30-718-2910 Fax +1-301-718-2242 Email: [email protected] Home Page: www.sfpe.org
Reconquista, 865, Piso 50. A (CI003ABQ) Capital Federal Buenos Aires, Argentina Tel.: +54-11-4316-8218 Fax: +54-11-4316-8262 E-mail: [email protected]
Councilfor the Harmonization ofElectromechanical Stan dardization ofthe Nations ofthe Americas (CANENA) Secretariat National Electrical Manufacturers Association 1300 North 17th Street, Suite 1847 Rosslyn, VA 22209 Attention: Gene Eckhart Tel.: +1-703-841-3204 Fax: +1-703-841-3304 Home Page: www.canena.org Latin American Insurance and Risk Managers Association
(ALARYS) Sally Greene ALARYS, Inc. 31 Spencer Place Hempstead, NY 11550 Tel.: (516) 486-3249 Fax: (516) 538-1768 E-mail: [email protected] Home Page: www.a1arys.org
Argentina Instituto Argentino de Normalizaci6n y Certificacion. (!RAM) Peru 552/556 (1068) C. F. - Buenos Aires, Argentina Tel.: +54-11-43456606/ Address General: 43453465 Fax: +54-11-43453468 /69 E-mail: [email protected] Home Page: www.iram.com.ar
Consejo Nacional de Federaciones de Bomberos Volunta rios de la Republica de Argentina Rivadavia N° 842-Piso 3° "F" (lO02) Ciudad de Buenos Aires TeL: +54-11-4343-3990 Fax: +54-11-4343-5624
Calcic Academia de Entrenamiento contra Incendios
UL de Argentina S.R.L.
Barbados Barbados National Standards Institute (BNSI) "Flodden" Culloden Road BB-St. Michael Barbados Tel.: +1-246-426-3870 Fax: + 1-246-436-1495 E-mail: DudleyB.Rhynd:[email protected]
Bolivia Instituto Boliviano de Normalizacion y CaUdad (IB NORCA) Calle Ricardo MujiaNo. 665 Entre Av. Victor Sanjines y C. Luis Uria de la Oliva Zona: Sopocachi Casilla 5034 LaPaz, Bolivia Tel.: +591-2-418236/419038 Fax: +591-2-418262 E-mail: [email protected] Home Page: \vww.boliviacomercio.org.bo/ibnorca
Brasil ABIEX-Associafao Brasileira das Industrias de Equipa mentos contra Incendio e Cilindros de Alta Pressao. Rua Verguiero 3153- 7° andar- Conj. 71 S1'Io Paulo, SP, Brasil CEP 04101-000 TeLlfax: +55-11-5572-5125 E-mail: [email protected] Associafao Brasileira de Normas Tecnicas (ABNT) Av. 13 de Maio, No 13,28° andar 20003-900 Rio de Janeiro, RJ, Brasil Tel.: +55-11-3016-7070
APENDICEC
•
Organizaciones g/oba/es con intereses en proteccion contra incendios
Fax: +55-11-3016-7049 E-mail: [email protected] Home Page: www.abnt.org.br Associa~iio
Brasileira de Gerencia de Risco (ABGR)
Rua Alberto Leal, 71 Vila Parque Jabaquara CEP: 04343-000 Sao Paulo, SP, Brasil Tel.: +55-11-5581-3569 Fax: +55-11- 578- 7223 E-mail: [email protected] Home Page: www.abgr.com.br
Instituto de Pesquisas Tecno16gicas (IPT) Av. ProfAlmeida Prado, 523 Cidade Universitaria-Butanta -CEP 05508-90116 Caixa Postal 0141-CEP 01064-970 Sao Pulo, SP, Brasil Tel.: +55-11-3767-4557, +55-11-3767-4587 Fax: +55-11- 3767- 4681 Home Page: www.ipt.br
Centro de Ensino e Instru~iio do Corpo de Bombeiros Silo Paulo Estrada do Governador, 46 Franco da Rocha, SP, Brasil CEP 07780-000 TeL/fax: +55-11-4443-2098 E-mail: [email protected] Home Page: www.polmi1.sp.gov.br/ccb/
C-3
North York, Ontario M2J lW8, Canada Tel.: +1-416-492-9417 Fax: + 1-416-491-1670 E-mail: [email protected] Home Page: www.canadianfiresafety.com
Canadian Associations ofFire Chiefs (CAFC) TeL: + 1- 613-270-9138 Fax: +1- 613-599-7027 E-mail:[email protected] Home Page: .www.cafc.ca
The Canadian Interagency Forest Fire Centre 210-301 Weston Street Winnipeg MB, R3E 3H4, Canada Tel.: +1-204-784-2030 Fax: + 1-204-956-2398 E-mail: [email protected] Home Page: www.ciffc.ca
Chile Instituto Nacional de Normas (INN) Matias Cousino 64_60 piso Casilla 995- Correa Central Santiago, Chile TeL: Central: +56-2-441-0330 Domicilio Ejecutivo: +56-2441-0422 Centro de Documentacion: +56-2-441-0425 E-mail: [email protected] Home Page: www.inn.cl
UL do Brasil Ltda. Rua Fidencio Ramos, 195 5° andar Villa Olimpia Silo Paulo, SP, Brasil CEP 04551-010 Tel.: +55-11-3049-8255 Fax: +55-11-3049-8252 E-mail: [email protected]
Consejo de Bomberos de Chile/ Academia Nacional de Bomberos (ABN) Avda. Gral. Bustamante, No. 86 Providencia, Santiago, Chile Tel.: +56-2-640-6340 Fax: +56-2-640-6341 E-mail: [email protected] Home Page: www.bomberos.cllbomb.htrn
Canada Colombia Standards Council ofCanada (SCC) El Consejo de Normas de Canada es una corporacion federal con la orden de promover la normalizacion de forma eficiente y efectiva. Ubicada en Ottawa, el Consejo de Normas ha sido el 15° miembro del consejo de gobierno y una administracion de aproximadamente 70, la organizacion reporta al Parlamento a traves del Ministerio de Industria. 270 Albert Street, Suite 200 Ottawa, Ontario KIP 6N7, Canada Tel.: + 1-613-238-3222 Fax: +1-613-569-7808 E-mail: [email protected] Home Page: www.scc.ca
Carrera 37 No. 52-95 P.O. Box 14237 Bogota, Colombia Tel.: +57-1-2220571/3150377/2217055/2220513 Fax: +57-1-2221435/2220615 13150613 13152968 E-mail: [email protected] Home Page: www.icontec.org.co
Canadian Fire Safety Association (CFSA)
Calle 85 19B-22 Of601
Bogota, Colombia
2175 Sheppard Ave. East, Suite 310
Instituto Colombia no de Normas Tecnicas y Certificaci6n (ICONTEC)
Organizaci6n Iberoamericana de Protecci6n contra Incen
dios (OPCI)
C-4
APENDICE C
•
Organizaciones g/oba/es con intereses en proteccion contra incendios
Tel.: +57-1-611-0981/2569965 Fax +57-1-616-3669 Email: [email protected] Home Page: www.opcico1ombia.org
Consejo Colombiano de Seguridad Carrera 20 No 39-62 Tel.: +57-1-288-6335 Fax: +57-1-288-4367 E-mail: [email protected] Home Page: www.ccseguri.com
Costa Rica Instituto de Normas Tecnicas de Costa Rica (INTECO) Barrio Gonzalez Flores Ciudad Cientifica de 1a Universidad de Costa Rica San Pedro de Montes de Oca San Jose, Costa Rica Tel.: +506-283-4522 Fax: +506-283-4831 E-mail: [email protected] Home Page: www.inteco.org.cr
Quito, Ecuador Tel.: +593-2-565626-524499 I 528556 I 541262 I 544884 Fax: +593-2-567815 1222223 E-mail: [email protected] Home Page: www.ecua.net.ec/inen/
EI Salvador Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia (CONACYT) Colonia Medica Ave. Dr.E. Alvarez y Pasaje Dr. Guillermo Rodriguez Pacas no.51 San Salvador, E1 Salvador . Tel.: +503-226-1810 Fax: +503-225-6255 E-mail: [email protected] Home Page: www.conacyt.gob.sv Bomberos EI Salvador E-mail: [email protected] Home Page: www.minter.gob.sv/bomberos/bomberos.htm
Grenada Cuba Oflcina Nacional de Normalizacion (NC) Calle E No. 261 entre 11 y 13 Vedado La Habana 10400, Cuba Tel.: +53-7-300825 1300835 I 300879 I 300891 -Directo: 300022 Fax: +53-7-338048 E-mail: [email protected]
Grenada Bureau ofStandards (GDBS) Lagoon Road St. George' s. Grenada Tel.: + 1-473-440-58-86 Fax: + 1-473-440-55-54 E-mail: [email protected] Home Page: www.spiceis1e.comlhomepages/gdbs/
Guatemala Agencia de Proteccion contra Incendios (APCI) Calle Aguiar No. 611 E/Sol y Muralla Habana Vieja, Ciudad de La Habana, Cuba Tel.: +53-7-61-5958 I 57-0465 I 66-9207 Fax: +53 7 66-6648 [email protected]
Comision Guatemalteca de Normas (COGUANOR) 8a • Avenida 10-43, Zona 1 Guatemala, Guatemala Tel.:502-238330, ext. 1775 Fax: +50-2533547 E-mail: [email protected]
Republica Dominicana Direccion General de Normas y Sistemas de Calidad (DI GENOR) Edificio de Oficinas Gubemamenta1es Juan Pablo Duarte, Piso 11 Santo Domingo, Republica Dominicana Tel.: + 1809-686-2205 I 6862206 I 6862207 Fax: +1809-688-3843 I 6861973 I 6866694 E-mail: [email protected]
Ecuador Instituto Ecuatoriano de Normalizacion (INEN) Calle Baquerizo Moreno No. 454 y A1magro P.O. Box 17-01-3999
Bomberos Voluntarios Guatemala Tel.: +502-251-4551 Fax: + 502-251-4080 E-mail: [email protected] Home Page: www.chapines.netibomberos/#
Guyana Guyana National Bureau ofStandards (GNBS) Flat 15, Sophia Exhibition Complex Sophia Greater Georgetown, Guyana Tel.: +592-2-59041 Fax: +592-2-57455 E-mail: [email protected]
APENDICE C •
Organizaciones g/oba/es con intereses en proteccion contra incendios
Home Page: W\Vw.sdnp.org.gy/gnbs
Honduras Consejo Hoduereiio de Ciencia y Tecnologia (COHCIT) Colonia Alameda Avenida Julio Lozano Diaz, Casa No. 1354 Tegucigalpa. M.D.C., Honduras Tel.: Directo: +504-2325669 I 2395186 Fax: +504-2396609 E-mail: [email protected] Home Page: www.infoq.org.hn
Jamaica Jamica Bureau o/Standards (JBS) 6 Winchester Road P.O. Box 113 Kingston 10, Jamaica Tel.: +1-876-926-3140-6 Fax: +1-876-929-4736 E-mail: [email protected] Marcia Commissionoing: [email protected] Home Page. www.jbs.org.jm Jamaica Fire Brigade 14 Port Roya Street Kingston, Jamaica Tel.: +1-876-922-0007 Fax: + 1-876-967-3594 E-mail: [email protected] Home Page: www.jamaica-frrebrigade.coml
Mexico Direcci6n General de Normas (DGN)- NBS Calle Puente de Tecamachalco No 6 Lomas de Tecamachalco Secci6n Fuentes 53 950 Natucalpan de Juarez, Mexico Tel.: Direcci6n General +52-57-29475176 Normas: +52-5-729-9484 Central: +52-5-729-9300 Asuntos Intemacionales: +52-5-729-9480 Fax: +52-5-729-9477-5-729-9484 E-mail: [email protected] Home Page: www.secofi.gob.mxldgnl.htm
Asociacion Nacional de Normalizacion y Certificacion del Sector Electrico (ANCE) Av. Puente de Tecamachalco No.6 Bis Col. Fuentes de Tecamachalco c.P. 53950, Naucalpan Edo. De Mexico. Tel.: +52-5520-9026 Fax: +52-5520-8800 E-mail: [email protected]
C-5
Secretaria de Energia (SENER)
Direcci6n General de Gas L.P.
lng. Eduardo Piccolo Calvera
lnsurgentes Sur 1582 3er piso
Col. CrMito Constructor C.P. 03940, Mexico, D.F.
TeL:+52-5322-1000, 5-322-1060
Fax:+52-5-322-1048
E-mail: [email protected]
Secretaria de Energia (SENER)
Direcci6n General de Instalaciones Electricas y Recursos
Nucleares
Ing.Guillermo Andrade
Insurgentes Sur 1582 3er Pi so
Col. Credito Constructor C.P. 03940, Mexico, D.F.
Tel.:+52-5-322-1000, 5-322-1060
Fax: +52-5-322-1048
[email protected]
Asociacion Mexicana de Distribuidores de Gas Licuado y
Empresas Conexas. A.C. (ASOCIMEX)
Juan Jacobo Rousseua"J'o.44
Col. Nueva Anzures C.P. 11590, Mexico, D.F.
Tel.: +52-5-545-7264
Fax: +52-5-531-8386
E-mail: [email protected]
Colegio de Ingenieros Meciinicos y Electricistras
(CIME)
Oclahoma No. 89
Col. Napoles C.P. 03810, Mexico, D.F.
Tel.: +52-5-523-1123, 5-523-1254
Fax: +52-5-682-0162
Home Page: www.cimt.:.org.mx
UL DE MEXICO, S.A. DE c.v. (UL)
Fuente de Pinimides No. 1-806
Col. Lomas de Tecamachalco c.P. 53950, Naucalpan, Edo.,
de Mexico
Tel.: +52-5-294-7660
Fax: +52-5-294-7868, 5-294-7089
E-mail: [email protected]
Sociedad Mexicana de Ingenieria en Hospitales. A.C.
(SMIH)
Coyotula No.3
Col. Roma Sur Mexico, D.F.
Tel.: +52-5-747-4550
Fax: +52-5-747-4560
E-mail: [email protected]
Asociaci6n Mexicana de Jefes de Bomberos (AMJB)
Blvd. Lazaro Cardenas 1601 Col. Hidalgo
CP: 21070 Mexicali
Tel.: +52-52-656-182
Fax: +52-52-656-182
E-mail: [email protected]
Home www.amjb.org.mx
C-6
APENDICE C
•
Organizaciones g/oba/es con intereses en proteccion contra incendios
Nicaragua
Uruguay
Ministerio de Fomento Industria y Comercio Oficina de Tecnologia, Normas y Metrologia (MIFIC) Apartado postal No 8 Managua, Nicaragua Tel.: +505-277-4671/267-2019 Fax +505-267-2065 E-mail: [email protected] Home Page: www.mific.gob.ni
Instituto Uruguayo de Normas Tecnicas (UNIT) Plaza Independencia 812, Piso 2. C.P. 11.000 - Montevideo Urugay Tel.: 598-2-901-2048/902-1680 Fax: +598-2-902-1681 E-mail: [email protected] Home Page: www.unit.uy
Venezuela Panama Comision Panameiia de Normas Industriales y Tecnicas (COPANIT) Edificio Plaza Edison, Tercer Piso Avenida Ricardo J. Alfaro y Calle El Paical Apartado 9658 Panama 4, Panama Tel.: Directo: +507-360-0716 Central: +507-360-0600/360-0700 Extension: 2388 0 2394 E-mail: [email protected] Home Page: www.mici.gob.pa
Paraguay Instituto Nacional de Tecnologia y Normas (INTN) Av. Artigas 3973 Casilla de Correo 967 Asuncion Paraguay Tel.: +595-21-290160/290266/290873/293748 Fax: +597-21-290873 E-mail: [email protected] Home Page: www.intn.gov.py
Peru Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Proteccion de la Propiedad Intelectual (INDECOPI) Calle La Prosa 13 8 San BOlja Lima 41, Peru Tel.: +51-1-224-7800 Fax: +51-1-224-7800 anexo 1296 E-mail: [email protected] Home Page: www.indecopi.gob.pe
Trinidad y Tobago Trinidad and Tobago Bureau ofStandards (TTBS) Lot 1 Century Drive Trincity industrial Estate Tunapuna, Trinidad and Tobago Tel.: + 1-868-662-4482/662-8827 Fax: + 1-868-663-4335 E-mail: [email protected] Home Page: www.opus.co.ttittbs/
Fondo para la Normalizacion y Certificacion de Calidad (FONDONORMA) Avenida Andres Bello Torre Fondo ComUn. Pisos 11 y 12 Caracas 1050, Venezuela Tel.: +58-212-575-4111 Fax: +58-212-574-1312 E-mail: [email protected] Home Page: www.fondonorma.org.ve
ASIA PACIFICA Pacific Area Standards Congress (PASC) El Congreso de Normas del <\rea Pacifica es una organizacion independiente y voluntaria del Cuerpos Nacionales de Normas del Area Pacifica (NSBs). Este grupo se reline anualmente y adopta por concenson un nlimero de importantes resoluciones concemientes a la normalizacion intemacional, el trbajo de ISO y lEC, comunicacion y interrelacionamientos entre los miem bros de PASCo PASC no es solo concemiente con preparacion de normas tambien con evaluacion de conformidad. Los intereses de PASC son un contrapeso a la hegemonia de Europa en ISO. C/o ANSI 1819 L Street, NW, 6th Fl. Washington, DC, 20036 Tel.: + 1-202-293-8020 Fax: + 1-202-293-9287 E-mail: [email protected] Home Page: www.pasc.net.org Euro Asia Counsil on Standardization Metrology and Certification Melezha str., 3 220013 Minsk, The Republic of Belarus Tel.: +375-17-237-25-88 Fax:+ 375-17-262-1792 E-mail: [email protected] Home Page: www.easc.org.by
Australia Standards Australia International (SAl) 286 Sussex Street (comer of Bathurst Street) Sydney, NSW 2000, Australia
APENDICEC
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Organizaciones globales con intereses en proteccion contra incendios
Tel.: +61-2-8206-6000 Fax: +61-2-8206-6001 E-mail: [email protected] Home Page: www.standards.com.aul
Fire Protection Association Australia (FPAA) P.O. Box 1049, Box Hill VIC, 3128, Australia Tel.: +61-3-9890-1544 Fax: +61-3-9890-]577 E-mail: [email protected] Home Page: www.fpaa.com.au Institution ofFire Engineers Australia (IFE) TeL: +61-07-3206-0672 Fax: +61-07-3206-0675 E-mail: [email protected] Home Page: www,ife,org.uk Au.<;tralian Fire Authorities Council (AFAC) 2/1013 Whitehorse Road Box Hill, VIC, 3128, Australia TeL: +61-3-9899-5088 Fax: +61-3-9899-5096 E-mail: [email protected] Home Page: www.ausfire.com.au
China Fire Protection Association (CFPA) No. 14 Dong Changan Street Beijing 100741, P.R. China Tel.: +86-10-6766-1943 Fax: +86-10-6766-0929 Home Page: www.china-fire.net China Fire Net 918 Mingjing Road, Yangpu Area Shangai, P.R. China TeL +86-21-6588-2146 Fax: +86-21-6523-3542 E-mail: [email protected] Home Page: www.eng.china-fire.com Guandong Dong Fire Protection Association No. 418 Shou Gou Ling Road, Tianhe District Guangzhou 510640, P.R. China Tel.: +86-20-8711-9085 National Center for Safety Sciences and Technology Research No. 17 Huixin Xijie, Chaoyang District Biejing 100029, P.R. Cb.ina Fax: +86-10-6497-6190 E-mail: [email protected] Home Page: Vl\vw.cis-safety-inforg.cnJ
Bangladesh Hong Kong, China Bangladesh Standards and testing Institution (BSTI) 116/A, Tejgaon Industrial Area Dhaka-1208, Bangladesh TeL: +880-288-] 462 Fax: +880-2-882-5685 E-mail: [email protected]
Cambodia Industrial Standards Bureau (lSC) #45 Norodom Blvd. Phnom Penh, Cambodia TeL: +855-12-92-9522 Fax: +855-23-92-2303 E-amil: [email protected]
China China State Bureau ofQuality and Technical Supervision (CSBTS) 4, Zhichun Road, Haidian District P.O.Box 8010 Beijing 100088, China TeL: +86-10-6203-2424 Fax: +86-10-6203-3737 E-mail: [email protected] Home Page: www.csbt.cn.net
Innovation and Technology Commission (ITCHSKAR) 14 F, Ocean Centre 5 Canton Rd, Tsim Sha Tsui Kowloon, Hong kong Tel.: +852-2737-2208 Fax: +852-2730-4633 E-mail: [email protected] Home Page: www.infogov.hk/itc Institution ofFire Engineers Hong Kong (lFE) C/o Hong Kong Fire Service Headquarters 1 Hong Chong Road, Tsim Sha Tsui East Kowloon, Hong Kong E-mail: [email protected] Home Page: \vww,ife.org.uk
Macao, China Macao Productivity and Technology Transfer Center (CPTTM) Rua de Xangai, 175 Edificio Associayao Comercial de Macau 6° andar Macao, China Tel.: +853-781-313 Fax: +853-788-233 E-mail: [email protected] Home Page: www.cpttm.org.mo
C-7
c-a
APENDICE C
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Organizaciones g/oba/es con intereses en protecci6n contra incendios
India Bureau ofIndian Standards (BIS) Manak Bhavan 9 Bahadur Shah Zafar Marg New Delhi 110 002, India Tel.: +91-11-323-0131 Fax: +91-11-323-9399 E-mail: [email protected] Home Page: www.bis.org.in Institution ofFire Engineers (India) 719 Jaina Tower-I, District Centre, Janak Purl New Delhi 110058, India TeL: +91-11-550-2024 Fax: +91-11-550-2024 E-mail: [email protected] Home Page: http://w'-V'W.ifeindia.org Delhi Fire Services Connaught Lane New Delhi 100011, India Tel.: +91-11-341-2593 Fax: +91-11-341-2593 Home Page: www.delhifireservice.org
Indonesia National Standardization Agency, Indonesia (BSN) Manggala Wanabakti Blok 4, 4th Floor Jl.Gatot Subroto-Senayan Jakarta 10270, Indonesia Tel.: +62-21-574-7043 Fax: +62-21-574-7045 E-mail: [email protected] Home Page: www.bsn.orJd
Japan Japanese Industrial Standards Committee (JISC) 1-3-1 Kasumigaseki, Chiyoda-ku Tokyo 100-8901, Japan Tel.: +81-3-3501-94-71 Fax: +81-3-3580-86-37 E-mail: [email protected] Home Page: www.jisc.org International Fire Chiefs Association ofAsia (IFCAA) 11-13 lidabashi 3-Chome, Chiyoda-ku Tokyo 102-8119, Japan Tel.: +81-3-3234-1321 Fax: +81-3-3234-1847 E-mai): [email protected] Home Page: www.fcaj.gr.jp/asia/Ojpnindex Tokyo Fire Department
1-3-5 Otemachi, Chiyoda-ku Tokyo 100-8119, Japan Tel.: +81-3-3212-2111 Fax: +81-3-3211-0693 E-mail: [email protected] Home Page: www.tfd.metro.tokyo.jp/eng
Korea Agency for Technology and Standars (KATS) 2, Joongang-dong, Kwachon-city Kyunggi-do 427-010, Korea Tel.: +82-2-509-7113 Fax: +82-2-503-7992 E-mail: [email protected] Home Page: www.ats.go.kr Korean Fire Protection Association (KFPA) KFPABuilding #35-4 Youido-Dong Yeongdungpo-Gu Seoul 150-010, Korea Tel.: +82-2-780-8111 Fax: +82-2-780-4094 E-mail: [email protected] Home Page: ww.kfpa.or.kr Korea Fire Safety Association (KFSA) 87-4 Youngdungpo-Dong 8-ga Youngdungpo-Gu Scou1, Korea Tel.: +82-2-671-8691 Fax: +82-2-671-8696 Home Page: www.kfsa.or.kr
Republica de Korea Korean Agency for Technology and Standards (CSK) Songyo-2 Dong, Songyo District Pyongyang, Republica Popular Democratica de Korea Tel.: +85-02-57 -1576 Fax: +85-02-381-4480
Malasia Department ofStandards Malaysia (DSM) Level 1&2, Block c4, Parcel C Federal Govermment Administrative Centre 62502 Patrujaya, Malaysia Tel.: +60-3-8885-8000 Fax: +60-3-8889-4200 E-mail: [email protected] Home Page: www.dsm.gov.my Fire Protection Association Malaysia P.O. Box 12555,50782 Kuala Lumpur, Malaysia Tel.: +60-3-2274-7399 Fax: +60-3-2274-5910 [email protected]
APENDICE C
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Organizaciones globales con intereses en protecci6n contra incendios
Home Page: www.fpam.com.my
Fire and Rescue Department Malaysia Lebuh Wawasan, Precinct 7 622250 W. Persekutuan Putrajava, Malaysia Tel.: +60-3-8888-0036 Fax: +60-3-8888-0829 E-mail: [email protected] Home Page: www.bomba.gov.my Asia PaciflC Fire Safety Sdn Bhd (APAC) 7, Lorong SS 13/3D 47500 Subang Jaya, Petaling Jaya Selagnor, West Malaysia Tel.: +60-3-5634-5720 Fax: +60-3-5633-9245 E-mail: [email protected] Home Page: www.apacfire.com
Mongolia
Corporate Offoce and Command HQ P.O. Box 2133 Wellington, New Zealand Tel.: +64-4-496-3600 Fax: +64-4-478-1603 E-mail: [email protected] Home Page: www.fire.org.nz
Papua Nueva Guinea National Institute ofStandards and Industrial Tecnology (NISIT) p.o. Box 3042 Boroko, Papua NewGuinea TeL: +675-323-1852 Fax. +675-325-8793 E-mail: [email protected]
Filipinas
Mongolian National Center for Standardization and Metrology (MNCSM) P.O. Box 48 Ulan Bator 211051, Mongolia Tel.: +976-1144-8349 Fax: +976-11-44-8032 E-mail: [email protected]
Bureau ofProduct Standard (BPS) 3F Trade and Industry Building 361 Sen. Gil 1 Puyat Avenue Makati City Metro Manila 1200, Philipines Tel.: +63-2-890-5227 Fax: +63-2-890-5129 E-mail: [email protected] Home Page: www.dti.gov.phlbps
Nueva Zelanda
Internacional Institute for Disaster Risk Management
New Zealand Standards (SNZ) Radio New Zealand House 155 The Terrace Wellington 6001, New Zealand Tel.: +64-4-498-5990 Fax. +64-4-498-5994 E-mail: [email protected] Home Page: ww.standards.co.nz
(IDRM) CityLand Herrera Tower (Unit 903) Herrera Comer Valero Street Salcedo Village Makati City, 1200, Philppines Tel: +63-2-817-1434 Fax: +63-2-817-0894 E-mail: [email protected] Home Page: www.apdmc.com
Fire Protection Association ofNew Zealand P.O. Box 11-129 Ellerslie Aukland, New Zealand TeL: +64-9-579-2300 Fax: +64-9-579-3106 Institution ofFire Engineers New Zealand (IFE) P.O. Box 3961 Wellington, New Zealand Tel.: +64-4-916-2495 Fax: +64-4-499-6099 E-mail: [email protected] Home Page: www.ife.org.uk New Zealand Fire Service
C-9
Safety Organization ofthe Philippines (SOPI) lD: Regala Memorial Building 515-517 Cordillera Street Mandaluyong City, Metro Manila Philippines Tel.: +63-531-0739 Fax: +63-531-0766 E-mail: [email protected] Home Page: www.kfsa.org.kr
Singapur Spring Singapore (Singapore Productivity and Standards Board) 2Bukit Merah Central Singapore 159835 Tel.: +65-6278-6666
C-10 APENDICE C •
Organizaciones g/oba/es con intereses en proteccion contra incendios
Fax: +65-6278-6667 E-mail: [email protected] Home Page: www.spring.gov.sg
National Fire Prevention Council Central Fire Station 62 Hill Street Singapore 179367 Tel.: +65-6332-3178 Fax: +65-6286-0073 E-mail: [email protected] Home Page: www.ntpc.gov.sg Institution ofFire Engineers Singapore (IFE) The Secretariat, 04-04 The Bencooler 180B Bencooler St. Singapore 189648 TeL: +65-6336-3802 Fax: +65-5738-2509 E-mail: [email protected] Home Page: www.ife-singapore.org Fire Safety Bureau Singapore Civil Defense Force (SCDF) 91 Ubi Ave. 4 Singapore 408827 Tel.: +65-6367-7233 E-mail: [email protected] Home Page: www.scdf.gov.sg
Taiwan Risk Management Society of Taiwan, R.O.c. (RMST) 13F, No. 237, Sec 2, Fushing S. Rd. Taipei 106, Taiwan, RO.C. Tel.: +886-2-2705-8393 Fax: +886-2-2754-9459 E-mail: [email protected] Home Page: www.rmst.org.tw National Fire Administration Ministry of the Interior RO.C. No.1, 8F, Hsiang-Yang Road, Taipei, Taiwan, RO.C. Tel.: +866-2-2388-2119 Fax: +886-2-2389-5437 Home Page: www.nfa.gov.tw
Tailandia Thai Industrial Standards Institute (TISI) Rama VI Street, Ratchatchewi Bangkok 10400, Thailand Tel.: +66-2-202-3300 Fax: +66-2-202-3415 E-mail: [email protected] Home Page: http://www.tisi.go.th
Asian Disaster Preparedness Center P.O. Box 4 Klong Luang, Pathumthani 12120, Thailand Tel.: +66-2-524-5354 Fax: +66-2-524-5360 E-mail: [email protected] Home Page: \vww.adpc.ait.ac.th Police Fire Brigade Royal Thai Police BId. #19 2nd FIr. Rama I, Patumwan, Bangkok 10330, Thailand Tel.: +662-251-5956 Fax: +662-251-5956 E-mail: [email protected] Home Page: www.fire.police.go.th
Vietnam Directoratefor Standards and Quality (TCVN) 70, Tran Hung Dao Street Hanoi, Vietnam Tel.: +84-4-756-4407 Fax: +84-4-836-1771 E-mai: tcvn@hn,vnn.vn Home Page: www.tcvn.gov.vn Vietnam Institute for building Science and Technology (IBST) Nghai Tan Cau Giay District Hanoi, Vietnam TeL: +84-4-754-4196 Fax: +84-4-836-1197 E-mail: [email protected] Home Page: www.ibst.vnn.vn
EUROPA European Committee for Standardization CEN CEN, Comite Europeo de Normatizaci6n, su misi6n es promo ver la armonizaci6n tecnica voluntaria en Europa en conjunto con organizmos internacionales y sus compafieros en Europa. En Europa, El CEN trabaja en equipo con CENELEC, Comite Europeo de normatizaci6n Electrotecnica, y ETSI, Instituto Eu ropeo de normas de telecomunicaciones. CEN tiene una nipida producci6n aprovando estas normas dentrode ISO bajo el aeuerdo de Viena. Rue de Stassart 36-1050 Bruselas, Belgica Tel.: +32-2-550-0813 Fax: +32-2-550-0966 E-mail: [email protected] Home Page: www.cenorm.be
APENDICE C
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Organizaciones globales con intereses en proteccion contra incendios
European Fire and Security Advisory Counsil (EFSAC) z.H. Hans Schiingel Amsterdamer Str. 172 50735 Kaln, Germany Tel.: +49-221-7766-185 Fax: +49-221-7766-150 E-mail: [email protected] Home Page: www.efsac.org European Fire and Security Group (EFSG) Armsterdamer StraBe 174 50735 Kaln, Germany TeL: +49-221-7766-375 Fax: +49-221-7766-377 E-mail: [email protected] Home Page: www.esfg.org/ International Technical Committee for the Prevention and Extintion ofFire (CTIF) CTIF Tiene mas de 100 alios. Fue fundado en Francia, pero su primer presidente fue el Zar de Rusia, Solo paises (no indivi duales) pueden ser miembros del CTIF. El CTIF tiene actua1 mente 44 paises rniembros (mas que todo Europeos). Secretario General Dr. Alfred Zeilmayr Larchenstrasse 8 A 4623 Gunskirchen, Austria Tel.: +43-7246-6454 Fax. +43-7246-20017 E-mail: [email protected] Home Page: www.ctiforg
Albania General Directorate ofStandardization (DPS) "Mine Peza" Str Nr 143/3 P.O. Box 98 Tirana, Albania Tel.:+355-42-262-55 Fax:+355-42-471-76 E-mail: [email protected]
Alemania German Institute for Standardization (DIN) Burggrafenstrasse 6 10787 Berlin, Germany Tel.: +49-30-26-01-0 Fax: +49-30-26-01-12-31 E-mail: [email protected] Home Page: www.din.de German Insurance Association (GD J1 FriedrichstraBe 191 10117 Berlin, Germany Tel.: +49-0-30-20-20-50100
C-11
Fax: +49-0-30-20-20-60-00101 E-mail: [email protected] Home Page: www.gdv.de
VFDB August-Bebe1 Strasse 55 D 42109 Wuppertal Germany
Austria Austrian Standards Institute (ON) Heinestrasse 38 Postfach 130 1021 Viena, Austria TeL: +43-1-213-00 Fax: +43-1-213-00-650 E-mail: [email protected] Home Page: www.on-norm.at/
Bielorrusia State Committee for Standardization, Metrology and Certification ofBelarus (OlV) Starvi1ensky Trakt 93 Minsk 220053, Belarus Tel.: +375-172-37-5212 Fax: +375-172-37-2588 E-mail: [email protected] Fire Service in Republic ofBelarus E-mail: [email protected] Home Page: www.armybook.com/fire/index.html
Belgica Belgium Standardization Institute (IBN) Av. De la Braabnyonne 29 1000 Bruxelles, Belgium Tel.: +32-2-738-0111 Fax: +32-2-733-4264 E-mail: [email protected] Home Page: v.'Ww.ibn.be Belgian National Fire and Intrusion Protection Association (ANPI-NVBB) FPA Park Scientifique Flemmg B 1348 Louvain-Ia-Neuve Sud, Belgium Tel.: +32-10-47-52-71 Ext 72 Fax: +32-10-47-52-67 E-mail: [email protected] Home Page: www.wpi.edu/AcademisclLihrary/lnFire/anpi/ anpi.html
Bosnia and Herzegovina Institute for Standards. Metrology, and Intellectual
C-12 APENDICE C •
Organ/zaeiones g/oba/es eon /ntereses en proteee/on eontra ineendios
Property ofBosnia and Herzegovina (BASMP) Hamdije Cemerlica 2 (ENERGOINVEST building) 71000 Sarajevo, Bosnia and Herzegovina Tel.: +387-33-65-27-65 Fax: +387-33-65-27-57 E-mail: [email protected] Home Page: \vww.bih.net.na/~zsmp
Bulgaria State Agency for Standardization and Metrology (BDS) 21, 6th Septembet Str. 1000 Sofia, Bulgaria Tel.: +359-2-989-84-88 Fax: +359-2-989-17-07 E-mail: [email protected]
Croacia State Office for Standardization and Metrology (DZMN) Ulica grada Vukovara 78 10000 Zagreb, Croatia Tel.: +385-1-610-63-20 Fax: +385-1-610-93-20 E-mail: [email protected] Home Page: www.dznm.hr
Dinamarca Dansk Standard (DS) Kollegievej 6 2920 Charlottenlund, Denmark Tel.: +45-39-96-61-01 Fax: +45-39-96-61-02 E-mail: [email protected] Home Page: www.ds.dk Danish Institute ofFire and Security Technology (DIFT) lernholmen 12 2650 Hvirovre, Denmark Tel.: +45-36-34-90-00 Fax. +45-36-34-90-01 E-mail: [email protected] Home Page: www.brandteknisk-institut.dklenglishl Indholdll.htm
Eslovaquia Slovak Institute for Standardization (SUTN) P.O. Box 246 Karloveska 63 840 00 Bratislava 4, Slovakia Tel.: +421-7-60-29-44-74 Fax: +421-7-65-41-18-88
Eslovenia Standards and Metrology Institute ofthe Republic of Slovenia (SMIS) Kotnikova 6 1000 Ljubljana, Slovenia Tel.: +386-1-478-30-00 Fax: +386-1-478-31-96 E-mail: [email protected] Home Page: www.usm.mzt.si/ Slovenian Fire Protection Association (SVPV) Sr. Glt,me1ayne 41 SL 1211 Ljubljiana, Slovenia
Espana Asociacion de Profesionales de Ingenieria de Proteccion contra Incendios (APICI) Calle Avi1a,18 28020 Madrid, Espana Tel.: +34-91-572-2195 Fax: +34-91-571-5024 E-mail: [email protected] Home Page: www.apici.es Asociacion Espaiiola de :'IIormalizaci6n y Certificacion (AENOR) Genova 6 28004 Madrid, Espana Tel.: +34-91-432-60-00 Fax: +34-91-310-49-76 E-mail: [email protected] Home Page: www.aenor.es/ CEPREVEN-Centro Nacional de Prevencion de Daiios y Perdidas Salgasta 18-2° 28002 Madrid, Espana Tel.: +34-91-432-60-00 E-mail: [email protected] Home Page: "vww.cepreven.coml
Estonia Estonian Centre for Standardization (ESK) 10 Aru Street 10317 Tallinn, Estonia Tel.: +372-651-92-00 [email protected] Home Page: www.evs.ee
Firllandia Finnish Standards Association (SFS) P.O. Box 116 00241 Helsinki, Finland
APENDICEC
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Organizaciones globales con intereses en proteccion contra incendios
Tel.: +385-9-149-93-31 E-mail: [email protected] Home Page: www.sfs.fi/
Risk Management Society ofFinland (RMSF) P.O. Box 1306 Tekniikankatu 1 33101 Tampere, Finland Tel.: +358-3-3163-283 Fax: +358-3-3163-499 E-mail: [email protected] Home Page: www.vtt.fi/autlrmlco/srhy
Francia
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Association ofInsurance Companies (BAEE) Xenophontos 10 105 57 Athens, Greece E-mail: mI,o~aiealee.lgr Home
Holanda Netherlands Standardization Institute (NEN) Vlinderweg 6 2623 AX Dleft, Netherlands Tel.: +31-15-2-69-03-90 Fax: +31-15-69-01-90 E-mail: [email protected] Home Page: www.nen.nl
French Standardization Association (AFNOR) 11, avenue Francis de Pressense 93571 Saint-Denis La Plaine Cedex, France Tel.: +33-1-41-62-80-00 Fax: +33-1-49-17-90-00 E-mail: [email protected] Home Page: www.afnor.fr
Association for the Enterprise's Insurance and Risk Management (AMRAE) 9111 Avenue Franklin Roosevelt 75008 Paris, France Tel.: +44-171-480-7610 Fax: +44-171-702-3752 E-mail: [email protected] Home Page: www.amrae.assoc.fr
Insurance and Risk ManagementAsociation (AOG) Koninklijke Hoogovens nv Corporate Risk & Insurance P.O. Box 10.000 1970 CA Ijmuiden, Holland Tel.: +31-251-496-227 Fax: +31-251-470-387
CFPA-E Member National Center for Prevention! National Centrum voor Preventie (FPA) De Molen I Postbus 261 Home Page: www.ncpreventie.nl/
Hungria Centre National de Prevention et de Protection (CNPP) BP 2265 F-27950 St. Marcel, France Home Page: www.cnpp.com
National Research and Safety Institute (INRS) 30 rue Olivier Noyer 75680 Paris Cedex 14, France TeL: +33-0-1-40-44-30-00 Fax: +33-0-1-40-44-30-99 E-mail: [email protected] Home Page: www.inrs.fr
Magyar Szahvtingugyi TestUlet (MSZT) UllOit lit 25 pf24 1450 Budapest 9, Hungary Tel.: +36-1-456-68-00 Fax: +36-1-456-68-23 E-mail: [email protected] Home Page: www.mszt.hu/
Association ofHungarian Insurance Companies
Grecia
Budapest V, Deak Eu. 10 H-1364 Budapest Pf. 236, Hungary Tel.: +1-318-3473 Fax: +1-337-5394 Email: [email protected] Home Page: www.mablsz.hu
Hellenic Organization for Standardization (ELOT)
Islandia
Bomberos en Francia Home Page: W\vw.pompiersdefrance.org
313, Achamon Street III 445 Athens, Greece Fax.: +30-1-21-20-100 E-mail: [email protected] Home Page: w'WW.elot.grl
Icelandic Standards (1ST) Laugavegi 178 105 Reykjavik, Iceland Tel.: +354-520-71-50 Fax: +354-520-7]-71
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APENDICE C
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Organizaciones g/oba/es con intereses en proteccion contra incendios
E-mail: [email protected] Home Page: www.stadlar.is
Irlanda National Standard A thorithy of Ireland (NSAI) Glasnevin Dublin-9, Ireland Tel.: +353-1-807-38-00 Fax: +353-1-807-38-38 E-mail: [email protected] Home Page: www.nsai.ie National Safety Council (FPA) 4 Northbrook Road Ranelagh, Dublin 6, Ireland Tel.: +353-1-496-3422 Fax: +353-1-496-3422 E-mail: [email protected] Home Page: www.nsc.ie
Italia Italian Unification National Institute (UN/) Via Battistotti Sassi 11/b 20133 Milano, Italia Tel.: +39-02-70-02-41 Fax.: +39-02-70-10-61-49 E-mail: [email protected] Home Page: www.uni.com NationalAssociation ofInsurance Companies (ANIA) Via del Vecchio Politecnico, 7-20121 Milano-MI -Italia Fax: +39-2-760-02015 E-mail: [email protected] Home Page: www.aias-sicurezza.it
Letonia Latvian Standards (LVS) 157, Jr. Valderrama Street Riga 1013, Latvia Tel.: +371-7-37-13-08 Fax: +371-7-37-13-24 E-mail: [email protected] Home Page: www.lvs.lv
Lituania Lithuanian Standards Board (LST) T. Kosciuskos g. 30 2600 Vilnius, Lithuania Tel.: +370-2-70-93-60 Fax: +370-2-22-62-52 E-mail: [email protected] Home Page: www.lsd.lt
Association ofLithuanina Insurers Vytenio g. 50 LT 2006 Vilnius, Lithuania Tel.: +822-310381 Fax: +822-310381 E-mail: [email protected] Home Page: www.draudikaiIt
Luxemburgo Luxembourg National Standards Organization (SEE) 34 avenue de la Porte-Neuve B.P. 10 2010 Luxembourg, Luxembourg Tel.: +352-46-97-46-1 Fax: -352-46-97-46-39 E-mail: [email protected] Home Page: www.etat.lu/see
Macedonia Standards and Metrology Institute (ZSM) Samoilova 10 1000 Skopje The former Yugoslav Repub lic of Macedonia Tel.: +389-91-23-91-15 Fax: +389+91-11-02-63 E-mail: [email protected]
Malta Malta Standards Authorities (MSA) Second Floor, Evans Building Merchants Street Valleta VLT 03, Malta Tel.:+356-24-24-20 Fax: +356-24-24-06 E-mail: [email protected] Home Page: www.msa.org.mt
Moldavia Department ofStandards, Metrology and Technical Supervision (MOLDS) Str. Coca 28 Or.Chisinau 2064, Republic ofMoldava Tel.: +373-2-75-05-81 Fax: +373-2-74-85-88 E-mail: [email protected] Home Page: www.ournet.md/~standard
Noruega Norwegian Standards Association (NSF) Drammensveien 145 A Postboks 353 Skoyen 0213 Oslo, Norway
APENDICEC
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Organizaciones g/oba/es con intereses en proteccion contra incendios
Tel.: +47-22-04-92-00 E-mail: [email protected] Home Page: www.standard.no!
Fax: +44-208-996-74-00 E-mail: [email protected] Home Page: www.bsi-global.com
Polonia
British Research Establishment (BRE) Bucknalls Lane WD2 7 JR, United Kingdom Tel.: +44-1923-664100 Fax: +44-11923-664010 E-mail: [email protected]! Home Page: www.bre.co.uklfrs!
Polish Committee for Standardization (PKN) ul. Elektoralna 2 P.O. Box 411 00-950 Warszawa, Poland Tel.: +48-22-620-54-34 Fax: +48-22-620-54-34 E-mail: [email protected] Home Page: www.pkn.pl The Polish Chamber ofInsaurance (PIU) Plac Defilad 1 PKIN XI p. 00-901 Warsaw, Poland Tel.. +48-22-656-7988 Fax: +48-22-656-6790 E-mail: [email protected] Home Page: www.piu.com.pl
Portugal Instituto Portuges de Qualidade (IPQ) Rua Antonio Giao, 2 2829-513 Caparica, Portugal Tel.: +351-21-294-81-00 Fax: +351-21-294-81-01 Home Page: www.ipq.pti Associa{:iio Portuguesa de Seguradores (APS) (FPA) Rua Rodrigo da Fonseca 41 1250-190 Lisboa, Portugal Tel.: +351-21-384-8100 Fax: +351-21-383-1422 E-mail: [email protected] Home Page: www.apseguradores.pt
Bomberos Portugal Liga dos Bombeiros Portugueses Rua Eduardo Noronha, no.5-7 1700-151 Lisboa, Portugal Tel.: +21-842-1382 Fax: +21-842-1389 E-mail: [email protected] Home Page: bombeiro.netropolis.pt
Reino Unido British Standards Institute (BSI) 389 Chiswick High Road London W4 4AL., United Kingdom Tel.: +44-208-996-90-00
Fire Protection Association (FPA) Batille Court 2 Paris Garden London SE18ND, United Kingdom Tel.: +44-20-7909-5300 Fax: +44-20-7902-5301 E-mail: [email protected] Home Page: www.thefpa.co.uk/ Institution ofFire Engineers (IFE) 148 Upper New Walk Leicester LEI 7QB, United Kingdom Tel.: +44-116-255-3654 Fax: +44-116-247-123 E-mail: [email protected] Home Page: www.ife.org.uk London Fire and Emergency Planning Authority 8 Albert Embankment London SEI 7SD, United Kingdom Tel.: +44-20-7587-2000 Fax: [email protected] Home Page: ww.london-fire.gov.uk
Republica Checa Czech Standards Institute (CSNI) Biskupsky dvur 5 11 0 02 Praha 1, Czech Republic Tel.: +420-2-21-80-21-11 Fax: +420-2-21-80-23-11 E-mail: [email protected] Home Page: www.csni.cz
Rumania Romania Standards Association (ASRO) Str. Mendeleev 21-25 70168 Bucaresti 1, Romania Tel.: +40-1-211-32-96 Fax: +40-1-210-08-33 E-mail: [email protected]
C-15
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APENDICE C
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Organizaciones globales con intereses en proteccion contra incendios
Federaci6n Rusa
Ukrania
State Committee ofthe Russian Federationfor Standardization and Metrology (GOST R) Leninsky 117049, Russian Federation Tel.: +7-095-236-40-44 Fax: +7-095-237-60-32 E-mail: [email protected] Home Page: www.gost.ru
State Committee ofStardization Metrology and Certification of Ukraine (DSTU) 174 Gorkiy, Street, 03680 Kyiv-680, Ukraine Tel.: +380-44-226-29-71 Fax: +380-44-226-29-70 E-mail: [email protected] Home www.dstu.gov.ua
Suecia Buscar Serbia Montenegro The Swedish Insurance Federation Klara Norra Kyrkogata 33 III 22 Stockholm, Sweden Tel.: +08-0783-9800 Fax: 08-783-9815 E-mail: [email protected] Home Page: www.forsakringsfourbundet.com
Suiza Swiss Association for Standardization (SNV) Buglistrasse 29 8400 Winterthur, Switzerland Tel.: +41-52-224-54-54 Fax: +41-52-224-54-74 E-mail: [email protected] Home Page: www.snv.ch! Swiss Institute ofSafety & Security (FPA) Sicherheitsintitut Niischerstrasse 45 CH-8001 Zurich, Switzerland Tel.: +41-1-217-43-33 Fax: +41-1-211-70-30 E-mail: [email protected] Home Page: \vww.swissi.ch! International Electromechanical Commission 3, rue de Varembe P.O. Box 131 CH-1211 Geneve 20 Switzerland Tel.: +41-22-919-02-11 Fax: +41-22-919-03-00 E-mail: [email protected] Home Page: www.iec.ch International Standars Organization 3, rue de Varembe P.O. Bok 131 CH-1211 Geneva 20, Switzerland Tel.: +41-22-919-02-11 Fax: +41-22-919-03-00 E-mail: [email protected] Home Page: www.iso.ch
MEDIO ORIENTE Armenia Departmentfor Standardization, Metrology and Certification (SARM) Komitas Avenue 49/2 375051 Yerevan,Armenia Tel.: +374-1-28-56-20 Fax: +374-1-23-56-00 E-mail: [email protected]
Azerbayan Azerbaijan State Standardization and Metrology Centre (AZGOST) Mardanov Gardashlary, 124 370078 Baku, Azerbaijan Tel.: +99-412-40-51-54 Fax: +99-412-40-37-98 E-mail: [email protected]
Bahrein Directorate ofStandards and Metrology (BSMD) Building 170, Road 1703, Block 317 Diplomatic Area Bahrain, Bahrain Tel.: +973-52-30-30 Fax: +973-53-07-30 E-mail: [email protected]
Chipre Cyprus Organization for Standards and and Control Quality (CYS) Nicosia 1421, Cyprus Tel.: +357-2-37-50-53 Fax: +357-2-37-51-20 E-mail: [email protected]
APENDICE C
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Organizaciones globales con intereses en protecci6n contra incendios
Irak Central Organization for Standardization and Quality Control (COSQC) P.O. Box 13032 AI-Jadeira Baghdad, Iraq Tel.: +964-1-778-73-51 Fax: +964-1-778-51-80 E-mail: [email protected]
Republica Islamica de Iran Institute ofStandards and Industrial Research ofIran (ISIRI) P.O. Box 14155-6139 Teheran, Islamic Republic of Iran Tel.: +98-261-28-60-31-8 Fax: +98-261-28-50-15 E-mail: [email protected] Home Page: www.isiri.org
Israel Standard Institution ofIsrael (SII) 42 Chaim Levanon Street Tel Aviv 69977, Israel Tel.: +972-3-646-51-54 Fax: +972-3-641-96-83 E-mail: iso/[email protected] Home Page: v,ww.siLorg.i1
Jordania Jordan Institution for Standards and Metrology (JISM) P.O. Box 941287 Amman 11194, Jordan Tel.: +962-6-568-01-39 Fax: +962-6-568-10-99 E-mail: [email protected]
Kuwait Public Authority for Industry Standard and Industrial Services Affairs (KOWSMD) Post Box 4690 Safat 13047 Kuwait City, Kuwait Tel.: +965-431-84-51 Fax: +965-431-81-59 E-mail: [email protected]
Kyrguistan State Inspection for Standardization and Metrology under The Government ofKyrgyz Republic (KYRGYZST) 197 Panfilova str. 720040 Bishkek, Kyrgyztan
C-17
Tel.: +996-31-2-22-78-84 Fax: +99631-2-66-13-67 E-mail: [email protected] Home Page: www.kmc.bishkek.gov.kg
Oman Directorate General for Specification and Measurements (DGSM) P.O. Box 550-Postal Code No. 113 Muscat, Oman Tel.: +968-771-32-38 Fax: +968-771-59-92 E-mail: [email protected] Home Page: www.mocioman.org
Pakistan Pakistan Standards Institution (PSI) 39 Garden Road, Saddar Karachi-74400, Pakistan Tel.: +92-21-772-95-27 Fax: +92-21-772-81-24 E-mail: [email protected]
Qatar Department ofStandards, Measurement and Costumer Protection (QS) P.O. Box 1968 Doha, Qatar Tel.: +974-440-85-55 Fax: +974-447-88-49 E-mail: [email protected]
Republica del Ubano Lebanese Standard Institution (LIBNOR) Gedeo Center 3, Bloc B, 9th & 10th floor Shehab Avenue, Between Mekalles & Hayek Roundabouts Sin El Fil-Dekwaneh Beirut, Lebanon Tel.: +961-1-485-927 Fax: +961-1-485-929 E-mail: [email protected] Home Page: www.libnor.com
Arabia Saud ita Saudi Arabian Standadards Organization (SASO) Imam Saud Abduk Aziz Bin Mohammed Road (West End) P.O. Box 3437 Riyadh 11471, Saudi Arabia Tel.: +966-1-452-00-00 Fax: -966-1-452-00-86 E-mail: [email protected] Home Page: www.sasooorg.sa
C;"'18 APENDICE C •
Organizaciones g/oba/es con intereses en protecci6n contra incendios
Fire Protection Department Saudi Aramco P.O. Box 4056 N ajmah Ras Tanura-31311, Saudi Arabia TeL: +966-673-1072 Fax: +966-673-5814 E-mail: [email protected]
Seydi,14 744000 Asbgabat, Turkmenistan TeL: +933-1-251-14-94 Fax: +993-1-251-04-98 E-mail: [email protected]
Emiratos Arabes Unidos Turquia Turkish Stanadards Institute (TSE) Necatibey Cad. 112 Bakanlikar 06100 Ankara, Turkey Tel.: +90-312417-83-30 Fax. +90-312-425-43-99 E-mail: [email protected] Association ofthe Insurance and Reinsurance Companies of Turkey Buyiikdere Caddesc Btiyiikdere Plaza No. 195 Kat 1-2 80620 Levent Istambul, Turkey TeL: +90-212-324-1950 Fax: +90-212-325-6108 E-mail: [email protected] Home Page: www.tsrsb.org.tr
Turkmekistan Turk Sandards Institute (MSIT)
Directorate Standardization and Metrology (SSUAE) EI F alah Street P.O. Box 433 Abu Dhabi, United Arab Emirates TeL: +971-2-674-77-88 Fax: +971-2-674-97-71 E-mail: [email protected] Home Page: \vww.uae.gov.ae
AFRICA Republica de Sudafrica The Fire Protection Association Box 15467 1472 Impala Park, RSA Tel.: +11-397-1618 Fax: + 11-397-1160 Home Page: www. Fpasa.co za/
Revisado por Robine Andrau
orque los incendios son una arnenaza universal, es natural que un gran niunero de organizaciones tomen un interes activo en la prevenci6n y control de los mismos. El grado de interes y actividad varia ampliarnente. Este apendice provee informaci6n sobre algunas organizaciones representativas que han demostrado interes en la prevenci6n y control de incendios. No es un listado completo pero puede servir para indicar el al cance del interes y la disponibilidad de recursos. Este apendice se presenta de 1a siguiente manera:
P
• National Fire Protection Association (NFPA) • Organizaciones aseguradoras con intereses en protecci6n contra incendios en Estados Unidos • Organizaciones de servicio de incendios en Estados Uni dos • Laboratorios de investigaci6n y prueba de incendios • Sociedad de ingenieros en protecci6n de incendios • Involucramiento federal en protecci6n de incendios • Organizaciones de construcci6n de edificios • Organizaciones adicionales con intereses en protecci6n contra incendios en Estados Unidos
NATIONALRREPROTECTION
ASSOCIATION (NFPA)
Generalidades La misi6n de la NFPA, fundada en 1896, es reducir el imp acto sobre la calidad de vida a nivel mundial que tienen los incendios y otros peligros, proporcionando y abogando por consenso, c6 digos y normas, investigaci6n, entrenamiento y educaci6n cien tificamente basados. La asociaci6n fue incorporada en 1930 bajo leyes de la Commonwealth de Massachusetts. La NFPAes una organizaci6n independiente, de membresia voluntaria y sin animo de lucro (exenta de impuestos). Una junta de directores esta a cargo general de los asuntos de la asociaci6n, que tiene un personal de 203 hombres y mujeres profesionales ademas de 128 empleados de soporte.
C6digos y Normas Las actividades de la NFPA se clasifican en dos aereas arnplias
e interrelacionadas: tecnica y educacional. La actividad tecnica basica involucra el desarrollo, publicad6n y difusi6n de cOdigos y normas vigentes destinadas a mini mizar 1a posibilidad y los efectos de incendios y otros peJigros en todos los aspectos de las actividades contemporineas. Ademas, hace esfuerzos continuos para educar a personas de todas las edades y regiones en pre vend6n de perdida de vidas y propiedades. Clave para este es fuerzo es el reforzamiento del valor que tiene adoptar e imp1ementar normas y de la importancia de 1a seguridad como una forma de vida. Los codigos y normas son desarrollados por mas de 250 co mites de la NFPA, cada uno de los cua1es representa un balance de los intereses afectados. Mas de 6000 representantes prestan servicio voluntariarnente en los comites de la asociaci6n. Estos operan de acuerdo a las detalladas Reglamentaciones para e1 Control de Proyectos de los Comites oficiales (ver Parte V, "Re gulaciones y procedimientos") y son administrados por el Con cejo de Normas de 1a NFPA. Cuando la NFPA se organiz6 por primera vez en 1896, fue a causa del desarrollo de un nuevo documento tecnico para co ordinar los rociadores para protecci6n contra incendios. Hoy esc documento, ahora titu1ado NFPA 13, Standardjor the Installa tion ojSprinkler Systems (Norma para la Instalaci6n de Sistemas de Rociadores), es s610 uno de casi 300 cOdigos y normas que abordan todos los aspectos de temas de seguridad importantes para el ambiente edificado (built environment). Los c6digos y normas de la NFPA son reconocidos alrededor del mundo por tener informaci6n confiab1e y actua1izada tecnicamente y por ser titHes y efectivos para lograr la seguridad. La seguridad es un asunto de todos y e1 proceso de con senso mediante el cua11a NFPA desarrolla sus c6digos y normas plenamente reconoce este hecho. Existen numerosas oportuni dades a 10 largo de este procedimiento 1egislativo abierto para permitir tanto a los proponentes como a los opositores de todos los temas ser escuchados de una forma libre y justa. Una vez los documentos comp1etan este elaborado proceso de desarrollo y son promulgados, se publican y se ponen a disposici6n como documentos modelo para uso voluntario. Cada documento oficial de la NFPA es publicado en edici6n panfietaria. Mas de 300 documentos se recopilan en la colec ci6n de varios vohimenes de National Fire Codes® (C6digos Na cionales de Incendio). La colecci6n C3 combina 10 c6digos clave para el ambiente edificado (0 entomo creado), todos de sarrollados a traves de un proceso acreditado por ANSI. Los c6
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APENDICE D
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Organizaciones interesadas en proteccion contra incendios en los Estados Unidos
digos y normas de la NFPA tienen una gran influencia porque son ampliamente usados como base para legislaci6n y regula ci6n a todos los niveles del gobiemo, desde ellocal basta el na cional. Varios c6digos de la NFPA han recibido reconocimiento mundial, como el Life Safety Code® (CMigo de Seguridad de Vida), elNational Electrical Code® (NEc®) (C6digo Electrico Nacional) y el National Fuel Gas Code (C6digo Nacional de Gases Combustibles). Muchos c6digos son referenciados por agencias gubernamentales federales, como las regulaciones de la US. Occupational Safety and Health Administration, OSHA (Administraci6n de Seguridad y Salud Ocupacional). Los docu mentos tambien son usados por autoridades aseguradoras para evaluaci6n de riesgos y estimar primas y como referencia en di senos y especificaciones. Peri6dicamente se emiten Enmiendas Interinas Tentativas, (Tentative Interim Amendments (TIA) e Interpretaciones Forma les (Formal Interpretations (FI). Avisos de la promulgaci6n de TIAB y FIs se publican en NFPA News y otros medios, inc1u yendo el sitio Web de la NFPA en http://www.nfpa.org.
NFPA 5000™, C6digo de Construcci6n
y Seguridad de Edificios TM En 2000, la NFPA lanz6 formalmente el plan y la base para de sarrollar NFPA 5000, Building Construction and Safety Code. El nuevo Comite Tecnico Correlativo sobre Construcci6n y Seguri dad de Edificios (Building Construction and Safety Code Tech nical Correlating Committee, TCC) promulg6 el primer borrador del c6digo para propuestas publicas en agosto de 2000. Dieciseis comites tecnicos empezaron entonces a trabajar en 10 que se con vertini en el primer c6digo de construcci6n con especificaciones ANSI; NFPA 5000. Adicionalmente, 13 comites tecnicos exis tentes sobre el C6digo de Seguridad de Vida (Life Safety Code) son tambien responsables de varias partes del c6digo. El c6digo fue presentado a los miembros de la NFPA en la Conferencia y Exposici6n Mundial de Seguridad en mayo de 2002. Fue pro mulgado por el Consejo de Normas en julio de 2002. El C6digo de Seguridad y Construcci6n de Edificios de la NFPA es uno de vlirios documentos importantes que componen el conjunto de C6digos Concertados Completos (Comprehen sive Consensus Codes™ (C3). Primero en su clase, el C3 es el resultado de desarrolladores model0 de c6digos y normas que unieron su experticia para formar un conjunto totalmente inte grado de c6digos concertados. Como resultado de estos esfuer zos coordinados, C3 ofrece el unico conjunto completo de c6digos modelo acreditados por el American National Standards Institute (ANSI) (Instituto Nacional de Normas Americanas), integrados para seguridad publica. EI conjunto C3 incluye c6di gos y normas pertenecientes a un amplio rango de respetadas or ganizaciones dedicadas al desarrollo de c6digos, incluyendo la NFPA; la International Association ofPlumbing and Mechani cal Officials, IAPMO (Asociaci6n Intemacional de Funciona rios Plomeros y Mecanicos; la American Society ofHeating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers, ASHRAE (So ciedad Americana de lngenieros de Calefaccion, Refrigeracion y Acondicionamiento de Aire); y la Western Fire ChiefS Asso ciation, WFCA (Asociacion de Jefes de Bomberos de Occi dente).
Conferencias La Conferencia y Exposicion Mundial de Seguridad de NF PATM dura cinco dias, tiene lugar cada mayo y cuenta con una asistencia promedio de 7500 personas. La conferencia presenta una amplia seleccion de sesiones educativas, eventos sociales y una de las exhibiciones de equipo para proteccion contra incen dios mas grandes de Norte America. La Conferencia Educativa de Otono (Fall Education Conference,) ce1ebrada cada noviem bre, ofrece a los asistentes cuatro dias de sesiones de entrena miento en profundidad sobre temas clave para la prevencion y protecci6n contra incendios. Ambas conferencias incluyen se siones de reporte de los comites tecnicos, ofreciendo a los miem bros de la NFPA una oportunidad de votar en las acciones de los normas del comite Mcnico. Las conferencias se Bevan a cabo en diferentes lugares de Norte America y las inscripciones esmn abiertas para todos.
Ingenierfa Electrica La Division de Ingenieria El6ctrica es responsable de proveer soporte de coordinaci6n de personal a los comites tecnicos de la NFPA en las aereas de sistemas y equipos de alarmas e16ctricas y de incendios. Tambien se suministran servicios de asesorfa tec nica sobre preguntas concemientes a los c6digos y normas de la NFPA. Un comite asesor provee orientaci6n para las actividades de la NFPA en la adopci6n y uso del CMigo Electrico N acional y documentos relacionados. En consorcio con la International Association ofElectrical Inspectors (Asociacion Intemacional de Inspectores Electricos), el personal participa en la adminis traci6n de un programa de certificaci6n para inspectores electri cos. El personal cumple la funci6n secretarial ejecutiva para la Secci6n Electrica de la NFPA. Los miembros del personal tec nico tambien sirven como instructores, conferencistas y pane listas en una variedad de programas de la NFPA y de otras organizaciones por todo el mundo.
Analisis e Investigaci6n de Incendios La Divisi6n de Amilisis e Investigaci6n de Incendios de la NFPA (Fire Analysis and Research Division) apoya programas de la NFPA y de la comunidad de incendios suministrando estadisti cas e informaci6n sobre incidentes en temas especificos. La aso ciaci6n mantiene una de las bases de datos de experiencia de incendios mas extensa del mundo. La encuesta anual de depar tamentos de bomberos de la NFPA y sus archivos de Organiza ci6n de Datos de Incidentes de Incendio (Fire Incident Data Organization, FIDO) sobre grandes incendios y otros incendios de gran interes tecnico son utilizadas junto con estudios espe ciales y otras grandes bases de datos, en especial el Sistema de Reporte de Incidentes de Incendio Nacionales (National Fire In cident Reporting System (NFIRSJ), de la Agencia Federal de Ad ministracion de Emergencias (Federal Emergency Management Agency {FEMAD. La Divisi6n de Analisis e Investigaci6n de Incendios pro duce docenas de reportes anuales y estudios especiales sobre as pectos del problema nacional de incendios, responde a solicitudes individuales de informacion, apoya las necesidades
APENDICE D
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Organizaciones interesadas en proteccion contra incendios en los Estados Unidos
de informaci6n de los comites de la NFPA, de las secciones miembro y de los programas tecnicos y provee analisis y servi cios de informaci6n para las agencias gubemamentales y del sector privado. Tambien suministra el secretariado ejecutivo para la Secci6n de Investigaci6n de la NFPA y mantiene con tactos y actividades en varias aereas de investigaci6n, de forma destacada en valoraci6n de riesgos de incendio y comporta miento humano. El acceso a la informaci6n estadistica se hace a traves de la Fuente Unica de Datos (One-Stop Data Shop) de la divisi6n. Los analistas de la Fuente Unica de Datos asisten a los individuos para determinar si un reporte ya existente es 10 mejor para satis facer sus necesidades 0 si es mas apropiado un reporte persona lizado. Ademas de los reportes anuales, analisis especiales y reportes de incidentes sobre temas especificos tambien estan dis ponibles. Los miembros reciben un descuento della por ciento en todos los servicios proporcionados. (Obtenga mas informa ci6n en http://www.nfpa.org/research.)
Semana de Prevenci6n de Incendios La historia de la Semana Nacional de Prevenci6n de Incendios (National Fire Prevention Week) tiene sus ralces en el Gran In cendio de Chicago, que ocurri6 el 9 de octubre de 1871. Esta tra gica conflagraci6n mat6 mas de 250 personas, dej6 a 100 000 sin hogar y destruy6 mas de 17 000 estructuras. El origen del in cendio ha generado especulaciones desde que ocurri6, con los hechos y la ficci6n confundiendose a 10 largo de los afios. Una leyenda popular sostiene que la Sra. Catherine O'Leary estaba ordefiando su vaca cuando el animal pate6 una lampara, pren diendo fuego al establo de los O'Leary iniciando asi el espec tacular incendio. Cualquiera haya sido el origen del masivo incendio, este cobr6 sus victimas rapidamente, quemando mas de 2000 acres en 27 horas. Chicago fue rapidamente recons truida y despues de un par de afios los residentes empezaron a celebrar su exitosa restauraci6n conmemorando el aniversario del incidente con festividades. Buscando observar el aniversario del incendio con una con memoraci6n mas seria, la Asociaci6n de Iefes de Bomberos de Norteamerica (Fire Marshals Association of North America [FMNA]), hoy Asociaci6n Intemacional de Iefes de Bomberos (International Fire Marshals Association (IFMA), decidi6 que el 40° aniversario del Gran Incendio de Chicago no debia cele brarse con festividades sino de una forma que mantuviera al pu blico informado acerca de la importancia de la prevenci6n de incendios. Asi e19 de octubre de 1911 FMANA patrocin6 el pri mer Dia Nacional de Prevenci6n de Incendios. En 1920 el presidente Woodrow Wilson proclam6 el pri mer Dia Nacional de Prevenci6n de Incendios. Cada afio desde 1925, el presidente de los Estados Unidos ha firmado una pro clama declarando eL periodo entre domingo y sabado en que cae el 9 de octubre una semana de observancia nacional. Por 80 afios, la NFPA sin animo de lucro ha patrocinado oficialmente y seleccionado el tema para la conmemoraci6n nacional de Se mana de Prevenci6n de Incendios, homando el aniversario del Gran Incendio de Chicago y usando el evento para aumentar la conciencia sobre los peligros del fuego. En 1998 la NFPA estableci6 un tema para la Semana de
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Prevenci6n de Incendios por tres afios consecutivos, enfocado en la planeaci6n de escape en incendios caseros. Como resul tado, "Simulacros de Incendio: El Gran Escape" ("Fire Drills: The Great Escape") fue seleccionado como el tema para 1998 hasta 2000. Una actividad clave de esta conmemoraci6n fue el simulacro de incendio unificado norteamericano, que tuvo lugar el miercoles de cada Semana de Prevenci6n de Incendios. El "Gran Escape" demostr6 ser un exito. La NFPA document6 la participaci6n de cientos de miles de familias, con 74 vidas sal vadas en el "Gran Escape" hasta ahora. En 2002 la Semana de Prevenci6n de Incendios anim6 a los departamentos de bomberos a traves de Norte America a "Trabajar en Cooperaci6n por la Protecci6n contra Incendios". La campafia reuni6 a los servicios contra incendios con otros socios de la comunidad para prop agar el mensaje de que la se guridad contra incendios salva vidas. La NFPA lanz6 el sitio web oficial de la FPW poniendo por primera vez en linea el pa quete completo de concientizaci6n de la campana para descar gar gratuitamente. Como patrocinador oficial de la FPW, la NFPA trabaja di ligentemente para demostrar el papel salvador de vidas que los bomberos desempenan en sus comunidades y para agrupar en una misi6n comun a todos los que abogan por la seguridad y asi reducir las muertes y lesiones causadas por incendios. La NFPA produce una serie versatil de materiales para la Semana de Pre venci6n de Incendios. Para mayor informaci6n por favor visite www.fireprevention.org, www.sparky.org y www.nfpa.org.
Aplicaci6n de la Protecci6n contra Incendios e Ingenierfa Qufmica La Divisi6n de Aplicaciones de Protecci6n contra Incendios e Ingenieria Quimica es responsable de proveer apoyo de coordi naci6n de personal a los comites tecnicos de la NFPA en areas de sistemas y equipos de protecci6n contra incendios, riesgos y ocupaciones especiales y almacenamiento y manipulaci6n de materiales quimicos y peligrosos. Tambien se prestan servicios de asesoria tecnica reLativos a preguntas concemientes a los c6 digos y normas de la NFPA. Tres comites asesores proporcionan guia para la actividad de la NFPA en areas de proyectos espe cializados. Estas areas incluyen liquidos, gases e inflamables marinos. A traves de La Comisi6n de Calificaci6n de Quimicos Marinos (Marine Chemist Qualification Board) la asociaci6n administra el Programa para Quimicos Marinos Certificados (Certificated Marine Chemist Program) de la NFPA. El perso nal desempena la funci6n secretarial ejecutiva para cinco sec ciones miembro de la NFPA, que son: Aviaci6n, Construcci6n, Sistemas de Protecci6n contra Incendios para Edificios, Cuidado de la Salud, Protecci6n contra Incendios Industriales y Sistemas de Transporte Ferroviario. Los miembros del personal tecnico tam bien sirven como instructores, conferencistas y panelistas en una variedad de pro gramas de la asociaci6n y de otras organizaciones a traves del mundo.
Operaciones Internacionales La NFPA ha sido intemacional desde su comienzo en 1896. Hoy
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muchos documentos de la NFPA son el estandar global en cui dado de la salud, construccion de edificios altos, aviacion, al macenamiento industrial, identificacion y manipulacion de materiales peligrosos, operaciones de servicios de incendios y otras numerosas aplicaciones. En 1927 Canada empezo a usar el Codjgo Eh~ctrico Nacional (National Electrical Code [NEC]). Ese mismo ano el NEC fue traducido al espanol y es actual mente usado por mas 0 menos la mitad del mundo hispanopar lante. Muchos otros codigos y textos de referencia estan disponibles ahora en espanol. En 1995 la Asociacion Coreana de Proteccion contra In cendios firmo un acuerdo con la NFPA y tradujo nuestros casi 300 codigos al coreano. El acreditado programa de educacion publica de la NFPA, "Aprendamos a No Quemarnos" (Learn Not to Bum) ha sido traducido al frances y al espanol y tambien ha sido publicado en ingles britanico. La NFPA participa en mu chas conferencias y sesiones de entrenamiento. En un solo mes, la NFPA participara en varias reuniones en Mejico y Canada, una exhibicion en China, una conferencia de jefes de bomberos en Bangkok, una reunion de comite tecnico de aviacion en In glaterra y una conferencia de detectores de humo en Francia. La primera oficina fuera de los Estados Unidos fue establecida en 1997 en Bangkok, Tailandia, para la region Asia-Pacifico. La NFPA actualmente opera cinco oficinas fuera de Estados Uni dos. Ofrece catlilogos de productos en frances y espanol y tra baja actualmente en traducciones al portugues.
Biblioteca Tecnica Charles S. Morgan La Biblioteca Tecnica Charles S. Morgan mantiene una de las colecciones mas grandes de informacion relevante para la in vestigacion de incendios disponible en la actualidad. Fundada en 1945, contiene informacion vital sobre temas de prevencion de incendios, seguridad y servicios contra incendios ademas del unico acervo completo en el mundo de codigos y normas de la NFPA pasados y presentes. La exhaustiva coleccion de materia les de la biblioteca, tanto de fuentes nacionales como interna cionales, incluye aproximadamente 3000 libros, 6500 reportes tecnicos, 200 publicaciones periodicas, pelfculas y videocasetes y archivos de publicaciones de la NFPA que datan desde la fun dacion de la asociacion en 1896. Documentacion e investiga cion de la historia de los codigos y copias de codigos pasados de la NFPA son suministrados por el personal de la biblioteca por una tarifa. El personal de la biblioteca tambien prepara y actua liza regularmente bibliografias sobre temas como dotacion de personal, privatizacion de departamentos de bomberos, locacion y diseno de estaciones de bomberos y otros. El acceso para con sultar la biblioteca y el catlilogo de la NFPA esta disponible en su sitio web. El bibliotecario es el representante de la NFPA para "inFlRE', una organizacion internacional de profesionales en informacion sobre incendios con colecciones considerables de literatura sobre el tema.
Mercadeo y Ventas La Division de Mercadeo y Ventas atiende las variadas necesi dades de los miembros y clientes, proveyendo productos y ser vicios de membresia de la NFPA de una manera eficiente y
oportuna.
Se pueden hacer ordenes via [nternet en http://www.nfpacata
log.org, 24 horas al dia, 7 dias ala semana. El personal de la di
vision comercializa productos a traves de muchos canales.
NFPA ventas vende productos como sus normas y publicaciones
en espanol a traves de un peq ueno grupo de distribuidores, en
Latinoamerica
Publicaciones Afiliadas El NFPA Journal, revista oficial de la NFPA, llega a todos los in tegrantes de seguridad de la asociacion. Cubriendo temas im portantes de proteccion contra incendios, supresion de los mismos y seguridad, el NFPA Journal, de publicacion bimes tral, incluye reportes de investigaciones; estudios estadisticos especiales de la NFPA sobre incendios causantes de grandes per didas, multiples victimas y muertes y lesiones de bomberos; ar ticulos sobre avances en proteccion contra incendios y educacion publica y otra informacion interesante para los miem bros de la NFPA. El NFPA Journal en Espanol y el NFPA Jour nal em Portugues, revistas de la asociacion en espanol y portugues respectivamente, contienen reportes y articulos de in teres para la comunidad latinoamericana. Fire Technology, gaceta trimestral revisada por tecnicos ho mologos, publicada en conjunto con Kluwer Academic Publis hers, llega a mas de 2500 suscriptores internacionales interesados en recibir informacion acerca de aspectos cientificos y tecnicos de los incendios. El "NFPA Update "es el boletin in formativo bimestral para miembros. Las ediciones llegan a cada miembro de la NFPA, brindando noticias de la asociacion sobre eventos de interes para todos los afiliados. La NFPA Buyers' Guide (Guia de NFPA para Compradores) es una publicacion anual que provee nombres, direcciones e informacion sobre pro ductos 0 servicios de los fabricantes lideres de equipos para pro teccion y servicio de incendios. El NFPA Journal, NFPA Journal en Espanol, Journal em Portugues y la NFPA Buyers' Guide se sostienen en parte con publicidad. La asociacion solicita avisos pagados a traves de vias tra dicionales, como ventas directas con representantes. La asocia cion ha formulado una politica de publicidad y mantiene una junta examinadora que revisa cada aviso presentado de acuerdo a esta politi ca. Ademas de estas publicaciones, algunas secciones de la NFPA publican sus propios boletines informativos. Informacion de las secciones tambien es publicada en el NFPA Update.
Membresfa Los miembros de la NFPA son mas de 75 000 personas y mas de 80 organizaciones nacionales de comercio y profesionales. La gran mayoria de los miembros residen en los Estados Unidos, pero por la posicion internacional de la NFPA, hay muchos miembros de Canada y otras 105 naciones. Los miembros pro vienen del servicio contra incendios (21 %); firmas industriales (11 %); arquitectos, ingenieros y contratistas (17%); centros de salud y educativos (10%); gobiernos federales, estatales y loca les (8%); oficinas, minoristas, alojamientos y restaurantes (4%); seguros (3%); servicios electncos (6%); empresas de servicios
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publicos (2%) y otros campos no clasificados en ellistado ante rior (18%). Las cinco categorias de miembros con derecho a voto son: regulares, vitalicios, senior, de organizacion y hono rarios. Las dos categorias de miembros sin derecho a voto son: afiliado y estudiante. Hay 16 secciones dentro de la membresia con derecho a voto. La International Fire Marshals Association (Asociacion Internacional de Jefes de Bomberos) es la mas antigua. Fue fun dada en 1906 y reconocida en 1927 como laFire Marshals Sec tion (Seccion de Jefes de Bomberos) de la NFPA. Las otras secdoncs, en orden por fecha de fundaci6n, son: Electrical (Electrica), 1948; Rail Transportation System (Sistema de Transporte F erroviario), 1963; Industrial Fire Protection (Pro tecci6n contra Incendios Industriales, 1963; Metropolitan Fire Chiefs Committee (Comite de Jefes de Bomberos Metropolita nos) organizado en 1965 y estab1ecido como secci6n en octubre de 1996; Fire Service (Servicio de Incendios), 1973; Health Care (Cuidado de la Salud, 1976; Fire Science and Technology Educators (Educadores en Ciencia y Tecnologia de Incendios, 1976; Architects, Engineers, and Building Officials (Arquitec tos, Ingenieros y Oficiales de la Construcci6n, 1979; Aviation (Aviaci6n), 1980; Education (Educaci6n), 1981; Research (In vestigaci6n), 1987; Wildland Fire Management (Manejo de In cendios Forestales, 1988; Lodging Industry (Industria Hotelera), 1988; Building Fire Safety Systems (Sistcmas de Seguridad con tra Incendios de Edificios, 1993 y Latin American (Latinoame ricana), 1997. (Para mas informaci6n sobre todas las secciones, inc1uyendo sus oficiales, ver Parte II, "NFPA Sections" and "Or ganization l'vlembers").
Asuntos Publicos El programa de comunicaciones corporativas de la NFPA 10 lleva a cabo la Public Affairs Division (Division de Asuntos PU blicos). A traves de campalias de concientizacion, anuncios de servicio publico, comunicados de prensa, articulos especiales y entrevistas en los medios, el personal comunica a diversas au diencias la misi6n, las actividadcs tecnicas y educacionales de la NFPAy mensajes que salvan vidas. La asociaci6n es reconocida por los medios electronicos e impresos como la fuente lider au torizada de informaci6n tecnica, investigaci6n y asesoria en el problema de los incendios y tambien de proteccion, prevenci6n y asuntos de seguridad para otros peligros. La NFPA trabaja re gularmente con medios de comunicaciones internacionales, na cionales y locales para proveer datos oportunos, asesoria e informacion.
Educaci6n Publica Desde los primeros alios 1900, la NFPA ha educado a gente de todas las edades sobre como tomar decisiones responsablcs re lacionadas con la salud y la seguridad. Uno de los compromisos mas importantes de la NFPA es dar a las personas el conoci miento y las habilidades que necesitan para llevar vidas mas se guras y la motivacion para tomar acci6n. La visi6n del esfuerzo de educaci6n publica de la asociaci6n es "un mundo seguro" y nuestra declaraci6n de misi6n es "empoderar a todas las perso nas para prevenir ineendios, quemaduras y otras lesiones a tra
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del conocimiento, la actitud y la acci6n". Las actividades se llevan a cabo de acuerdo a un plan estrat6gico quinquenal apro bade en 2000 por la Junta de Directores de la NFPA. Los pro gramas actuales inc1uyen Risk Watch®, Fire Prevention Week, High-Risk Outreach y General Education Services (Vigia de Riesgos, Semana de .Prevencion de Incendios, Proyeccion de Alto Riesgo, y Serviclos Generales de Educacion). Risk Watch es el programa comunal mas reciente de la NFPA, focalizado en la amenaza nlimero uno para la salud de los ninos en Norte America: lesiones accidentales. Desde ellanza miento del programa en 1998, la NFPA ha trabajado para desa rrollar sistemas de distribuci6n a nivellocal y estatal/provincial a traves de coaliciones de multiples agendas que apoyan a las escuelas y a los profesores. Este se ha convertido en el NFPA Champion Model (Modelo Campeon NFPA) reconocido nacio nalmente. Como parte de esta gran iniciativa estrategica de se guridad, la NFPA entrena a representantes estatales/provinciales para administrar sus propias implementaciones de Risk Watch basados en el Champion Model. Cada afio los estados/provincias son invitados a aplicar para una beca (Champion Management Team (CMT) Award Grant) y reciben entrenamiento y apoyo tecnico para empezar implementaciones del Risk Watch en todo el estado/provincia. Basta e1200 1, diecisiete estados y una pro vincia han establecido exitosamente Equipos de Manejo de Campeones (Champion Management Teams) de acuerdo a los li neamientos recomendados por la NFPA. Estas regiones conti nuaran recibiendo entrenamiento y apoyo para adelantar sus iniciativas estatales/provinciales. Un sitio web dedicado al pro grama Risk Watch (http://www.riskwatch.org) esta disponible para ninos, padres, proiesores, defensores de la comunidad y Champions para mejorar el programa y mantener una red de usuarios del mismo. Como patrocinador oficial durante 80 anos de la Semana de Prevenci6n de Incendios (FPW), la NFPA trabaja para incre mentar la conciencia publica acerca de los peligros de los in cendios y como prevenirlos. Para apoyar los esfuerzos durante la FPW de los departamentos de bomberos locales, la Division de Educaci6n Publica de la NFPA desarrolla un paquete integral de materiales que se pone a disposicion de carla departamento en los Estados Unidos y Canada por medio un sitio web dedicado ala Semana de Prevenci6n de Incendios (W\Vw.fireprevention week.org). La division trabaja con un equipo interdisciplinario dentro de la asociacion para disenar y desarrollar una colecci6n de materiales y actividades sobre proteccion contra incendios y seguridad disponibles para el uso de la comunidad. EI Centro para Proyeccion de Alto Riesgo de la Divisi6n de Educacion fue creado para satisfacer las necesidades de las per sonas con mas riesgo de incendios y quemaduras: nifios peque nos, adultos mayores y personas en comunidades de bajos ingresos. El centro busca asuntos emergentes relacionados con factores que exponen a las personas a un mayor riesgo de muerte y lesion por incendio y trabaja para proveer soluciones a traves de ingenieria, vigilancia, control y educacion. Estas actividades incluyen suministrar asistencia tecnica y entrenamiento para fa cilitar la difusion y continuidad de los programas de la NFPA di senados para aquellos con mayor riesgo a nivel local, estatal, provincial, nacional e internacional; identificando y educando a individuos y agencias especfficas acerca de las poblaciones de yeS
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alto riesgo y trabajando para obtener apoyo legislativo y admi nistrativo para las iniciativas de la NFPA que incrementan los ni veles de seguridad en esos grupos. EI centro ha desarrollado dos programas para poblaciones de alto riesgo: el programa prees colar Learn Not To Burn® ("Aprende a No Quemarte"), para nifios pequefios entre tres y cinco anos y Remembering When ("Recordar Cmindo"), un programa de prevencion de incendios y lesiones por cafda dirigido a adultos mayo res. Ademas de proveer la base tecnica y las estrategias de di fusion para los mensajes educativos sobre incendios y seguridad de vida de la NFPA, la Division de Educacion Publica desarro lla relaciones y alianzas con individuos y grupos bien posicio nados para ayudarnos a avanzar la mision educativa de la asociacion, tanto interna como externamente. La mascota de la NFPA, Sparky the Fire Dog® (Chispita, el Perro Bombero), es responsabilidad de esta division. EI incremento de Ia visibilidad y efectividad de Sparky se Iogra a traves de un programa de Ii cenciamiento y un sitio web especializado disefiado para ninos: http://www.sparky.org.Adicionalmente. mas de 900 miembros de la NFPA pertenecen a la Seccion de Educacion, una red in ternacional en expansion de individuos comprometidos a aplicar metodos educativos innovadores para reducir la perdida de vidas y propiedades por incendios y otros asuntos de seguridad.
guridad de vida y para apoyar jurisdicciones en la adopcion de codigos y normas acordados. Estas oficinas estan localizadas en Quincy, Massachusetts (Nueva Inglaterra); Rehobeth Beach, Delaware (Atlantica Central); Louisville, Kentucky (Central); Tallahassee, Florida (Sur); Denver, Colorado (Region de Den ver); Hillsboro, Oregon (Oeste); Long Beach, California (Ofi eina Local Oeste del Codigo de Construccion); Dallas, Texas (CMigo de Construccion, Oficina Local Central); Toms River, New Jersey (Oficina Local del Codigo de Incendios); y Ottawa, Ontario (Canadiense). El Departamento de Investigacion de In cendios inscrito a Operaciones Regionales conduce investiga ciones sobre incidentes de interes Mcnico para la NFPA y sus miembros. Importantes lecciones de los incidentes dan retroali mentacion a los comites y programas tecnicos de la NFPAy tam bien proveen informacion importante para la comunidad globaL Los investigadores de incendios generalmente coordinan sus ac tividades con oficiales de incendios estatales y provinciales, jefes de departamentos metropolitanos de incendios, grupos de regulacion de construcciones y varias agencias federales esta dounidenses e internacionales. Los reportes son distribuidos por la NFPA. Resumenes de los reportes estan disponibles en Inter net a traves del sitio de la NFPAen www.nfPa.org.
Fundaci6n para la Investigaci6n Protecci6n Publica contra Incendios La Division de Proteccion Publica contra Incendios (Public Fire Protection DiVision) es responsable de mas de 80 normas de in cendio y servicio de emergencia desarrollados por los comites tecnicos de la NFPA. El personal de la division, muchos con ex tensa experiencia en servicio de incendios, proveen servicios de asesoria y responden inquietudes sobre temas de servicios de in cendios tanto al publico como al personal de los servicios de emergencias. Clarifican y ahondan en las estipulaciones de los cooigos y normas que determinan la seguridad y efectividad del personal encargado del servicio de incendios y otras emergen cias. Los miembros de la division sirven como secretarios ejecu tivos de cuatro secciones de membresia de la NFPA, que son: Asociacion Internacional de Jefes de Bomberos, Servicio de In cendios, Educadores en Ciencia y Tecnologia de Incendios y Ma nejo de Incendios Forestales. El personal de la division provee asistencia administrativa para el Programa de Certificacion de Inspectores de Incendios,el Programa de Certificacion de Espe cialistas en Proteccion contra Incendios, el Programa para Revi sores Certificados de Planes, los Comites Regionales de Desarrollo de CMigos de Incendios y el Programa de Comuni dades Alertas a Incendios. Ademas ayuda a desarrollar productos de la NFPA para el servicio de incendios, investiga incidentes de incendios y emergencias con consecuencias de nivel nacional, sirve de enlace entre la NFPA y otras organizaciones de servicio de incendios y presenta conferencias en seminarios a traves de Norte America y otras regiones del mundo.
La Fundacion para Investigacion de Proteccion contra Incendios (Fire Protection Research Foundation) es la linica institucion caritativa de investigacion de incendios en el mundo. La funda cion administra proyectos de investigaci6n patrocinados por consorcios y convoca simposios y concejos de asesoria investi gativa. Establecida en 1982, es un catalizador para conducir in vestigaciones independientes sobre riesgos de incendio y nuevas tecnologias, y para obtener documentacion sobre el desempeno de productos relaeionados con incendios y construccion. Cola bora con laboratorios alrededor del mundo. Dos simposios se ofrecen cada ano, uno sobre supresion y deteccion de incendios yel otro sobre riesgos y peligros. Los concejos de investigacion se relinen para discutir los ultimos desarrollos y factores cientl ficos en areas tecnicas de incendios como supresion, detecci6n y toxicidad y para haeer recomendaciones sobre investigaciones adicionales.
Desarrollo Profesional La NFPA tiene disponible una gran variedad de oportunidades de desarrollo profesional ya sean en Ingles 0 espanolpara ayudar a los miembros a estar actualizaos con los ultimos requisito y practicas de construccion, incendio y seguridad humana. En otras actividades educativas, la NFPA difunde conocimiento y metodologia sobre problemas y soluciones relacionados con in cendios a traves de seminarios patrocinados y contratados por la NFPA. Esas oportunidades inc1uyen seminarios sobre cOdigos, videos y aprendizaje en linea.
Operaciones Regionales La NFPA ha establecido oficinas regionales en varios lugares de Estados Unidos y Canada para trabajar localmente con miem bros y constituyentes en temas de eonstrucci6n, ineendio y se
Seminarios. Los seminarios de NFPA dan soporte a codigos y normas c1aves como el COdigo de Seguridad Humana, el CO digo Eleetrico Nacional, el Codigo Nacional de Alarmas de In cendio y la Norma para la Instalacion de Sistemas de
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Rociadores. En 2001 se dio un paso importante con la creacion de un proyecto comun para ofrecer seminarios en espanol en America Latina (www.capacitacionnfpa.com). Las cuales hoy en dia se ofrecen en toda la region. La NFPA continua mejo rando la efectividad de los seminarios por medio de un proceso mas interactivo, el cual involucra mas activamente a los partici pantes en el aprendizaje, capacitindolos para usar mas efectiva mente los c6digos y normas. Para atender solicitudes de entrenamiento adicional, este ano se introdujo un nlimero im portante de nuevas seminarios: Seguridad Electrica en el Lugar de Trabajo, Norma Electrica para Maquinaria Industrial, Elec tricidad para Lugares Peligrosos 0 Clasificados, Salud y Segu ridad Ocupacional para Departamentos de Bomberos y Seguridad contra Incendio de Instalaciones. Estos nuevos se minarios, asi como los demas seminarios de desarrollo profe sional de la divisi6n, estan disponibles para entrenamiento contratado en ellugar. Medios Visuales. La asociacion tambien es un gran distribui dor de programas de video disenados para servir las necesidades de entrenamiento e informacion del servicio de incendios, ne gocios, industria, educacion y cui dado de la salud. Las publica ciones recientes inc1uyen la serie SafeWork™ (Trabajo Seguro) enfatizando pcicticas de seguridad en ellugar de trabajo, segu ridad del personal y entrenamiento y conocimiento de riesgos. Disenados para atender a las necesidades de la industria de pro ductos exactos y confiables que curnplan con los requisitos de entrenamiento exigidos por OSHA, los cinco nuevos videos de la serie Safe Work cubren una amplia variedad de temas de se guridad industrial, basados en informacion contenida en los co digos y normas NFPA y reglamentaciones OSHA. La serie consta actualmente de: Extintores de Incendio en el Trabajo, Trabajo Seguro con Electricidad, Operaciones Seguras de Tra bajo en Caliente, Trabajo Seguro con Liquidos Injlamables y Trabajo Seguro con Gases Comprimicins. Los nuevos titulos de SafeWork para 2002 incluyen: Trabajo Seguro con Proteccion Respiratoria. Trabajo Seguro con Equipos de Proteccion Per sonal y Uso de Extintores en Cocinas Comerciales. En 2002la asociacion tambien publico Experto NEC 2002, una serie de cinco partes que preparar a los espectadores para aplicar correctamente las provisiones del NEC (National Elec trical Code) y la Guia NEC 2002 sobre Cambios Importantes. Otros exitos son: Evacuacion de Instalaciones del Cuidado de la Salud, un compendio exhaustivo de procedimientos de pre vencion de incendios, respuesta de emergencia y escape de in cendios; Diez Consejos Practicos sobre Seguridad contra Incendios, un recordatorio unico e imaginativo de las "reglas do radas" de la seguridad contra incendios; Evacuacion! La Guia para Supervivencia de Empfeados, que provee informacion po tencialmente salvavidas sobre planeacion de escapes, respuesta a emergencias y procedimientos de evacuacion; y la serie In vestigaci6n de Incendios de seis partes, basada en NFPA 921, Guia para Investigaciones de Incendios y Expfosiones. Las pe liculas de la NFPA reciben consistentemente maximas distin ciones en festivales de cine en todo el pals. Aprendizaje en Linea. La NFPA ofrece ahora entrenamiento computarizado para proporcionar a miembros y clientes infor
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maci6n valiosa en un formato conveniente. El Seminario En Linea Cambios NEC, un taller interactivo en vivo distribuido a traves de nuestro Sitio en el Internet, permite a los participantes hacer preguntas y obtener respuestas de expertos en el c6digo en tiempo reaL Adicionalmente, a traves de nuestra asociacion con TargetSafety.com, ahora ofrecemos acceso a mas de 50 cursos de entrenamiento sobre salud y seguridad ambiental. Estos cursos interactivos, para que el estudiante aprenda a su propio paso, son adecuados para todos los empleados y ayudan a que las institu ciones y empresas curnplan con los requisitos de entrenamiento OSHA.
Publicaciones Tecnicas Las publicaciones tecnicas y de interes general de la asociacion cubren todo es espectro de la protecci6n contra incendios. Ade mas de los codigos y normas, estas incluyen manuales, libros tecnicos y de consulta y manuales de entrenamiento. Hay dis ponibles mas de 275 codigos y normas como copias individua les, como parte de una coleccion de 13 volumenes de pasta blanda 0 de hojas sueltas, 0 como parte de un servicio de subs cripcion. Los Codigos Nacionales de Incendio tambien se con siguen en CD-ROM, 0 pueden comprarse descargandolos directamente de la Internet en http://www.nfpacatalog.or. EI Manual de Proteccion contra Incendios, ahora en su edicion nu mero 19, es la "biblia" en este campoy esta disponible ahora im preso y en CD-ROM. El Cooigo Electrico Nacional, igualmente para electricistas, arquitectos, personas en el negocio de la cons truccion, inspectores y otros funcionarios municipales, se en cuentra disponible impreso y en formato electr6nico. Los numerosos manuales de NFPA inc1uyen: Sistemas de Rociado res Automaticos, Bombas de Incendio, Codigo Electrico Nacio nal, Codigo de Seguridad de fa Vida, Codigo de Liquidos Injlamabfes y Combustibles. Normas de Salud y Seguridad Ocu pacionai para Departamentos de Bomberos. C6digo NFPA de Prevencion de Incendios, C6digo de Gas LF, Codigo Nacional de Gas Combustible, Codigo Nacional de Alarmas de Incendio, Instalaciones para el Cuidado de fa Salud y Respuesta a Mate riales Peligrosos. Entre otros titulos estin: Sistemas de Senali zaci6n de Alarmas de Incendio; Manual de Inspeccion de Proteccion contra Incendios y de Vida; Principios de Protec ci6n contra Incendios; Comando de Incendios; Operaciones de CompaFiias de Maquinas en el Campo de Incendios; Operacio nes de CompaFiias de Camiones en el Campo de Incendios; Sis temas de Protecci6n contra Incendios; Manual de Prueba, Inspecci6n y Mantenimiento; Sistemas Automaticos de Rocia dores y Columnas (Tubo Vertical); Combate de Incendios Es tructurales; Admimstracion en el Servicio de Incendios; Administraci6n del Servicio de Bomberos; Principios de Qui mica y Fisica para Protecci6n contra Incendios; Manual SFPE de Ingenieria de Proteccion contra Incendios; Introduccion a la Seguridad contra Incendios Basada en el Desempefio; Cons trucci6n de Edificios para el Servicio de Incendios; Introduc cion a fa Proteccion de Vida y contra Incendios de Empleados; Manual de Inspeccion EIectrica con Listas de Comprobaci6n; Seguridad Efectrica en el Lugar de Trabajo; Proteccion de Vida y contra Incendios en Instalaciones de Cuidado de fa Salud; Guia NFPA de Bolsillo para Instalacion de Sistemas de Rocia
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dores; Sistemas Limitados de Energia y Guia NFPA de Eolsilla para Instalacion de Sistemas de Alarma de Incendia.
Oficina en Washington NFPA trabaja con el Congreso de los Estados Unidos yagencias federales a traves de su oficina de Washington para promover la adopcion y uso de codigos y normas NFPA y para estimular un tratamiento nacional uniforme para combatir el fuego y otros riesgos para la calidad de vida. La oficina de NFPA en Was hington tambien trabaja con sus organizaciones asociadas basa das en Washington sobre temas de incendio y seguridad contra incendios, y constantemente provee informacion sobre legis la cion laboral y reglamentaciones para los miembros ypersonal de sus oficinas principales.
ORGANIZACIONES DE SEGLIROS EN
LOS ESTADOS UNIDOS CON INTERESES
EN PROTECCION CONTRA INCENIDOS
American Insurance Services Group (unidad de ISO) 545 Washington Blvd. Jersey City, NJ 07310-1686 www.iso.comiAISG
lncorporada en 1984 como organizacion sin animo de lucro, el Grupo de Servicios dc Seguros Americanos (AISG) provee ser vicios especializados para la industria de seguros property-ca sualty. AISG es su Servicio de Ingenieria y Seguridad, sucesor directo del Consejo Nacional de Aseguradores de lncendio. A partir de 2001, el Servicio de Ingenieria y Seguridad (E&S) tenia mas de 300 compafiias de seguros subscriptoras E&S se dedica a suministrar informacion, educacion y consultoria al personal tecnico y de control de perdidas de sus eompafiias subscriptoras por medio de una serie de reportes y boletines tecnicos, eonsul torias tecnicas, programas de desarrollo profesional y conferen cias que manejan una variedad de categorias de control de perdidas. E&S mantiene (respalda patrocina) un concepto de control total de perdidas, inc1uyendo vehiculos comerciales, construccion, prevencion de crimenes, proteccion contra incen dios, higiene industrial, marinas interiores, responsabilidad legal, seguridad ocupacional, control y seguridad de productos. Alliance ofAmerican Insurers 3025 Highland Parkway, Ste. 800 Downers Grove, IL 60515-1289 www.alianceai.org
La Alianza de Aseguradoras Americanas, fundada en 1922, es una asociacion gremial que representa 338 eompafifas de seguro de property and casualty. Provee servicios legales, legislativos, edueativos y de asuntos publieos a sus compafiias miembros. La Alianza ofrece seminarios tecnicos que tratan topicos como pro tcccion contra incendios, seguridad de la propiedad, proteccion de maquinaria, seguridad de flotas e higiene industriaL
Fill Global 1301 Atwood Ave. Johnston, RI 02919 www.fmglobal.com
Con ralces que se remontan hasta 1835, FM Global es una com pafiia de seguros de propiedades comerciales e industriales, que ofrece a sus clientes servicios Importantes de ingenieria, control de perdidas y administracion de riesgos a nivel domestico e in ternacionaL La compania se t'ormo en 1999, despues de la fu sion de las compafifas del Sistema Factory Mutual: Allendale Mutual, Arkwright Mutual, Protection Mutual y su afiliada de investigacion de propiedad eonjunta Factory MutuaL FM Global es un lider en el mercado entre proveedores de seguros de propiedad comereial, que sirve a un nlimero impor tante de compafiias que aparecen en Fortune 1000 internacio nales, muchas de las cuales han sido clientes de FM Global durante mas de 25 afios. Sus oficinas centrales en Johnston, Rhode Island, con sus operaciones internacionales basadas en Windsor, Reino Unido, F M Global sirve a compafiias en mas de 100 paises con una fuerza de personal de mas de 4000 emplea dos a nivel mundial. GE Global Asset Protection Services 1114 Avenue of the Americas 33 rd Floor New York, NY 10036 www.gegapservices.com
Servicios de Proteccion Global de Activos GE (GE GAP Servi ces), parte de la operacion de Seguros Comereiales GE ERC, presta servicios especializados de prevencion de perdidas de propicdad, continuidad de negocios y otros servicios de manejo de activos y solueiones que a)-lldan a proteger y mejorar la ca pacidad de las corporaciones para haeer negocios. Ademas de sus ofieinas principaJes en Nueva York, GE GAP Services tiene oficinas en otras 9 localidades en Estados Unidos y 6 en el ex terior. GE GAP Services presta servicio a una amplia gama de industrias, inc1uyendo la aeronautica, automotor, electronica, trabajadores en metales livianos, hospitales e institueiones, far maceutica, generadoras de electricidad, trabajadores en metales pesados, metales no ferrosos y quimicos de riesgo leve, caucho, riesgos de servicio, trabajo con telas, granos, artlculos de cuero, pulpa y papel, textiles, acero basico, materiales de construceion y trabajos en madera entre otros. GE GAP Services conduee inspecciones de campo y provee numerosos servieios de prevencion de perdidas, incluyendo es tudios de plantas y diagramas de instalaciones, y revision de pla nes de proteccion contra im.:endios y pruebas de sistemas. Tambien provee una linea completa de soluciones de continui dad de negocios, con servieios que ayudan a identificar embo tellamientos e interdependencias funcionales de procesos, identificar y priorizar vulnerabilidades de riesgos basados en el impacto de interrupeiones y niveles de tolerancia, y determinar procesos de negocios de plazos criticos y evaluar potenciales de impacto en los negoeios. Una variedad de cursos, inc1uyendo Conceptos de Control de Incendios Industriales se ofrecen en el centro de entrena
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Organizaciones interesadas en proteccion contra incendios en los Estados Unidos
miento en prevencion de incendios en Hartford, Connecticut al igual que en otras sedes. Aquellos que atienden las sesiones en Hartford reciben el beneficio adicional de trabajar con la amplia coleccion de implementos de proteccion contra incendios del centro, una de las mayores en el mundo.
Insurance Services Office, Inc. (ISO) 545 Washington Blvd. Jersey City, NJ 07310-1686 www.iso.com
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vicios de desarrollo de productos, amUisis actuarial y docurnen tacion de archivos reglamentarios para permitir a las compailias desarrollar program as a su medida.
American Hull Insurance Syndicate 14 Wall St. New York, NY 10005 www.amhull.com La Union Americana de Seguros de Navios es una organizacion creada para asegurar embarcaciones de gran valor.
ISO provee informacion, productos y servicios relacionados con riesgos y responsabilidades de la propiedad. Para un amplio es pectro de lfneas de seguros comerciales y personales, ISO pro porciona informacion estadfstica, actuarial, de aseguramiento y reclamo; lenguaje de polizas; informacion sobre lugares especi ficos y servicios publicos de protecci6n; herramientas para iden tificaci6n de fraude; y procesamiento de datos. Con 7.7 mil mill ones de registros detallados de primas y p6rdidas de seguros, la base de datos de ISO es una de las bases de datos privadas mas grandes en el mundo. EI programa de Clasificacion de Proteccion Publica (PPC) de ISO evalua las capacidades de supresion de incendios en 44.000 distritos de bomberos en los Estados Unidos, clasifican dolos en una escala de 1 a 10, siendo 1 la mejor. EI programa ISO es una continuaci6n de un programa de evaluaci6n de casi 100 afios de antigiiedad que ha estado suministrando informa ci6n a los aseguradores desde 1916. Similarmente, la Tabla de Clasificaci6n de Efectividad del C6digo de Construcci6n de ISO (BCEGS) evalua la calidad del curnplimiento del codigo de construccion en las comunidades para los aseguradores, tambi6n calificando el desempefio en una escala de 1 a 10. La Tabla de Evaluacion Especifica de la Propiedad Comer cial (SCOPESS':Yl) fue desarrollada por ISO para medir las carac teristicas de construcci6n de edificios, ocupaci6n, riesgos de ocupacion y protecci6n contra incendios especificas de un edi ficio. Esta informacion se usa para proveer informacion de cla sificacion para uso de los aseguradores. El informe de ISO sobre servicios publicos de proteccion y propiedades individuales provee incentivos para el mejora miento de las capacidades de protecci6n contra incendio y su presion, rcflcja cl potencial de perdida y promueve igualdad y competencia en el aseguramiento y clasificaci6n (rating).
American Institute ofMarine Underwriters (AIMU) 14 Wall St. New York, NY 10005 www.aimu.org
Otras Organizaciones de Seguros Hay muchos otros grupos importantes que realizan servicios va riados de proteccion e inspeccion de incendios para la industria de seguros y sus asegurados. Entre estos estan los siguientes:
Fundada en 1954, Assurex Global cs un grupo privado de corre dores de seguros de manejo de riesgos y eorretaje de seguros co merciales administrado por sus propietarios. Esta corporacion intemacional eubre seis continentes y esta formada por mas de 130 corredores independientes de seguros.
American Association ofInsurance Services (AAIS) 1745 S. Naperville Rd. Wheaton, IL 60187 -813 2 www.aais.org
Independent Insurance Agent & Brokers ofAmerica 127 S. Peyton St. Alexandria, VA 22201 www.iiaba.org
AAIS es una organizacion consultora sin animo dc lucro que crea formatos de polizas y manuales y planes estadfsticos para ascguradores de property/casualty. AAIS tambien provec ser
Independent Insurance Agent & Brokers ofAmerica opera como una federacion de asociaciones estatales para identificar, eva luar y cubrir las necesldades de sus miembros coordinando re
AIMU fue organizado en 1898 para promover, proteger y pre scntar los intereses de aseguradores maritimos domiciliados en los Estados Unidos.
American Nuclear Insurers (ANI) Town Ctr. 29 A. Main St., Ste. 300-S Wcst Harford, CT 06107-2445 \vww.amnuicins.com American Nuclear Insurers en una asociacion voluntaria, no in corporada de compaiHas de seguros formada con el fin de pro vecr proteeci6n de seguros de propiedad y responsabilidad a precio modico para la industria de energia nuclear y con una uti lidad razonable para sus compafiias participantes. Anterior mente conocida como NEL-PIA, se formo cn 1974 por la fusi6n de dos organizaciones. la Nuclear Energy Liability Insurance Association (NELlA) )' la Nuclear Energy Property Insurance Association (NEPIA), las cuales empezaron a suscribir seguros nucleares en 1957. Su nuevo nombre, Amcrican Nuclear Insur ers, fue adoptado a eomienzos de 1978. Assurex Global 8800 Lyra Dr. Colombus, OH 43240 ¥l\Vw.assurex.com
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cursos de la asociacion para obtener condiciones legislativas, re glamentarias y legales favorables para agentes independientes y consumidores.
Institute for Business & Home Safety (IBHS) 1408 North Westshore Blvd. Ste.208 Tampa, FL 33607 www.ibhs.org El Instituto para Proteccion de Negocios y Hogares (IBHS) es una asociacion nacional sin animo de lucro que se dedica a la co municaci6n, educaci6n, ingenieria e investigacion. El grupo, una iniciativa de la industria de los seguros, trabaja para reducir muertes, lesiones, daflo a la propiedad, perdidas economicas y sufrimiento humane causados por desastres naturales. Con sus oficinas principales ahora en Tampa, Florida, IBHS tiene sus ra ices en un grupo comercial establecido en Boston a comienzos de 1970. Hoy IBHS cuenta entre sus miembros con 100 de los aseguradores y re-aseguradores de property-casualty mas im portantes. IBHS ofrece una serie de publicaciones gratis sobre proteccion de edificios contra desastres naturales. Estos pueden verse y pedirse en el sitio web de IBHS.
Insurance Committee for Arson Control 3601 Vincennes Rd. Indianapolis, IN 46268 www.arsoncontrol.org EI Comite de Seguros para Control de Tncendios Premeditados (!cAC) sirve como organizaci6n nacional de recursos, educa ci6n y comunicaciones que trabaja para aumentar la conciencia publica del problema del delito de incendio y como esta res pondiendo a este la industria. A traves de sus publicaciones y se minarios de entrenamiento, ICAC suministra informacion para ayudar a los aseguradores a evitar riesgos que propicien este cri men, enfrentar demandas fraudulentas por incendios premedita dos y ademas ayudar a controlar este crimen. ICAC tambien patrocina y coordina las actividades del Foro Nacional sobre In cendios Premeditados (National Arson Forum).
Insurance Information Institute no William St. New York, NY 10038 www.iii.org
Loss Data Institute 1005 N. Glebe Rd. Suite 800 Arlington, VA 22201 www.iihs.org EI Instituto de Seguros para Seguridad en las Vias y el Instituto sobe Perdidas en las Vias son organizaciones independientes, sin animo de lucro, para investigacion y comunicacioncs funda das por aseguradoras de automoviles y dedicadas a reducir las perdidas por muertes en colisiones, lesiones y perdidas de pro piedad. El Instituto para Seguridad Vial hace investigaciones sobre vehiculos relacionadas con medidas de prevenci6n de cho ques y lesiones. La organizacion filial, el Instituto de Informa cion sobre Perdidas en Carreteras, procesa y publica informacion sobre la forma como varian las perdidas de segura entrc las diferentes clases de vehfculos.
MAERP Reinsurance Association 330 N. Wabash, Ste. 2600 Chicago, IL 60611 El Consorcio Mutual de Reaseguramiento de Energfa Atomica (MAERP) es una de las dos agrupaciones de seguros nucleares que proveen a la industria de servicios publicos con capacidad de aseguramiento nuclear bajo Price-Anderson. MAERP esta conformada por compafiias de seguros mutuales de propiedad de los asegurados.
MAERP Reinsurance Bureau 1780 A. Bell School Rd. P.O. Box 398 Cherry Valley, IL 61 016 www.mutualre.com El Consorcio Mutuo de Reaseguramiento reasegura divers as compaflias aseguradores en los Estados Unidos, proporcionando servicio al cliente sobre redacci6n de contratos, proceso de re clamos y aspectos tecnicos de emision de polizas.
National Association ofInsurance Commissioners 2301 McGee, Ste. 800 Kansas City, MO 64108-2604 \vww.naic.org La Asociacion Nacional de Comisionistas de Seguros, una aso ciacion voluntaria de los oficlales jefes de reglamentacion de se guros de los 50 estados, el Distrito de Columbia y los cuatro territorios dc EUA, promueve la uniformidad legislativa y pro vee medios dc proteger al publico consumidor de seguros.
El Instituto de Informacion sobre Seguros es una organizacion educativa, de investigacion y comunicaciones cuya funcion principal es proporcionar informacion exacta y oportuna para mejorar el conocimiento del publico sobre los seguros. Consi derada como fuente importante de informacion, analisis y con sultas relacionados con seguros, el 1.1.1. trabaja para publicar reportes nuevos, maneja solicitudes de informacion de diversas fuentes y responde preguntas de los consumidores. Ademas del contacto directo con los medios, individuos y organizaciones, el LLT. publica panfletos y libros sobre seguros.
NationalAssociation ofMutual Insurance Companies (NAMIC) 3601 Vincennes Rd. Indianapolis, IN 46268 w\vw.namic
Insurance Institute for Highway SafetylHighway
NAMIC es una asociaci6n gremiai nacional de servicios con
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mas 1300 compatUas afiliadas que suscribe 40 por ciento (S123 000 millones) de las p6lizas de segura de propiedad y muerte en los Estados Vnidos. Los miembros de NAMIC incluyen cinco de las diez mayores aseguradoras de property/casualty, asegu radoras nacionales y regionales de todos los taman os y cientos de companias aseguradoras agrarias. NAMIC beneficia a las compafiias asociadas por medio de servicios de relaciones con el gobierno, asuntos publicos, educaci6n y arbitraje, y progra mas de seguros y beneficios para empleaos. Puede encontrarse informaei6n sobre la asociaci6n, sus compafiias asociadas y la industria de seguros de property/casualty en el sitio web de NAMIC.
National Association ofProfessional Insurance Agents (PIA) 400 N. Washington 81. Alexandria, VA22314 w\vw.pianet.com La Asociaci6n Naeional de Agentes Profesionales de Seguros es una asociacion gremial nacional que representa a mas de 180.000 agentcs afiliados de seguros y sus empleados que ven den y sirven toda clase de seguros pero se especializa en cober tura de automoviles, viviendas y negocios.
National Insurance Crime Bureau (NICB) 10330 S. Roberts Rd. Palos Hills, IL 60465 www.nicb.eom La Agenda Nacional de Crimenes de Seguros es una organiza eion sin animo de luero subsidiada por aproximadamente 1000 compafiias de seguros property/casualty. La NICB se asocia con agencias aseguradoras y autoridades policiales para faeilitar la identificaci6n, deteccion y enjuiciamiento de eriminales de seguros.
National Cargo Bureau, Inc. (NCB) 17 Battery Plaee, Ste. 1232 New York, NY lO004-1207 www.natcargo.org La Ageneia Nacional de Carga, una corporacion de afiliados sin animo de lUCIO, fue organizada en 1952 para promover la segu ridad de vida y propiedad en el mar a traves de proeedimientos de formulacion y recomendaciones, praeticas, reglas y regula ciones para la earga y descarga, estibacion, y aseguramiento de cargas en embarcaciones, inc1uyendo materiales peligrosos, y para proveer los servicios pertinentes de inspeccion y certifiea ci6n. Los certificados de carga expedidos por NCB son reco nocidos por la Guarda Costera de EVA como evidencia de cumplimiento con las reglamentaciones aplicables de EVA e LM.O.
State Farm Insurance One State Farm Plaza Bloomington, IL 61710 www.statefarm.com
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State Farm Insurance Company se inici6 en 1922 como compa nia de seguros de automoviles. Desde entonces la compania se ha extendido para incluir otros campos como casas y botes. Con mas de 79 000 empleados, 25 centros de operaciones y mas de 71 millones de p6lizas en efecto, la compafiia es la principal ase guradora de automoviles y casas en los Estados Vnidos.
Volunteer Firemen ~ Insurance Services, Inc. (VFIS) 183 Leader Heights Rd. P.O. Box 2726 York, PA 17405 www.vfis.com VFI8 se [undo en 1969 para satisfacer la grave necesidad de co bertura de seguros para los bomberos de Estados Vnidos y Ca nada. VFIS es la mayor agencia de seguros especializada en este campo con mas de 12000 organizaciones de servicio vo luntarfo y profesional de emergencia.
ORGANIZACIONES DE SERVICIO DE
INCENDIOS EN LOS ESTADOS UNIDOS
Las siguientes asociaciones son los grupos mas importantes que atienden las necesidades del servicio de incendios en los Esta dos Vnidos.
Fire Department Safety Officers Association (FSSOA) P. O.Box 149 Ashland, MA 01721-0149 www.fdsoa.org La Asociacion de Oficiales de Seguridad de Departamentos de Bomberos es una asociaci6n sin animo de lucro dedicada a pro mover las normas y practicas de seguridad en los servicios de in cendios y emergencias. Su objeto es proveer a los funcionarios de seguridad la educaci6n necesaria para el desempefio de sus tareas. A traves de estos programas educativos, FSSOA ha avan zado hacia la disminuci6n de las estadisticas de muerte y lesio nes asociadas con los servicios de incendio y emergencias.
Fire Marshalls Association ofNorth America (FMANA) One Batterymarch Park Quincy, MA 02269 www.nfpa.org Organizada en 1906, la Asociacion de Jefes de Bomberos de Norteamerica se reorganizo en 1927 como la Secci6n de Jefes de Bomberos de la National Fire Protection Association. La cons tituci6n y estatutos adoptados el 31 de marzo de 1947 (revisa dos en mayo 1982, mayorl987 y mayo 1992), enumeran los siguientes objetivos: 1. Vnir para beneficio mutuo a aquellos oficiales encargados principalmente de la prevencion de incendios, control de
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Organizaciones interesadas en proteccion contra incendios en los Estados Unidos
incendios premeditados y/o la provision de educacion pu blica sobre seguridad contra incendios Proveer oportunidades de desarrollo educativo y profesio nal por medio de programas tecnologicos, de certificacion y prevencion. Proveer recursos de servicio a los miembros de la Asocia cion de Jefes de Bomberos de Norteamerica Comercializar y prom over activamente el perfil proactivo de la Asociacion Participar activamente en el proceso de preparacion de co digos y nonnas a nivel nacional, estatal y local Expandir la afiliaciones a la Asociacion, crear nuevos ca pitulos y crecer la participacion de los miembros a todos los niveles Monitorear y apoyar la investigacion y desarrollo de solu ciones a problemas de proteccion y prevencion de incen dios
La afiliacion a laAsociacion de Jefes de Bomberos de Nor teamerica esta supeditada a la afiliacion a la NFPA y esta abierta al jefe de bomberos, oficial de prevencion de incendios u otros funcionarios similares de los distritos estatales, provinciales, de condados 0 municipalidades encargados de la responsabilidad legal de prevencion 0 investigacion de incendios. Las solicitu des de afiliacion estan disponibles cuando se soliciten. Miembro: el oficial de bomberos del estado, provincia, munici pio 0 localidad que ha sido legamente nombrado y autorizados por la autoridad competente y encargado de las responsabilida des estatutarias y tareas de prevencion de incendio que se reali zan a traves del cumplimiento de las leyes y reglamentaciones de incendios, inspeccion de propiedades, educacion sobre segu ridad de incendios, 0 investigacion de la causa y origen del in cendio. Miembro Asociado: Cualquier persona que haya sido anterior mente miembro de laAsociacion pero no puede calificar debido a cambios en su cargo 0 retiro.
Fire Service Section ofthe National Fire Protection Associa tion One Batterymarch Park Quincy, MA 02269 www.fnpa.org Organizada en 1973, esta organizacion esta abierta par cualquier miembro de la National Fire Protection Association que sea uno de los siguientes: 1. Miembro activo a retirado de un departamento de bombe ros que provee prevencion publica de incendios, servicios de supresion de incendios y/o servicio de emergencias para un distrito organizado de incendios estatal, de condado 0 municipalidad 2. Miembro activo 0 retirado de un departamento de bombe ros que preste servicios de prevencion de incendios, supre sion de incendios y/o emergencias a campos de aviacion 0 bases militares
3. Encargado principalmente del entrenamiento y/o educacion de miembros de departamentos de bomberos, sea miembro activo 0 retirado de un departamento particular Sus objetivos son los siguientes: 1. Unir para beneficio profesional mutuo a aquellos miembros de la NFPA que sean miembros del servicio de incendios 2. Actuar como vehiculo para intercambio de infonnacion entre sus miembros 3. Promover los intereses de la profesion en los campos de proteccion contra incendio, educacion publica sobre segu ridad de vida, servicios medicos de emergencia, cumpli miento de codigos y supresion de incendios 4. Estimular conciencia de la necesidad de mejorar continua mente los programas de administracion, entrenamiento y educacion 5. Promover los temas de salud y seguridad ocupacional rea lizando reuniones, con£~rencias, seminarios y otros foros similares que sean posibles para el intercambio de infor macion e incentivar el profesionalismo 6. Incentivar la participacion de sus miembros en los comites tecnicos de NFPA 7. Promover e incentivar el desarrollo de equipos mejorados de supresion, aparatos y vestimenta de proteccion personal 8. Motivar a las autoridades publicas para que especifiquen y compren equipos de proteccion contra incendio en base a nonnas de desempefio 9. Llamar la atencion de sus miembros sobre asuntos de le gislacion y reglamentaclOnes que sean de interes 10. Prom over la cooperacion dentro del servicio de incendios y entre el servicio de incendios y otros profesionales de la proteccion contra incendios 11. Colaborar para el establecimiento, dentro de la seccion, de una sociedad profesional en el servicio de incendios
International Association ofArson Investigators (JAAl) 12770 Boenker Rd. Bridgeton, MO 63044 www.fire-investigaros.org La Asociacion Intemacional de Investigadores de Incendios Pre meditados (IAAI) se fonno en la Universidad de Purdue, West Lafayette, Indiana, en 1949, cuando se reunieron la industria de seguros, los servicios de incendio y el personal de autoridades policiales de los Estados Unidos y Canada para discutir el cre ciente problema de incendios premeditados y la necesidad de entrenamiento y educacion en la investigacion de incendios. La asociacion tiene 10 siguientes objetivos: • Unir para beneficio mutuo a aquellos funcionarios publi cos y personas privadas encargados del control de incen dios premeditados y crfmenes similares • Posibilitar el intercambio de infonnacion y desarrollos tec nicos • Cooperar con las otras agencias y asociaciones de autori dades policiales para promover la prevencion de incendios y supresion del crimen
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Organizaciones interesadas en proteccion contra incendios en los Estados Unidos
• Promover normas de conducta de alto profesionalismo cntre los investigadores de incendios premeditados • Esforzarse continuamente para eliminar todos los factores que interfieran con la administraci6n de la supresi6n del crimen La afiliaci6n activa al IAAI esta abierta para cualquier re presentante (mayor de 21 afios) del gobierno 0 de una agencia del gobierno, y cualquier representante de una entidad de nego cios 0 industrial comprometido activamente en alguna fase de la supresi6n de incendio premeditado y cuyas calificaciones llenen los requisitos del Comite de Afiliaci6n de laAsociaci6n. La afi liaci6n como asociado esta abierta para personas no calificadas para afiliaci6n activa una vez que su calificaci6n este determi nada por el Comite de Afiliaci6n. La IAAI publica una revista trimestral, The Fire andArson Investigator (EI Investigados de Incendios e Incendios Crimi nales), y realiza una reuni6n anual junto con una conferencia sobre investigaci6n de incendios. Se organizan diferentes co mites para ayudar a la asociaci6n en la lucha contra el problema criminal, como el de Ingenieria de Ciencia Forense, el de In cendios Fraudulentos, el Comite de Consultorfa sobre Seguros, el Comite de Cazadores de Incendio (fires etters) Juveniles, Co mite de Entrenamiento y Educaci6n y el Comite sobre Incen dios Forestales Premeditados.
International Association ofBlack Professional Fire Fighters (IABPFF) 8700 Central Ave., Ste. 306 Landover, MD 20785 www.iabpff.org La IABPFF se organiz6 en 1970 para: (1) crear un enlace entre bomberos negros en toda la naci6n, (2) reunir informacion sobre injusticias existentes en las condiciones de trabajo en el servicio de incendios e implementar acciones para corregirlas, (3) reunir y evaluar informacion sobre todas las condiciones nocivas donde hay minorias, (4) ver que se contraten negros competen tes como bomberos en su lugar de residencia, (5) promover e1 progreso interracial en todo el servicio de incendios y (6) ayu dar a motivar a los afro-americanos para buscar el progreso a rangos elevados.
International Association ofFire Chiefs (IAFC) 4025 Fair Ridge Dr. Fairfax, VA 22033-2868 www.iafc.org La Asociacion Internacional de Jefes de Bomberos (IAFC) es una organizacion profesional abierta a todos los administradores y gerentes de servicios de incendio y emergencias, profesiona les 0 voluntarios, interesados en mejorar la prestaci6n de servi dos de incendio yemergencias medicas. La IAFC tiene mas de 12.000 miembros en todo el mundo, desde departamentos vo luntarios rurales basta servicios profesionales metropolitanos. La mision de la asociaci6n es proveer vision, infonnacion, edu cacion, servicios y representacion para mejorar el profesiona lismo y capacidades de sus miembros.
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La IAFC se compone de ocho divisiones geograticas y tam bien comites tecllicos y secciones para permitir a sus miembros interactuar sobre una amplia variedad de asuntos de servicios de emergencia. La asociacion tiene seis secciones actualmente: Mantenimiento de Vehlculos, Servicio Medico de Emergencia, Militar Federal, Seguridad Industrial y de Incendios, Jefes Me tropolitanos y Oficiales Jefes Voluntarios. La IAFC tambien esta servida por mas] 4 comunidades. Establecida en 1873, la IAFC tiene una historia fertil y un fuerte compromiso con el futuro. IAFe On Scene ("IAFC En Escena") es una publicaci6n quincenal de la IAFC. Todos los afios la IAFC patrocina Fire Rescue International, una de las mayores conferencias y exhibiciones de servicios de incendio en todo el mundo, ademas de varios talleres regionales.
InternatlonalAssociation ofFire Fighters (IAFF) 1750 New York Ave., ~W Washington, DC 20006-5395 www.iaff.org Organizada en 1918, la IAFF tiene aproximadamente 240 000 miembros en los Estados Unidos y Canada. La IAFF esta afi liada a la Federaci6n Americana del Trabajo y Congreso de Or ganizaciones Industriales de los Estados Unidos y el Congreso Canadiense de Trabaj 0 (AFL-CIO/CLC). Cualquier persona que sea empleada permanente y devengue salafio de un departa mento de bomberos, es elegible como miembro activo a traves de locales autorizados, asociaciones estatales 0 provinciales y consejos conjuntos. Las convenciones de IAFF son cada dos arios. La IAFF provee una variedad de servicios a sus miem bros, incluyendo asistencia tecnica en 1 area de salud y seguri dad ocupacional, asesorfa especializada en trabajo a traves de personal de la casa y representantes de campo, un extenso pro grama de seminarios, representacion legislativa a nive1 nacional y orientacion en relaciones publicas.
International Fire Service Accreditation Congress (IFSA C) Oklahoma State University 1700 W. Tyler Stillwater, OK 74078-8075 www.ifsac.org El Congreso de Acreditaci6n Internacional de Servicio de In cendios es un sistema autonomo sin animo de lucro, propulsado por hom610gos, tanto de programas de certificaci6n de servicios de bomberos como de programas graduados de educacion rela cionados con incendios. IFSAC, fundada en 1990 para asegurar la calidad y continuidad de un plan nacional de acreditacion para programas de certificacion de bomberos, desarrollo un sistema de acreditaci6n para programas de grado sobre incendios en 1992. IFSAC esta representado en 5 paises y 55 estados y pro vincias y tiene como mision planificar y administrar un sistema de acreditacion de alta calidad de alcance internacional. Dentro de un congreso pleno que maneja los negocios ge nerales de IF SAC, dos asambleas separadas se especializan en asuntos peculiares de instituciones que otorgan grados e institu ciones de certificaci6n. La Asamblea de Certificacion de IF SAC provee acreditacion a entidades que certifican la competencia y
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expiden certificados a las personas que pasan examenes basados en la calificacion profesional de la National Fire Protection As sociation y otras normas aprobadas por la asamblea. La acredi tacion se hace a nivel de estado, provincial, federal 0 territorial para program as de certificacion de bomberos. La Asamblea de Grados IFSAC acredita programas de ciencias de incendio 0 programas academicos relacionados en colegios y universida des. Inc1uye grados universitarios de dos anos y licenciaturas de cuatro anos. Cada asamblea tiene un Consejo de Direccion, elegido de su membresia, que acttia en todos las solicitudes de acreditacion. En ambas asambleas, la acreditacion se concede solamente des pues de un estudio integral realizado por la entidad 0 institucion que busca el acreditacion, seguido por una revision en ellugar por un panel compuesto por colegas representantes de otras en tidades 0 instituciones afiliadas. Las oficinas administrativas 10 calizadas en la Universidad del Estado de Oklahoma manejan la operacion diaria de la organizacion.
International Fire Service Training Association (IFSTA Fire Protection Publications Oklahoma State University 930 N. Willis St. Stillwater, OK 74078-8045 www.ifsta.org La Asociacion Internacional de Entrenamiento en Servicio de lncendios fue establecida en 1934 como asociacion educativa sin animo de lucro de personal de bomberos dedicada a proveer material de entrenamiento correcto adecuado y actualizado para servicio de incendios. El objeto ve IFSTA es validar materiales de entrenamiento pam publicacion revisando los borradores para buscar errores, agregar informacion sobre nuevos desarrollos y tecnicas, y eliminar informacion obsoleta 0 peligrosa. Para lIe var a cabo la mision de IFSTA, se establecio Fire Protection Publications (Publicaciones sobre Proteccion contra Incendios) como entidad del Colegio de Ingenieria, Arquitectura y Tecno logia de Oklahoma State University. La mision primordial de Fire Protection Publications es publicar y distribuir manuales de entrenamiento validados por IFSTA. Fire Protection Publica tions tambien produce y comercializa una amplia variedad de Ii bros diferentes, planes de estudio, materiales audiovisuales y program as computarizados para el campo de entrenamiento en el servicio de incendios. Los manuales IFSTA han sido adopta dos como textos oficiales de entrenamiento en la mayoria de es tados y provincias de Norteamerica y por numerosos palses extranjeros. disponibles versiones en idiomas extranjeros de algunos de los manuales IFSTA mas populares.
International Municipal Signal Association (IMSA) P.O. Box 539 Newark, NY 14513 Vllww.imsasafety.org IMSA, una fuente importante de recursos internacionales para informacion, educacion y certificacion en seguridad publica, fue organizada en 1896 y actualmente tiene mas de 10.000 miem bros. Es una organizacion internacional sin iinimo de lucro de
dicada a transmitir conocimlentos, informaci6n tecnica y gufa a sus asociados, que estan conformados por jefes de departamen tos de sefializacion, senales y comunicaciones municipales y sus empleados. El rango de comunicaciones cubierto incluye control de tra fico, alarmas de incendio, y despachadores de seguridad pUblica. Hay 22 secciones de IMSA (basados en areas geograficas de Es tados Unidos y Canada), al igual que una Seccion de Apoyo. El primero atiende las necesidades regionales de sus miembros. El IMSA Journal es la publicacion bimensual de la asociaci6n. Se ofrecen programas de certificacion para alarmas de incendio in ternas y municipales.
International Society ofFire Service Instructors (ISFSI) P.O. Box 2320 Stafford, VA 22555 www.isfsi.org. La ISFSI, organizada en 1960, esta formada por personas res ponsables del entrenamiento de oficiales de bomberos, bombe ros y personal de rescate y emergencias medicas. La meta de la sociedad es ayudar en el desarrollo de instructores de servicio de incendios a traves de mejores oportunidades de entrenamiento y educacion, para proveer medios de actualizacion continua de los instructores a traves de entrenamiento en el servicio, y promo ver activamente el papel del instructor de servicio de incendios en la organizacion global de servicio de incendios en los secto res industrial y publico. Tiene la membresia de los cincuenta es tados norteamericanos y quince paises extranjeros.
Metropolitan Fire Chiefs Section ofthe National Fire Protection Association (NFPA) y fa International Association ofFire Chiefs (lAFC) www.nfPa.orgimetro El secretario ejecutivo de la Seccion de NFPA se encuentra en 3257 Beals Branch Rd., Louisville, KY 40206. La Seccion de IAFC se encuentra en 4025 Fair Ridge Dr., Suite 300, Fairfax, VA 22033-2868. La afiliacion a la Seccion de Jefes de Bombe ros Metropolitanos esm limitada a miembros de la NFPA e IAFC que sonjefes de bomberos en ciudades 0 jurisdicciones con una fuerza minima autorizada de 400 uniformados con paga com pleta. La clasificacion de afiliacion incluye miembros regulares (activos), miembros seniores (retimdos), miembros honorarios y miembros afiliados. El objeto de los Iefes Metropolitanos, ori ginalmente organizada en 1965, es reunir a los jefes de bombe ros de grandes departamento de bomberos metropolitanos para compartir informacion e incldir en cambios de politicas.
National Board on Fire Service Professional Qualifications (Pro Board) P.O. Box 690632 Quincy, MA 02269 www.npqs.win.net La mision del Consejo Nacional de Calificaci6n Profesional de Servicio de Incendios (Pro Board) es establecer un medio reco nocido de reconocimiento de los logros profesionales en servi
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Organizaciones interesadas en proteccion contra incendios en los Estados Unidos
cios de incendio y campos relacionados. La certificacion de miembros uniformados de departamentos public os de bombe ros, tanto profesionales como voluntarios, es la meta principal. Sin embargo, tambit~n puede considerarsc la participacion de otras personas y organizaciones con interes en la proteccion con tra ineendios. El Consejo acredita instituciones estatales, pro vinciales, educativas y gubernamentales que examinan y eertifican personal de servicios de emergencias segun las nor mas de calificacion profesional de servicio de incendios de la National Fire Protection Association. EI Consejo tambien tiene un Registro Nacional de aquellos eertificados segun las normas. National Volunteer Fire Council (NVFC) 1050 17th St., NW, Ste. 490 Washington, DC 20036 www.nvfc.org El NVFC es una asociaci6n de membresia sin animo de lucro que representa los intereses de los servicios de incendio volun tarios, EMS y rescate. Organizado en 1976, el NVFC sirve como fuente de informaci6n sobre legislacion, normas y asun tos de reglamentacion. Su membresia inc1uye organizaciones a nivel estatal que representan bomberos voluntarios ypersonal de Servieios de Emergencias Medicas en 49 estados, bomberos in dividuales, departamentos de bomberos y miembros de eorpo raciones. Su objeto es representar a los servicios voluntarios de in cendio de emergencias medicas en la arena de polfticas naeio nales y en numerosas organizaciones y comites nacionales e internacionales. El NVFC tambien sirve en el Consejo de Visi tantes de la Academia Nacional de lncendios, la Fundacion de Bomberos Caidos, el Consejo Consultivo del Instituto de Servi cios de lncendios del Congreso y la Federaci6n de Asociaciones de Mujeres Bomberos Voluntarias. Women in the Fire Service, Inc. (WFS) P.O. Box 5446 Madison, WI 53705 www.wfsi.org WFS es una organizacion sin animo de lucro que provee esta blecimiento de enlaces, defensa y apoyo entre iguales para mu jeres en el servicio de incendios y recurs os de informacion sobre temas de mujeres en los servicios de incendio. Establecido en 1982, WFS ofrece publicaciones (folletos y periodicos), talleres, consultoria y conferencias naeionales sobre topicos relacionados con la integracion de genero del servicio de incendios.
LABORATORIOS DE INVESTIGACION
Y PRUEBA DE INCENDIOS
Laboratorios de Investigacion de Incendios Hay muchos laboratorios en los Estados Unidos capaces de rc alizar, en varios grados, investigacion relacionada con incen
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dios. En b~rminos generales, estos laboratorios pueden clasifi carse en tres eategorias generales: (l) laboratorios privados e in dustriales, (2) laboratorios de universidades y (3) laboratorios gubernamentales. Son representativos del sector privado: Underwriters Lab oratories Inc., FMApprovals y Southwest Research Institute; en el sector academico Ohio State University; y en el sector del go bierno elNational Institute ofStandards and Technology. La in vestigacion de incendios no se limita solamente a los laboratorios representativos que acabamos de mencionar. De heeho, ha habido un incremento marc ado en la actividad de in vestigacion como resultado del creciente interes nacional en los asuntos de seguridad contra incendios y salud. Una buena fuente de informacion sobre investigacion de in cendios y los laboratorios involucrados en estos es el Directory ofFire Research in the United States (Directorio de Investiga cion de Incendios en Estados Unidos) publicado peri6dicamente por el Comite sobre Investigacion de Incendios de la Division de Ingenieria, Consejo Nacional de Investigacion, Academia Na cional de Ciencias, 2101 Constitution Avenue, Washington, DC 20418 (http://www.nationalacademies.org/nrc). Las siguientes descripciones de actividades de los laboratorios representativos citados arriba se dan como indicacion del tipo de actividades en las que se ocupan los laboratorios orientados a la investigacion de ineendios. La inclusion en la lista no es un endoso de los la boratorios por NFPA. Building and Fire Research Laboratory (BFRL) National Institute of Standards and Technology (NlST) 100 Bureau Dr., Stop 8600 Gaithersburg, MD 20899-8600 w\vw.bfrl.nisLgov Anteriormente National Bureau ofStandards' Center for Fire Research, (Centro de Investigacion de Incendios de la Ofieina Nacional de Normas), el Laboratorio de Investigacion de Cons truccion e de Ineendios del Instituto Nacional de Normas y Tec nologia esta localizado en el complejo NIST de Gaithersburg, Maryland. Ellaboratorio lleva a cabo investigaciones disefiadas para mejorar codigos y normas. Este trabajo se hace de sarro llando metodos de prueba mejorados 0 nuevos y usando pruebas a gran eseala para validar los desarrollos de metodos de prueba. El trabajo tambien se haee desarrollando el conocimiento de las propiedades de materiales y su desempeflo en condiciones de in cendio. Los laboratorios tambien desarrollan modelos matema tic os para predecir el desempefio de materiales en condiciones de incendio. FM Approvals 1151 Boston-Providence Turnpike P.O. Box 9102 Norwood, MA 02062 www.fmglobal.com/approvals FMApprovals, conocido previamente como Factory Mutual Re search, es afiliada de la aseguradora FM Global. FMApprovals es una organizacion independiente de prueba de productos que "aprueba" y certifica productos y servicios con enfoque especial
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Organizaciones interesadas en proteccion contra incendios en los Estados Unidos
en la prueba objetiva del desempefio de productos y servicios para prevenci6n de perdidas de propiedad y certificaci6n de aquellos que cumplen sus rigurosas nonnas de prevenci6n de perdidas de propiedad. La organizaci6n tambien propicia el de sarrollo y uso de productos y servicios "aprobados" que mejo ran y avanzan las pnicticas de proteccion de la propiedad a nivel mundial. El simbolo de diamante indica que el producto o servicio ha sido evaluado rigurosamente, confonna y seguini cumpliendo las normas mas altas de desempeno y conservaci6n de la propiedad.
Southwest Research Institute (SwRfW) 6220 Culebra Rd. San Antonio, TX 78238-5166 www.swri.edu Southwest Research Institute (SwR/), es una organizaci6n inde pendiente sin animo de lucro dedicada a la investigaci6n y desa rrollo para el gobiemo y la industria a nivel nacional y en el extranjero. EI Departamento de Tecnologia de Incendios es uno de cuatro departamentos dentro de la Division de Quimica e In genieria Quimica de SwRI. Junto con los campos de ingenieria mecanica, civil, estructural, aeroespacial, dc protcccion contra incendios e ingenieria quimica, infonnatica, matematicas, fisica, biologia y quimica, el Departamento de Tecnologia de Incendios ofrece servicios en tres areas principales: pruebas de incendio, in genieria y consuItoria y control de cali dad por terceros. La Seccion de Inflamabilidad de Materiales y la Seccion de Resistencia al Fuego evaluan materiales, productos y conjuntos de acuerdo con pruebas estfmdar y no estandar, a escala pequena, intermedia y grande para medir parametros como la propaga ci6n de la llama, generacion de hurno, temperaturas de ignicion, tasa de liberacion de calor, toxicidad, tolerancia al fuego, con tencion del fuego, transferencia de calor y tiempo para la falla. La Seccion de Ingenieria e Investigacion disefia y desarrolla pro tocolos para evaluar el desempefio del incendio de nuevos ma teriales, productos y conjuntos. Los servicios incluyen modelizacion computada, consultoria de codigos, y pruebas de diseno a la medida. El Grupo de Listados, Rotulado y de Se guimiento e Inspeccion provee servicios de control de cali dad por terceros para materiales, productos y conjuntos para asegu rar que el producto que llega al consumidor este fabricado de forma similar al producto evaluado y probado. Se prepara un Manual de Control de Calidad y se realizan inspecciones no anunciadas de seguimiento, muestreo aleatorio y pmebas para verificar el cumplimiento.
Underwriters Laboratories Inc. (UL)
333 Pfingsten Rd.
Northbrook, IL 60062
www.ul.com
Underwriters Laboratories Inc. es una corporaci6n sin animo de lucro que promueve la seguridad publica por medio de prue bas de seguridad y certificaci6n de productos. UL tambien su ministra entrenamiento, semi1'lanos y confere1'lcias y ha desarrollado mas de 800 nonnas de seguridad. La organizacion fue fundada en 1894 por la industria de seguros contra incendio,
bajo cuyo patrocinio funcion6 hasta 1968 cuando se convirti6 en una corporaci6n de servicio pUblico. No tiene acciones de ca pital, ni accionistas y existe solamente para el servicio que presta en los campos de prevenci6n de incendios, crimen y perdidas de vidas.
Laboratorios de Prueba de Incendios Muchos laboratorios de investigaci6n de incendios tambien son laboratorios de prueba que acman como certificadores de terce ros de productos y materiales. Tanto Underwriters Laboratories y FMApprovals funcionan como laboratorios de prueba, al igual que como laboratorios de investigaci6n. Por muchos anos, la frase "un laboratorio de pruebas reco nocido nacionalmente" se uso de manera indiscriminada para Hamar la atenci6n a los recursos para prueba de productos y con juntos para detenninar si Henan los requisitos de desempefio (y a veces de especificaci6n) de las Donnas de proteccion contra in cendios. Por tanto, al usuario de la nonna se Ie instruye que usen solamente productos y conjuntos que han sido "listados" 0 "aprobados" por un lab oratorio de pruebas reconocido nacio nalmente, si el cumplimiento con ciertas provisiones de la nonna en cuesti6n era la meta. Desafortunadamente, siempre hubo duda sobre que era exactamente "un laboratorio de prueba reconocido nacionalmente". La frase, por 10 tanto, se ha elimi nado de los documentos publicados por NFPA. Para poner en orden el asunto de identificar lab oratorios de prueba tecnicamente competentes de manera consistente y uni forme, en 1976 se estableci6 el Programa Voluntario N acional de Acreditaci6n de Laboratorios (NVLAP) (http://www.ts. nist.gov/nvlap). Administrado por el Instituto Nacional de Nor mas y Tecnologia, el NVLAP acredita laboratorios publicos y privados basado en una evaluaci6n de sus calificaciones tecni cas y competencia para reahzar calibraciones 0 pruebas especi ficas. NVLAP provee una evaluaci6n y reconocimiento de desempefio imparciales por terceros, al igual que guia tecnica experta para actualizar el desempefio dellaboratorio. La acre ditacion por NVLAP esm disponible para lab oratorios comer ciales; fabricantes en el sitio; universidades; y laboratorios federales, estatales y locales. La acreditaci6n no implica certi ficaci6n de productos; es solamente la verificaci6n de la com petencia dellaboratorio.
SOCtEDAD DE INGENIEROS DE PROTECCION CONTRA INCENDtOS Society ofFire Protection Engineers (SFPE) 7315 Wisconsin Ave., Ste. 1225 West Bethesda, MD 20814 www.sfpe.org Organizada en 1950, la Sociedad de Ingenieros de Protecci6n contra Incendios es la sociedad profesional de ingenieroo invo lucrados en la campo multifacetico de ingenieria de proteccion contra incendios. Los objetivos de la sociedad son actualizar el arte y ciencia de ingenieria de proteccion contra incendios y sus
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Organizaeiones interesadas en proteeeion contra ineendios en los Estados Unidos
campos relacionados, para mantener una alto estandar etico entre sus miembros, y para fomentar la educaci6n en ingenieria de proteccion contra incendios. lncluidos entre aproximada mente 7000 miembros en el mundo hay ingenieros en la practica privada, la industria y e1 gobiemo local, regional y nacional, al igual que miembros tecnicos de la industria de seguros. La membresia en la sociedad esta abierta para aquellos que califi cados en ingenierfa 0 fisica, y a aquellos en campos profesiona les asociados. La SFPE publica un boletin mensual de noticias, un peri6dico trimestral, la revista tecnica trimestral Fire Protec tion Engineering," Ingenieria de Protecci6n contra Incendios") y The SFPE Handbook ofFire Protection Engineering ("El Ma nual SFPE de Ingenieria de Protecci6n contra Incendios").
PARTICIPACION FEDERAL EN LA
PROTECCION CONTRA INCENDIOS
El gobiemo federal ha esta involucrado en la protecd6n contra incendios durante muchas decadas. Antes de 1970, el papel fe deral fue minimo y decisivamente no regulatorio en 10 que con cemia al publico general; contemplaba la protecci6n de la propiedad federal, los empleados federales y el publico general mientras estuvieses en propiedad federal. Los avances en varios campos de la tecnologia y las comunicaciones, la percepci6n creciente de la seguridad publica en general y una conciencia social cada vez mas sensible manifestadas por el Congreso in tensificaron las actividades federales en la protecci6n contra in cendios, a comienzos de los afios 1970. Como consecuencia, las preocupaciones federales se hicieron multifaceticas, complejas y reglamentarias en naturaleza. Estos intereses son administra dos dentro de la jurisdicci6n de los departamentos de la rama ejecutiva y agendas independientes. Estos departamentos y agencias tienen su sede en el area de Washington, DC, y muchos supervisan oficinas regionales y locales en otras partes del pais. Sus funciones incluyen investigaci6n de incendios; entrena miento de incendios; y prevenci6n real de incendios, detecci6n y supresi6n; asistencia tecnica y finandera; programas auto-re gulatorios entre agcncias; la promulgacion y ejecuci6n de las re glas y reglamentaciones prescriptivas y condicionales; y el dcsarrollo y administrad6n de la politica de seguridad. La NFPA goza de una re1acion cooperativa con esas agencias, va rias de las cuales se basan en nonnas NFPA y participan en e1 proceso de preparaci6n de nonnas NFPA.
Princrpales Agencias En 1974 el Congreso establecio el primer programa federal im portante para mejorar la seguridad contra incendios del publico general. Mientras reconoce que los gobiemos estatalcs y loca les tienen intereses primordiales en 13 seguridad contra incen dios, la Ley Federal de PrevenciOn y Control de Incendios de 1974 (15 U.S.C. 2201) provee entrenamiento, asistencia y coor dinaci6n en el camp
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ponsabilidades especificas a el Instituto Nacional de Nonnas y Tecnologia (NIST) (www.nist.gov) dentro del Departamento de Comerdo de EUA (DOC) (www.doc.gov).
United States Fire Administration (USFA) (www.usfa. fema.gov). Con sede en Washington DC, y ofidnas en Em mitsburg, Maryland, la USFA administra una extensa base de datos y programa de analisis, provee politicas y coordinacion gencral de incendio, y actua como agencia principal en los pro gramas federales de prevenci6n de incendios y control de in cendios premeditados. el Programa Nacional de Busqueda y Rescate Urbano, yel Instituto de Administracion de Emergen cias en coordinacion con agendas estata1es y locales de servicio de incendios y autoridades competentes. En conjunto con e1 Ins tituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional, la USFA ad ministra un programa encargado de la salud y seguridad de los bomberos. El administrador del USFA se reporta al director de laAgenda Federal de Administraci6n de Emergencias (FEMA). Como se estableci6 originalmente, la agenda funcionaba bajo cl nombre de Administracion Nacional dc Prevencion y Control de lncendios (NFPCA) dentro del Departamento de Comercio y se transfiri6 en 1978 ala entonces recien creada FEMA. National Fire Academy (NFA) (www.usfa.fema.gov/nfa).La Academia Nacional de Incendios es parte de la Administracion de Incendios de Estados Unidos en e1 Centro Nacional de En trenamiento de Emergencias (NETC), localizada en Emmits burg, Maryland. La 1"FA provee programas de entrenamiento, que varian desde administracion de servicios de incendio hasta la mitigacion de riesgos de varios materiales, y desde tecnicas de investigacion de incendios premeditados hasta aplicacion y cumplimiento del c6dlgO de incendios pOI arquitectos y oficia les locales. Alglin entrenamiento sobre incendios tambien es provisto por el Instituto de Manejo de Emergencias (EMI) del NETC. La finalidad principal del EMI, sin embargo, esta en el entrenamiento de administradores de emergencias, oficiales lo cales de policia, de obras publicas, de incendio y otras discipli nas relacionadas. La NFPA y la EMI estan dirigidas pOI superintendentes que reportan al Administrador de Incendios de Estados Unidos.
Programas que Afectan la Seguridad Publica contra Incendios U.S. Department ofAgriculture (DOA) (www.usda.gov). Los programas de proteccion contra incendios del Departamento de Agricultura estan dirigidos a la prevencion de incendios y la educaci6n en areas rurales y se llevan a cabo por el Servicio Fo restal y e1 Servicio de Vivienda Rural de USA. USDA Forest Service. (www.fs.fed.us). Conocido de millones por su sfmbolo familiar Smokey the Bear, e1 Servicio Forestal de USDA provee protecci6n contra incendios a mas de 200 millo nes de acres de bosques, praderas y tierras privadas (Sistema Fo restal Nacional), haee investigacion y desarrolla metodos mejorados de mancjo de incendios forestales, provee asistencia tecnica y financiera a organizaciones forestales estatales para mejorar la eficiencia de la proteccion contra incendios de terre
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nos no estatales, y provee ayuda intemacional en la formulaci6n de politicas y coord ina la ayuda de EUA para la proteccion y manejo firme de los recursos forestales del mundo.
Rural Housing Service (RHS) (www.rurdev.usda.gov/rhs). El Servicio de Vivienda Rural opera una variedad de programas an tiguamente administrados por la Administraci6n de Vivienda Carnpesina para patTocinar vivienda econ6mica y desarrollo co munitario en areas rurales. Una agencia del Departamento de Agricultura de USA, el RHS distribuye prestarnos y subvencio nes para mejorar la vivienda y facilidades comunitarias, inclu yendo estaciones de policia y de bomberos.
U.S. Department ofHousing and Urban Development (HUD) (www.hud.gov).La Oficina de Asuntos de Consumidores y Re guladora, Division de Vivienda Prefabricada y de Normas, pro mulga y hace cumplir las reglas en relaci6n con la seguridad y durabilidad de las casas prefabricadas, incluyendo nomlas de se guridad contra incendio para la protecci6n de los consumidores para determinar la elegibilidad para prestamos y p6lizas de se guro hipotecarios del HUD.
U.S. Department ofInterior (DOl) (www.doLgov). La Agen cia de Administracion de Territorios (BLM) proporciona pro tecci6n contra incendios forestales a mis de 630 millones de acres de tierras ptiblicas, recursos naturales y oi£Os valores; y atiende y respalda al Centro Nacional de Interagencias de In cendio en Boise, Idaho. El centro proporciona soporte logistico para el Servicio Forestal de USDA, laAdministraci6n del BLM del DOl, el Servicio Nacional de Parques (NPS), y el Servicio de Pesca y Fauna Silvestre de USA. La NPS tambien provee ser vicios de pre-supresi6n y supresi6n y administra un Programa de Seguridad contra Incendios para p£Oteger a visitantes, emplea dos de parques nacionales, recursos y facilidades. U.S. Department ofLabor (DOL) (www.dol.gov). En 1970 el Congreso estableci6 la Administraci6n de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) (www.osha.gov) dentro del DOL para de sarrollar y promulgar normas obligatorias de seguridad y salud ocupacional (reg las y reglamentaciones aplicables al lugar de trabajo). Como parte del cumplimiento de sus reglas, OSHA re aliza investigaciones e inspecciones y cita y penaliza los luga res de trabajo por violaciones. La Administraci6n de Seguridad y Salud Mineras (www.msha.gov) fue establecida en 1977 con un a1cance funcional similar al de la OSHA, pero con enfoque en la industria minera. U.S. Department of Transportation (DOT) (www.dot.gov). Doce unidades operacionales dentro del DOT investigan, estu dian, analizan y monitorean la seguridad y protecci6n de vehi cui os, pasajeros y carga en todas las formas de transporte. Todas estas funciones involucran fuertemente la protecci6n contra in cendios, las administraciones operativas de DOT de USA son la Guardia Costera de USA (puertos, entomo maritimo, marina mercante, seguridad contra incendios , p£Ogramas de seguridad), Administraci6n de Aviaci6n Federal (aeropuertos, programas es peciales, seguridad de aeronaves, y tecnologfa aeroportuaria),
Administracion de Carninos Federales (fondos para carreteras y puentes), Administracion Federal de Ferrocarriles (equipos fe rroviarios de carga y pasajeros, instalaciones e infraestructura), Administraci6n Nacional de Seguridad de Trafico de Carreteras (seguridad de peatones y ocupantes de vehiculos y educaci6n en servicios de emergencia mtidica), Administraci6n Maritima (marina mercante), laAdministraci6n de Transito Federal (buses intermunicipales, trenes subtemineos, trenes livianos y barcos transbordadores), la Administraci6n de Investigaci6n y Progra mas Especiales (materiales peligrosos, seguridad de oleoductos y transporte de emergencia), la Administracion Federal de Se guridad de Transportadores Motorizados (seguridad de vehicu los automotores comerciales). y la Administracion de Seguridad de Transporte (seguridad de transporte). Adicionalmente, la Agencia de Estadisticas de Transporte mantiene y analiza infor maci6n estadistica sobre el transporte y la Corporacion de De sarrollo della Ruta Maritima de San Lorenzo (St. Lawrence Seaway Development Corporation) vigila y promueve el uso in temacional de la Ruta de San Lorenzo.
U.s. Department of Treasury (www.ustreas.gov). A traves de su red de agentes en los Estados Unidos, la Agencia del Alcohol, Tabaco y Armas de Fuego (ATF) (www.atf.treas.gov)realiza un vigoroso programa de investlgaci6n de incendios provocados, incluyendo entrenamiento y asistencia tecnica a las autoridades de policia estatales y locales. Los programas de armas de fuego y explosiv~s de la ATF p£Otegen al comercio interestatal y exte rior de interferencias e interrupciones reduciendo los riesgos para personas y propiedad derivadas del almacenamiento inse guro de explosivos. U.S. Consumer Product Safety Commission (CPSC) (www. cpsc.gov). El Programa de Quemados por Fuego y Terrnicos in cluye la investigaci6n de patrones de lesiones, recolecci6n de datos, investigaci6n y la promulgaci6n y eumplimiento de nor mas obligatorias, con respecto a articulos de consumo.
Otras Agencias Federales Dentro de la NIST, el Laboratorio de Construcci6n e Investiga ci6n de lncendios (www.bfrLnist.gov) realiza investigaci6n de laboratorio, en el campo y analitica y desarrolla tecnologias para predecir, medir y probar el desempefio (inclusive bajo condicio nes de incendio) de materiales, componentes, sistemas y pnlcti cas de construcci6n. En el Departamento de Defensa (ww.defenselinkmil), la Oficina de Politicas de Seguridad a Nivel de Secretario pro vee guias para todos los departarnentos militares. Cada rama de las Fuerzas Armadas maneja sus asun tos de seguridad contra incendios individualmente. La Direc cion de Ingenieria y Servicios de la Fuerza Aerea (www.af.mil). el Cuerpo de Ingenieros del Ejercito (www.usace.army.mil).la Comandancia de Material Naval (www.navy.mil). y el personal de las lnstalaciones y Logistica Maritimas (www.hqmc.usmc .mil) tratan los asuntos de prevenci6n y protecci6n contra in cendios. La Division de Seguridad y Amilisis de Ingenieria de el De partamento de Energia (DOE) (www.energy.gov), situada en
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Germantown, Maryland, proporciona proteccion contra incen dios a todas las instalaciones del DOE, incluyendo aquellas que fabrican las armas de reserva nucleares de la nacion. La auto ridad del DOE, y por 10 tanto su preocupacion por la proteccion contra incendios, es muy amplia, variando desde reactores para investigacion nuclear hasta reservas petroleras. EI Departa mento de Salud y Servicios Humanos (HHS) (www.os. dhhs.gov) y particularmente ellnstituto Nacional de la Salud (NIH) (www.nih.gov), administra su propio programa de pro teccion contra incendios. La Agencia de Prisiones (www. bop.gov) del Departamento de Justicia (DOJ) (www.usdoj.gov) provee proteccion contra incendios a todas las instituciones co rreccionales. El Departamento de Estado de USA (wvl'w.state. gOY) tambien tiene un programa exhaustivo de proteccion con tra incendios, que incluye la proteccion de las propiedades de USA en el extranjero. Entre las agencias independientes, la Administracion de Servicios Generales (GSA) (www.gsa.gov)actiiacomo"amade Haves" dentro del gobierno, suministrando provisiones, servi cios y facilidades para las agencias gubernamentales. De mayor tamafio que muchas compafiias de primer orden, la GSA admi nistra aproximadamente 339 millones de pies cuadrados de es pacio existentes en unos 8300 edificios, y supervisa proyectos de construccion importantes. Los Servicios para Edificios PU blicos de GSA (PBS) proveen proteccion contra incendios para estos edificios. Como parte de GSA, La Administracion Nacio nal de Archivos y Registros (www.nara.gov) representa un riesgo especial debido a los invaluables documentos historicos y archivos del gobierno guardados por ese servicio. El Consejo Nacional de Seguridad de Transporte (NTSB) (www.ntsb.gov) que no es parte del DOT, es una agencia fede ral independiente que investiga todos los accidentes de aviacion civil en los Estados Unidos y accidentes de magnitud en otras formas de transporte, hace investigaciones y estudios de seguri dad importantes, y expide recomendaciones de seguridad para evitar accidentes futur~s. Los investigadores del Consejo de Se guridad estan disponibles 24 horas al dia, 365 dias al ado. Ademas de su programa de proteccion contra incendios a gran escala, la Administracion Nacional de Aeronautica y del Espacio (NASA) (www.nasa,gov) tiene un programa activo de transferencia de tecnologia por el cual se estan aplicando con ceptos, materiales y productos usados en el programa espacial de la nacion en programas civiles de tierra. Un buen numero de dispositivos y materiales de seguridad para bomberos se origi naron en la NASA. El program a de manejo de desechos solidos, tanques de al macenamiento subterraneos y almacenamiento de materiales pe ligrosos de la Agencia de Proteccion Ambiental (EPA) (www. epa.gov) tiene implicaciones de seguridad contra incendios. La funcion de la Comision Reguladora Nuclear (NRC) (www.nrc.gov) por la cual inspecciona, investiga y certifica re actores nucleares de propiedad y operacion privada contiene un importante y extraordinario programa de proteccion contra in cendios. Ademas, clInstituto Smithsonita (www.sLedu), El Ser vicio Postal de USA (www.usps.com).yeIDepartamento de Asuntos de los Veteranos (www.va.gov)tienen sus propios pro gramas especiales de seguridad contra incendios.
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En virtud de la Ley de Seguridad y Salud Ocupacional de 1970, administrada por el Departamento de Trabajo (DOL) (www.dol.gov), todos los departamentos y agencias federales y frecuentemente algunas unidades subordinadas de estos depar tamentos y agencias tienen su propio programa OSHA. Finalmente, muchos programas federales afectan 0 son de interes para los servicios de incendios. Los fondos de pensiones de los bomberos federales son administrados por la Oficina de Administraci6n de Personal (OPM) (www.opm.gov). Los bene ficios de muerte de los oficiales de seguridad publica son pro vistos por el DOL. Las exenciones de horas extras para los bomberos federales son administradas por la Division de Sala rios y Horas (Wage and Hour Division) del DOL, y los sobran tes de equipos militares estan a disposici6n de las agencias de bomb eros locales y estatales por intermedio del DOD, Oficina de Control de Licitantes en Battle Creek, Michigan. La provi sion de premios de seguridad publica fue autorizada por la Ley Federal de Prevencion y Control de Incendios de 1974, y tam bien 10 fueron los reembolsos por combate de incendios en pro piedad federal. La ayuda por desastres de supresion de incendios fue autorizada por la Ley de Asistencia de Desastres de 1974, Estos programas son administrados por FEMA (www.fema.gov).
orRAS ORGANIZACIONES INTERESADAS EN DISENO Y CONSTRUCCION DE EDIFICIOS American Concrete Institute (ACI) P. O. Box 9094 Farmington Hills, MI 48333 www.aci-int.org
El Instituto Americano del Concreto (ACI) es la principal fuente de conocimiento sobre concreto del mundo, con mas de 25 000 miembros individuales y 700 miembros de organizaciones en 112 paises. ACI es una asociacion de miembros sin animo de lucro que produce una variedad de publicaciones educativas, se minarios educativos, programas de certificacion, conferencia tecnicas y convenciones para facilitar la difusion de conoci mientos sobre el concreto. ACI produce codigos, normas, re portes de comite, actas de conferencias, diarios y revistas. American Council o/Engineering Companies (ACEC) 1015 15th St., NW, Ste. 802 Washington, DC 20005 www.acec.org
El Consejo Americano de Compafiias de Ingenieria (ACEC), fundado en 1901, es la mayor organizacion nacional de ingenie ros dedicada a la practIca de ingenieria consultora. Consta de 51 organizaciones regionales y estatales afiliadas, que representan mas de 580 firrnas de ingenieria independientes en los Estados Unidos. Estas firmas emplean a mas de 300 000 ingenieros, ar quitectos, topografos, cientificos, tecnicos u otros profesionales que diseiian como $100000 millones de obras privadas y pub Ii
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cas anualmente. Las finnas consultoras de ingenierfa se afilian aACEC a traves de sus organizaciones afiliadas. Las finnas afi liadas a ACEC ofrecen asesoria especializada en una amplia va riedad de disciplinas que incluyen ingenieria civil, estructuras, mecanica, electrica, ambiental, industrial, metalurgica, quimica, acustica, de minas y agricola.
American Forest & Paper Association (AF&PA) 1111 19TH St., NW, Ste. 800 Washington, DC 20036 www.afandpa.org AF&PA es la asociaci6n gremial nacional de la industria de pro ductos forestales, de papel y madera. El grupo representa com pafiias asociadas dedicadas al cultivo, cosecha y proceso de fibra de madera, fabricaci6n de productos de pulpa, papel y cart6n de fibra virgen y reciclada, y productoras de productos de madera modificados y tradicionales. Los miembros de AF&PA inc1uyen fabricantes de mas de 80 por ciento de productos de papel, madera y forestales produ cidos en los Estados Unidos. Para intereses tan variados como los de pequefios terratenientes no industriales, grandes fabri cantes de productos multiples y flibricas familiares, AF&PA sirve como centro de infonnacion para infonnacion estadistica, como la fuerza principal en asuntos tecnicos, reglamentarios y de politicas, y como el vocero nacional para las industrias fo restal, de madera y pape!. El Consejo Americano de la Madera (AWC) es la division de productos de madera de la AF&PA. La misi6n del AWC es incrementar el uso de la madera asegurando la amplia acepta ci6n reglamentaria de los productos de madera, desarrollando herramientas de disefio y guias para construccion en madera, e influyendo el desarrollo de politicas publicas que afectan el uso de productos de madera.
The American Institute ofArchitects (AlA) 1735 New York Ave., NW Washington, DC 20036 www.aia.org El Instituto Americano de Arquitectos (AIA) consta de unas 300 organizaciones integrantes, en el pais y en todo el mundo, para atender las necesidades de los arquitectos a nivel nacional, esta tal y local, incluyendo arquitectos americanos que trabajan en el extranjero. Estos integrantes pueden ser de ayuda para personas que buscan infonnaci6n sobre arquitectos en areas especfficas.
American Institute ofSteel Construction (AISC) One East Wacker Dr., Ste. 3100 Chicago, IL 60601-2001 www.aisc.org El Instituto Americano de Construcci6n en Acero, Inc., es una institucion tecnica y entidad gremial sin animo de lucro estable cida en 192] para atender a la comunidad de disefio de estruc turas de acero y la industria de la construcci6n en los Estados Unidos. La misi6n de AISC es hacer que el acero estructural sea el material preferido siendo ellider en actividades tecnicas rela
cionadas con acero estructural y de construcci6n y mercadeo, inc1uyendo el desarrollo de especificaciones y c6digos, investi gaci6n, educaci6n, asistencia tecnica, certificaci6n de calidad, nonnalizaci6n y desarrollo de mercados. AISC tiene una larga tradici6n de mas de 80 afios de servi cio a la industria de la construcci6n en acero, proveyendo infor maci6n oportuna y confiable. La membresia de AISC incluye fabricantes de acero estructural con plantas en los Estados Uni dos, flibricas de fonnas de acero, centros de servicio de acero, ingenieros estructurales (tanto domesticos como extranjeros), constructores, detallistas, educadores y proveedores de produc tos (como distribuidores de software, fabricantes de pintura y revestimientos y productores de peruos). AISC produce una am plia variedad de publicaciones teenicas, que inc1uyen el Manual de Construcci6n en Acero (Manual of Steel Construction), Guias de Disefio (Design Guides), y el C6digo de Practicas N or mativas para Edificios y Puentes (Code ofStandard Practice for BUildings and Bridges) Ademas, AISC publica la revista tri mestral Modern Steel Construction (Construcci6n Moderua en Acero), enviada gratis por correo a profesionales de USA invo lucrados en el disefio 0 construccion.
American Iron and Steel Institute (AISI) 1101 17TH St., NW, Ste. 1300 Washington, DC 20036 www.aisi.org Establecido en 1988, el Instituto Americano de Hierro y Acero (AISI) ha servido como La organizaci6n para promocion de Los intereses de los productores de acero de Norteamerica. AISI tra baja para promover la innovacion y tecnologia en la produccion de acero, estimular la produccion de acero de manera segura y ambientalmente amistosa, e incrementar el mere ado para el Acero Norteamericano. AISI incluye compafiias productoras afiliadas, incluyendo fabricas de estufas electricas integradas y reconstruidas; com pafiias afiliadas asociadas, que son proveedoras 0 c1ientes de la industria; y organizaciones afiliadas, que son productoras de acero downstream como flejes laminados en frio, tubos y tube nas y hojas revestidas. Las compafiias afiliadas representan mas de dos tercios del acero crudo producido en los Estados Unidos, Canada y Mexico.
American Society ofCivil Engineers (ASCE) ]801 Alexander Bell Dr. Reston, VA 20191-4400 www.asce.org Fundada en 1852, la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles representa a mas de 125.000 miembros de la profesi6n de inge nieria civil en todo el mundo. ASCE esta confonnada por mas de 250 consejos distritales y regionales, consejos de miembros j6venes, secciones y subsidiarias. Ademas, tiene mas de 250 ca pitulos de estudiantes, elubes estudiantiles y grupos internacio nales de estudiantes. Para promover la practica de la ingenieria civil y estimular una mayor comparticion de infonnacion entre ingenieros civiles, ASCE se empefia en la colaboracion con so ciedades de ingenieros civiles alrededor del mundo. La socie
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dad atiende a sus miembros en 159 paises y mantiene afiliadas locales en 25 paises. Tambien tiene seis institutos semi-aut6no mos de servicio completo dedicados a campos especializados de la ingenieria civil. ASCE alienta a sus afiliados locales a apoyar las activida des publicas del gobierno estatal y locaL EI Programa de Con tactos Claves Ie da a ASCE una voz fuerte en Washington y las capitales de estados sobre temas de ingenieria. A traves de pro gramas como el La Carta Informativa para la Infraestructura Americana 2001 (2001 Report Card for America's Infrastruc ture) y el patrocinio nacional de las miniseries PBS Building Bigm (Construyendo en Grande), ASCE realza la imagen de los ingenieros civiles y solidifica el respaldo publico para mejorar la inversi6n en la infraestructura de America. ASCE lleva a cabo conferencias tecnieas, seminarios de educaci6n continuada y talleres de sistemas para informar a los ingenieros civiles sobre innovaciones en el campo. Ha lanzado una Iniciativa de Respuesta de lnfraestructuras Criticas (CIRl) para establecer estrategias y guias evaluando la vulnerabilidad de las infraestructuras, identificando necesidades de investiga ci6n y desarrollo para nuevos formas para proteger las infraes tructuras criticas, desarrollando diseiios adecuados para mitigar el danG por desastres, desarrollando nuevos sistemas de disefio y construcci6n y mejorando la preparaci6n y respuesta a desastres. APA - The Engineered Wood Association P.O. Box 11700 Tacoma, WA 98411-0700 W\".'W.apawood,org
APA -Ia Asociaci6n de Madera Prefabricada es una asociaci6n gremial sin animo de lucro que representa a los fabricantes de paneles estructurales de madera (madera prensada, tablas de fibra orientada y paneles compuestos) para construcci6n y apli caciones industriales. La asociacion fue fundada en 1933 como la Asociaci6n Douglas Fir de Madera Laminada. Sistemas de Madera Prefabricada (EWS) es una corporaci6n relacionada con APA que representa a los fabricantes de glulam beams, vigas en I y otros productos aglutinados prefabricados utilizados en aplicaciones de construcci6n de vivienda y comercial. APA yEWS representan aproximadamente a 140 fabricas en los Estados Unidos, Canada y otros lugares. Los miembros de APA van desde pequefias compafiias de propiedad y operaci6n independiente hasta grandes corporaciones integradas. La pro ducci6n total de sus miembros representa aproximadamente 72 por ciento del mercado totalnorteamericano. Los miembros de EWS producen aproximadamente 70 por ciento de las maderas laminadas aglomeradas en Norteamerica. APA mantiene cinco laboratorios de prueba de calidad en regiones productoras cla yes, incluyendo en centro de investigaciones en su sede principal. Asphalt Roofing 1~fanufacturers Association (ARMA) 1156 15th S1., NW, Ste. 900 Washington, DC 20005 www.asphaltroofing.org
La Asociaci6n de Fabricantes de Techos de Asfaltoes la asocia ci6n gremial Norteamericana que representa a la mayoria de las
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compafiias manufactureras de techos de asfalto y sus proveedo res de materia prima. ARMA se dedica a servir a la industria de techos de asfalto y sus consumidores proporcionando la ultima informacion general y teenica sobre materiales, practicas y asun tos de techos; encabezando la investigaci6n para asegurar el me joramiento continuo del valor y desempefio del producto; y sirviendo como vocera de la industria al aportar datos e infor maci6n tecniea a los funcionarios de la construccion y de codi gos, agencias reguladoras, y los grupos de gremios relacionados. Brick Industry Association (BIA) 11490 Commerce Park Dr. Reston, VA20191 www.brickinfo.org
La Asociaci6n de la Industria del Ladrillo (BIA) es la asociaci6n gremial que representa a los fabricantes y distribuidores norte a mericanos de ladrillo de arcilla. La mision principal de la aso ciacion es la promocion del ladrillo de arcilla, con la meta de aumentar su participaci6n en el mercado, y la protecci6n de los intereses de la industria delladrillo de arcilla en las areas de co digos, normas y reglamentaciones gubernamentales. Representa a 45 compafiias manufactureras, con plantas en 29 estados y en Canada, al igual que 103 distribuidores en 37 estados y Canada. Antes de 1998, la asoclacion estaba formada por fabricantes so lamente y era conocida como el Instituto del Ladrillo de Ame rica. En ese ano, este se fusion6 con la Asociaci6n Nacional de Distribuidores de Ladrillos para formar la actual Asociacion de la Industria del Ladrillo. Council ofAmerican Structural Engineers (CASE) 1015 15th S1., NW Washington, DC 20005 www.acec.org/programs/case.htm
El Consejo de Ingenieros Estructurales Americanos (CASE) es una asociaci6n nacional de firmas que practican la ingenieria es tructural. Esta provee un foro para acciones para mejorar la ca lidad de la ingenierfa estructural con el emiquecimiento de practicas de negocios para mejorar la calidad del servicio, dis minucion de la responsabilidad legal profesional, y mayor ren tabilidad. International Code Council (ICC) w\vw.intlcode.org
EI Consejo Internacional de Codigos (ICC) fue establecido en 1994 como organizaci6n sin animo de lucro cuyo objeto era de sarrollar un conjunto de c6digos de construcci6n modelo nacio nal coordinado. Los fundadores de ICC son: Building Officials and Code Administrators International (BOCA), 4051 W. Floss moor Rd., Country Club Hills, IL 60478-5795 (http://www.bocai.org); International Council ofBUilding Offi cials (ICBO), 5360 Workman Mill Rd., Whittier,CA 90601 2298 (http://www.icbo.org); y Southern Building Code Congress International (SBCCl), 900 Montelair Rd., Birming ham, AL 35213-1206 (http://www.sbccLorg). Estas tres organi zaciones regionales de c6digos modelos se estan integrando para
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APENDICE 0
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formarICC
The Masonry Society (TMS) 3970 Broadway, Ste. 201-D Boulder, CO 80304-1135 www.masonrysociety.org La Sociedad de Mamposteria (TMS) es una asociacion profe sional, tecnica y educativa dedicada a la promocion del conoci miento sobre mamposteria. Los miembros de TMS son ingenieros de diseno, arquitectos, constructores, investigadores, educadores, oficiales de la construccion, provcedores de mate riales y fabricantes. TMS, que fue fundada en 1977, recoge y propaga informacion tecnica a traves de sus comites, publica dones, cOdigos y normas, juegos de diapositivas, videocintas, software para computadores, boletines informativos, diarios ar bitrados, programas educativos, talleres para profesores, becas, programas de certificaci6n, grupo de investigaci6n de desastres conferencias.
National Concrete Masonry Association (NCMA) 13750 Sunrise Valley Drive Herndon, VA 20171-3499 wV,lw.ncma.org Establecida en 1918, la Asociaci6n N acional de Mamposteria de Concreto (NCMA) es la asociaci6n gremial nacional que repre senta a la industria de mamposterfa de concreto. Una organiza cion sin animo de lucro, NCMA esta involucrada en una amplia gama de actividades tecnicas, investigaci6n, mercadeo, relacio nes con el gobierno y comunicaciones. NCMA, que representa a aquellos dedicados a la fabricaci6n, disefio 0 suministro de mamposteria de concreto y otros productos asociados con la construcci6n de mamposteria de concreto, ofrece a sus miem bros una variedad servicios tecnicos y ayudas en diseno a traves de publicaciones, programas computarizados, presentaciones de diapositivas y entrenamiento tecnico. Las publicaciones de NMCA incluyen ANSIIACI 216, Standard Method for Deter mining Fire Resistance ofConcrete and Masonry Construction Assemblies (Metodo Normativo para Determinar la Resistencia al Fuego de Conjuntos de Construcci6n en Mamposteria de Concreto), que es preparada conjuntamente con el Instituto Americano del Concreto.
National Council ofStructural Engineers Association (NCSEA) 203 N. Wabash Ave., Ste. 2010 Chicago, IL 60601 www.ncsea.com EI Consejo Nacional de laAsociaci6n de Ingenieros Estructura les (NCSEA) se fund6 en 1993 por asociaciones de ingenieros estructurales de 12 estados, que se unieron para formar una or ganizaci6n aut6noma nacional unica que representara a los in genieros estructurales. La membresia de NCESA incluye actualmente 33 asociaciones de ingenieros estructurales, que re presentan a 12.000 ingenieros estructurales de los Estados Vni dos y Canada.
Los programas yactividades de NCSEA incluyen al Co mite de Ingenieros Estructurales para Respuesta a Emergencias, formado para tratar la necesidad de ayuda de la ingenieria es tructural al paso de un desastre; representaci6n en e1 Concejo de Tecnologia Aplicada, el Com,ejo de Seguridad Sismica de Edi ficios, el Consorcio de Seguridad de Infraestructuras, y los co mites de C6digos de NFPA e [BC Ademas, NCSEA otorga sus Premios de Excelencia en Ingenieria Estructural anualmente, dando reconocimiento a los mejores proyectos de ingenieria es tructural del pais. A traves de estas actividades y de la revista Structure (Estructura), que NCSEA publica diez veces al ano, NCSEA aborda temas profesionales, tecnicos y pnicticos dc im portancia para los ingenieros estructurales y proporci6n un re curso importante para aquellos que necesitan comunicarse con la profesion.
National Roofing Contractors Association (NRCA) 10255 W. Higgins Rd., Ste. 600, Rosemont, IL 60018 www.nrca.net Establecida en 1886, la Asociaci6n Nacional de Contratistas de Techos (NRCA) es una de las asociaciones gremiales mas anti guas de la industria de la construcci6n y la vocera de los con tratistas profesionales de techos a nivel mundial. Es una asociacion de contratistas de techo, plataformas de techo e im permeabilizaci6n; miembro asociados de industrias relaciona das, inc1uyendo fabric antes, distribuidores, arquitectos, consuitores, ingenieros y agencias municipales, estatales y del gobiemo; y miembros intemacionales. NRCA tiene mas de 4.600 miembros de los 50 estados norteamericanos y 54 paises y esta afiliada con 105 asociaciones de contratistas de techos lo cales, estatales, regionales e internacionales. Los contratistas miembros de NRCA varian en tamano desde companias con volumenes de ventas anuales de menos de $ 1mi1l6n (40 por cicnto de su membresia actual) hasta grandes contratistas comerciales con vollimenes de ventas anuales de mas de $20 millones. Mas de la mitad realizan trabajo residen cial y comercial, y mas de un tercio han estado en el negocio por mas de un cuarto de siglo.
Portland Cement Association (PCA) 5420 Old Orchard Rd. Skokie, IL 60077 www.cement.org Fundada en 1916, laAsociaci6n de Cemento Portland (PCA) es el nuc1eo de las actividades de investigaci6n, desarrollo de mer cado, educativas y de relaciones publicas de la Industria Ce mentera norte americana. peA provee una gama completa de productos y servicios a sus afiliados, compafiias cementeras de Estados Vnidos y Canada. Actualmente, la membresia de PCA representa 95 por ciento de la industria en los Estados Unidos y 100 por dento en Canada. PCA es proponente de un diseno balanceado de seguridad de vida y proteccion de la propiedad, promoviendo el uso de de teccion de humo, extincion automatica del fuego y comparti mentaci6n. La construcci6n que incorpora los tres componentes
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provee un respaldo valioso en caso de faHa del sistema activo y es un elemento importante en el disefio de la construccion cuando los ocupantes podrian no ser capaces de responder a alarmas 0 evacuar las instalaciones a pesar del mayor tiempo de evacuacion que ofrecen los sistemas de extincion automatica. PCA promueve el uso de construccion incombustible para pro veer con ten cion del fuego. RoofCoatings Manufacturers Association (RCMA) 1156 15tl1 St., NW, Ste. 900 Washington, DC 20005 Volww.roofcoatings.org
La Asociacion de Fabricantes de Revestimientos de Techos (RCMA) es la asociacion gremial nacional que representa a los fabricantes de revestimientos aplicados en frio y cementos usa dos para techos e impermeabilizaci6n, al igual que proveedores de productos, equipo y servicios para la industria. Fundada en 1983, RCMA esta dedicada a actualizar la tecnologia y asegurar el suministro permanente de materiales de eficiencia energetica de calidad para llenar las necesidades de contratistas, consumi dores y del medio ambiente. Por medio de su prevision, com promiso y accion, RCMA ha crecido hasta convertirse un vocero respetable en la industria de la construccion de edificios y es re conocida actualmente como la primera asociacion en la industria de fabricaci6n y suministro de revestimientos para techos. Hoy RCMA se enorgullece de tener mas de 70 compaiHas afiliadas. SPRI 200 Reservoir St. Ste. 309A Needham, MA 02494 W\vw.sprLorg
Fundada en 1982, SPRI es la asociaci6n gremial que representa a la industria de fabricantes de sistemas de techos de hoja de membrana flexible. Los miembros de SPRI incluyen a compa iHas que fabrican y venden sistemas de techos de hoja de mem brana flexible, proveedores, distribuidores, arquitectos, disefiadores y agencias de pruebas. Las publicaciones de la aso ciacion incluyen: ANS//SPRI ES-1, Wind Design Guide for Edge Systems Used with Low Roofing Systems Guia para Sistemas de Wind Design para Sistemas de Bordes Usados con Sistemas de Techo Bajos?), ANS//SPRI FX-1, Standard Field Test Procedure for Determining the Withdrawal Resistance ofRoofing Fasten ers (Procedimiento Normativo de Prueba para Determinar la Re sistencia a la Retracci6n de Broches de Techos) y Flexible Membrane Roofing: A Professional s Guide to Specifications (Techos de Membrana Flexible: Guia Profesional de Especifi caciones).
ORGANIZACIONES ADICIONALES
CON INTERESES EN LA PROTECCION
CONTRA INCENDIOS EN
ESTADOS UNIDOS
American Fire Sprinkler Associations, Inc.
D-23
12959 Jupiter Rd., Ste. 142 Dallas, TX 75238-3200 www.sprinklemet.org La Asociacion Americana de Rociadores de Incendio se fundo en 1981 como una asociacion intemacional sin animo de lucro para proveer entrenamiento para contratistas de rociadores de incendios no sindicalizados. A medida que la asociacion ha ve nido creciendo, la mision ha cambiado para surninistrar servi cios completos de asociaci6n gremial, inc1uyendo la totalidad de recursos de la industria. En atlos recientes, AFSA ha expan dido sus esfuerzos considerablemente para proveer entrena miento para la comunidad de servicio de incendios en t6picos relacionados con el disefio, instalacion e inspecci6n de sistemas de rociadores automaticos. AFSA inc1uye entre sus afiliados a contratistas, fabricantes, proveedores de rociadores, y oficiales de servicios de incendios dedicados al fomento educativo y pro fesionales de la industria de rociadores de incendios. Certified Fire Protection Specialist Board NFPA c/o: Certification Department I Batterymarch Park P.O. Box 9101 Quincy, MA 02269-9191 www.nfpa.org/certification
EI Consejo de Especialistas Certificados en Protecci6n contra Incendios se formo en 1971. Desde 1998, el Programa de Es pecialistas Certificados en Protecci6n contra Incendios (CFPS) ha sido administrado dia a dia por la NFPA. El objetivo del pro grama CFPS es reconocer, por medio de la certificaci6n, a per sonas calificadas dedicadas a reducir las perdidas por incendio. La certificaci6n CFPS documenta la competencia y ofrece re conocimiento personal a aqueHas personas con responsabilida des relacionadas con la aplicacion de tecnologias de seguridad contra incendios, proteccion contra incendios y supresion de in cendios.NFPA ofrece un programa similar para Latinoamerica Hamado CEPI (Calificacion de Especialistas de proteccion con tra Incendios). American Chemistry Council CHEMTREC@ Center 1300 Wilson Blvd. Arlington, VA 22209 ViVoi\v.americanchemistry.com www.chemtrec.org
EI Consejo Americano de Quimica (anteriormente Asociacion de Fabricantes de Quimicos) opera CHEMTREC® (Centro de Emergencias en Transporte de Quimicos). Este centro de co municaciones de emergencia que trabaja las 24 horas provee asistencia tecnica inmediata a los que acuden a emergencias en caso de emergencias de materiales peligrosos. CHEMTREC en laza al personal en la escena con el fabricante, transportador u otro experto para ayudar en el manejo de la informacion del pro ducto entregada por la vasta biblioteca de CHEMTREC de hojas de datos sobre seguridad de materiales (MSDS) y otras fuentes.
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La informacion de estas fuentes tambien esta disponible para transmision de emergencia por fax allugar del incidente u otm localizacion. CHEMTREC puede prestar servicio de asistencia medica de emergencia a medicos y otros especialistas medicos con informacion sobre tmtamientos para exposiciones agudas a productos quimicos y otros materiales peligrosos. Tambien pro vee servicios de emergencia, incluyendo su biblioteca de pres tamo sobre paquetes de entrenamiento en materiales peligrosos, consultas de informacion qufmica, informacion de MSDS y otras ayudas. CHEMTREC puede ayudar a personas que no ha blan Ingles por medio del uso de un servicio de interprete.
tos de gobiemo local; proveer programas de entrenamiento y de sarrollo para que profesionales del gobiemo local mejoren sus habilidades, aumenten su conocimiento del gobiemo local y for talezcan su compromiso con la etica, val ores e ideales de la pro fesion; respaldar a los miembros en sus esfuerzos para cubrir sus necesidades profesionales, asociativas y personales; servir como centro de documentacion para la recolecci6n, anaJisis y di seminaci6n de informaci6n y datos del gobiemo local para me jorar las pnicticas existentes y servir como recurso para grupos de interes publico en la formulacion de polfticas pubicas; y ofre cer una asociaci6n fuerte capaz de cumplir estas metas.
Fire and Emergency Manufacturers and Services Association P.O. Box 147 Lynnfield, MA 01940-0147 www.femsa.org
International Fire BuffAssociates, Inc. 7509 Chesapeake Ave. Baltimore, MD 21219 www-itba.org
LaAsociacion de Fabricantes y Servicios de Emergencias de In cendio (FEMSA) representa a los fabricantes de aparatos de bomberos, vestimenta de proteccion y mangueras para equipos, boquillas, herramientas de rescate y otms productos y servicios usados en el servicio de incendios. FEMSA se dedica al pro greso del servicio de incendios a traves del desarrollo de equi pos, tecnicas y procedimientos de combate de incendios mejorados. En representacion de fabricantes y proveedores de servicios en la industria de incendios de EUA, FEMSA pro mueve el desarrollo de nuevas tecnologias de combate de in cendios para la salud y seguridad de los bomberos. La asociacion, que representa a 185 compafiias en la industria de servicios de incendios y emergencias, ayuda respaldando los es fuerzos legislativos que benefician al servicio de incendios de EUA.
La Asociaci6n Intemacional de Bomberos Aficionados sirve como base comtm para grupos de Bomberos Aficionados e in dividuos activos en la promoci6n del bienestar general de los departamentos de bomberos y servicios de emergencias relacio nados. Muchos de estos clubes suministran, mantienen y/o ope ran servicios de cantina en mcendios y otros desastres; otros clubes estan interesados en la prevencion de incendios, tecnicas de comb ate de incendios y la preservacion de carros de bombe ros antiguos.
Home Fire Sprinkler Coalition (HFSC) 1 Batterymarch Park P.O. Box 9101 Quincy, MA 02269-9101 WW\v.homefiresprinkler.org Rociadores de Incendio Caseros (HliSC) se formo en 1996 en respuesta a la gran necesidad de informar al publico sobre el valor salvavidas de la protecci6n con rociadores en el hogar. La HFSC ha desarrollado material educativo con detalles sobre sis temas automaticos de rociadores para el hogar, incluyendo in formacion sobre como trabajan, porque ofrecen proteccion economica, y respuesta a mitos y conceptos equivocados sobre su operacion. Estos materiales estan disponibles sobre pedido.
International City/County Management Association 777 North Capitol St., NE, Ste. 500 Washington, DC 20002 www.icma.org La misi6n de esta asociaci6n es mejorar la calidad del gobiemo local y apoyar y ayudar a los administradores profesionales y del gobiemo intemacionalmente. Las metas especificas de esta mision son ayudar y promover activamente a la administraci6n de consejos y administradores profesionales en todas los aspec
NationalAssociation ofCounties (NACo) 440 First St., NW, Ste. 800 Washington, DC 20001 www.naco.org La Asociaci6n Nacional de Condados, creada en 1935, repre senta a los gobiemos de condados en los Estados Unidos. La membresia de NACO cuenta con mas de 200 condados, que re presenta mas del 80 por ciento dela poblacion de la naci6n. Ade mas de dar voceria a los condados frente al gobiemo federal, NACO pro vee asistencia legal, de investigaci6n, tecnica y sobre asuntos publicos; actua como enlace con otros niveles de go biemo; y esta involucrada en varios proyectos especiales rela cionados con el medio ambiente, comunidades sostenibles, voluntariado y estudios inter-generacionales.
National Association ofState Foresters (NASF) 444 North Capitol St., NW, Ste. 526 Washington, DC 20001 www.stateforesters.org La Asociaci6n Nacional de GLlardabosques Estatales representa a los directores de agencias forestales estatales de los 50 estados y 8 territorios de USA (Samoa Americana, los Estados Federa dos de Micronesia, Guam, las Islas Marianas del Norte, Palau, Puerto Rico, Republica de las Islas Marshall y las Islas Virge nes de USA), y al Distrito de Columbia. Sus miembros prestan una variedad de servicios de administraci6n y protecci6n en bos ques del estado y privados can enfasis en el control y prevenci6n de incendios. A traves de acuerdos entre estados, acuerdos de cooperacion y otros esfuerzos las agencias forestales estatales
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trabajan unas con otras, con departamentos de bomberos rurales y agencias de administraci6n de territorios para proveer res puesta coordinada y nipida a los incendios forestales. Ademas de dedicarse a coordinar las actividades de extinci6n directa, NASF trabaja con varios asociados para ayudar a prevenir in cendios, yes un socio importante del Servicio Forestal de USAD y el Consejo de Publicidad en la Campana Cooperativa Forestal de Prevenci6n. Smokey Bear es e1 portavoz y embajador visi ble de este programa.
National Fire Sprinkler Association (NFSA) P.O. Box 1000, Patterson, NY 12563 www.nfsa.org Establecida en 1914, la Asociaci6n Nacional de Rociadores de Incendio es una asociaci6n gremial compuesta de instaladores y fabricantes de rociadores de incendio y equipos y servicios re lacionados. Hay tambien disponibles afiliaciones profesionales, de subscripci6n e intemacionales. NFSA provee publicaciones, seminarios, representaci6n en el desarrollo de c6digos y normas, desarrollo de mercados, relaciones laborales y otros servicios a sus afiliados. NFSA tiene oficinas regionales en todo el pais.
National League ofCities (NLC) 1301 Pennsylvania Ave., NW, Ste. 550 Washington, DC 20004-1701 \v\vw.nlc.org/nlc_ org/site La Liga Nacional de Ciudades, fundada en 1924 y conocida hasta 1964 como la Asociaci6n Municipal Americana, repre senta ligas municipales de 49 estados y aproximadamente 1800 ciudades, municipalidades y poblados afiliados de todos los ta manos en todos los estados. Impulsa la participaci6n total de todo el equipo dirigente de las ciudades, no solamente uno 0 dos funcionarios principales. NLC representa el interes de sus mu
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nicipalidades afiliadas ante el gobiemo federal y da acceso a los funcionarios de la ciudad y su personal a recursos pnicticos, in c1uyendo programas de educaci6n y entrenamiento, asistencia tecnica, servicios de investigaci6n y consulta y publicaciones.
National Truck Equipment Association (iVTEA) 37400 Hills Tech Dr. Farmington Hills, MI 48331-3414 www.ntea.org La Asociaci6n Nacional de Equipos para Camiones representa a mas de 1600 distribuidores y fabricantes de camiones comer ciales especializados, carrocerias, equipos, remolques yacceso rios para camiones, incluyendo fabricantes de vehiculos de incendio y rescate. La NTEA aboga por altas normas de servi cio en la industria llevando a cabo investigaci6n y promoviendo leyes que promuevan la seguridad en carreteras publicas y en los vehiculos que alIi transitan.
United States Conference ofMayors 1620 I St., NW, Ste. 400 Washington, DC 20006 www.usmayors.org EI Congreso de Alcaldes de USA es una organizaci6n nacional independiente de ciudades con poblaciones de 30.000 0 mas. Fue establecida en 1933 como un foro nacional a traves del cual los alcaldes de las ciudades mas grandes del pais expresan sus inquietudes y trabajan para satisfacer las necesidades urbanas. Los papeles principales del Congreso de Alcaldes son la pro moci6n del desarrollo una politica nacional urbana y suburbana efectiva; fortalecer las relaciones federal-ciudad; asegurarse que las politicas federales cumplan las necesidades urbanas; propor cionar a los alcaldes herramientas de liderazgo yadministraci6n; y crear un foro en el cuallos alcaldes puedan compartir ideas e informaci6n.
A
Derivaciones, Tuberias Principales
Transversales, Tuberias
Abastecimiento de Agua, Fuentes para,
Verticales y Accesorios,
8-34
8-319
Abastecimiento de Agua para
Presion Tuberia Principal Rociadores, Capitulo 18,
Transversal en la Conexion Seccion, 8, 8-311
Derivada,8-319 Clasificacion de Ocupaciones, 8-316
Dos Derivaciones en una Unea
Ocupaciones de Riesgo Extra,
de Rociadores, 8-320
8-316
Derivaciones en Lados
Grupo 1, 8-316
Opuestos de una Tuberia
Grupo 2, 8-316
Principal Transversal, 8-320
Ocupaciones de Riesgo Ligero,
Presion en Tuberia Principal
8-316
Transversal, 8-321
Ocupaciones de Riesgo Ordinario,
Perdida por Presion en
8-316
Accesorios, 8-321
Grupo 1, 8-316
Sistemas de Parrilla, 8-321
Grupo 2,8-316
Ejemplo del Segundo Rociador
Influencia de Varios Factores en
Antes del Final, 8-319
Necesidad de
EI Rociador mas Alejado, 8-318
Abastecimiento de Agua,
Metodos de Ca1culo de Caudal,
8-314
8-318
Aberturas Verticales para
Otros Rociadores en una Proteccion, 8-315
Desviacion, Extension del Cubrimiento y
8-319, Fig. 8.18.4 y 8.18.5 Exposiciones, 8-315
Programas de Calculo Hidraulico,
Obstruccion para Descarga de
8-318
Rociadores, 8-315
Tratamiento Abastecimiento de
Obstrucciones para Distribucion de
Agua,8-321
Agua, 8-314
Tipos de Abastecimientos, 8-311
Presion Inicial del Agua, 8-314
Bombas contra Incendio, 8-312
Riesgo de Ocupacion y Tasa
Conexiones Cruzadas entre los
Potencial de Liberacion de
Abastecimientos Publicos y
Calor, 8-314
Privados, 8-312
Sistemas de Tuberia Humeda Vs.
Conexiones con los Sistemas de
Seca, 8-315
Acueducto PUblicos, 8-311
Techos Altos y Condiciones de
Conexi ones para el Cuerpo de
Corriente de Aire, 8-314
Bomberos, 8-313, Fig.
Requisitos de Abastecimientos de
8.18.1 y 8.18.2
Agua para Rociadores,
Tanques de Presion, 8-312
8-315, Tabla 8.18.1
Tanques de Succi6n, 8-312
Requisitos de Abastecimiento de Agua
Tanques por Gravedad, 8-312
para Proteccion con Chorro Abastecimiento Publico del Agua,
de Manguera 8-317, Tabla
Factores que Afectan el
8.18.1 Disefio del, 8-43
Sistemas de Rociadores Disefiados
Acabados Interiores, Capitulo 3, Secci6n
Hidn'lulicamente, 8-317,
10, 10-37
Tabla 8.18.2, 8.18.3
1-1
Definiciones de Acabados Interior y
Acabado de Pisos
Interiores, 10-37
Ensayo a Escala Real, 10-52
Ensayos de Incendio de los Acabados
Interiores, 10-41
Ensayo de la Camara para
Revestimientos de Pisos,
10-50
Ensayo de Esquina, 10-45, Fig. 10-3-4, 10.3.5 Ensayo de Flujo Cririco Calor Radiante, 10-50, Fig. 10.3.7
Clase I, 10-51
Clase II, 10-51, Tabla 10.3.1
Ensayos de Incendio de Acabados
Interiores de Pisos, 10-48
Ensayo de la Pildora de
Metanamina, 10-48, Fig.
10.3.6
Ensayo del Tunel Steiner, 10-41,
Figs. 10.3.1, 10.3.2
Factores que Afectan los
Resultados del Ensayo,
10-42
Aplicacion de los Resultados del Ensayo de Tunel, 10-44, Tabla 10.3.1 Prueba de Camara de Densidad de
Humo,10-48
Prueba de Panel Radiante, 10-44,
Fig. 10.3.3
Metodos de Aplicaci6n, 10-40
Papel de los Acabados Interiores en
los Incendios, 10-39
Tipos de Acabado Interior, 10-38
Acabados Interiores en los Incendios,
Papel de los, 10-39
Acabados Interiores, Ensayos de
Incendios de los, 10-41
Acabados Interiores y Acabados de Pisos
Interiores, Definiciones de,
10-37
Acetileno, 6-78, Fig 6.5.4 Actividades de Inspecci6n, Prueba y Mantenimiento,
1-2 iNDICE
Preparaci6n y Control de
las, 7-57
ADA, Americans with Disabilities Act,
5-156,7-36,10-112
ADAAG, Americans with Disabilities
Act Accessibility
Guidelines, 10-130
ADD, Actual Delivered Density, 8-157
Aditivos para la Supresi6n de Incendios,
Caracteristicas y Riesgos
del Agua, 8-5
Aeronaves, Incendios en las Cabinas de
las, 12-52, 12.4.3
Aeronaves, Mantenimiento y Servicio de,
12-61
Aeronaves, Planificaci6n Previa para
Emergencias en Incidentes
de, 12-58
Aeropuertos, Instalaciones de los, 12-58
Agentes de Extinci6n a Base de
Productos Quimicos,
Sistemas de Aplicaci6n,
Capitulo 3, Secci6n 9, 9-35
Agentes de Qufmicos Secos, Extinci6n Utilizando, 1-57, Tabla 1.4.5 Agentes Fragmentaci6n (Voladura),
Explosivos, Capitulo 8
Secci6n 6, 6-115
Agentes Halogenados, Extinci6n con, 1-54, Tabla 1.4.3, Tabla 1.4.4, Fig 1.4.6 Agua como Agente Extintor, Cuidado en
el Uso del, 8-16
Agua Espurna, Extinci6n con, 1-51
Agua Nebulizada, Elecci6n del Metodo
para Generar, 8-267
Agua, Extinci6n con, 1-50, Fig. 1.4.4
Agua, Propiedades Hidniulicas, 8-53
Agua, Requisitos del, 8-43
AlA, American Insurance Association,
4-232,8-12
AlA Research Report No. 12, 4-232
AIChE, American Institute of Chemical
Engineers, 4-182, 6-112
AlChE , Guide Line for Vapor Release
Mitigation, 4-181
AIChE's Center for Chemical Process
Safety: Guidelines for
Process Equipment
Reliability Data, with Data
Tables, 5-106
Aire Acondicionado y Ventilaci6n,
Sistemas de, Capitulo 9,
Secci6n 10, 10-137
Aire Acondicionado, Unidades de, 10-143
AISI, American Iron and Steel Institute,
10-83
AlSI, Fire-Safe Structural Steel, a Design
Guide, 10-83
Alojamiento, Ocupaciones de, Capitulo
8, Secci6n 11, 11-67
Almacenamiento de Gases, Capitulo 18
Secci6n 4, 4-219
Consideraciones Seguridad
Almacenamiento, 4-220
Protecciones contra Escapes Gas,
4-222
Control Fuentes Ignici6n, 4-223
Inspecci6n Fugas, 4-222
Protecci6n contra Sobrepresi6n,
4-223
Ventilaci6n Espacios, 4-223
Protecciones Riesgo
Recipiente/Gas,4-221
Aislamiento Recipiente, 4-221
Aplicaci6n Agua, 4-221
Cuidados Manejo, 4-222
Dispositivos Limitadores
Sobrepresi6n, 4-222
Limitaci6n Combustibles Area,
4-221, Fig. 4.18.1
Recalificaci6n DOT, 4-222
Recipientes Gas, 4-219
Cilindros Gas, 4-219
Gasoductos, 4-220
Tanques Gas, 4-219
Almacenamiento Granel (de Uquido Inflamable), Plantas, 4-41
Almacenamiento, Disposici6n del, 8-197
Almacenamiento, Instalaciones
Especiales de, 11- 121
Almacenamiento, Ocupaciones para,
Capitulo 11, Secci6n 11,
11-87
Almacenamiento, Sistemas de
Rociadores para
Instalaciones de, Capitulo 12
Secci6n 8, 8-195
Almacenes, Medios Suplementarios de
Protecci6n contra Incendios
para los, 11-120
America Burning 1-13, 3-3
American Chemistry Council, 6-112
American National Fire Hose Connection
Screw Thread, 5-183
Amoniaco Anhidro, 6-80
Analisis de la Protecci6n contra
Incendios, Secci6n 2,
Introducci6n, 2-1
Analisis de Peligro de Incendio,
Capitulo 2 Secci6n 2, 2-15
Peligro contra Riego, 2-15
Realizaci6n de un Ari, 2-15
Analisis Impacto Exposici6n, 2-20
Calculos Hechos a Mano, 2-20
Combusti6n EstabIe, 2-17
Crecimiento, 2-16, Figs. 2.2.2,
2.2.3 Datos Entrada, 2-19
Decrecimiento, 2-18, Fig. 2.2.4
Determinar Escenario lnteres, 2-16
Documentaci6n, 2-19
Explicaci6n Incertidumbre, 2-21
Modelos Incendio, 2-18, Fig.
2.2.5,
Modelos, 2-20, Fig. 2.2.6
Realizaci6n Calculo Evacuaci6n,
2-20
Revisi6n Final, 2-21
Selecci6n Resultado como
Objetivo, 2-15
Selecci6n Metodo Apropiado para
Predicci6n,2-18
Selecci6n Incendio Dicho, 2-16
Fig. 2.2.1
AnaIisis de Riesgo, Que es y Que no es,
2-25
Analisis Riesgo, Visi6n General Esquema
Conceptual, 2-29, Fig. 2.3.2
Analisis, Riesgo de Incendio, Que es,
2-23, Fig. 2.3.1
Alrnacenamiento y Manejo de
Combustibles S6lidos,
Capitulo 20 Secci6n 4,
4-239
CarbOn Mineral como un
Combustible, 4-239
Clasificaci6n Carbones, 4-239,
Tabla 4.20.1
Calentamiento Espontineo
Carbones Minerales, 4-239,
Generaci6n Gas y Explosiones
CarbOn Mineral, 4-243
Madera como Combustible, 4-244
Manejo CarbOn Mineral y
Explosiones Polvo Carb6n Mineral, 4-243
Slstemas Recolecci6n Polvo, 4-243
Transportadores CarbOn Mineral,
4-244
Manejo Combustibles Madera, 4-247,
Fig. 4.20..2
Practicas Almacenamiento CarbOn
Mineral, 4-240, Tabla
4.20.2
Almacenamiento CarbOn Mineral
Compactado,4-240
Almacenamiento CarbOn Mineral
no Compactado, 4-241
Impenneabilizaci6n Estibas
CarbOn Mineral, 4-242
Precauciones Almacenarniento
Especial, 4-242
iNIDICE
Disefio Mecanico, 4-268
Seleccion Metodo Mantenimiento, 4-269
Almacenamiento Carbon Sistemas Control Incendios, 4-269
Mineral,4-243 Sistemas Refrigeraci6n, Capitulo 22
Seleccion Sitio Almacenamiento
Exterior, 4-242
Secci6n 4, 4-273
Aplicaciones, 4-274
Practicas Almacenamiento
Clasificaciones Refrigerantes, 4-274
Combustibles Madera,
Designaci6n Seguridad, 4-274,
4-246,
Tabla 4.22.1. Fig. 4.22.1
Prevencion Incendios Combustibles
Designacion Numerica, 4-274
Madera, 4-247
Control Peligro y Respuesta
Protecci6n contra Incendio
Emergencia, 4-279
Combustibles Madera,
4-248
Localizacion y construcci6n, 4 Riesgos de los Combustibles de 279
Efectos cambios
Madera, 4-244
regulatorios, 4-273
Aserrin y Vrrutas, 4-245
Equipo Electrico, 4-280
Corteza, 4-245, Fig. 4.20.1
Madera SoIida, 4-245
Miscelaneos, 4-280
Otros Desperdicios Madera, 4-245
Protecci6n incendios, 4-280
Pedaceria,4-245
Ventilacion, 4-280
Pellets, 4-245
Principios Basicos Operacion,
Almacenamiento y Manejo de Productos 4-276, Fig. 4.22.2
Molienda Granos, Capitulo Tipos Sistemas y Peligros
Basicos, 4-277
21 Secci6n 4, 4-251, Tablas Sistema Absorcion, 4-278
4.21.1,4.21.2. Figs. 4.21.1 Descripcion, 4-278
a 4.21.4 Peligros, 4-278
Almacenamiento, 4-254, Fig. 4.21.5
Sistema Enfriamiento Metodo
Control Polvo, 4-258
Directo, 4-279
Elementos Explosion Polvo, 4-263,
Sistema Enfriamiento Metodo
Tabla 4.21.6. Fig. 4.21.14
Indirecto, 4-279
Combustible, 4-264, Tabla 4.21.7
Sistema Eyector Chorro Vapor,
Confinamiento, 4-265
4-278
Fuentes Ignici6n, 4-264
Descripcion, 4-278, Fig. 4.22.7
Oxigeno, 4-265
Peligros, 4-279
Elevadores, 4-255
Sistema Mecanico, 4-277
Elevadores Cangilones, 4-255,
Descripcion, 4-277, Figs. 4.22.3
Figs. 4.21.6 a 4.21.8
a 4.22.5
Embarque y Recibo, 4-256
Peligros, 4-277, Fig. 4.22.6
Limpieza Grano, 4-257
Molienda y Fraccionamiento, 4-258 Almacenamiento y Manejo Substancias
Quimicas, Capitulo 19
Secado Grano, 4-256, Fig. 4.21.9
Tubo Descarga y Revestimiento,
Seccion 4, 4-225
4-256
Disposici6n Desechos y Residuos Manejo, 4-254
Quimicos,4-238
Transportadores Banda, 4-254
Fuentes Informacion, 4-225
Material Radiactivo, 4-236
Transportadores Cadena, 4-254
Transportadores Tornillo, 4-255
Manejo Materiales Radiactivos, Transportadores Neunuiticos, 4-255
4-236
Materiales Crudos, 4-253
Metodos Control Incendio, 4-236,
Peligro Explosi6n, 4-262, Tablas
Proteccion Incendios Materiales
4.21.3 a 4.21.5 Figs. Radiactivos, 4-236
4.21.10 a 4.21.13,
Material Sujeto Auto Calentamiento,
4-237
Peligro Incendio, 4-258
Salvaguardas, 4-266
Carb6n Vegetal, 4-237
Control Polvo, 4-268
Produetos Agricolas, 4-237
Disefio Edificios, 4-266, Figs.
Mezclas Substancias Quimicas, 4-237
Principios BuenAlmacenamiento,
4.21.15 a 4.21.18
4-225
Disefio EI6etrico, 4-269
1-3
Controllncendio, 4-226
Identificacion Peligro, 4-226
Proteccion contra Dano Fisico,
4-226
Segregacion, 4-225
Substancias Quimicas Oxidantes,
4-227
Acido Nitrico, 4-228
Cloratos, 4-229
Clorato Potasio, 4-229
Cloritos, 4-229
Clorito Sodio, 4-229
Dicromatos, 4-229
Hipocloritos, 4-229
Metodos Control Incendio, 4-230
Nitratos, 4-227
Nitrato Arnonio, 4-227
Nitrato Celulosa, 4-228
Nitrato Potasio, 4-227
Nitrato Sodio, 4-227
Nitritos, 4-228
Percloratos, 4-229
Perc1orato Arnonio, 4-229
Perc1orato Potasio, Perc1orato
Sodio y Perc1orato
Magnesio, 4-229
Permanganatos, 4-229
Permanganato Potasio, 4-229
Peroxidos Inorganicos, 4-228
Peroxido Bario, 4-228
Peroxido Hidrogeno, 4-228
Peroxidos Sodio, Potasio y
Estroncio, 4-228
Persulfatos, 4-230
Substancias Qufmicas Combustibles,
4-230
Azufre, 4-231
Hollin, 4-230
Naftalina, 4-231
Negro Humo, 4-230
Nitroanilina, 4-230
Nitroc1orobenceno, 4-230
Sulfocianato Plomo, 4-230
Sulfuros, 4-230
Pentasulfuro Antimonio, 4-230
Pentasulfuro Fosforo, 4-230
Sesquisulfuro Fosforo, 4-231
Sulfuro Potasio y Sulfuro
Sodio, 4-231
Substancias Quimicas Corrosivas,
4-234
Acidos Inorganicos, 4-235
Acido Clorhidrico, 4-235
Acido Fluorhidrico, 4-235
Acido Nitrico, 4-235
Acido Perc16rico, 4-235
Acido SulfUrico, 4-235
Los Halogenos, 4-235
1-4
iNDICE
Bromo, 4-235
Cloro, 4-235
Fluor, 4-235
Yodo, 4-236
Metodos Control Incendio, 4-236
Substancias Quimicas Inestables,
4-231
Acetaldehido, 4-231
Acrilicato Etilo, Acrilicato Metilo,
Metacrilato Metilo y
Cloruro Vinilideno, 4-231
Cianuro Hidrogeno (Acido
Cianhidrico), 4-232
Cloruro Vinilo, 4-232
Estireno, 4-232
Metodos Control Incendio, 4-232
Nitrometano, 4-232
Oxido Etileno, 4-231
Peroxidos Organicos, 4-232
Peroxido Benzoilo, 4-232
Peroxidos Eteres, 4-232
Substancias Quimicas Reactivas Aire
y Agua, 4-233
Alcalis (Oiusticos), 4-233
Anhidridos, 4-233
Carbon Mineral, 4-233
Carbon Vegetal, 4-233
Carburos, 4-233
Fosforo, 4-234
Fosforo Blanco (0 Amarillo),
4-234
Fosforo Rojo, 4-234
Hidrosulfito Sodio, 4-234
Hidruros, 4-234
Hidruro Sodio, 4-234
Hidruro Litio, 4-234
Hidruro Aluminio y Litio,
4-234
Metodos Control Incendio, 4-234
Oxidos, 4-234
Sodio, 4-234
Substancias Quimicas Reactivas
Agua, 4-233
Substancias Quimicas Reactivas
Aire, 4-233
Trialquiluros Aluminio, 4-233
Toxicidad Substancias Quimicas,
4-226
Transporte Quimicos, 4-237
Almacenamiento de Liquidos
Inflamables y
Combustibles, Capitulo 17
Seccion 4,4-201
Almacenamiento Tanques, 4-201
Tanques Almacenamiento Sobre Suelo, 4-202, Tabla 4.17.1. Figs. 4.17.l, 4.17.2 Cimentacion y Soportes, 4-206
Construccion, 4-202
Amilisis de la Proteccion contra
Dispositivos Alivio Presion, Incendios Introduccion,
Seccion 2 Introduccion, 2-1
4-205 Figs. 4.17.5, 4.17.6
Drenajes y Diques, 4-207
Analisis Riesgo Incendios, Capitulo 3
Instalacion, 4-203
Seccion 2, 2- 23
Riesgos Incendio Tanques
Caracteristicas Generales y Tipos
Sobre
Incendios, 2- 29
Suelo, 4-207 Fig. 4.17.7
Estimacion Riesgo Evaluacion
Venteo Emergencia, 4-205,
Riesgo, 2-27
Tabla 4.17.2,4.17.3
Modelo Comparativo Costo-Beneficio,
Venteo y Arrestallamas, 4-203
2-36
Figs. 4.17.3, 4.l7.4
Modelo Costo, 2-35
Manejo Liquidos Inflamables y
Costos Actuales Cambios que
Combustibles, 4-215
Esmn Siendo Estudiados,
Carga y Descarga, 4-215
2-36
Metodos Despacho y Manejo,
Costos Danos que no son
4-216, Figs. 4.17.12, 4.17.13
Ocasionados por Fuego y
Tuberia y Valvulas, 4-216
que son Causados por
Sistemas, 2-36
Otros Almacenamientos Liquidos
Inflamables, 4-213, Tabla
Costos Funcionamiento, 2-36
Costos Inspeccion y Pruebas,
4.17.5 Figura 4.17.10
2-36
Almacenamiento Recipientes
Edificaciones, 4-214
Costos Reparacion
Areas Intemas Almacenamiento
Mantenimiento y
Liquido, 4-214
Reposicion, 2-36
Gabinetes Almacenamiento
Costos Permiso/Licencia, 2-36
Liquido Inflamable, 4-214
Ingresos por Salvamento
Compensaciones del Costo,
Almacenamiento Recipientes Exteriores, 4-214 Tabla 2-36
Costos Iniciales de los Cambios
4.17.6 Armarios Almacenamiento que se estan Estudiando,
Materiales Peligrosos, 2-35
4-214, Fig. 4.17.11 Algunos Costos Compensan
Tanques Subterraneos
Reventa, 2-36
Almacenamiento, 4-208,
Costos Equipamiento, 2-35
Tabla 4.17.4
Costos Financiacion, 2-36
Construccion, 4-208
Costos Instalacion, 2-35
Instalacion, 4-209 Fig. 4.17.8
Costos Permiso/Licencia, 2-36
Limpieza Tanques, 4-211, Tabla
Etectos Ondulacion sobre Otros
4.17.5 Costos Edificio, 2-36
Extraccion Vapores Inflamables Cambios Costos Proteccion
Desplazamiento, 4-211 Fig. , Publica contra Incendios,
4.17.9
2-36
Inertizacion Espacio Vapor,
Cambios Costos Tierra
4-211
Caracteristicas Requeridas
Remocion Residuos, 4-211
Edificio, 2-36
Tanques dentro Edificaciones y
Costos Sistemas Apoyo, 2-36
Estructuras Tanque
Incentivos 0 Creditos
Almacenamiento, 4-210,
Especiales, 2-36
Diseno, 4-210
Valor de la Propiedad e
Instalacion, 4-210
Impactos Sobre Impuesto,
2-36
Medicion Nivel Tanques, 4-210
Modelo Decision, 2-30
Transporte Liquidos Inflamables y
Combustibles, 4-217
Modelo Evaluacion Perdidas, 2-33
Autotanque, 4-217 Figs.
Modelo Inicio Ignicion, 2-31 Fig.
4.17.14,4.17.15
2.3.3 Ferrocarril, Buque y Tuberia,
Mode1o Posterior a la Ignicion, 2-32,
4-218
Figs. 2.3.4, 2.3.5
r--
fNIDICE
Que es AmHisis Riesgo Incendio, 2 23, Fig. 2.3.1 Metodos AmUisis Riesgos
Incendios Alrededor
Mundo, 2-23
Metodos AmHisis Riesgo Incendio
NFPA,2-24
Que es y que no es Amilisis de Riesgo,
2-25
Uso Datos Provenientes Incendios
Reales, 2-27
Vision General Esquema Conceptual AmUisis Riesgo, 2-29, Fig. 2.3.2, ANSI, CMigo Nacional de Seguridad
Electrica ANSI C2 4-5
ANSI, American National Standard
Institute, 4-116, 8-33,
10-56
ANSI B 11.20, Safety Requirements for
Construction, Care and Use
of Machine Tools
Manufacturing
Systems/Cells, 4-104
ANSI ISA SI2.15, PT 1-190,
Performance Requirements
for Hydrogen Sulfide
Detection Instrument (10 100 ppm), 7-92
ANSI S3.2-1999 Method of Measuring
the Intelligibility of Speech
over Communications
Systems, 7-69
ANSI SI 42, Design Response of
Weighting Networks for
Acoustical Measurements,
7-68
ANSI! AWS Z49.1, Standard for Safety
in Welding, Cutting and
Allied Processes, 4-117
ANSI/ASHRAE 34, Number Designation
and Safety Classification of
Refrigerants, 4-274
ANSIIASME A 17.1, Safety Code for Elevators and Escalators, 7-45,10-125 ANSI!ASME B31, Code for Pressure
Piping, 4-91, 4-220
ANSI/ASME B31. 3, Process Piping,
4-220
ANSI!ISA SI2.13, Performance
Requirements, Combustible
Gas Detectors, 7-91
Aparatos de Notificacion, Capitulo 3,
Seccion 7, 7-31
Modos de Funcionamiento para los
Aparatos dc Notificacion,
7-31
Senalizacion Audible, 7-31
C1asificacion de los Aparatos
Audibles, 7-31, 7.31.
Metas de Diseno para la Audibilidad de las Alarmas de Incendio, 7-32, Fig. 7.3.1 a 7.3.5 Senalizaci6n Visible, 7-34
Factores que afectan el Desempeflo de los Aparatos Visibles, 7-34, Figs. 7.3.6, 7.3.7 Metas del Disefto para la
Visibilidad de las Alarmas
de Incendio, 7-35
Unidades Combinadas Audibles y Visibles, 7-36, Fig. 7.3.8 Aparatos y Circuitos EJectricos, Descargadores sobre Tensiones y Supresores Picos,4-62 Apartamentos, Edificios de, Capitulo 9,
Seccion 11, 11-73
API 2000, Venting Atmospheric and
Low- Pressure Storage
Tanks, 4-203
API 2003, Protection Against Ignitions
Arising out of Static,
Lightning, and Stray
Currents, 4-216
API RP 2013, Cleaning Mobile Tanks in
Flammable or Compressed
Liquid Service, 4-213
API RP 2015, Cleaning Petroleum
Storage Banks, 4-213
API RP 2030, Application of Fixed Water
Spray Systems for Fire
Protection in the Petroleum
Industry, 8-229
ASCE, American Society of Civil
Engineers, 10-68
ASCE/SFPE 29, Standard Calculation
Methods for Structural Fire
Protection, 10-68
ASHRAE, Safety Code for Mechanical
Refrigeration, 10-139
ASHRAE, American Society of Heating,
Refrigeration and Air
Conditioning Engineers,
9-3, 10-137
ASME A 17.5, Elevator and Escalator
Electrical Equipment,
8-191
ASME B 40.1, Gauges-Pressure
Indicating Dial Type
Elastic Element, 8-80
ASME, International, American Society of Mechanical Engineers, 4-71,4-218, ASME, Pressure Vessel Code, 4-186
1-5
Asilos y Centros de Acogida,
Clasificaci6n de los, 11-60
Asilos y Centros de Acogida, Capitulo 7, Seccion 11,11-59, Tabla 11.7.1
Caracterfsticas de la Ocupacion, 11-61
Caracteristicas de los Edificios,
11-61
Caracteristicas de los Residentes,
11-61
Clasificacion de los Asilos y Centros
de Acogida, 11-60
Capacidad de Evacuacion, 11-61
Grandes 0 Pequefias, 11-61
Nuevas 0 Existentes, 11-61
Definicion, 11-60, Tabla 11.7.1
Estrategias de Proteccion contra
Incendios, 11-63
Actividades de Detecci6n y
Extinci6n, 11-64
Control de la Ignicion, 11-63
Control de los Combustibles, 11-63
Operaciones de Planeacion y
Entrenamiento, 11-64
Protecci6n de los Ocupantes, 11-63
Problemas de Incendio, 11-62
Problemas de Comportamiento,
11-62
Capacidad de Evacuaci6n, 11-62
Sentido de Segnridad, 11-63
Problemas Estructurales, 11-62
Aberturas Verticales, 11-62
Acabados Interiores, 11-62
Cableado y Artefactos
Electricos, 11-62
Compartimentacion, 11-62
Construcci6n del Edificio, 11-62
Instalaciones de salida, 11-62
Mobiliario, 11-62
ASME/ANSIAI7.5 - 1996 (CSA~344.11996) Certificacion para
Equipos EJectric.os de
Ascensores y Escaleras
4-29
ASNEIANSI A17 .1-1996 COdigo de
Seguridad para Aseensores
y Escaleras EIectricas 4-29,
10-112
ASNSI B31.8, Gas Transmission and
Distribution Piping
Systems, 4-119
Aspersion Fluidos y su Control, 4-146
ASTM 84, 3-41
ASTM, American Society for Testing and Materials, 8-188, 10-55
ASTM D131O, Standard Test Method for
Flash Point and Fire Point
1-6
iNDICE
of Liquids by Tag Open
Cup Apparatus, 6-59
ASTM D1600, Standard Terminology for
Abbreviated Terms
Relating to Plastics, 6-92
ASTM D2859, Standard Test Method of
Flammability of Finished
Textile Floor Covering
Materials, 6-51
ASTM D323, Standard Test Method for
Vapor Pressure of
Petroleum Products, 6-57
ASTM D3278, Standard Test Methods
for Flash Point of Liquids
by Setaflash Closed-up
Apparatus, 6-58
ASTM D3659, Standard Test Method of
Flammability ofApparel
Fabrics by Semi-Restraint
Method, 6-49
ASTM D3814, Standard Guide for
Locating Combustion Test
Methods for Plastics, 6-103
ASTM D388, Standard Classification of
Coals by Rank, 4-239
ASTM D4151, Test Method for
Flammability of Blankets,
6-49
ASTM D4372, Standard Specification
for Flame Resistance
Materials Used in
Camping Tentage, 6-51
ASTM D56, Standard Test Method for
Flash Point by Tag Closed
Tester, 6-58
ASTM D64l3, Standard Test Method for
Flame Resistance of
Textiles, 6-48
ASTM D86, Standard Test Method for
Distillation of Petroleum
Products, 6-60
ASTM D92, Standard Test Method for
Flash and Fire Points by
Cleveland Open Cup, 6-59
ASTM D93 Standard Test Methods for
Flash Point by Pensky
Martens Closed Tester,
6-59
ASTM E 119, Curva de Temperatura Tiempo 2-4, 2-46,5-91 ASTM E1354, Standard Test Method for
Heat and Visible Smoke
Release Rates for Materials
and Products Using an
Oxygen Consumption
Calorimeter, 6-103
ASTM E136, Standard Test Method for Behavior of Materials in a
Vertical Tube Furnace at 750'C,6-103, 6-103,10-16 ASTM E162, Metodo Normalizado de
Ensayo para Inflamabilidad
de la Superficie de
Materiales U sando una
Fuente de Energfa de Calor
Radiante, 10-45
ASTM E659, Temperatura de Auto-ignici6n de Qufmicos Liquidos 4-41,6-59 ASTM E799, Standard Practice for
Determining Data Criteria
and Processing for Liquid
Drop Size Analysis, 8-254
ASTM E84, Standard Test Method for
Surface Burning
Characteristics of Buildings
Materials, 6-49, 6-91
ASTM E906, Standard Test Method for
Head and Visible Smoke
Release Rates for Materials
and Products, 6-102
ASTM F 1001, Standard Guide for
Selection of Chemicals to
Evaluate Protective
Clothing Materials, 5-197
ASTM FI060, Standard Test Method for
Thermal Protective
Clothing for Hot Surface
Contact, 6-49
ASTM Fl358, Standard for Test Method
for Effects of Flame
Impingements on Materials
used in Protecting Clothing
not Designated Primarily
for Flame Resistance, 6-48
ASTM F1930, Standard Test Method for
Evaluation of Flame
Resistance
Clothing for Protection
against Flash Fire
Simulations Using an
Instrumental Manikin, 6-49
ASTM F1939, Standard Test Method for
Radiant Protective Clothing
Materials, 6-49
ASTM F955, Standard Test Method for
Evaluating Heat Transfer
through Materials for
Protective Clothing upon
Contact with Molten
Substances, 6-49
ASTM, Standard Guide for Documentary
Software for Fire Models
ASTM 11472-92 2-19
ATD, American Table of Distances for
Storage of Explosive
Materials, 6-119
ATF, Alcohol Tobacco and Fire Guns,
6-116
Atomos y Moleculas, 1-17
ATSDR, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 5-71
Auto Calentamiento, Material Sujeto,
4-237
Aviaci6n, Capitulo 4, Secci6n 12, 12-47
Instalaciones de los Aeropuertos, 12 58
Drenaje de la Rampa de
Abastecimiento dc
Combustible de la
Aeronave, 12-61
Edlficios de las Terminales de
Aeropuertos, 12-60
Hangares, 12-58, Fig. 12.4.8 a 12.4.10
Puentes 0 Muelles de Abordaje de
Aeronaves, 12-61
Mantenimiento y Servicio de
Aeronaves, 12-61
Mantenimiento de Aeronaves,
12-61
Abastecimiento de Combustible
de la Aeronave, 12-62
Vision General, 12-47
AWS, American Welding Society, 4-111
AWS F4.1, Recommended Safe Practices
for the Preparation of
Welding and Cutting 0
Containers and Piping,
4-118
AWWA, American Water Works
Association, 8-33, 8-43
AWWAM24, Dual Water Systems y
AWWA M31! Distribution
Systems Requirements for
Fire Protection, 8-50
B Base de Agua, Soporte y Arriostramiento
de Sistemas de Proteccion
contra Incendios a,
Capitulo l3 Secci6n 8,
8-215
Bibliotecas, Salvamento en, 11-109
Bleve de Gas Licuado, 6-71, Fig 6.5.1 BLM, Bureau of Land Management, 5-42
Boiler and Pressure Vessel Code, 4-220,
8-30
iNIDICE
Bombas Estacionarias contra Incendios,
Capitulo 7, Seccion 8,8-93
Fig. 8.7.1, 8.7.2
Aprobacion y Listado de la Bomba de
Incendio, 8-110
Bomba de Incendio a Vapor
Reciprocantes, 8-110, Fig.
8.7.23
Bombas de Incendio Centrifugas de
Horizontal, 8-100
Accesorios de Bomba, 8-102
Valvulas de Alivio, 8-102
Valvulas de Alivio de
Circulacion, 8-103
Valvula de Manguera, 8-102
Valvulas de Liberacion
Automatica de Aire, 8-103
Bombas de Incendio de Tuberias Vertical, 8-103 Fig. 8.7.16, 8.7.17,8.7.12 Bombas de Refuerzo, 8-102
Cilindro de Turbina Vertical 0 Bomba de Barril (can pum), 8-103, Fig. 8.7.18 Suministro de Succi6n de Tuberias
Matrices Publicas, 8-101
Fig. 8.7.14
Tanques de Almacenamiento de
Agua de Succion, 8-102
Tanques Interrumpidos, 8-102
Fig. 8.7.15
Tipos de Bombas, 8-100 Fig. 8.7.5
y 8.7.13
Capacidad de la Bomba de Incendio y
Tasa deCabe7~1, 8-104 Fig.
8.7.12 Cabezal de Succion Positiva Neta, 8-99
Cabezal Total, 8-97 8.7.9,8.7.10
Cavitacion, 8-99
Curvas Caracteristicas de la Bomba,
8-96 Fig. 8.7.6 a 8.7.8 Curvas Estandar de Cabezal de Descarga, 8-100
Cierre, 8-100
Clasificacion, 8-100, Fig. 8.7.12
Sobrecarga, 8-100
Impulsores de Bomba de Incendio,
8-106
Control Automatico de Bomba,
8-108
Controladores de Motor, 8-107
Controladores de Motor Electricos,
8-106
Motor Diesel, 8-107
Cargadores de bateria, 8-108
Sistemas de enfriamiento, 8-107
Fig. 8.7.20
1-······_·__· · · _-
Tanques combustible, 8-107
Motores Electricos, 8-106
Turbina de Vapor, 8-107
La Bomba Centrifuga de Incendios, 8-93 Tabla 8.7.1 Fig. 8.7.1 La Bomba de Incendios de
Desplazamiento Positivo,
8-95
Leyes Afines, 8-99
Operacion y Mantenimiento de la
Bomba, 8-110
Interfaces de Alarma de Incendio,
8-110
Mantenimiento del Suministro de
Energia, 8-110
Potencia de Bombas de Incendio,
8-105
Potencia de Motores, 8-105,
8.7.19
Principios de Operacion, 8-95
Fig.8.7.3 a 87.5 Bombas Multi - Etapa, 8-96, Fig. 8.7.2 Bombas de Servicio de Alta Presion, 8-96, Tabla 8.7.1 Pruebas de Aceptaci6n de Campo, 8-108, Fig. 8.7.21, 8.7.22
Pmebas de Bombas, 8-109
Ubicaci6n y Alojamiento de Bombas
Centrifugas, 8-109
Velocidad Especifica (NS), 8-98,
Fig.8.7.II
Bomba de Incendio, Aprobaci6n y
Listado de la, 8-11 0
Bomba de Incendio, Impulsores de,
8-106
Bombas de Incendio, Potencia de, 8-105
Bomba de Incendio y Tasa de Cabeza, Capacidad de la, 8-104 Fig. 8.7.12 Bomba, Operaci6n y Mantenimiento de la, 8-110
Bombas, Tipos de, 8-100, Figs. 8.7.5 y
8.7.13 Bombas Centrifugas, Ubicaci6n y Alojamiento de, 8-109
Bombas, Pmebas de, 8-109
Bomberos y Emergencia, Indumentaria y
Equipo Protecci6n
Servicios, Capitulo 10
Secci6n 5, 5-185
Brigadas contra Incendios Industriales,
Organizaciones
Emergencias y, 5-120
British Ministry of Technology, 6-25
Bureau of Indian Affairs, 5-42
1-7
c
CAA, Civil Aviation Administration,
8-244
Cableado Edificios, Pararrayos y Descargadores Sobretensiones, 4-9, Fig. 4.1.6 Ca1culos Simplificados de Crecimiento
Incendios, Capitulo 4
Secci6n 2,
2-39 Tabla 2.4.1
Alturas Llamas, 2-41, Fig. 2.4.3
Incendios Paredes y en Linea, 2-42
Llamas Asimetricas, 2-41
Cabeza Gas Boyante, 2-48
Calculo Origen Virtual (Zo)
Hipotetico,2-43
Capacidad S6lidos para Ser
Encendidos, 2-39,
Duraci6n Equivalente Incendio, 2-46
Estimaciones Temperatura antes
Combustion Subita
Generalizada, 2-44
Estimaciones Temperatura Despues
de Combustion Subita
Generalizada, 2-46
Flujo Calor Radiante hacia Objetivo,
2-43 Fig. 2.4.4
Correlacion Shokri y Beyler, 2-44,
2.4.5
Metodo Fuente Puntual, 2-44
Metodo Lawson y Quintiere, 2-43
Llenado Humo Espacio Cerrado, 2-48
Prediccion Combustion Sub ita
Generalizada, 2-45
Respuesta Detector Termico
Incendios, 2- 49,
2.4.7,2.4.8
Supresi6n Incendios con Rociadores
Ordinarios, 2-51
Tasa Liberacion Energia, 2- 40,
Figs. 2.4.1, 2.4.2
Tasa Produccion Gas Lleno Humo,
2-47, Fig. 2.4.6
Temperatura y Velocidad Linea
Central del Penacho, 2-42
Canada, Codigo Electrico Canadiense 4-5
Calderas para Homos, Capitulo 5
Seccion 4, 4-71
Apagado Registro Abierto y
Procedimiento Purga
Continua, 4-83
Combustibles, 4-72
Combustion Cama Fluidificada, 4-80
Caracteristicas la CCF, 4-80, Fig.
4.5.11
1-8 INDICE
Consideraciones Especiales para Calderas Pequefias, 4-84 Enclavamientos, Alarmas y Competencia Operador, 4-84 Proceso Combustion, 4-71, Fig. 4.5.1 Peligros Especiales de los CCF, 4-80 Protecci6n Incendio y Explosion, 4-84 Sistemas CarbOn Mineral Pulverizado, 4-78, Figs. 4.5.9, 4.5.10 Sistemas Encendido Petr61eo y Gas, 4-73, Tabla 4.5.1, Figs. 4.5.2, 4.5.3 Atomizadores Vapor 0 Aire, 4-74, Fig. 4.5.4 Atomizadores Mecanicos, 4-74 Fig. 4.5.5, Quemadores Aceite, 4-74 Quemadores Gas Natural, 4-74, Fig. 4.5.6 Tuberia y Dispositivos Control, 4-76 Fig. 4.5.7 Sistemas Encendido Aceite, 4-76, Sistemas Encendido Gas, 4-78, 4.5.8, Calderas Pequef\as, Consideraciones Especiales para, 4-84 Calor, Medicion del, 1-27 Cama Fluidificada (CCF), Combustion, 4-80 Canal Hidraulico, Curvas del, 8-85 Tablas 8.6.2, 8.6.3, Figs. 8.6.8, 8.6.9 Caracteristicas y Riesgos del Agua y Aditivos para la Supresion de Incendios, Capitulo 1, Seccion 8, 8-5 Aditivos del Agua para Usos Especializados, 8-15 Aditivos Anticongelantes para Sistemas de Rociadores, 8-15 Aditivos Anticongelantes para Extintores de Agua, 8-15 Aditivos para Aurnentar 1a Viscosidad del Agua, 8-16 Aditivos para Modificar las Caracteristicas de Flujo, 8-15 Temperaturas de Congelacion y Aditivos Anticongelantes, 8-15 El Agua como un Agente Extintor, 8-8 Agua y Liquidos Inflamables y Combustibles Incendios Clase B, 8-10
Agua y Equipos EIectricos con Corriente Incendios Clase C,8-11 Agua sobre Equipos Ehktricos, Electronicos y de Computo, 8-14 Conductividad y Riesgo de Choque, 8-11 Distancia desde los Sistemas Fijos de Pulverizacion de Agua, 8-13, Tabla 8.1.3 Distancias Seguras desde los Equipos con Corriente, 8-12, Tabla 8.1.1, 8.1.2, Fig. 8.1.1 Extintores Portatiles y Riesgo de Choque, 8-14 Agua y Metales Combustibles Incendios Clase D, 8-14 Cuidado en el Uso del Agua como Agente Extintor, 8-16 Agentes Hurnectantes, 8-9 Espurna Clase A, 8-10 Proxima Generacion de Aditivos para el Agua, 8-10
Introducci6n al Agua, 8-5
Opacidad y Reflectividad, 8-8
Propiedades del Agua, 8-5
Propiedades de Extincion, 8-6
Extinci6n por Dilucion, 8-7 Extincion por Emulsificacion, 8-7 Extincion por Enfriamiento, 8-6 Extinci6n por Sofocaci6n, 8-7 Tasas de Aplicacion Manual, 8-7 Uso del Agua sobre Riesgos Especiales, 8-14 Gases Inflamables, 8-14 Metales Radioactivos, 8-14 Riesgos Quimicos, 8-14 Carbones Minerales, Calentamiento Espontaneo, 4-239 CarbOn Mineral Pulverizado, Sistemas, 4-78, Figs. 4.5.9, 4.5.10 CarbOn Mineral, Practicas Almacenamiento, 4-240, Tabla 4.20.2 Carceles, Caso de Estudios: Incendios en las, 11-42 Carga de Fuego, Contenidos y, 11-16 Casas de Huespedes, Capitulo 10, Secci6n 11, 11-83 Caracteristicas de Ocupacion, 11-83 Aberturas Verticales no Protegidas, 11-84 Aparatos Supletorios de Calefaccion, 11-84
Areas de Almacenamiento para Pertenencias Personales, 11-84 Conversion 0 Remodelacion de Ocupaciones, 11-83 Falta de Compartimentacion contra Incendios, 11-83 Servicios de los Edificios, 11-84 Consideraciones de Seguridad Humana, 11-84 Medios de Escape, 11-84, Figs. 11.1 0.1 a 11.10.3 Otros Riesgos, 11-84 Sistemas de Deteccion y Alarma, 11-85 Separaciort de los Dormitorios, 11-86 Protecci6n con Rociadores Automaticos, 11-86 Cauchos, Plasticos y Capitulo 6 Seccion 6,6-89 Caudal, Otras Consideraciones sobre el, 8-48 CCPS Center for Chemical Process Safety, 6-112 CDC Center Disease Control, Guidelines for Public Safety Workers, 5-195 Celdas Combustible, Motores Combustion Estacionarios y, Capitulo 7 Seccion 4, 4-93 Celdas Combustibles, Instalaci6n, 4-97 Centros de Telecomunicaciones, Proteccion contra Incendios en, Capitulo 19, Seccion 11,11-179 CFR 16. Seccion 1610 Commercial Standard CS 191-53,6-47 CFR 19lO.119, Process Safety Management of Highly Hazardous Chemicals, . 5-110 29 CFR 1910.120, Hazardous Waste Operations and Emergency Response, 5-126 40 CFR. Risk Management Program for Chemical Accident Prevention, 5-111 CGA, Compressed Gas Association, 4-116 Cine y Television, Estudios y Salas de Grabacion de, Capitulo 16, Secci6n 11, 11-155 CHEMTREC Chemical Transportation Emergency Center, 5-69 Chorros contra Incendio, Capitulo 11 Seccion 5, 5-201
iNIDICE
Autobombas Departamento Combustibles Altemativos para
Bomberos, 5-201, Tablas Vehiculos, Capitulo 2,
5.11.1 a 5.11.6.
Secci6n 12, 12-15
Aniilisis de las Propiedades Quimicas,
Boquillas, 5-205, Fig. 5.11.1
Boquillas Chorro S6lido, 5-205,
Fisicas y Peligros de los
Fig. 5.11.2
Combustibles Altemativos,
Boquillas Pulverizaci6n (de niebla),
12-17
5-206, Tabla 5.11.7
Componentes del Vehiculo, Disefio y
Operacion, 12-29
Ciilculos Chorro contra Incendio
Vehiculos a Gas Natural
Linea Manguera, 5-207
Comprimido CNG, 12-30
Ecuaci6n Bemouilli, 5-207
Dispositivos de Alivio de
Ecuaci6n Continuidad, 5-208,
Presion para CNG, 12-30,
Tablas 5.11.8, 5.11.9
Fig. 12.2.7
Ecuaci6n Darcy-Weisbach, 5-208
Recipientes de Combustible
Fuerzas Reacci6n Lineas Manguera,
CNG,12-30
Boquillas y Dispositivos
Tuberia de CNG, 12-31
Aereos, 5-211
Vehiculos a Gas Natural Licuado,
Fuerzas Reacci6n Linea Manguera, 12-32
5-211, Figs. 5.11.3, 5.11.4 Dispositivos de Alivio de
Fuerzas Reacci6n Chorros
Presion del LNG, 12-33
Escaleras Telesc6picas y
Intercambiador de Calor y
Plataformas Elevaci6n,
5-212
Tuberia de LNG, 12-33
Recipientes de Combustible
Reacci6n Boquilla, 5-211
LNG,12-32
Chorro contra Incendio, Linea Manguera,
Vehiculos a Gas Licuado del
Calculos, 5-207
Petroleo, 12-33, Tabla
CMA Chemical Manufacter's
12.2.1 Association, 5-70
Dispositivos de Alivio de Clasificaci6n Construcci6n Edificios,
Presion para Gas LP, 12-34
C6digos Construcci6n y,
5-90
Recipientes de Gas LP, 12-33
Cloro, 6-81
Tuberia de Gas LP, 12-34
C6digo Incendios, Prevenci6n Incendios
Explosiones de Vapor en Expansion y
y Hacer Cumplir, Capitulo
Liquidos en Ebullicion,
12-20
7 Secci6n 5, 5-129
C6digo, Hacer Cumplir, 5-135
Estaciones de Reabastecimiento de
Vehiculos, 12-21
Combustibles Altemativos, Alll.Uisis de
Estaciones de Surtido de Vehiculos las Propiedades Quimicas y
a Gas Natural Comprimido Fisicas y Peligros de, 2-17
(CNG), 12-21, Fig. 12.2.1 Combustibles Altemativos, Respuesta de
Consideraciones del CNG en
Emergencia para Incidentes
Sitio, 12-21
de, 12-35
Componentes del Compresor de
Combustibles para Motores, Instalaciones
CNG, 12-22, Fig. 12.2.1
Suministro, 4-40
Componentes de Aalmacenaje
Combustibles Solidos, Almacenamiento
CNG, 12-22. Fig. 12.2.2
y Manejo, Capitulo 20
Componentes del Surtidor de
Seccion 4,4-239
CNG, 12-23, Fig. 12.2.3 Y
Combusti6n Subita Generalizada (Flash
Over) 1-44
12.2.4 Estimaciones Temperatura Antes de
Estaciones de Combustible para
la, 2-44
Vehiculos a Gas Natural
Licuado, 12-24
Estimaciones Temperatura Despues de
la, 246
Consideraciones del LNG en el
Sitio, 12-25
Prediccion, 2-45
Combustion, Proceso, 1- 47, Figs. 1.4.1 a
Componentes del Almacenaje
1.4.3,4-71, Fig. 4.5.1
del LNG, 12-25, Fig.
12.2.5
1-9
Componentes del Surtidor del
LNG,12-26
Estaciones de Combustible de Gas
Licuado de Petr61eo, 12-26
Tipos de Estaciones de
Combustible de Gas LP,
12-26
Consideraciones de Ubicacion
de Gas LP, 12-27,Fig.12.2.6
Componentes de Almacenaje de
Gas LP, 12-28
Componentes del Surtidor de
Gas LP, 12-29
Normas NFPAAplicables, 12-21
Panorama, 12-15
Definici6n de Combustibles
Altemativos, 12-15
Usuarios de Combustibles
Alternativos, 12-15
Prevencion de Descargas no
Intencionales y Programas
Requeridos de
Administraci6n del
Riesgos, 12-16
Aniilisis de Peligro, 12-16
Peligros de Incendio, 12-17, Tabla
14.2.1
Peligros de Incendio de Gas
Natural Comprimido, 12-18
Peligros de Gas Natural
Licuado, 12-19
Peligros de Incendios del Gas
LP,12-19
Programa para Prevenir Descargas
no Intencionales de
Propano, 12-16
Programa de Respuesta a
Emergencias, 12-16
Propiedad Quimicas y Fisicas,
12-17
Gas LP, 12-17
Gas Natural Comprimido,
12-17
Gas Natural Licuado, 12-17
Que Concieme a la Salud y a la
Seguridad, 12-20
Peligros para la Salud, 12-20
Odorizacion, 12-20
Respuesta de Emergencia para
Incidentes de Combustibles
Alternativos, 12-35
Identificacion de Vehiculos de Combustible Altemativo, 12-35, Fig. 12.2.8 Respuesta a Incendios y
Accidentes de Vehiculos,
12-35
1-10
iNDICE
Respuesta para Estaciones
Surtidoras de Vehiculos,
12-36
Resumen, 12-36
Comparativo Costo-Beneficio, Modelo,
2-36
Compartimiento en Incendio, Efectos de
los Limites del, 1-40
Comportarniento Humano en
Emergencias
Incendios, Secci6n 3,
Introducci6n, 3-1
Comportamiento Humano y el Incendio,
Capitulo 1 Secci6n 3,3-3
Percepci6n Incendio, 3-4, Tablas
3.1.1,3.1.2
Procesos Decisi6n Individuo, 3-6,
3.1.1
Compromiso, 3-7
Definicion, 3-6
Evaluaci6n, 3-6
Reconocimiento, 3-6
Revaluacion, 3-7 Figs. 3.1.2 a
3.1.5
Validacion, 3-6
Simulacros de Evacuacion Incendios,
3-10
Evaluacion Planes Evacuacion
Incendios, 3- II
Simulacros Instalaciones
Sanitarias, 3-11
Comunicacion Emergencia, Sistemas
Servicios Publicos, 5-155
Comunicaciones Radios, Sistemas, 5-157
Conceptos Diseno Medios de
Evacuacion, Capitulo 3
Secci6n 3, 3-35
Capacidad Salidas, 3-48 Tabla 3.3.3
Calculo Ancho Requerido
3-48
Carga Ocupacion, 3-48 Tabla 3.3.4
Codigo Seguridad Rumana, 3-39 Fig.
3.3.5 Acceso Salida, 3-44, Tabla 3.3.2 Fig. 3.3.7
Descarga Salida, 3-47,
Salida, 3-45, Figs. 3.3.8, 3.3.9
Fundamentos Disefio, 3- 35
Aplicacion, 3-37
Disefio Medios Egreso, 3-38,
Fig. 3.3.4 Factores Afectan Movimiento Personas, 3-36 Figs. 3.3.1, 3.3.2
Factores Rumanos, 3- 35
Metodos CaIculo Ancho Medios de
Evacuacion,3-37
Metodo Capacidad, 3-37
Metodo Flujo, 3-37, Fig. 3.3.3 Construcciones, Clasificacion de las,
Iluminacion y Carteles Salida, 3-55
10-13
Control de Fuentes de Ignicion
Carteles Salida, 3-56
Iluminacion Emergencia, 3-56
Electrostiitica, Capitulo 2
Iluminacion Salidas, 3-55
Seccion 4, 4-43
Influencia Sobre Salidas, 3-40
Control Mezclas Inflamables, 4-47
Contenido Riesgo Alto, 3-40
Definicion la Electricidad Estatica,
Contenidos Riesgo Leve, 3-40
4-43
Contenidos Riesgo Ordinario
Definicion Terminos, 4-51
(Moderado), 3-40
Capacitancia, 4-51
Carga, 4-51
Influencia Acabados Interiores, Chispa, 4-52
Mobiliario y Decoraci6n, 3- 41, Tabla 3.3.1 Corona, 4-51
Corriente, 4-51
Influencia Construccion y Diseno
Edificios, 3- 41
Descarga Escobilla, 4-51
Descarga Propagada Escobilla,
Influencia Equipos Proteccion
4-51
contra Incendios, 3-43
Energia, 4-51
Influencia Factores Psicologicos y
Habilidad para Encender, 4-51
Fisiologicos Salidas, 3-43
Influencia Riegos Contenidos, 3-40
Incendiario, 4-51
Potencial, 4-51
Instalaciones y Disposicion Salidas,
Resistencia, 4-52
3-49
Detectores Estiiticos, 4-50
Areas Refugio, 3-55, Figs. 3.3.13,
DlVisores de Campo, 4-50
3.3.14
Electrometros, 4-50
Cables y Escaleras Mano, 3-55
Electroscopios, 4-50
Cierres Antipanico, 3-52
Lamparas Neon, 4-50
Escaleras a Prueba Rumo, 3-53
Voltfmetros Electrostaticos, 4-50
Escaleras Escape Incendios,
Disipacion Electricidad Estatica, 4-45
Fig. 3.3.12, Escaleras Mecanicas Pasillos
Hurnidificacion, 4-45
Interconexion y Conexion Tierra,
Rodantes y Ascensores,
3-54
4-46
Escaleras, 3-52, Figs. 3.3.11, Ionizacion, 4-47
Tabla 3.3.5
Llama Abierta, 4-47
Pasadizos Salida, 3-53
Neutralizacion Electrica, 4-47
Neutralizador Radiactivo, 4-47
Puertas, 3-49
Rampas, 3-53
Peine Electrostatico, 4-47
Salidas Horizontales, 3-52, Fig.
Gases, 4-49
3.3.10
Liquidos Inflamables, 4-47 Fig. 4.2.1
Ventanas, 3-55
Cargas Libres Superficie Liquido,
4-48
Medios de Egreso, Definicion 3-44
Polvos y Fibras, 4-49
Fig. 3.3.6
Medios Egreso, Mantenimiento 3-57
Generacion Carga Polvo, 4-49
Simulacros Evacuaci6n y Reubicaci6n
Ignicion Polvos por Descarga
Evacuacion, 3-57
Electricidad Estiitica, 4-50
Sistemas Alarma, 3-56
Separacion Cargas, 4-44
Conexiones para Mangueras, Sistemas de
Almacenamiento, 4-44
Descarga Energia, 4-45
Columna Agua y, Capitulo
Manifestacion Electricidad
16 Secd6n 8, 8-271
Estatica, 4-45
Confmamiento de los Incendios, Seccion
Mezclas Inflamables, 4-45
10, Introduccion, 10-1
Construccion de Edificios, Capitulo 2,
Conmutadores de Energia y
Seccion 10, 10-13
Controladores, Unidades
Aislantes para Tableros de Cubierta y
Individuales, 8-145
Barrera de Vapor, 10-34,
Construcci6n Edificios, Principios
10.2.26. Simplificados Sobre, 5-87
Clasificaci6n de las Construcciones,
Construcci6n, Control Incendios
10-13
Mediante, 1-10
r
iNIDICE
Clasificaciones de E.U.A., 10-13
Notas sobre Clasificacion, 10-14,
Tabla 10.2.1, 10.2.2
Clasificacion de Tipos de Edificios,
10-15, Tabla 10.2.3
Construccion Tipo I, 10-16, Tabla
10.2.3,
Construcci6n Tipo II, 10-16,
Fig. 10.2.1
Construcci6n Tipo III, 10-17
Construcci6n Tipo IV, 10-18
Constnlcci6n Tipo V, 10-18
Tipos de Construcci6n Mixta,
10-18
Conjuntos Piso/Techo, 10-27, Fig.
10.2.17,10.2.20
Cubiertas de Tejados, 10-29
Cubiertas de Tejados Retardantes
de Incendios, 10-29
Recubrimientos Clase A, 10-29
Recubrimientos Clase B, 10-29
Recubrimientos Clase C, 10-29,
Tabla 10.2.7 Recubrirnientos de Cubierta Armados y Prefabricados, 10-29, Fig. 10.2.24, 10.2.25 Tablas, 10.2.8, 10.2.9
Tejas Planas de Madera, 10-31
Estructura de las Cubiertas, 10-28,
Fig. 10.2.21, 10.2.22,
10.2.23
Muros Exteriores, 10-19
Aberturas en las Subdivisiones
contra Incendios, 10-20,
Figs. 10.2.7, 10.2.8, 10.2.9
Muros de Carga Exteriores, 10-20,
Figs. 10.2.2 a, b, 10.2.3 a,
b, c, 10.2.4 a, b, c, 10.2.5
a, b, 10.2.6 a, b
Muros de Cortina, 10-22, Fig. 10.2.10 Paredes de Parapeto, 10-22, Figs. 10.2.11,10.2.12, Tabla 10.2.5
Paredes y Tabiques Interiores, 10-23,
Fig. 10.2.13
Muros Cortafuego, 10-24
Tabiques Cortafuego, 10-24
Proteccion contra Incendios de los
Elementos de un Edificio,
10-18, Tabla 10.2.4
Colunmas, ] 0-19
Paredes, 10-19
Muro cortafuego, 10-19
Muro de carga, 10-19
Muro de cortina, 10-19
Muro no portante, 10-19
Muro revestido, 10-19
Muro tipo "sandwich", 10-19
Pared de Cavidad, 10-19
Pared de Conducto Vertical,
10-19
Pared Hueca, 10-19
Pared de Parapeto, 10-19
Pared Exterior, 10-19
Pared Medianera, 10-19
Tabique, 10-19
Tabique contra lncendios 0
Tabique Cortafuego, 10-19
Sistemas de Construccion de Forjados, 10-24, Figs. 10.2.17 a 10.2.22
Impermeabilidad y Drenaje de
Suelos, 10-25, Tabla 10.2.6
Tipos de Sistemas de FOljados,
10-24
Conjuntos de pisos de acero y Hormig6n reforzado, 10-24, Figs. 10.2.14, 10.2,15,10,2,16,10,2,17, 10,2,18, 10.2.19 Vigas de Celosia, 10-26
Escalonadas, 10-27
Transmision, 10-26
Vigas Intersticiales, 10-27
Control de Gas, Instrumentos Portatiles,
7-94
Control de P6rdidas, Calificacion Calidad
Programas Manejo, 5-120,
Tabla 5.6.1
Controlador de Servicio Completo de Bajo Voltaje, Encendido, 8-126, Tabla 8.8.1 Fig. 8.8.9 Controlador, Elementos no Obligatorios, 8-139
Controlador, Parametros, 8-133
Controladores Combinados, Otros
Elementos, 8-144
Controladores, Elementos Estlindares,
8-136
CPAI Specification for Flame Resistant
Materials Used in a
Camping Tentage, 6-51
CPAI, Canvas Products Association
International, 6-51
CPSC, Consumer Product Safety
Commission, 6-44
CPSC, Norma de Inflamabilidad de
Textiles para.Prendas de
Vestir, 6-44
Correccionales, Centros, 11-39
Corte y Otros Trabajos Caliente,
Soldadura, Capitulo ] 0
Secci6n 4, 4-111
1-11
Casto, Modelo, 2- 35
Crecimiento Incendios, Ca1culos
Simplificados, Capitulo 4
Seccion 2, 2-39 Tabla 2.4.1
Crecimiento Incendios, Disefio Medidas contra, 1-9, Tabla 1.1.2 CSA B44, Safety Code for Elevators,
10-125
CSA C22.1, Canadian Electrical Code,
10-131
Cuerpo de Bomberos, Comunicacion,
1-11
Cuerpo de Bomberos, Disello de
Edificios y Operaciones,
10-4
Cuerpo de Bomberos, Expansion
Funcion, 5-8
Cuerpo de Bomberos, Organizaciones,
5-7
Cuidado Ambulatorio de la Salud,
Centros, 11-57
C uidado de la Salud, Ocupaciones,
Capitulo 6, Sec cion 11,
11-45
Cuidado y Mantenirniento de Sistemas
Extincion a Base de Agua,
Capitulo 17, Secci6n 8,
8-291
Cuidado y Mantenimiento de
Componentes Especificos,
8-296
Equipo Abastecimiento de Agua
Publica y Privada, 8-296
Tabla 8.17.2
Rociadores y Tuberia de
Rociadores,
8-296
Afiadir Tuberia al Sistema con
CMcul0, 8-298
Ausencia de Rociadores, 8-296
Conexiones para elCuerpo de
Bomberos, 8-300
Dispositivos de Abertura
Rapida, 8-300
Dispositivos Alarma de Flujo de
Agua, 8-300
Equipos de Rociadores al Aire
Libre, 8-301
Espacio Libre Adecuadopara
Rociadores, 8-298
lnclinacion Apropiada de
Sistema de Tuberias Seca,
8-298
Instalaci6n Adecuada
Rociadores, 8-298
Man6metro, 8-300
Posicion Apropiada de
Deflectores, 8-298
---------
1-12 iNDICE
Pruebas Caudal de Agua del
Sistema, 8-299
Sistema Diluvio y Accion
Previa, 8-300
Sistemas de Rociadores de
Tuberia Seca, 8-299
Sistemas Supervision Sistemas
de Rociadores, 8-300
Soporte Adecuado de Tuberia,
8-298
Ubicacion no Adecuada, 8-298
V,ilvulas de Control y Mediciones,
8-296
Medidores, 8-296
Valvulas de Control, 8-296
Valvulas de Retencion, 8-296
Valvulas del Servicio, 8-296
Extension de la Limpieza Requerida, 8-304
Limpieza Completa, 8-305
Limpieza Limitada, 8-305
Limpieza de Solo las Extremidades
de Sistema, 8-305
Fugas en los Rociadores, 8-305,
Seccion 8 Cap. 3
Congelamiento, 8-306
Dafios Mecanicos, 8-306 Fig.
8.17.10
Instalacion y Mantenimiento
Inadecuados, 8-306
Sobrecalentamiento, 8-307
Importancia del Mantenimiento
Sistemas Extincion, 8-292
Responsabilidad y Mantenimiento,
8-291
Inspeccion Primavera, Otofio,
8-292
Inhabilitacion del Sistema, 8-310
Mantenimiento General de Rociadores
y Tuberias, 8-293
Acumulacion de Materiales
Extrafios, 8-294
Corrosion de los Rociadores, 8-294
Fig. 8.17.1
Medidas Emergencias para
Mantener Proteccion
Durante Reparaciones a
Alteraciones, 8-295
Preparaciones Previas antes del Cierre, 8-295, Figs.8.17.2 y 8.17.3 Proteccion Tubo contra Corrosion Externa,8-295
Metodos de Limpieza, 8-305
Obstrucciones de la Tuberia, 8-301
Fig. 8.17.4 y 8.17.5
Condiciones que Indican Posibles
Obstrucciones en la
Tuberia, 8-303
Corrosion por Influencia Microbiologia (CIM), 8-302 Fig. 8.17.6 y 8.17.7 Examen Visual, 8-304
Investigacion Gravedad y
Extension de la
Obstruccion, 8-304
Limpieza por Inundacion de la
Tuberia del Sistema, 8-304
Mejillones Cebra, 8-303, Fig.
8.17.8y8.17.9
Pruebas de Flujo, 8-304
Reduccion del Dafio Ocasionado por
Agua,8-307
Sistemas de Pulverizacion de agua,
8-307
Sistemas de Rociadores Espuma
Agua y de Pulverizacion de
Espuma Agua, 8-308
Suministro de Agua, 8-309
Bombas contra Incendios, 8-309
Tanques de Almacenamiento del
Agua,8-309 Tuberias Principales Privadas para
el Cuerpo de Bomberos y
Accesorios, 8-309
Supervision Estacion Central, 8-293
Sistemas de Tuberia Vertical,
8-308
Tipos de Inspecciones de Sistemas de
Rociadores, 8-292
Contratista de Rociadores, 8-292
Cuerpo de Bomberos, 8-292
Seguro, 8-292
Departamento Bomberos, Operaciones y
Administracion, Capitulo 1
Seccion 5, 5-5
Departamento Bomberos, Tipos, 5-19
Departamento Bomberos, Vehiculos y
Equipamiento, Capitulo 9
Seccion 5, 5-163
Departamento Bomberos Voluntarios,
Combinacion Asignacion
Personal y, 5-28
Depuradores de Aire, Filtros y, 10-139
Derrames, Control, 4-182
Desfogue de Deflagraciones, Capitulo 9,
Seccion 6, 6-125
Principios Basicos de Deflagraciones,
6-125, Tablas 6.9.1, 6.9.2
Combustible, 6-126
Gas Inflamable, 6-126
Mezclas Hibridas, 6-127 Fig. 6.9.1
Polvos Combustibles, 6-126
Velocidad de Combustion y
Velocidad de Llama, 6-127
Princlpios del Desfogue de
Deflagraciones,6-128
Baja Resistencia, 6-129, Tabla
6.9.3 Desfogue de Deflagraciones de
Gas 0 Niebla en Recintos
de Baja Resistencia, 6-129
Desfogue de Deflagraciones de
Polvos y Mezclas Hibridas
en Recintos de Alta
Presion, 6-129
Resistencia del Recinto, 6-128
Variables de Desfogue, 6-128
Deteccion y Alarma, Seccion 7,
Introduccion, 7-1
Deteccion de Gas, Detector de Incendio
por,7-23
D Deteccion de Gases, Sistemas Fijos para,
7-89 Tabla 7.7.1
D100, Welded Steel Tanks for Water
Deteccion GasNapor, Sistema Fijo de,
Storage, 8-20
7-84, Figs. 7.7.1 a 7.7.3
D103, Factory Coated-Bolted Steel Tanks
Deteccion de Gas y Vapor, Sistemas y
for Water Storage, 8-20
Monitores, Capitulo 7
Decision, Modelo, 2- 30
Seccion 7, 7-83
Dedicatoria, v
Deflagracion, Principios Basicos, 6-125, Detector Termico Incendios, Respuesta,
2-49, Figs. 2.4.7,2.4.8
Tablas 6.9.1, 6.9.2
Detectores Automaticos de Incendio,
Deflagraciones, Desfogue, Capitulo 9
Capitulo 2, Seccion 7, 7-15
Seccion 6,6-125
Detectores de Calor, 7-15
Departamento Bomberos, Administracion
Detectores Combinados, 7-19,
Personal Profesional, 5-26
Fig. 7.2.6
Departamento Bomberos, Autobombas, Detector de Compensacion, 7-17,
5-201, Tablas 5.11.1 a Fig. 7.2.5
5.11.6 Tipo Lineal, 7-18, Fig. 7.2.7
Departamento Bomberos Estructura de, Tipo Lineal Continuo, 7-16,
- 5-13, Figs. 5.1.2, a 5.1.4 Figs. 7.2.2, 7.2.3
jNIDICE
Tipo Puntual, 7-18, Fig. 7.2.6 Detectores Electronicos de Calor Tipo Puntual, 7-19, Fig. 7.2.8 Detectores Termovelocimetrico, 7-17, Fig. 7.2.6, 7.2.7 Principios de Funcionamiento de
los Detectores de Calor de
Temperatura Fija, 7-16
Tipo Bimetilico, 7-16, Fig. 7.2.4
Tipo de Elemento Fusible, 7-16,
Fig. 7.2.1
Detectores de Humo, 7-19
Detectores de ChispaiRescoldos,
7-26
Detectores Fotoelectricos de
Humo,7-20
Principios de Dispersion de la
Luz, 7-21, Fig. 7.2.11
Principios de Oscurecimiento de la Luz, 7-21, Fig. 7.2.10
Detectores Humo por Muestreo de
Aire, 7-22
Deteccion de Humo por
Aspiracion Tipo Puntual,
7-23
Deteccion de Humo por el
Principio de Camara de
Niebla con Muestreo de
Aire, 7-23
Detector de lncendio por
Deteccion de Gas, 7-23
Principio del Elemento
Catalitico,
7-23
Principio Semiconductor, 7-23
Detectores Ionicos de Humo, 7-20,
Fig. 7.2.9 a y b
Detector por Muestreo
Continuo de Aire, 7-22
Detectores de Llama, 7-25
Detectores lnfrarrojos de
Llama, 7-25, Fig. 7.2.14
Detectores
Ultravioletallnfrarrojos de
Llama, 7-26
Detectores Ultravioleta de Llama, 7-25, Figs. 7.2.12, 7.2.13 Detectores que Detectan Incendios
por Energia Radiante, 7-24,
Fig. 7.2.12
Instalacion de los Detectores, 7-27
Aplicaciones Especiales, 7-28
Emplazamiento de los Detectores,
7-27, Fig. 7.2.15
Espaciamiento entre Detectores en
Cielo Raso Alto, 7-28,
Tabla 7.2.1
Espaciamiento entre Detectores de
Humo, 7-28
Mantenimiento y Prueba de los
Detectores, 7-29
Seleccion de los Detectores, 7-26
Detectores, Instalacion de los 7-27
Detectores Ionicos de Humo, 7-20,
Fig. 7.2.9 a y b Detectores, Mantenimiento y Prueba, 7-29
Detectores, Seleccion, 7-26
Determinacion de la Deficiencia del
Abastecimiento de Agua,
Capitulo 6, Seccion 8, 8-79
Analisis de los Datos de las Pruebas, 8-87 Fig. 8.6.12 Tabla 8.6.1, 8.6.4 Caudal en los Sistemas en Anillos, 8-86, Fig 8.6.10, Tabla 8.6.1
Paso N°. 1,8-87 Fig. 8.6.10
Paso N°.2, 8-87
Curvas del Caudal Hidraulico, 8-85
Tabla 8.6.2, 8.6.3,
Figs.8.6.8, 8.6.9
Determinacion Grafica del Rendimiento de los Abastecimientos Combinados, 8-87 Fig. 8.6.11 Ejemplos para Calcular la Conversion del Caudal y la Presion, 8 82 Tabla 8.6.1, Fig. 8.6.8 Y 8.6.9 Equipos de Pruebas, 8-79, Fig. 8.6.1, 8.6.2 Gradiente Hidraulico, 8-88 Fig. 8.6.l3, 8.6.14, Tablas 8.6.5 a 8.6.7 Objetivos de las Pruebas, 8-79
Prueba de caudal en una Tuberia
Publica Principal de una
Planta, 8-83
Fig. 8.6.6
Realizacion de la prueba, 8-83
Paso N°. I, 8-83 Fig. 8.6.4
86.6
Paso N°.2, 8-84 Paso N°.3, 8-84
Paso N°.4, 8-84
Calculo del flujo, 8-84 Tabla 8.6.1, Fig. 8.6.6 Pruebas Anuales, 8-84 Fig. 8.6.7 Tablas 8.6.4, 8.6.5 Relacion de las Pruebas del Caudal, 8 80, Fig. 8.6.1 a 8.6.5
1-13
Dielectrico, Calentamiento, 1-34
DIERS Design Institute for Emergency
Relief Systems, 4-186
Dinamica Desarrollo Incendios en
Compartimientos, Capitulo
3 Sec cion 1, 1-37
Carga Combustible, 1-39
Clasificaciones Incendios, 1-39
Clasificacion Basada Ventilacion,
1-40
Clasificacion Etapa Incendio, 1-40
Clasificacion Tasa Crecimiento,
1-39, Figs. 1.3.1
Clasificaci6n Tipo Proceso
Combustion, 1-39
Desarrollo del Incendio, 1-37
Efectos de los Umites del
Compartimiento sobre
Incendio, 1-40
Incendio Compartimiento Lejos
Paredes, 1- 43, Figs. 1.3.4 a
1.3.10 Incendio en Exteriores, 1-40, Fig. 1.3.2
Incendio Bajo Cielo Raso Lejos
Paredes, 1-41, Fig. 1.3.3
Efectos Ubicacion Incendio, 1-45,
Fig. 1.3.11, Tasa Liberacion Calor, 1-38, Tabla 1.3.1
Di6xido de Carbono, 6-81
Di6xido de Carbono como Agente
Extintor, Limitaciones,
9-26
Di6xido de Carbono, Propiedades de
Extincion del, 9-25
Dioxido de Carbono, Propiedades del,
9-23
Di6xido de Carbono, Sistemas de
Aplicacion, Capitulo 2,
Secci6n 9, 9-23
Disefio Basado en Desempefio, Proteccion
contra lncendios, Repaso,
Capitulo 5 Seccion 2, 2-55
Disefio Basado en Desempeiio, Que es,
2-56
Diseiios de Sistemas de Columna
Reguladora,
Consideraciones, 8-271
Diseiio Interior de Edificios,
Consideraciones sobre el,
10-3
Diseiio por Desempefio 2-55
Disolucion, Calentamiento, 1-34
Dormitorios, Separaci6n, 11-86
1-14 iNDICE
E
Concreto, 5-97, Fig. 5.5.12 Edificios de Concreto en Edificios, Construccion, Capitulo 2,
Construccion, 5-98 Figs. Seccion 10, 10-13
5.5.13,5.5.14 Edificios, Diseiio y Proteccion
Construccion Ordinaria, 5-94,
Cableados, 4-6
5.5.10
Edificios, Origenes Incendios Electricos,
Construccion Resistente Fuego,
4-3, Tablas 4.1.1, 4.1.2
5-98
Edificios, Proteccion contra Incendios de
Estructuras con Armazon Madera,
los Elementos, 10-18, Tabla
5-91, 5.5.5,5.5.6
10.2.4 Madera Pesada (Heavy Timber),
Edificios de Apartamentos, Capitulo 9, 5-93, 5.5.7 a 5.5.9
Seccion 11, 11-73
Techos Combustibles Base
Caracteristicas de la Ocupacion, 11-73
Memlica (CMDRs), 5-99
Conceptos de Seguridad Humana,
Tipos Construccion Edificios, 5-90
11-76, Fig. 11.9.6 a 11.9.9
Tipo 1,5-90
Riesgos de Ocupacion, 11-73,
Tipo II, 5-90
Figs. 11.9.1 a 11.9.5
Tipo III, 5-90
Edificios de Gran Altura, Torres, 10-111
Tipo IV, 5-90
Edificios Industriales, Ventilacion de,
Tipo V, 5-90
10-100
Inquietudes Generales, 5-87, Figs. Edificios Protegidos contra Incendios,
5.5.1,5.5.2 Fundamentos Diseiio,
Principios Simplificados sobre
Capitulo 1 Seccion 1, 1-3
Construccion Edificios,
Edificios Subtemlneos, Edifieios sin
5-87
Ventanas y, 10-115
Contenidos, 5-89
Efectos de Construccion de Edificios y
Gravedad y Desplome Edificio,
Sistemas Protecdon c{)ntra
5-88, Figs. 5.5.4
Incendios Sobre Seguridad
Otros Riesgos, 5-90
Bomberos, Capitulo 5
Reaccion Edificio Fuego, 5-89
Seccion 5, 5- 87
Elaboracion Maderas, Instalaciones y
Areas Especfficas Preocupaeion, 5-100
Procesos, Capitulo 11
Abastecimiento Agua, 5-100
Seccion 4,4-121
Alarmas y Entrenamiento Personal, Electricidad Estatica, Calentamiento por, 5-100
1-35
Compartimentacion e Integridad
Electricidad Estatica, Disipacion, 4-45
Estructural, 5-101
Emergencia por Voceo, Sistema de
Compartimentaci6n, 5-1 1,
Comunicacion de Alarma, Fig. 5.5.15
7-10, Fig. 7.1.3 Integridad Estructural, 5-1 01
EMS Servicios Medicos de Urgencias, Otras Areas Preocupacion, 5-102
5-10,5-126,5-144,5-195 Construccion Edificios
Energia Electrica, Plantas Generadoras,
Ocupados, 5-102
Capitulo 21, Seccion 11,
Construccion Liviana, 5-102
11-195
Edificios Desocupados, 5-102
Energia Emergencia y Reserva,
Estadios, 5-102
Suministros, Capitulo 4
Techos Aftadidos, 5-102
Seccion 4, 4-65
Planeamiento Previo Incendio,
Energia Radiante, Detector de Incendio,
5-100
7-24, Fig. 7.2.12
Propagacion Llama, 5-10 I, Fig.
Enfriamiento y Calentamiento de Aire,
5.5.16
Equipos de, 10-138
Rociadores Automliticos, 5-100
Emergency Response Guidebook, 2000,
Codigos Construccion y Clasificacion
5-80,6-119
Construccion Edificios,
Ensefianza,Ocupaciones, 11-29, Tabla
5-90
11.4.1 Construccion no Combustible,
Ensefianza y Guarderias, Ocupaciones,
5-96
Capitulo 4, Seccion 11,
Acero, 5-97. Fig. 5.5.11
11-29
°
Entrenamicnto contra Incendios, Disefio Instalacion, 5-147, Fig. 5.8.7 EPA Environmental Protcction Agency, 4-273,5-110,5-166,6-109, 8-259,9-8 EPA: FERMA, Federal Emergency
Management Agency,
6-109
Equipamiento para Manipulacion de
Materiales, Capitulo 14,
Seccion 11, 1I-13 5
Camiones Industriales, 11-135
Designaciones por Tipo y Areas de Utilizacion, 11-135, Tabla 11.14.1, Figs. 11.14.1 y 11.14.2
Mantenimiento y Reparacion,
11-139
Recarga y Reabastecimiento,
11-138
Rlesgos y Prevencion de
Incendios, 11-13 8
Grlias, 11-146
Transportadores Neumaticos, 11-144
Aberturas de Ventilacion de Alivio
para los Conductos de los
TTansportadores, 11-145
Atmosferas Inertes, 11-144
Conductos de los Transportadores,
11-144
Construccion y Disposici6n de los
Ventiladores, 11-145
Descripcion de los Sistemas,
11-144
Sistemas de Presion, 11-144
Sistemas de Succion, 11-144,
Fig. 11.14.11 Separadores de Aire y Material, 11-146
Transporte por Aire, 11-145
Visores de Vidrio, 11-146
Transportadores y Elevadores Meclinicos, 11-140
Control del Polvo, 11-140
Elevadores de Cangilones, 11-143
Fricci6n y Sobrecalentamiento,
11-143
Proteccion contra Electricidad
Estlitica, 11-141
Protecci6n contra Incendios,
11-140
Protecci6n de las Aberturas de los
Transportadores, 11-141
Metodo de aspersion de agua,
11-141, Figs. 11.14.3 a
11.14.6
iNIDICE
Puertas cortafuegos, 11.142,
Figs. 11.14.7 a 11.14.10
Temperatura, 11-140
Equipo Electronico, Proteccion del,
Capitulo 20, Seccion 11,
11-189
Equipos de Movimiento de Aire,
Capitulo 11, Seccion 6,
6-143, Tabla 6.11.1
Componentes de los Sistemas de
Ventilacion y Distribucion
de Alre, 6-143, Tabla
6.l1.1, 6.1l.2 hasta 6.1l.9,
Fig.6.11.1
Peligros de Usos Especificos, 6-145
Equipos Separadores y Colectores,
6-151, Fig. 6.11.5 a 6.11.8
Unidades de filtro de aire de
alto rendimiento, 6-152
Sistemas de Coleccion de Polvo y
Transporte de Desechos y
Materia, 6-150
Ductos, 6-150
Ventiladores, 6-150
Ventilacion de Vapores
Inflamables,6-145
Ductos, 6-147
Equipos ehktricos, 6-149
Ventilacion de Vapores y Humos
Corrosivos, 6-149, Figs.
6.11.2, 6.11.3
Ventilacion de Equipos de Cocina,
6-149, Fig. 6.11.4
Equipos Electricos, 6-150
Ventiladores, 6-149
Ductos, 6-149
Dispositivos de extraccion de
grasa, 6-149
Proteccion contra Incendios, 6-152
Limpieza, 6-154
Compuertas, 6-154
Control de Electricidad Estatica,
6-153
Equipos Portatiles de Extincion,
6-153
Prevencion de Explosiones y
Ventilacion de Alivio de
Defiagracion, 6-153
Separadores Magneticos, 6-153
Sistemas de Extincion de
Incendios, 6-152
Equipos de Separacion y
Recoleccion, 6-153, Fig.
6.11.7,6.1l.8
Ventilacion de Vapores
Infiamables, 6-153
Ventilacion de Equipos de
Cocina, 6-153
Equipo de Procesos Quimicos, Capitulo
15 Secci6n4, 4-177
Control Derrames, 4-182
Limpieza Derrames Pequefios,
4-182
Prevenci6n Derrames, 4-183
Estabilidad y Sensibilidad Golpe,
4-184
Instrumentacion Seguridad, 4-186
Reactores, 4-185
Reactores Continuos, 4-185
Reactores por Lote, 4-185
Metodos Transferencia Calor, 4-185
Mezclado, 4-186
Puntuaci6n,4-186
Recipiente, 4-185
Relevo Presi6n Reactores Lote,
4-186
Fuentes Ignicion, 4-182
Operaciones y Equipo Planta
Quimica, 4-187
Adsorci6n, 4-188
Calentadores y Enfriadores
(Transferencia de Calor), 4-187
Cristalizacion, 4-188
Destilacion, 4-188
Evaporaci6n, 4-188
Filtraci6n y Aglomerado, 4-188
Flujo Fluidos, 4-187
Mezclado, 4-187
Molido y Triturado, 4-187
Secado,4-188
Separacion Mecanica, 4-187
Proteccion a Exposiciones, 4-181
Riesgos Transferencia Calor, 4-183
4.15.4
Reacciones Endotermicas, 4-184
Reacciones Exotermicas, 4-184
Ubicacion Planta, 4-177
Distancias Separaci6n, 4-177,
Tabla 4.15.1, Figs. 4.15.1 a
4.15.3
Otros Medios Control Perdidas,
4-180
Equipos y Artefactos Electricos, Capitulo
1 Secci6n 4, 4-3
Arcos y Recalentamiento Sistemas
Electricos, 4-3
Artefactos Domesticos Electricos,
4-23
Acondicionadores Aire
Habitaciones, 4-23
Almohadillas Termicas y Mantas
Electricas, 4-25,
Equipos Calefaccion Electricos,
4-23
1-15
Equipos Entretenimiento Casa, 4-25 Fig. 4.1.28 Estufas EIectricas, Homos Pared y
Equipos Cocina Mostrador,
4-23
Lamparas Descarga Electrica (Alta
Intensidad), 4-24
Lamparas Descarga Electrica
(Fluores-centes),4-24,
Lamparas Incandescentes, 4-23,
4.1.26
Lamparas Portatiles Mano, 4-24,
Fig. 4.1.27
Lavadoras y Secadoras Ropa, 4-25
Planchas para Ropa, 4-25
Refrigeradores, 4-23
C6digos y Normas, 4-5
C6digo Electrico Canadiense
(Canadian Electrical Code),
4-5
Fabricantes Equipos Electricos
Listados y Rotulados, 4-6
National Electrical Code, NEC
(ANSIINFPA 70), 4-5
National Electrical Safety Code
(C6digo Nacional de
Seguridad
Electrica), (ANSI C2), 4-5
National Electrical Code®
Handbook (Manual Codigo
Etectrico Nacional), 4-5
Disefio y Protecci6n Cableados Edificios, 4-6
Calcul0 Cargas, 4-20
Cargas Alimentadores, 4-20, Tabla
4.1.7 Circuitos Derivados para Alumbrado y Artefactos, 4-18, Figs. 4.1.24. 4.1.25 Tablas 4.1.5, 4.1.6 Cortacircuitos para Falla de Arco
(AFCIs),4-17
Fallas Cortocircuitos y Arcos,
4-17
Dispositivos Combinaci6n AFCI y
GFCI,4-18,
Dispositivos Proteccion contra
Sobrecorriente, 4-14,
Cortacircuitos, 4-14 4.1.16
Dispositivos Proteccion
Sobrecorriente Limitadores de Corriente), 4-15 Fig. 4.1.7
Dispositivos Termicos, 4-15
Fusibles Cartucho, 4-14. Figs.
4.1.14,4.1.15 Fusibles Tapon Temporizados, 4-14 Figs. 4.1.11 a 4.1.13
1-16 iNDICE
Tableros Distribucion, 4-27
Fusibles Tapon, 4-14
Lugares Expuestos Humedad y Polvos
Entrada Servicio, 4-6 Figs. 4.1.1 a
no Combustibles 4-31
4.1.4 Origenes Incendios EIectricos
Identificacion Conductores,
Tenninales, Circuitos, y
Edificios, 4-3, Tablas 4.1.1,
Circuitos Derivados, 4-18
4.1.2
Interruptores Circuito Para Fallas Descuido u Omision, 4-5
Falta Mantenimiento, 4-4
Conexion Tierra (GFCI), 4-15 Figs. 4.1.17 a 4.1.19 Instalacion Inadecuada, 4-4
Interruptores, 4-22
Uso Incorrecto, 4-5
Numero Circuitos Derivados
Problemas Electricos Ocupaciones
Requeridos, 4-21
Especiales, 4-32
Pararrayos y Descargadores Clases Divisiones Lugares
Sobretensiones-Cableado Peligrosos, 4-32,
Edificios, 4-9 Fig. 4.1.6 Clase I, Division 1,4-33 Figs.
Proteccion Tableros Cortacircuitos
4.1.31 a 4.1.33
y Sobrecorriente Cab1eados
Clase I, Division 2, 4-33
Edificios y Equipos, 4-12,
Clase II, Division 1,4-34
Tablas, 4.1.10 a 4.1.12
Figs. 4.1.8 a 4.1.10
Proteccion contra
Clase II, Division 2, 4-34
Clase III, Division 1,4-34
Sobrecorriente, 4-12
Clase III, Division 2, 4-37
Tableros Cortacircuitos, 4-12
Proteccion Fisica, 4-9 Tabla 4.1.3,
Equipos para Uso Lugares
Peligrosos, 4-37
4.1.4, Fig. 4.1.5
Requisitos para Conexion Tierra
Garajes Comerciales (Reparacion y
Cableado Edificios, 4-9
Almacenamiento), 4-40
Hangares, 4-40
Tamafio Minimo Requerido
Alimentadores, 4-21
Instalaciones Suministro
Cordones y Cables Flexibles, 4-22
Combustible para Motores,
4-40
Tipos Metodos y Materia1es
Cableado, 4-18 Figs. 4.1.20
Lugares Reunion, Teatros, Areas
a 4.1.23
Estudios Cine y Television,
Areas Presentaciones
Equipos Electricos para Uso
Artisticas y Lugares
Exteriores, 4-30
Similares, 4-41
Avisos Electricos e Iluminacion
Lugares para Anestesia, 4-41
Contomo, 4-30
Lugares Peligrosos (Clasificados) Cercas EIectricas, 4-30
General, 4-32 Tablas 4.1.9 Descripcion Dispositivos, 4-30
a 4.1.13 Marinas y Patios para Botes,
Plantas A1macenamiento Grane1 4-30
(Liquido Inflamable), 4-41
Equipos Industriales y Comerciales,
Plantas Quimicas, 4-41
4-26
Procesos Aplicacion Pulverizacion
Ascensores, Montaplatos,
Inmersion y Revestimiento,
Escaleras Mecimicas,
4-41
Pasare1as Moviles, Eleva
Sistemas Emergencia, 4-31 Figs.
dores para Sillas Ruedas y
4.1.29,4.1.30
Elevadores de Silla para
Sistemas Sefiales y Comunicaciones,
Escaleras, 4-29
4-31
Cables Calefaccion, 4-29
Equipos y Procesos Automatizados,
Condensadores, 4-27
Capitulo 8 Seccion 4,
GrUas y Montacargas, 4-28
4-101
Homos, 4-26
Maquinas Herramientas, 4-27
AnaIisis Proceso, 4-102
Conexion Tierra, 4-103
Motores, 4-26
Redes Potencia y Distribucion,
Reostatos y Reactores, 4-28
4-103
Salas Proyeccion Cine, 4-28
Consideraciones Generales, 4-10 1,
Salas para Centros Control
Motores, 4-27
Fig. 4.8.1
Equipos Procesos Automatizados,
4-102
Analisis Controlador, 4-102, Tabla
4.8.1
Seguridad, 4-102
Nonnas Re1ativas Equipos Procesos
Automatizados, 4-104
Soluciones Disefio, 4-103
Aplicacion y Mantenimiento
Software, 4-104
Interferencias Ruido EIectrico,
4-103
Especiales Extincion, Casos, 1-58
Espontaneo, Calentamiento, 1-33
Espuma, Disefio Camiones Industriales de, 9-62, Figs. 9.4.32, 9.4.33 Espuma, Dosificadores del Concentrado de, 9-46, Figs. 9.4.3, a 9.4.5
Espuma, Equipo Generador de, 9-57
Espuma, Metodos para Generar, 9-46,
Fig. 9.4.2 Espumas para Combatir Incendios, Usos,
Limitaciones de, 9-41
Espuma, Sistemas y Agentes de
Extincion de, Capitulo 4,
Seccion 9, 9-41
Espuma Tipos de, 9-42
Estacion Central, Sistema de Alanna de
Incendios, de, 7-10
Estacion de Bomberos, Disefio, 5-142
Estacionamiento, Garajes de, 11-94
Estatica, Detectores, 4-50
Estructuras (Sistemas Tradicionales), Pro-teccion de, 4-60
Estructuras Especiales, Capitulo 7,
Seccion 10, 10-111
Edificios con Galerias Cubiertas,
10-122
Factores de Incendio en las
_Galerias Cubiertas, 10-123
Proteccion contra Incendios de las
Galerias Cubiertas, 10-123
Edificios sin Ventanas y Edificios
Subterraneos, 10-115
Aspectos de la proteccion contra
Incendios que son
Comunes a los Edificios
Subterraneos y a los
Edificios sin Ventanas,
10-115
Edificios sin Ventanas, 10-115
Edificios Subterraneos, 10-115
Estructuras con Derecho Aereo (Air
Right), 10-121, Fig. 10.7.5
Lugares de Reunion al Aire Libre,
10-119
iNIDICE
Carpas, 10-119
Estructuras de Membrana, 10-120,
Fig. 10.7.4
Estructuras de los Parques de
Atracciones, 10-120
Tribunas, 10-119
Muelles y Estructuras Rodeadas de
Agua, 10-121
Embarcaciones Amarradas
Permanentemente, 10-121
Muelles, 10-121
Otras Estructuras Rodeadas de
Agua, 10-121
Otras Estructuras Especiales, 10-123
Avisos, to-l23
Garajes de Estacionamiento
Abiertos, 10-123
Puentes, 10-118
Puentes de Carreteras, 10-118
Puentes Ferroviarios, 10-118,
Fig. 10.7.3 Torres y Edificios de Gran Altura, 10-111
Edificios de Gran Altura, 10-112
Torres, 10-111
Torres de Enfriamiento de Agua,
10-112
Construccion, to-112, Fig. 10.7.1,
10.7.2 Consideraciones sobre la
Proteccion contra
Incendios, 10-113
Protecci6n contra Incendios de las
Torres de Enfriamiento de
Agua, 10-114
Torres Transmisoras de Television,
Microondas y Radio,
10-114
TUneles, 10-116
TUneles para Automoviles y Trenes, 10-116, Tabla to.7.1 Consideraciones Especificas para TUneles mas Largos, 10-U8 Consideraciones Generales,
10-116
Tuneles Peatonales, 10-118
Estudios y Salas de Grabacion de Cine y
Television, Capitulo 16,
Seccion 11, 11-155
Caracteristicas de la Ocupacion,
11-155, Fig. 11.16.1
Caracteristicas de Operacion, 11-159
Experiencia Hist6rica de Incendios,
11-156
Estudios de Cine, 11-156
Estudios de Radio y Television, 11-157
Proteccion contra Incendios, 11-159
Riesgos de la Ocupacion, 11-157
Calefaccion, Ventilacion y Aire
Acondicionado Portatiles,
11-158
Carga de Combustion, 11-157
Consideraciones Electricas, 11-157
Construccion del DecoradofTrabajo
en Caliente, 11-157
Efectos Especiales, 11-158
Humo, 11-158
Llama Abierta, 11-158
Pirotecnia, 11-158
Decoraciones, 11-158
Orden y LimpiezaIFumar, 11-158
Seguridad Humanal Egreso, 11-158
Etileno, 6-82
Explosiones, Capitulo 5 Seccionl, 1- 61
Principios Fundamentales
Explosiones, 1-61
Explosiones Gas, 1- 62
Explosiones Nubes Vapor, 1-62
Explosivos Fase Condensada,
1-61
Fragmentos Primarios y
Secundarios, 1-64
Ondas Explosion, 1-62, Figs. 1.5.2,
1.5.3, 1.5.4 Tabla 1.5.1
Picos Presion, Energia, y Duracion
Liberacion Energia, 1-61
Fig. 1.5.1
Tipos Explosiones, 1-65
Deflagraciones Gases y Vapores
Inflamables, 1- 65, Fig.
1.5.5 Deflagraciones Polvos Combustibles 1-67, Fig. 1.5.8 Tablas 1.5.2, 1.5.3 Detonaciones Gases, 1- 66, Fig. 1.5.7 Explosiones Vapor: Interacciones de Sustancia Fundida Agua, 1-70, Fig. 1.5.9, Explosiones Nubes Vapor, 1-71 Tabla 1.5.5
Explosiones Reaccion Quimica,
1-69, Tabla 1.5.4
Explosivos y Agentes de Fragmentacion,
Capitulo 8, Secci6n 6,
6-115
Almacenamiento de Materiales
Peligrosos, 6-119
Polvorines, 6-119, Tabla 6.8.2 y
6.8.3
Clases de Explosivos, 6-117
1-17
Recomendaciones OND para
Clasificacion, 6-117
Division 1.1., Division 1.2,
Division 1.3,
Division 1.4, Division 1.5,
Division 1.6,6-118. Tabla
6.8.1
Otros Sistemas de Clasificacion,
6-118
Explosivos de Dos Componentes,
6-118
Explosivos Permitidos, 6-118
Combate de Incendios que Involucran
Explosivos y Agentes de
Fragmentacion (voladura),
6-123
Destruccion de Materiales Explosivos,
6-123
Fabricacion de Materiales Explosivos,
6-118
Historia, 6-115
Naturaleza de los Materiales
Explosivos, 6-116
Terminologia, 6-116
Agentes de Fragmentacion,
6-116
Detonante, 6-116
Explosion, 6-116
Explosivo, 6-116
Incendio y Explosion, 6-116
Material Explosivo, 6-116
Propulsor, 6-116
Protecci6n contra Incendios de
Material Explosivo, 6-123
Tipos de Materiales y Explosivos,
6-116
Agentes de Fragmentacion
(voladura), 6-117
Explosivos Altos Primarios 0
Iniciadores, 6-117
Explosivos Altos Secundarios,
6-117
Explosivos Bajos 0 Propulsores,
6-117
Explosivos Nucleares, 6-117
Gels, Suspensiones y Emulsiones
de agua, 6-117
Transporte de Materiales Explosivos,
6-119
Exposicion, Proteccion contra la, 10-7
Explosiones de Polvo, Factores que
Afectan la Destructividad
de las, 6-137
Explosiones por Combustion, Medidas
Seguridad contra, 6-76
Explosiones, Principios Fundamentales,
1- 61
Explosiones, Tipos, 1- 65
1-18 iNDICE
Explosividad de los Polvos, Factores que Clasificacion, 4-192
Serpentines de Vapor dentro de los
Influyen en la, 6-131
Tanques, 8-25
Comportamiento Fuego, 4-193
Explosivos, Naturaleza Materiales, 6-116
Tanques a Presion, 8-28 Fig. 8.2.7
Incidentes Incendio Involucran
Explosivos, Transporte Materiales, 6-119
Aerosoles, 4-193
Tabla 8.2.4
Extincion Fuego, Teoria, Capitulo 4
4.16.2,4.16.3
Construccion de los Tanques a
Presion, 8-30
Seccion 1, 1- 47
Producto Aerosol, 4-191
Extintores de Incendio, Uso y
Envases, 4-191 Fig. 4.16.1
Relacion de Presion del Aire y
Productos Base, 4-192
Volumen en Tanques, 8-29
Mantenimiento de,
Capitulo 5, Seccion 9, 9-67
Propulsores, 4-191, Tabla 4.16.1,
Tanques de Almacenamiento (de
Extintores, Distribucion de los, 9-75
Gravedad y Succi6n), 8-19
Plantas Llenado Aerosoles, 4-193,
Bolsas de Aire, 8-30, Fig. 8.2.8
Extraccion con Solvente, Proceso de,
Mitigacion, 4-199
11-161
Prevenci6n Incidente, 4-194,
Capacidad de los Tanques, 8-21
Supresion Incendio/Explosion),
Tablas 8.2.1, 8.2.2
Extraccion con Solvente, Capitulo 17,
4-199
Construccion de los Tanques, 8-21
Seccion 11, 11-161
FCC Federal Communications
Proceso de Extraccion con
Fig. 8.2.2
Commission, 5-159
Solvente, 11-161
Disefio de Resistencia Sismica,
Facilidades Fijas de Almacenamiento de
8-20
Descripcion del Proceso, 11-161,
Agua para Proteccion
Tanques a Nivel del Suelo, 8-20
Fig. 11.17.1 a 11.17.3
contra Incendios, Capitulo
Tanques Elevados, 8-20
Eficiencia del Proceso, 11-165
2, Seccion 8, 8-19
Solventes Utilizados, 11-161
Tanques Sostenidos por
Bases de Tanques y Torres, 8-22
Terraplen, 8-20
Proteccion contra Incendios, 11-167
Bases en el Suel0, 8-22
Ubicacion, 8-19
Distribucion y Construccion,
Formato, 8-22
Tanques Soportados por Terraplenes, 11-167, 11.17.4
Materiales, 8-22
8-27 Fig. 8.2.5 y 8.2.6, Equipo de Proteccion contra
Lechada y Selladura, 8-22
Incendios, 11-168
Tabla 8.2.3 Presion del Soporte del terreno,
Torres para Tanques, 8-23
Politicas y Procedimientos, 11-168
8-22
Escaleras y Balcones, 8-23
Riesgos de Extracci6n con Solvente,
Estribos, 8-22
Construccion de las Torres, 8-23
11-165
Farm Chemicals Handbook, 6-109
Anclaje, 8-23
Operaciones Anormales, 11-167
Fase de Liberacion de Calor 1-38
Estribo Central, 8-23
Averias, 11-167
Federal Motor Vehicle Safety Standards,
Equipos de Calentamiento de los
Averia de Emergencia, 11-167
5-181
Tanques, 8-23
Sobrecargas del Sistema,
Festivales, Acomodaciones para, 11-8
Dete1TI1inacion de Capacidad del
ll-167
Fibras, Polvos y, 4-49
Calentador, 8-23, Tabla
Operaciones Normales, 11-165
Fibras y Textiles, Capitulo 3, Secci6n 6,
8.23
Arranque, Parada y Purga,
6-35, Tablas 6.3.1 a 6.3.3
Equipos y Accesorios para Tanques,
11-166
Combustibilidad de los Textiles, 6-40,
8-25
Perdida del Solvente, 11-165,
Tablas 6.3.4 a 6.3.6
Cubiertas a Prueba de
Tabla 11.17.1
Textiles no Combustibles, 6-43,
Congelacion, 8-26
Evacuacion, Calculo de Tiempos 3-23
Tabla 6.3.7
Encerramiento de VtllvuIas, 8-26
Evacuacion lncendios, Evaluacion
Textiles para Alta Temperatura y
Fosos de Vtllvulas, 8-25, Fig. 8.2.4
Planes, 3-11
'Retardantes, 6-43, Tablas
Indicadores del Nivel del Agua,
Evacuaci6n, Realizacion CMculo, 2-20
8-27
6.3.8 y 6.3.9 Evacuaci6n, Tiempo Estimado, 3-16
Fibras, 6-35
Proteccion Catodica, 8-27
Evaluacion Perdidas, Modelo, 2-33
Fibras Naturales, 6-36, Tabla 6.3.3
Tuberias Verticales de gran
Extraccion con Solvente, Riesgos de,
Tamafio, 8-26, Fig. 8.2.2
Fibras Sinteticas, 6-37
11-165
Manufacturado de Textiles, Fabricado, Tuberias de Rebose, 8-27
6-37, 6.3.1 Seleccion del Metodo de
F Apertura, Seleccion, Limpieza y Calentamiento, 8-24
Mezcla, 6-38
Calentamiento Solar de Tanques
FAA Federal Aviation Administration,
Elevados de Acero, 8-25
Cardadura, 6-38
5-154, 5-176, 6-50, 8-244
Estiramiento y Torsion, 6-39
Circulacion de Agua Caliente por
Fabricacion y Almacenamiento Productos
Hilado, 6-39
Gravedad, 8-24
Aerosol, Capitulo 16
Imprimacion, 6-39
Termometro del Calentador,
Seccion 4, 4-191
Peinado, 6-39
8-24
Almacenamiento Producto, 4-199
Urdidura, 6-39
Tuberias de Circulacion de
Tablas 4.16.2 a 4.16.5
Tejido, 6-39
Agua, 8-25, Fig. 8.2.3
Clasificacion y Comportamiento
Textiles no Tejidos, 6-39
Descarga Directa de Vapor, 8-25
lncendios Aerosoles, 4-192
-
- - - - _...................
- - - - - _....._
fNIDICE
Ropa de Protecci6n contra Calor y Flamas, 6-45
Alfombras y Tapetes, 6-46,6-50
Colgaduras, Cortinas y
Revestimientos, 6-46
Cortinas y Colgaduras, 6-49
Mantas, 6-49
Pruebas de Inflamabilidad, 6-47
Textiles en Aviones, 6-50
Textiles en Vehiculos Automotores,
6-51
Tiendas, Carpas, Estructuras, 6-51
Vestidos,6-47
Vestidos de Proteccion, 6-48
Textiles en Ambientes Especiales,
6-51
Textiles en Ambientes
Enriquecidos con Oxigeno,
6-52
Textiles Expuestos a la Intemperie,
6-52
Tratamiento Retardantes de Flama,
6-43, Tabla 6.3.10
Relaci6n de Inflamabilidad y uso
Final,6-44
Vestimenta, 6-44
Fire Engineering of Design of Steel
Structures, 10-83
Fire Marshall, 5-129, 8-12
Fire Protection Research Foundation,
6-32
Fire Retardant Chemical Association,
6-104
Fire Supression Rating Schedule, 8-44
Fluidos, Denominaciones
Intemacionales, 4-109
Fluidos Organicos Transferencia Calor,
Peligros, 4-89
Fluidos Transferencia, Tipos, 4-87
Fluidos Transmision Potencia, Sistemas,
Capitulo 9 Secci6n 4, 4-107, Fig. 4.9.1 Fluidos y Sistemas Transferencia Calor,
Capitulo 6 Seccion 4, 4-87
Figs. 4.6.1 a 4.6.3
Componentes Sistema Transferencia Calor, 4-89
Calentador 0 Vaporizador, 4-89
Sistema Tuberia, 4-89
Tanque Expansion, 4-89
Peligros Fluidos Organicos Transferencia Calor, 4-89
Historial Perdidas, 4-90
Peligros Incendio y Explosion,
4-89
Tipos Fluidos Transierencia, 4-87
Aceites Transferencia Calor y
Fluidos Sinteticos, 4-88,
Tabla 4.6.1
Agua,4-87, Sales Fundidas, 4-88
Flujo Hidniulico, Calcu1os, 3-23
FM Approvals, Underwritter
Laboratories, Inc., 10-101
Forestal, Manejo Incendio, Capitulo 3
Secci6n 5, 5-41
Forestales, Topografia, 5-48
FOljados, Sistemas de Construccion de, 10-24, 10.2.17 a 10.2.22
Forrest Product Laboratory, 6-27
Fotoelectricos de Humo, Detectores, 7-20
FPRF, Fire Protection Research
Foundation, 10-109
Fricci6n, Chipas, 1-35
Fuego, Principios, 1-24
Fuentes Ignicion, Fuentes Energia 0,
1-32
Fuga Corriente Electrica, Calentamiento
por,1-35
Fundamentos Disefio Edificios
Protegidos contra
Incendios, Capitulo I,
Seccion 1,1-3
Disefio y Proteccion contra Incendios,
1-3
Arbol Decisiones Protecci6n
contra Incendios, 1-4, Fig.
1.1.1,
Enfoque Sistematico, 1-4
Objetivos Disefio con Proteccion
contra Incendios, 1-4
Conservacion Patrimonio
Historico, 1-5
Continuidad Operaci6n, 1-5
Protecci6n Arnbiental, 1-5
Proteccion Propiedad, 1-5
Seguridad Humana, 1-5
Estrategias Disefio Seguridad contra
Incendios, 1-6
Aplicacion Agente, 1-11
Comunicaci6n Cuerpo
Bomberos, 1-11
Control de 10 Expuesto, 1-13, Fig.
1.1.4
Control Impacto Incendio, 1-6,
Fig 1.l.3
Control Incendio Mediante
Construccion, 1-10
Control Proceso Combustion, 1-7
Defensa en el Lugar, 1- 14
Deteccion y Alarma Incendio, 1-10
1-19
Disefio Medidas contra
Crecimiento Incendio, 1-9,
Tabla 1.1.2
Evacuacion 1- 14
Extincion Automatica, 1-11
Extincion Incendio, 1-13
Extincion Manual, 1-11, Tabla
1.1.3 Prevenir Ignicion, 1-6, Tabla 1.1.1 1.1.2,
Refugio, 1- 15
Remoci6n Agua, 1-13
Suministro y U so Agua, 1-13
Ventilacion, 1-13
G Galerias (Malls) Cubiertas, Centros Comerciales en, 11-17
Galerias Cubiertas, Edificios con, 10-122
Gas Natural Licuado LNG, 6-84
Gas Natural, Quemadores, 4-74, Fig.
4.5.6
Gas, Recipientes, 4-219
Capitulo 5, Secci6n 6, 6-67
Clasificaci6n de los Gases, 6-67
Clasificaci6n segtin NFPA 55, 6-67
Gases Inflamables, 6-67
Gases no Inflamables, 6-68
Gases Oxidantes, 6-68
Gases Pirof6ricos, 6-68
Gases T6xicos, 6-68
Clasificacion por Propiedades Fisicas, 6-68
Gases Comprimidos, 6-68
Gases Criogenicos, 6-68, Tabla
6.5.1
Gases Licuados, 6-68
Clasificaci6n por Uso, 6-69
Gases Combustibles,
Industriales y Medicinales,
6-69
Control de Emergencias de Gases,
6-76
Control de Emergencias con
Fuego, 6-77
Control de Emergencias sin
Incendios, 6-77
Definicion de los Gases, 6-67
Gases Especificos, 6-77
Acetileno, 6-78, Fig.6.5.4
Clasificaciones, 6-78
Control de Emergencias, 6-79
Peligro al Liberarse del
Recipiente, 6-79
Peligros dentro del Recipiente,
6-79
1-20
INDICE
Peligro del Cilindro de
Acetileno Expuestos al
Fuego, 6-79
Propiedades Fisicas, 6-78, Fig. 6.5.4
Propiedades Quimicas, 6-78,
Tabla 6.5.3
Usos,6-79
Amoniaco Anhidro, 6-80
Clasificacion, 6-80
Control de Emergencias, 6-80
Peligro al Liberarse del
Recipiente, 6-80
Propiedades Fisicas, 6-80
Peligros Dentro del Recipiente,
6-80
Propiedades Quimicas, 6-80
Usos, 6-80
Cloro,6-81
Clasificacion, 6-81
Control de Emergencias, 6-82
Peligro al Liberarse del Recipiente,
6-82
Peligros dentro del Recipiente,
6-81
Propiedades Fisicas, 6-81
Propiedades Quimicas, 6-81
Usos,6-81
Dioxido de Carbono, 6-81
Clasificacion, 6-81
Control de Emergencias, 6-81
Peligros al Liberarse del
Recipiente, 6-81
Peligros dentro del Recipiente,
6-81
Propiedades Fisicas, 6-81
Propiedades Quimicas, 6-81
Usos, 6-81
Etileno, 6-82
Clasificacion, 6-82
Control de Emergencias, 6-82
Peligro al Liberarse del Recipiente,
6-82
Peligros dentro del Recipiente,
6-82
Propiedades Fisicas, 6-82, Tabla
6.5.1
Propiedades Quimicas, 6-82
Usos,6-82
Gases Licuados del Petroleo (Gas LP),6-85
Clasificacion, 6-85
Control de Emergencias, 6-85
Peligro al Liberarse del Recipiente,
6-85
Peligros dentro del Recipiente,
6-85
Propiedades Fisicas, 6-85, Tabla 6.5.5
Propiedades Quimicas, 6-85
Usos, 6-85
Gas Natural Licuado LNG, 6-84
Clasificacion, 6-84
Control de Emergencias, 6-85
Peligro al Liberarse del Recipiente,
6-85
Peligros dentro del Recipiente,
6-85
Propiedades Fisicas, 6-84, Tabla
6.5.4 Propiedades Quimicas, 6-84, Tabla 6.5.4
Usos, 6-84
Gases para Servicios Publicos, 6-87
Clasificaci6n, 6-87
Peligros en los Recipientes, 6-88
Propiedades Fisicas, 6-87
Propiedades Qufmicas, 6-87
Usos, 6-88
Hidrogeno, 6-82
Clasificacion, 6-82
Control de Emergencias, 6-83
Peligro al Liberarse del Recipiente,
6-83
Peligros dentro del Recipiente,
6-83
Propiedades Fisicas, 6-83, ver
Tabla 6.5.1
Propiedades Quimicas, 6-82
Usos, 6-83
Metil Acetileno - Propadieno, Estabilizado (MPS), 6-86
Clasificacion, 6-86
Control de Emergencias, 6-86
Peligro al Liberarse del Recipiente,
6-86
Peligros dentro del Recipiente,
6-86
Propiedades Fisica, 6-86, Tabla
6.5.7
Propiedades Quimicas, 6-86,
Tablas 6.5.6, 6.5.3 y 6.5.7
Usos, 6-86
Oxigeno, 6-86
Clasificacion, 6-86
Control de Emergencias, 6-87
Peligro at Liberarse del Recipiente,
6-87
Peligros dentro del Recipiente,
6-87
Propiedades Fisicas, 6-86, Tabla
6.5.1
Propiedades Quimicas, 6-86
Usos, 6-86
Riesgos Basicos de los Gases, 6-69
Bleve de Gas Licuado, 6-71,
Fig.6.5.1
Intervalos de BLEVE Causado
por Fuego, 6-73
Magnitud del BLEVE, 6-73,
Figs. 6.5.2 y 6.5.3
Proteccion contra el BLEVE,
6-74
Combustion dentro de Recipientes,
6-74
Dispositivo de Alivio de sobre
Presion, 6-71
Explosiones por Combustion, 6-74,
Tabla 6.5.3
Incendios por Gases Inflamables,
6-76
Ley de Boyle, 6-70
Ley de Charles, 6-70, Tabla 6.5.2
Liberaci6n de Gases de
Recipientes, 6-74
Gases Inflamables, 6-74
Gases Licuados y Criogenicos,
6-74
Gases T6xicos y Venenosos,
6-74
Oxigeno y otros Gases
Oxidantes, 6-74
Medidas de Seguridad contra
Explosiones, 6-76
Riesgos dentro de los Recipientes,
6-69
Gases, Almacenamiento, Capitulo 18
Secci6n 4, 4-219
Gases, Control Emergencias por, 6-76
Gases, Detonaciones, 1-66, Fig. 1.5.7
Gases Ideales 0 Perfectos, Ley, 1-20
Gases Incendios, Toxicidad, 6-5
Gases Incendios, Variabilidad, Respuesta
Humana, 6-13
Gases Inertes, Extinci6n con, 1- 53,
Tabla 1.4.2, Fig. 1.4.5,
Gases Llcuados del Petr6leo (Gas LP),
6-85
Gases para Servicios Publicos, 6-87
Gases y Vapores Inflamables,
Deflagraciones, 1- 65, Fig. 1.5.5 Generacl6n Energia Accionados por
Motor, Sistemas, 4-67,
4.4.2
Guarderia, Ocupaciones de, 11-32
Guardia, Direcci6n del Servicio de, 7-76
Guidelines for the Selection of
Chemicals Protective
Clothing, 5-80
iNIDICE
Boquilla de Flujo ASME, 8-68
Fig. 8.5.13
Halon, Sistemas y Agentes que
Metodo de Medicion de Flujo de
Reemplazan Directamente
Boquilla, 8-65
aI, Capitulo 1, Seccion 9-3,
Metodo de Medicion de Flujo por Tabla 9.1.1
Tubo Pitot, 8-64 Tabla Hangares para Aeronaves, 11-96
8.5.1, Fig. 8.5.9 HARC, Halon Alternatives Research
Propiedades Hidniulicas del Agua,
Committee, 8-259
8-53
Hazardous Materials Response
Fuentes de Presion, 8-56
Handbook, 4-237
Bombeo, 8-56
HDS Hojas de Datos de Seguridad ,
Combinacion, 8-56
MSDS Material Safety
Gravedad (Tanques Elevados,
Data Sheet, 4-175, 5-66
Embalses, Tuberias
Hidniulica para Proteccion de Incendios,
Verticales), 8-56
Capitulo 5, Seccion 8, 8-53
Neumatico (tanques a presion),
Flujo de Agua a Traves de Orificios,
8-56
8-58, Tabla 8.5.1
Presion, 8-53
Coeficientes de Flujo, 8-58
Cabeza de Velocidad 0 Presion Flujo en Tubos Cortos, 8-59 Tabla
de Velocidad, 8-54 Fig. 8.5.2 Fig. 8.5.7,8.5.8 8.5.1,8.5.2 Orificio Normalizado, 8-58 Fig. Cabeza Total, 8-56
8.504, 8.5.5 Presion Normal, 8-54
Otros Orificios, 8-59 Tabla 8.5.2
Propiedades Fisicas, 8-53
Fig., 8.5.6
Densidad,8-53
Flujo de Agua en Tuberias, 8-69
Peso Especifico, 8-53
Formulas de Flujo por Perdida de
Viscosidad, 8-53
Friccion (Cabeza), 8-69
Teorema de Bernoulli, 8-56
CaJculos de Perdida por
Aplicacion del Teorema de
Friccion, 8-71 Tabla 8.5.4,
Bernoulli, 8-56, Fig. 8.5.3
8.5.5
Teorema de Bernoulli Expresado
La Formula Chezy, 8-69
Matematicamente, 8-56
La Formula Darcy-Weisbach,
Teoria de la Onda Elastica, 8-77
8-69 Fig. 8.5.14
Fig. 8.5.18
La Formula Hazen-Williams,
Hidrogeno, 6-82
8-70
Homos, Calderas para, Capitulo 5
El Diagrama Hazen-Williams, Seccion 4, 4-71
8-71 Tabla 8.5.4, 8.5.6 Hoteles, Seguridad contra Incendios en,
Figs. 8.5.15,8.5.16 11-67
Tuberias Equivalentes, 8-74
HRDC Human Resources Development
Perdidas Menores, 8-74
Canada, 5-130
Coeficiente de Flujo, 8-76
HRSG Generador de Calor Recuperado
Coeficiente de Resistencia, 8-76
de Vapor, 4-73
Fig. 8.5.17
Huespedes, Casas de, Capitulo 10,
Longitud Equivalente, 8-75,
Seccion 11, 11-83
Tabla 8.5.7, Fig. 8.5.15
Humo en Edificios, Movimiento del,
Golpe de Ariete, 8-77
Capitulo 5, Seccion 10,
Medicion del Flujo, 8-64
10-85
Calculo de Descarga, 8-65 Tabla Humo y Fuego, Restriccion de la
8.5.1,8.5.2,8.5.3, Fig. Propagacion de, 10-141
8.5.1 0 Humo, Descripcion del, 10-85,
Medidores de Flujo, 8-66 Fig. 10.5.1
8.5.11
Humo, Principios de Movimiento del,
Tubo Venturi, 8-67
10-88
Medidor Venturi, 8-67 Fig.
Humo, Produccion de, 10-86, Figs.
8.5.11 10.5.1,10.5.2
Medidor de Orificios, 8-68 Fig. Humo, Riesgos del, 10-88
8.5.12
H
1-21
I
IAFF International Association of Fire
Fighters, 5-25
ICC/ANSI A117.I, American National
Standard for Accessibility,
10-131
lEC 60204-1, Electrical Equipment of
Industrial Machines- Part 1,
General Requirements,
4-104
lEC 60268, The Objective Rating of
Speech Intelligibility by
Speech Transmission
Index, 7-69
lEEE 383, Standard for Type Test for
Class lE Electric Cables,
Field Suplices, and
Connections for Nuclear
Power Generating Stations,
6-100
IEEE 518, Guide for the Installation of
Electrical Equipment to
Minimize Electrical Noise
Inputs to Controllers from
External Sources, 4-105
IEC 60849, Sound Systems for
Emergency Purposes, 7-59
Ignicion Electrostatica, Control Fuentes,
Capitulo 2 Seccion 4, ,4-43
Ignicion, Prevenir, 1-6, Tabla 1.1.1,
Fig. 1.1.2
IMO, International Maritime
Organization, 8-238, 8-261,
IMO MSC/ Circular 668: Alternative
Arrangements for Halon
Fire for Extinguishment
Systems in Machinery
Spaces and Pump-rooms,
8-238
Incendio, Analisis Peligro de, Capitulo 2
Seccion 2, 2-15
Incendio, Duracion Equivalente, 2-46
Incendio, Introduccion Modelizaci6n,
Capitulo 1 Seccion 2, 2-3
Incendio, Modelos Matematicos, 2-5
Incendio, Operaciones Lugar, Capitulo
12 Seccion 5,5-215
Incendio y Explosion, Proteccion, 4-84
Incendios, Clasificaciones de, 1-39
lncendios, Comportamiento Humano en
Emergencias, Secci6n 3
Introduccion, 3-1
lncendios, Prevencion, 4-147
Incendios Clase B, Agua y Uquidos
Inflamables y
Combustibles, 8-10
1-22
iNDICE
EPP contra Agentes Qufmico Incendios Clase c, Agua y Equipos Electncos con Corriente, Biologicos Terrorismo, 8-ll 5-198, Tabla 5.10.3 Incendios Clase D, Agua y Metales
Normas EPP Servicios Medicos
Combustibles, 8-14
Emergencia, 5-195
Incendios Confinamiento de los, Seccion
Normas EPP Operaciones Especiales,
10, Introducci6n, 10-1
5-199
Operaciones con Soga para
Incendios de Bodegas y Planeaci6n
Previa al Inddente,
Seguridad Humana, 5-200
Operaciones Busqueda y Rescate
Operaciones de Lucha
contra, 11-124
Urbanos (USAR) y otras
Incendios en Compartimientos, Dinamica
Operaciones Tecnicas
Rescate, 5-199
Desarrollo, Capitulo 3
Normas EPP Protecci6n Respiratoria,
Secci6n 1,1-37
Incendios Forestales, Componentes
5-192
Aparatos Respiracion Autonoma
Protecci6n contra Incendios
Tierras Silvestres 0, 5-42
(SCBA), 5-192
Consideraciones Proteccion
Induccion, Calcntamiento por, 1-34
Indumentaria y Equipo de Proteccion
Respiratoria para Combatir
Incendios Forestales, 5-194
Servicios Bomberos y
Reglamentaciones OSHA y
Emergencia, Capitulo 10
National Institute of
Seccion 5, 5-185
Limpieza y Mantenimiento EPP,
Occupational Safety and
5-188
Health (NIOSH), 5-193
Norma NFPA, 5-193
Norma EPP Sistemas Seguridad
Alerta Personal (PASS),
Reglamentaciones Departamento
Transporte (DOT) E.U.A
5-195
Normas NFPAEPP, 5-186
Sobre Cilindro Aire para
Respirar, 5-193
Normas Usuario, 5-187
SCBA Presion Positiva y Normas Productos, 5-186
Demanda, 5-192
Normas EPP Operaciones Lucha
contra Incendios, 5-188
Participaci6n NFPA, 5-185
Participacion OSHA, 5-186
EPP Especializado para Combatir
Programa Certificacion Tercero, 5-187
Incendios, 5-191
Operaciones Aproximacion para Industriales, Ocupaciones, Capitulo 15,
Secdon 11, 11-147
Combatir Fuego, 5-191
Industrias de Plasticos, Vista General,
Operaciones Ingreso para
Combatir Fuego, 5-191
4-165, Tabla 4.14.1
Industrias de Plasticos y Riesgos
EPP Combatir Incendios
Relacionados, Capitulo 14
Estructutales, 5-190, Tablas
Seccion 4, 4-165
5.1 0.1, 5.1 0.2 Materia Prima, 4-168 Fig. 4.14.1
EPP Combatir Incendios Procedimientos Seguridad, 4-175
F orestales, 5-192
Capacitacion Pcrsonal, 4-176
Estres Debido Calor, 5-189
Construccion Edificio, 4-175
Operaciones Lucha contra
Sistemas Control Incendios, 4-175
Incendios Proximidad,
Proceso Plasticos, 4-165,
5-191
Proteccion Excesiva, 5-189
Riesgos Basicos, 4-166
Normas EPP Operaciones Materiales
Terminoiogia, 4-166
Acabado, 4-166
Peligrosos,5-196
Aditivo, 4-166
Elementos Proteccion contra
Agente Espumador, 4-166
Vapor, 5-197
Agente Formador Espuma,
Elementos Proteccion e
4-166
Indumentaria Proteccion
Aglutinantes, 4-167
contra Salpieadura
Compuesto (Material), 4-167
Liquidos, 5-197
Curado,4-167
Espurna (Plastico con Celdas),
4-167
Extrusion, 4-167, Fig 4.14.5
Fabricaci6n, 4-167
Fibra, 4-167
Finos, 4-167
Formado en Hoja, 4-167
Formado, 4-167
Laminado, 4-167
Lubricante,4-167
Moldeado, 4-167
Monomeros, 4-167
Pelicula Soplada, 4-167
Pelicula, 4-167
Plastico Reforzado, 4-167
Phisticos, 4-167
Plastificantes, 4-167
Polimerizacion, 4-167
Polimero, 4-167
Proceso, 4-167
Rebaba, 4-167
Relleno, 4-167
Resina, 4-167
Temperatura Autoignicion,
4-168
Temperatura Inflamacion, 4-168
Vaciado 0 Moldeado en Frio,
4-168
Viscosidad, 4-168
Proceso Produccion, 4-168
Elementos Comunes, 4-168
Moldeado Compresion, 4-170,
Figs. 4.14.4
Extrusion, 4-170 Fig. 4.14.5
Laminado Alta-Presion, 4-171
Laminado Baja Presion, 4-171
Moldeado Espumas Plasticas,
4-170 Fig. 4.14.6
Moldeado Inyeccion, 4-171,
Fig. 4.14.7
Moldeado Transferencia, 4-172
MQldeado Rotacional, 4-171
Moldeo Inyeccion y Reaccion
(RIM) [Reaction Injection
Molding], 4-171
Procesado Plasticos Reforzados,
4-171 4.14.8
Termoformado, 4-172 Fig.
4.14.9
Procesos Basicos Sistemas
Fabricacion, 4-168
Formado Hojas de Pelicula,
4-169
Formador Matcriales
Compuestos, 4-169
Moldeado Soplado 4-169, Fig.
4.14.2
iNIDICE
Recubrimiento, 4-169, Fig. 4.14.3
Vaciado, 4-169
Riesgos Incendio, 4-172,
Disposiciones Almacenamiento,
4-174
Electricidad Estiitica, 4-174
Elementos Calentamiento, 4-173
Polvos, 4-172
Practicas Orden y Limpieza, 4-175
Sistemas Ridniulicos Presi6n,
4-174
Solventes Inflamables, 4-173
Vista General Industria Phisticos,
4-165 Tabla 4.14.1
Inflamabilidad Materiales, Propiedades,
6-4
Inflamabilidad, Limites de, 1- 22, Tabla
1.2.5, 1.2.1 Inicio Ignici6n, Modelo, 2-31, Fig. 2.3.3 Inmersion y Revestimiento, Procesos
Aplicaci6n Pulverizaci6n,
4-41
Insta1aciones Industriales y Comerciales,
Planeaci6n Previa Incidente
en, Capitulo 2 Secci6n 5,
5-33
lnstalaciones Sanitarias, Simulacros, 3-11
Instalaciones Departamento Bomberos y
Entrenamiento contra
Incendios; y Sistemas
Publicos Comunicaci6n
Servicios Emergencia,
Capitulo 8 Secci6n 5,
5-141, Fig. 5.8.1
Centros Comunicaciones, 5-155,
Fig. 5.8.13
Consideraciones Disefio, 5-156
Energia, 5-157
Generadores Impulsados Motor
Combusti6n Intema, 5-157
Abastecimientos
Ininterrumpidos Energia y
Sistemas Baterias, 5-157
Instalacion Altema
Comunicaciones, 5-156
Protecci6n Centro
Comunicaciones, 5-156
Diseno Estaci6n Bomberos, 5-142
Espacio Tfpico Estaci6n
Bomberos, 5-143,
Banos y Tocadores, 5-146
Cocina, 5-145, Fig. 5.8.4
Compartimiento Vehfculos,
5-143, Fig. 5.8.2,
Cuarto Guardia, 5-145
Cuarto Lavanderia, 5-146, Fig.
5.8.5
Cuarto 0 Espacio
Descontaminacion, 5-145
Cuarto Suministro Medico
Emergencia, 5-145
Dormitorios, 5-144, 5.8.3
Oficinas, 5-146
Salon Entrenamiento, 5-146,
5.8.6
Sal6n 0 Area Sala Estar, 5-145
Planeamiento Funciones Edificio,
5-143
Selecci6n Sitio, 5-142
Disefio Instalaci6n Entrenamiento
contra Incendios, 5-147,
5.8.7
Consideraciones Disefio, 5-149
Consideraciones Generales
Edificio, 5-149
Estructuras Principales, 5-149
Area A1macenamiento, 5-154
Area Entrenamiento Conductor,
5-154
Area Prueba Aspiracion y
Bomba, 5-154
Area Rehabilitaci6n, 5-154
Area Operaciones Rescate,
5-154, Fig. 5.8.12
Edificio Sal6n Clase, 5-150,
5.8.8
Edificio Entrenamiento Fuegos
Reales, 5-152, 5.8.11
Entrenarniento Automotores,
5-153
Entrenamiento Liquidos
Inflamables, 5-153
Rescate Incendio Debido
Accidente Aereo, 5-154
Simuladores Fuga Gas/
Incendio, 5~153
Torre Entrenamiento, 5-150,
Fig. 5.8.9, 5.8.1 0
Selecci6n 8itio, 5-147
Sistemas Comunicaciones Radio,
5-157
Acceso Desde Centro
Comunicaciones Rasta
Radio, 5-159
Comunicaciones Equipo
Materiales Peligrosos,
5-161
Comunicaciones Servicio Medico
Emergencia, 5-161
Configuracion Antenas Radio,
5-159
Radios M6viles, 5-160
Radios Portiitiles, 5-160, Fig.
5.8.14
1-23
Notificaci6n Despacho
Instalacion Respuesta a
Emergencias, 5-161
Sistema Repetidor, 5-160
Terminales Moviles Datos, 5-160
Selecci6n Frecuencia Radio, 5-158
8elecci6n Sistema Radios, 5-157
Tipo Operaci6n Sistema Radio,
5-158
Duplex Completo dos
Frecuencias, 5-158
Duplex Medio dos Frecuencias,
5-158
Simplex, 5-158
Sistema Repetidor dos
Frecuencias, 5-158
Sistemas Buscapersonas Radio,
5-158
Sistemas Interurbanos, 5-158
Supresor Ruidos Mediante Tono
Codificado, 5-158
Transmisor Altemo, 5-159
Ubicaciones Transmisoras y
Repetidoras, 5-159
Uso Canales Multiples Canales
Radio, 5-159
Sistemas Servicios Publicos
Comtmicaci6n Emergencia,
5-155
Instalaciones Penitenciarias y
Correccionales, Capitulo 5,
Seccion 11, 11-37
Caracterfsticas de las Ocupaciones,
11-37, Fig. 11.5.1
Condici6n de Uso I - Salida Libre,
11-37
Condici6n de Uso II - Salida por
Zonas, 11-37
Condici6n de Uso III - Salida
Zonificada Restringida,
11-38
Condici6n de Uso IV Salida
Restringida, 11-38
Condici6n de Uso V - Confinado,
11-38
Caso de Estudio: Incendios en las
Carceles, 11-42
Control de la Ignicion, 11-39
Control de las Materias
Combustibles, 11-40, Tabla
11.5.1
Operaciones de Planificaci6n y
Adiestramiento, 11-43
Proteccion de los Ocupantes, 11-41
Compartimentacion, 11-41
Control de Rumo, 11-41
Sistemas de Cierre, 11-41
1-24 iNDICE
Sistemas de Detecci6n y Extinci6n, 11-42, Tabla 11.5.2 Enfoque Sistematico de la Seguridad contra Incendios en Centros Correccionales , 11-38, Tablas 11.5.1, 11.5.2 Limitaci6n del Tiempo
Improductivo, 11-39
Protecci6n de las Propiedades,
11-39
Seguridad, 11-39
Seguridad Humana, 11-39
Instalaciones y Procesos Elaboraci6n
Maderas, Capitulo 11
Seccion 4, 4-121
Prevenci6n Incendios, 4-130
Disefio, 4-130, Fig. 4.11.6
Mantenimiento Equipo, 4-131
PersonallProcedimientos, 4-132
Orden y Limpieza, 4-132
Soldadura, 4-132
Sistemas Calefacci6n, 4-131, Figs.
4.11.7,4.11.8
Procesos Elaboraci6n Madera, 4-121
Acabado, 4-125
Almacenamiento Materia Prima,
4-122
Almacenamiento Productos
Terminados, 4-127
Corte Chapa Madera, 4-124
Corte, 4-125
Dimensionamiento Corte, 4-123
Laminado, 4-126
Lijado, 4-126, Fig. 4.11.1
Manejo Desechos Madera, 4-127,
Figs. 4.11.2 a 4.11.5 Manufactura Paneles Aglomerados, 4-124
Pegado/Ensamble, 4-127
Producci6n Calor en Proceso,
4-130
Secado, 4-123
Terminado, 4-127, Tabla 4.11.1
Tomeado, 4-126
Protecci6n contra Incendios, 4-133
Barnizado, 4-134
Extintores Portatiles contra
Incendio, 4-133
Generalidades, 4-133
Manejo Riesgos Sistema Colector
Polvo Madera y Desechos, 4-134, Figs. 4.11.9 a 4.11.13
Terminos Usados Industria Productos
F orestales, 4-121
Integridad de las Estructuras Durante
Incendios, Capitulo 4,
Secci6n 10, 10-55
Calculo de la Resistencia al Fuego 10.4.8, 10.4.9, 10.4.10, (Fire Endurance), 10-68
10.4.11,10.4.12 Resistencia al Fuego Equivalente
Conjuntos de Techos y Cielos del Acero Estructural,
Rasos, 10-60
10-70
Construcci6n en Acero, 10-59
Resistencia Equivalente al Fuego Elementos de Concreto Reforzado,
de Concreto Reforzado, 10-61 Tablas 10.4.2, 1004.3, 10-74, Tabla 1004.7, 10.4.4 Elementos Estructurales de Acero, 10.4.17 Resistencia Equivalente al Fuego 10-61 Tablas 10.4.5, 10.4.6, de la Madera, 10-76, Figs. 10.4.7 Fig. 10.4.4, 1004.5, 10.4.11,1004.129 1004.6 Comportamiento de Otros Materiales
Paredes y Particiones, 10-60
de Construccion en
Paredes y Particiones, 10-66, Tabla
Incendios, 10-81
10.4.13, 10.4.14, 10.4.15,
Asbesto, 10-82
10.4.16 Fig. 10.4.8, 10.4.9, Concreto Liviano, 10-82
10.4.10
Mamposteria, 10-82
Sistema de Barrera, 10-59
Plasticos, 10-82
Sistemas de Concreto Reforzado,
Vidrio, 10-81
10-59, Fig. 1004.2,10.4.3, Yeso, 10-81
Tabla 10.4.1 Materiales Estructurales a Tendencias Actuales en la Protecci6n
Temperaturas Elevadas, Estructural contra
10-77, Fig. 1004.1310, Incendios, 10-82
10.4.14
Metodos Analiticos de Disefio, Acero Estructural, 10-77
10-82
Propiedad del Acero
Procedimiento de Disefio, 10-83
Estructural, 10-77
Procedimientos Usuales de Disefio
10.4.1310,1004.14, 10.4.15
Estructural para Incendio,
Protecci6n contra Incendios del
10-82, 10-83
Acero Estructural, 10-78,
Interfase, Prueba para los Sistemas en,
Fig. 1004.16, 10.4.17 12 ,
7-48
Interfase del Sistema de Alarma de
1004.18
Incendio, Capitulo 4,
Concreto Pretensado, 10-80
Concreto Reforzado, 10-79,
Secci6n 7, 7-37
Figs. 10.4.19, 1004.20,
Alarmas de Flujo de Agua del Sistema
10.4.21
de Rociadores
Automaticos, 7-37
Madera, 10-81
Alarmas de Flujo de Agua
Prueba de Resistencia al Fuego, 10-55
Accionadas Electricamente,
Historia de las Pruebas de
Resistencia al Fuego, 10-55
7-38
Procedimiento de Pruebas de
Alarmas de Flujo de Agua Incendio, 10-56, Fig. 10.4.1
Accionadas Tasas de Resistencia al Fuego,
Hidraulicamente, 7-38, Fig. 7.4.1 10-56
Alarmas de Flujo de Agua para Variaciones en Resultados de
Pruebas, 10-57
Sistemas de Rociadores Sistemas de Armazon Estructural,
Automaticos de Tuberia 10-58
Alarmas de Flujo de Agua para
Sistemas de Rociadores
Clasificaciones ilustrativas de
Resistencia al Fuego para
Automaticosde Tuberia
Construcciones de
Seca de Acci6n Previa y de
Armazones Estructurales y
Diluvio, 7-41
Barreras, 10-61
Alarmas de Flujo de Agua por
Conjuntos de Pi so y Cielo Raso,
Caida de Presion, 7-41,
10-60
Fig. 7.4.7
Conjuntos de Piso y Cielo Raso,
10-63, Fig. 10.4.7, Tabla
iNIDICE
Disposltivos Iniciadores de Alarma de Flujo de Agua Tipo Paleta, 7-40, Fig. 7.4.6 Dispositivos Iniciadores de Flujo de Agua con Interruptor por Presion, 7-40, Fig. 7.4.5 Humeda,7-38 Pruebas para los Dispositivos
lniciadores de la Alarma de
Flujo de Agua, 7-42
Valvulas de Retencion de la Alarma, 7-39, Figs. 7.4.2 a 7.4.4 Equipos Interconectados Distintos a
las Alarmas de Incendio,
7-47
Interfases de la Funcion de la
Seguridad contra Incendios,
7-45
Control de Ascensores, 7-45
Hacer regresar los ascensores,
7-45
Paralizaci6n de ascensores,
7-45
Control de Puertas, 7-45
Servicio de liberaci6n de
puertas, 7-45
Servicio para destrabar las
puertas, 7-46
Sistemas de Automatizacion de
Edificios, 7-46
Sistemas para edificios
controlados por
computadora, 7-46
Sistemas para edificios no
controlados por
computadora, 7-46
M6todos de Interfase, 7-47
Otros Sistemas Automaticos de
Supresion de Incendios,
7.45
Pruebas para los Sistemas en
Interfase, 7-48
Sistema de Rociadores Automaticos,
7-37
Supervisi6n del Sistema de Rociadores Automaticos, 7-43, Figs. 7.4.8, 7 a 7.4.11 Unidades Interconectadas de Control
de la Alarma contra
Incendios, 7-47
Innovative Research, Inc, 12-78
Institute of Electrical and Electronic Eng.
(IEEE),4-5
Instituto de Fabricantes de Explosivos
(Institute of Makers of
Explosives), 6-123
International Panel on Climate Change,
9-13
Introduccion, vii
Introducci6n Modelizacion Incendio,
Capitulo 1 Secci6n 2, 2-3
Modelos Fisicos Incendio, 2-3, Figs.
2.1.1,2.1.2
Modelos Matematicos Incendio, 2-5
Modelos Determinacion Incendio,
2-5
Modelos Dinamica Fluidos
Computaci6n (CFD), 2-8
Modelos Probabilfsticos, 2-9
Modelos Zona Incendio, 2-5,
Fig. 2.1.3,
Activaci6n Sistema Deteccion,
2-7
Comportamiento Combustion,
2-6
Efectos Cornpartimiento, 2-7
Ignicion, 2-6
Incendio Cuarto Multiple y
Propagacion Humo, 2-7
Interaccion Humana, 2-8
Modelizaci6n Efectos Incendio,
2-7
Modelizacion Supresion, 2-7
Predicciones Post-Combusti6n
Subita Generalizada
(flashover), 2-7
Propagacion Llama, 2-6
Ventilaci6n Forzada, 2-7
Tendencias, 2-9
Aceptaci6n, 2-11
Aplicaciones, 2-9
Capacidad Prediccion, 2-9
Ensayo Inflamabilidad Material,
2-11
Hardware, 2-10
Validaci6n, 2-11
Introduction to Industrial Polymers, 6-98
Investigacion de Incendios, 5-138
ISA RP12.l3, Parte II-87, Recommended
Practice: Installation,
Operations, and
Maintenance of
Combustible Gas Detection
Instruments, 7-91
ISO, International Organization of
Standardization, 5-187, 6-9
ISO 17493, Clothing for Protection
Against Heat and Flame:
Test Method for
Convective Heat
Resistance using a Hot Air
Circulating Oven, 6-48
ISO 9001, 5-187
1-25
ISO TC92/SC3, Subcommittee on Fire
Threat to People and
Environment, 6-12
J JCNFSO, Joint Council of National Fire
Service Organizations, 5-21
JCNFSO, NPQB, National Professional
Qualifications Board for
the Fire Service, 5-21
L Laboratorios que Utilizan Productos Quimicos, Protecci6n contra Incendios en, Capitulo 18, Secci6n U, 11-171, Tablas 11.18.1 y 11.18.2 Liberaci6n Calor, Tasa de ,1- 38, Tabla 1.3.1
Liquidos Inflamables y Combustibles,
Capitulo 4, Secci6n 6, 6-55
Caracteristicas de Incendios de
Liquidos que Arden, 6-58
Punto de lnflamacion, 6-58, Figs.
6.4.1 y 6.4.2 Caracteristicas de Combustion de los
de Liquidos que Arden,
6-63
Ebullicion Desbordante,
Rebosamiento, 6-63
Rebosamiento por ebullici6n
(Boilover), 6-63
Rebosarniento por espumaci6n (Slopover), 6-64 Fig. 6.4.6 Rebosamiento por espumaci6n
superficial (Frothover),
6-64
Velocidad de combustion de
Hquidos que arden, 6-64
Caracteristicas Fisicas de los Uquidos
Inflamables y
Combustibles, 6-57
Calor latente de Vaporizacion, 6-58
Densidad Relativa de Vapor, 6-57
Gravedad Especifica, 6-57
Presion de Vapor, 6-57
Solubilidad en Agua, Tension
Superficial,6-58
Velocidad de Evaporacion, 6-58
Viscosidad, 6-58
Clasificaci6n de los Liquidos
Inflamables y
Combustibles, 6-56
Liquidos Combustibles, 6-56
1-26
iNDICE
Liquidos Inflamables, 6-56
Otros Sistemas y Clasificacion,
6-56
Solidos con Punto de Informacion,
6-56
Metodos de Prevencion, 6-65
Ventilacion de Explosiones, 6-65
Peligros de los Liquidos Inflamables y
Combustibles, 6-55
Propiedades Fisicas de los Liquidos,
6-56
Temperatura de Ignicion (Auto
Ignicion), 6-59, Fig.6.4.3
Ca1culo de Volumen de Vapor y
Mezclas, 6-60
Comportamiento de Liquidos
Mezclados, 6-63
Energia Requerida para Ignicion
Vapores, 6-62
Chispas Electricas, Estaticas y
de Friccion, 6-62
Compresion Adiabaticas, 6-63
Llamas, 6-62
Superficies Calientes, 6-63
Limites de Inflamabilidad (Explosividad, 6-60
Materiales Incompatibles, 6-63
Punto de Ebullicion, 6-59
Variacion en Riesgo con
Temperatura y Presion, 6-60 Figs. 6.6.4 y 6.6.5 Y Tabla 6.4.1 Liquidos Menos Combustibles,
Sustitucion con, Capitulo 5
Seccion 6, 6-65
Liquidos Inflamables, Otros
Almacenamientos, 4-213,
Tabla 4.17.5, Figura
4.17.10 Liquidos Inflamables y Combustibles,
Almacenamiento, Capitulo
17 Seccion 4, 4-201
Liquidos Inflamables y Combustibles,
Clasificacion, 6-56
Liquidos Inflamables y Combustibles,
Manejo, 4-215
Liquidos Inflamables y Combustibles,
Peligros, 6-55
Liquidos Inflamables y Combustibles,
Transporte, 4-217
Liquidos que Arden, Caracteristicas de
Combustion, 6-63
Los Angeles School Fire Test, 6-29
London Transport Board-Reporte 95
3-36
Los Productos de la Combustion y sus
Efectos Sobre la Seguridad
Humana, Capitulo 1, Seccion 6, 6-3
Calor, 6-14
Cuantificacion de la Potencia Toxica,
6-9
Desarrollo de Riesgo Toxico en
Incendios a Escala Real,
6-15
El Fuego y los Materiales
Combustibles, 6-3
Pirolisis y Combustion, 6-3
Gases del Incendio, 6-4
Acidos de los Halogenos, 6-5
Cianuro de Hidrogeno (Acido
Cianhidrico), 6-5
Dioxido de carbono, 6-5
Fisica de la Combustion, 6-5
Irritantes Organicos, 6-5
Monoxido de Carbono, 6-4
Humo Visible, 6-14
Incendios a Escala Real, Riesgos
Toxicos, 6-15 Figs. 6.1.1,
6.1.2 Y 6.1.3
Metodos de Prueba de la Toxicidad de
Humo, 6-9
Prueba ASTM E1678INFPA 269,
6-11
Pruebas DIN S3436, 6-10
Prueba ISO 13344,6-11
Prueba NBS, 6-10
Pruebas UPITT, 6-10
Propiedades de Inflamabilidad de los
Materiales, 6-4
Pruebas de Toxicidad del Humo,
Importancia, 6-11
Toxicologia de la Combustion,
Temas Controversiales,
6-11
Riesgos Toxicos de los Incendios,
6-12
Respuesta Humana a los Gases de
Incendios, Variabilidad,
6-13
Toxicidad de los Gases de Incendios,
6-5
Asfixiantes, 6-6
Agotamiento de oxigeno, 6-7
Cianuro de hidrogeno (Acido
Cianhidrico), 6-7
Dioxido de carbono, 6-7
Monoxido de carbono, 6-6
Irritantes, 6-7
Acidos Halogenados
(Hidracidos de los
Halogenos), 6-8
Irritantes organicos, 6-8
OXidos de nitrogeno, 6-8
Lugarel'> de Culto y Museo, Salvamento
en, 11-109
Lugares Peligrosos, Equipos para Uso en,
4-37
M Madera, Naturaleza Fisica, 6-23
Madera, Practicas Almacenamiento
Combustibles, 4-246
Madera, Prevencion Incendios
Combustibles, 4-247
Madera, Procesos Elaboracion, Capitulo
11 Seccion 4, 4-121
Madera, Proteccion contra Incendio
Combustibles, 4-248
Madera, Riesgos de los Combustibles,
4-244
Madera y Productos a Base de Madera,
Capitulo 2, Seccion 6, 6-19
Madera y Materiales de Madera,
Combustion, 6-28
Disponibilidad de Aire, 6-28
Liberacion de Calor y Tasa, 6-30,
Tablas 6.2.7 Productos de Madera Fabricada, 6-31, Figs. 6.2.6, a 6.2.9 Resistencia al Fuego, 6-30, Tabla 6.2.6
Tasa de Combustion, 6-29
Madera y los Productos, Combustion,
6-26
Calentamiento e Ignicion
Esponmneas, 6-28
Fases de la Ignicion, 6-26, Tablas
6.2.2, 6.2.3
velocidad de Propagacion de
Flama, 6-29, Tabla 6.2.5
Naturaleza de la Madera y de los
Productos de Madera, 6-19
Contenido de Humedad, 6-21,
Figs.6.2.4 y 6.2.2
Derivados de La Madera, 6-22
Productos Derivados de la Madera,
6-23
Quimica de la Madera, 6-19,
Figs. 6.2.1 y 6.2.3, Tabla
6.2.1 Naturaleza Fisica de la Madera,6-23
Conductividad Termica, 6-24
Conservantes, Efectos, 6-24
Estilos de Construccion, 6-24
Propiedades Mecanicas, 6-23
Retardantes del Fuego, Efectos,
6-24
Variables que Influyen en la
Combustibilidad,6-25
iNIDICE
Principios Combustion, 5-46
Contenido de Humedad, 6-25,
Fig.6.25
Triangulo Fuego, 5-46
Calor, 5-46
Forma Ffsica, 6-25
Combustible, 5-46
Madera y Productos de Madera,
Oxigeno, 5-46
Naturaleza, 6-19
Proceso Combustion, 5-47
Manejo de Incendio Forestal, Capitulo 3
Rompiendo Triangulo Fuego, 5-47
Seccion 5,5-41
Eliminando Combustible, 5-47
Agencias Involucradas, 5-42
Reducci6n Oxigeno, 5-47
Causas Incendios, 5-41
Reduciendo Calor, 5-47
Combustibles, 5-49
Transferencia Calor, 5-48
Analisis Inflamabilidad, 5-49
Conduccion, 5-48
Combustibles Aereos, 5-52
Conveccion, 5-48
Maleza Alta, 5-53
Radiacion, 5-48
Musgo Arboles, 5-52
Topografia, 5-48
Ramas y Copas Arboles, 5-52
Elevaci6n, 5-49
Tocones, 5-52
Forma Region, 5-49
Combustibles Suelo, 5-50
Orientacion, 5-48
Hojarasca, 5-50
Pendiente Ladera, 5-49
Hojas Muertas, 5-50
Posicion Fuego Sobre Ladera, 5-49
Lena Muerta Fina, 5-51
Manejo Respuesta Incidentes Materiales Maleza Baja y Reproduccion,
Peligrosos, Capitulo 4 5-51
Pasto, 5-50
Seccion 5, 5-55 AnaIisis Problema Sobre Materiales Rakes Arboles, 5-50
Peligrosos, 5-59 Troncos Derribados, Tocones y
Antecedentes, 5-59, Tabla 5.4.2, Ramas Grandes, 5-51
Comando y Actividades Control Condiciones Combustible, 5-53
Inicial, 5-65 Compactibilidad Combustible,
5-53
Deteccion Presencia Materiales Continuidad Combustible, 5-53
Peligrosos, 5-60, Tabla Humedad Combustible Muerto,
5.4.3, 5-54
Figs. 5.4.3 a 5.4.6 Humedad Combustible Vivo,
Dimensionamiento Incidente y 5-53
Estimacion Resultados, 5-74, Tabla 5.4.7 Volumen, 5-53
Evaluacion Extension Danos Componentes Proteccion contra
Sistema Contencion, Incendios Tierras Silvestres
o Incendios Forestales,
Fig. 5.4.9 5-42
Inspeccion lncidente Materiales Comunidades Preparadas contra
Peligrosos, 5-65, Tabla Fuego, 5-44
5.4.4, Fig. 5.4.7 Predicci6n Posible Deteccion Incendios, 5-44
Extinci6n Incendios, 5-44
Comportamiento, Cuatro Denominadores
Fig.5AI0 Comunes, 5-45
Recopilacion e Interpretacion Informacion Sobre Riesgo Ordenes Normalizadas
Combatir Fuego, 5-44
y Respuesta, 5-66, Fig. Peligros Situaci6n Incendio,
5.4.8
5-44
Materiales Impresos, 5-66,
Extinci6n Incendios Pequenos,
Tablas 5.4.5, 5.4.6
Recursos Tecnicos, 5-70
5-45
Planeacion Uso Tierra y W-UI,
Vision General, 5-59, Fig. 5.4.2
5-43
Clases y Divisiones Riesgo, 5-57
Clase I (Explosivos y Agentes
Prevencion Incendios, 5-42
Detonantes),5-57
Zona Interfacial Dentro del
Division 1.1, 5-57
Entorno Urbano, Tierra
Division 1.2, 5-57
Silvestre (forestal), 5-43
Division 1.3, 5-57
Papel Rayos, 5-42
1-27
Division 1.4, 5-57
Division 1.5, 5-57
Division 1.6, 5-57
Clase 2 (Gases), 5-57
Division 2.1, 5-57
Division 2.2, 5-57
Division 2.3, 5-58
Clase 3 (Liquidos Inflamables),
5-58
Clase 4 (SoJidos Inflamables y Liquidos y Solidos Reactivos),5-58 Division 4.1,5-58
Division 4.2, 5-58
Division 4.3, 5-58
Clase 5 (Oxidantes y Peroxidos Organicos), 5-58
Division 5.1, 5-58
Division 5-58
Clase 6 (Materiales Toxicos 0 Venenosos y Sustancias Infecciosas),5-58 Divisi6n 6.1, 5-58
Division 6.2, 5-58
Clase 7 (Materiales Radiactivos),
5-58
Clase 8 (Materiales Corrosivos),
5-58
Clase 9 (Materiales Miscelaneos),
5-58
Materiales ORM-D, 5-59
Otras Definiciones, 5-59
Definiciones, 5-55, Tabla 5.4.1 Evaluaci6n Progreso y Realizacion
Ajustes Correspondientes,
5-84
Generacion Informes y
Documentacion
Subsecuente, 5-84
Terminacion, 5-84
Implementacion Respuesta Planeada,
5-82
Desempeno Funciones Control,
5-83
Establecimiento y Reforzar Procedimientos Control Escenario, 5-83, Fig. 5.4.15 Implementacion Acciones
Proteccion Seleccionadas,
5-83
Iniciando Sistema Manejo
Incidentes, 5-82
Vision General, 5-82
Planeacion Respuesta, 5-74
Desarrollo Plan Accion, 5-81
Determinar Opciones Respuesta
(Tacticas), 5-77 Figs.
5.4.12, 5.4.13
1-28
iNDICE
Detenninar Objetivos Respuesta (Estrategia), 5-77, Fig. 5.4.11 Identificacion Procedimientos Apropiados Descontaminacion,5-80 Descontaminacion (Reduccion Contaminacion),5-80 Identificar Equipo Apropiado Proteccion Personal (EPP), 5-78 Fig. 5.4.14 Selecci6n Opciones Respuesta, 5-81 Vision General, 5-74 Mangueras, Acoplamientos y Boquillas, 5-181 Marcaci6n de las Entradas, Prueba contra Incendios y, 10-128 Material Explosivo, Proteccion contra Incendios,6-123 Materiales Peligrosos, Manejo Respuesta Incidentes, Capitulo 4 Seccion 5, 5-55 Materiales Peligrosos, Nonnas EPP, 5-196 Materiales, Productos y Ambientes, Seccion 6, Introduccion, 6-1 Medios de Egreso, Definicion Tennino, 3-44, Fig. 3.3.6 Memorial Tunnel of Fire Ventilation Test Program, 12-78 Mercantiles, Ocupaciones, Capitulo 2, Seccion 11, 11-15 Military Handbook: Reliability Prediction of Electronic Equipment (MIL Handbook 217), 7-52 Metil Acetileno - Propadieno, Estabilizado (MPS). 6-86 Metodos Calculo Predicci6n de la Evacuacion, Capitulo 2 Secci6n 3, 3-15 Componentes Tiempo Evacuacion, 3-15 Tiempo Notificaci6n, 3-15 Tiempo Reaccion, 3-16 Tiempo Actividad Previa Evacuacion, 3-16 Tiempo Despiazamiento, 3-16 Ecuaciones Empiricas Tiempos Evacuacion 3-23 Figs. 3.2.2, 3.2.3 Ancho Efectivo, We, 3-24, 3.2.4,3.2.5, Tabla 3.2.3 Densidad, D. 3-25
Velocidad de los Individuos que SaIen, Tablas 3.2.4, 3.2.5, Fig. 3.2.6 Calculos Flujo Hidraulico, 3- 23 Flujo Calculado, 3- 26 Flujo Especifico Fs , 3- 26, Tabla 3.2.7 Tiempo para Pasar, 3- 27 Transiciones, 3-27, 3.2.8 a 3.2.10 Metodos Calcu10 Tiempo Desplazamiento, 3-23 Tiempo Estimado Evacuaci6n, 3-16 Factores Relacionados Tiempo Desplazamiento, 3-20, Tabla 3.2.2 Factores Relacionados Tiempos Espera, 3-16 Infonnacion Disponible Sobre Tiempos Espera (Demora), 3-17, Tabla 3.2.1, Fig. 3.2.1 Simulacion Computarizada y Modelado Diseflo Salidas, 3-30 Historia Modelado Evacuacion, 3-31 Modelos Calculo Solo Parametro, 3-30 Modelos Movimiento, 3-30 Modelos Simulacion Comportamiento, 3-30 Tipos modelos evacuaci6n, 3-30 Mezclas Inflamables, Control, 4-47 Minerales y Carb6n, Metodos de Procesamiento de, 11-212, Figs. 11.22.12 a 11.22.16 Minerias a Cielo Abierto, Metodos de, 11-206 Mineria y Procesamiento de Minerales, Capitulo 22, Seccion 11, 11-205, Fig. 11.22.1 Medios de Proteccion contra Incendios y Explosiones, 11-219 Deteccion y advertencia temprana del fuego, 11-221, Fig. 11.22.20 Detencion de la Propagacion del Fuego, 11-224 Mantener la seguridad del personal de la mina durante, una emergencia por incendio, 11-224 Protecci6n contra Incendios, 11-222, Fig. 11-22.21 Proteccion de Explosiones, 11-223 Minas, 11-223
Plantas de procesamiento de minerales y preparacion de carbon cielo abierto, 11-223 Preparacion del Carbon a Cielo Abierto, 11-225 Prevencion de Incendios, 11-219 Prevencion de Explosiones, 11-220 Mineria, 11-220 Procesamiento de Minerales y Plantas de Preparacion de CarbOn, 11-221 Metodos de Explotacion Subterranea, 11-207 Equipamiento, 11.211 Equipos para Mineria de CarbOn, 11-208 Explotacion Subteminea de Metales y no Metales, 11-209 Metodo de Camaras y Pilar, 11-209, Fig. 11.22.6 Metodo de Corte y Relleno, 11-210, Fig. 11.22.9 Metodo de Escalonamiento por Reduccion, 11-210, Fig. 11.22.8 Metodo de Escalonamiento por Subniveles, 11-209, Fig. 11.22.7 Metodo de Hundimiento de Bloques, 11-211, Fig. 11.22.11 Metodo de Hundimiento de Subniveles, 11-210, Fig. 11.22.10 Mineria de Carb6n Subterraneo, 11-208, Fig. 11.22.4 Metodo de Camaras y Pilar, 11-208 Metodo de Explotacion de Tajo . Largo, 11-208, 11.22.5 Operaciones Auxiliares, 11-209 Metodos de Mineria a Cielo Abierto, 11-206 Mineria de Cielo Abierto, 11-207, Fig. 11.22.3 Mineria de Contomo, 11-206 Mineria de Transferencia, 11-206, Fig. 11.22.2
Sistemas Especializados de
Mineria, 11.207
Metodos de Procesamiento de Minerales y Carbon, 11-212, Figs. 11.22.12 a 11.22.16
INIDICE
Riesgos de Incendios y Explosiones, 11-214, Tabla 11.22.1 a 11.22.3 Fig. 11.22.17 Riesgos de Explosion de Minas, 11-216, Tabla 11.22.4 Riesgos de Explosi6n e Incendio en Instalaciones de Procesamiento del Mineral y Preparacion del Carb6n, 11-217, Fig. 11.22.18 Y 11.22.19, Tabla 11.22.5 Modelos de Evacuaci6n (QNM, EXIT 89 Hazard I, FAST, TENAB), 3-31 Modelos, Tendencias en, 2-9 Motores, Instalaci6n, 4-94 Motores Combustion Estacionarios y Celdas Combustible, Capitulo 7, Secci6n 4, 4-93 Celdas Combustibles, 4-96 Caracteristicas, 4-96 Fig. 4.7.1 Fuentes Combustible, 4-98 Combustibles Gaseosos, 4-98 Combustibles Liquidos, 4-98 Instalaci6n Celdas Combustible, 4-97 Ubicaci6n Intemperie, 4-98 Ubicaci6n Bajo Techo, 4-98 Ubicaci6n Sobre Techo, 4-98 Protecci6n contra Incendio, 4-99 Riesgos Potenciales Incendio, 4-97 Sistemas Escape, 4-99 Tipos,4-97 Celdas Combustibles Acido Fosf6rico,4-97 Celdas Combustible Alcalinas, 4-97 Celdas Combustible Electrolito Polimero, 4-97 Celdas Combustible Oxidos S61idos, 4-97 Ventilaci6n, 4-98 Motores Combusti6nEstacionarios, 4-93 Abastecimiento Combustible, 4-95 Combustibles Gaseosos, 4-95 Combustibles Liquidos, 4-95 Instalacion Motores, 4-94, Instalaciones Electricas, 4-95 Sistemas Escape, 4-94 Ubicaci6n Motores, 4-94 Instrucciones Operaci6n, 4-96 Instrumentacion y Control, 4-95 Lubricaci6n y Sistemas Hidniulicos, 4-95 Protecci6n contra Incendio, 4-96 Riesgos Potenciales Incendio, 4-93
Seguridad en la Instalaci6n, 4-96, Fig. 4.7.2 Tipos Motores, 4-93 Motores Turbina Gas, 4-93 Motores Reciprocantes, 4-93 Movimiento del Humo en Edificios, Capitulo 5, Secci6n 10, 10-85 Descripci6n del Humo, 10-85, Fig. 10.5.1 Manejo del Humo, 10-92 Compartimentacion, 10-92, Tabla 10.5.1 Corriente de Aire, 10-94, Fig. 10.5.8 Dilucion, 10-92 Flotabilidad en Grandes Espacios, 10-95 Altura Libre Estable con Extracci6n de la Capa Superior, 10-96, Fig. 10.5.10 y 10.5.11 Altura Libre Inestable con Extracci6n de la Capa Superior, 10-96 Llenado de Humo, 10-95 Presurizaci6n, 10-93 Principios del Movimiento del Humo, 10-88 Circulaci6n a Traves de Aberturas, 10-89 Efecto de Chimenea, 10-89, Fig. 10.5.5 a, b, 10.5.6 Efectos del Viento, 10-91, Fig. 10.5.8, 10.5.9 Humo caliente vs Humo Fri6, 10-88 Influencia de Pisos y Divisiones, 10-91, 10.5.5, 10.5.7 a y b, Tabla 10.5.1 Movimiento del Humo en Edificios Altos, 10-89 Producci6n de Humo, 10-86, Fig. 10.5.1, 10.5.2 Altura de las Llamas, 10-86, Fig. 10.5.4 Flujo Volumetrico de la Columna, 10-87 Temperatura Promedio de la Columna, 10-87, Fig. 10.5.4 Riesgos del Humo, 10-88 Muestreo de Aire, Detecci6n por, 7-22
N NASA, 4-97, 6-52
1-29
National Association of State Forrester, 5-43 National Bureau of Standards NBSIR 85-3195, 1-38, National Bureau of Standards, 11-40, 11-46 National Commission on Fire Prevention and Control, 5-129 National Fuel Gas Code Handbook, 6-76 National Grain and Feed Association, Emergency Pre-plannig and Fire Fighting Manual: a Guide for Grain Elevator Operators and Fire Department Officials, 4-259 National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH), 5-193 National Institute of Standards and Technology en la Web NIST, 2-20, 6-27 National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), 4-225,6-109 National Wildland! Urban lnterfase Fire Protection Program, 5-44 NBFSPQ National Professional Qualifications Board on Fire Service Professional Qualifications, 5-132 Nebulizacion, lnnovaciones en Generaci6n de, 8-266 NEMA, National Electrical Manufacturers Association, 4-116,8-106,8-141 NFIRS, National Fire Incident Resource System, 8-178 NFPA, Aprenda a no Quemarse, 5-9, 5-139 NFPA, Codigos Nacionales contra Incendios, 5-135 NFPA, Consejo de Normas, 5-22 NFPA, Construcci6n de Edificios para el Cuerpo de Bomberos, 5-217 "l'iFPA, Correlating Committee for Professional Qualifications Standards, 5-22 NFPA ,Curriculo de Aprenda a no Quemarse, 5-139 NFPA, Fire Analysis, 5-12 Jl..'FPA, Guia de Protecci6n contra Incendios para Materiales Peligrosos, 4-226, 4-237,8-9 NFPA, Guia de Protecci6n de Incendios Sobre Materiales Peligrosos y el Manual de
1-30
iNDICE
Reactivos Pe1igrosos, 4-184 NFPA, Guia Rapida Sobre Materia1es Pe1igrosos (Haz-Mat), Edicion E1ectronica, 4-225 NFPA, Journal, 8-178 NFPA, Recordando Cuando, 5-139 NFPA, US Fire Fighter Deaths, 5-12 NFPA, Vigi1ancia del Riesgo, 5-10, 5-139 NFPA 1, Codigo Uniforme de Incendio, 5-135,8-271 NFPA 10, Norma para Extintores Portati1es 3-40,4-133, 8-14,9-67 NFPA 11, Norma para Espuma de Baja, Media, y Alta Expansion, 4-208, 7-49, 9-42 NFPA 11A, Norma para Sistema de Espuma de Media yAlta Expansion, 8-93, 8-208, 9-42 NFPA 12, Norma Sobre Sistemas de Extincion de Dioxido de Carbono, 5-114, 7-49, 9-23 NFPA 12A, Norma sobre Sistemas de Extincion de Dioxido de Carbono, 5-114, 7-49 NFPA 13, Norma para Insta1acion de Sistemas de Rociadores 3-40,4-91,4-99,4-133, 4-193,4-248,7-49,8-8, 8-40, 8-44, 8-53, 8-93, 8-152,8-161,8-175,8-195, 8-215,8-227,8-287,8-299, 8-313,10-6,10-23,10-129, 11-54 NFPA 130, Norma sobre Sistemas Ferroviarios de Guia Fija para Transito y Pasajeros, 10-116,12-78 NFPA 13D, Norma para 1a Insta1acion de Sistemas de Rociadores en Unidades de Vivienda Unifami1iares y Bifamiliares y Viviendas Moviles, 8-44, 8-169 NFPA 13R, Norma para 1a Insta1acion de Sistemas de Rociadores en Ocupaciones Residencia1es de Hasta Cuatro Pisos de Altura, 8-44, 8-169, 8-188 NFPA 14, Norma para 1a Insta1acion de Sistemas de Tomas Fijas de Agua Hidrantes Privados y Mangueras, 5-124, 8-50, 8-93,8-271,8-309,10-112
NFPA 15, Norma Para Sistemas Fijos de Aspersion de Agua para Proteccion de Incendios, 4-182,4-222,4-248, 7-49, 8-13,8-93,8-217,8-227, 8-255 NFPA 16, Norma para 1a Insta1acion de Sistemas de Rociadores de Agua-Espuma y Sistemas de Pu1verizacion de Agua Espuma, 7-49,8-93,9-42 NFPA 17, Norma Sobre Sistemas de Extincion con Productos Quimicos Secos, 5-114, 7-49,9-40 NFPA 17A, Standard for Wet Chemical Extinguishing Systems, 9-38 NFPA 18, Norma Sobre Agentes Humectantes, 8-10, 9-44 NFPA 19B, Norma sobre Equipo Protector Respiratorio para los Bomberos, 5-185 NFPA 20, Norma para Insta1acion de Bombas contra Incendio, 4-8,7-45,7-49,8-35,8-50, 8-93, 8-106, 8-113, 8-312, 11-154 NFPA 22, Standard for Water Tanks for Private Fire Protection, 8-21,8-93,8-180,8-312 NFPA 24, Norma para 1a Insta1acion de Tuberias principa1es del Servicio Privado contra Incendios y sus Accesorios, 4-133,5-124,8-180,8-225, 8-287 NFPA 25, Norma para 1a Inspeccion Ensayo y Mantenimiento de los Sistemas de Proteccion, 5-114,7-49, 8-27,8-79,8-93,8-285, 8-291,10-123,11-12 NFPA 30, Codigo de Liquidos Inflamab1es y Combustibles, 4-40, 4-130, 4-151,4-173,4-90,4,98, 4-141,4-191,4-202,5-117, 6-56,6-112, 7-84, 8-11, 8-180,9-42 NFPA 30A, Codigo de Insta1aciones de Servicio de Combustibles y Garajes de Reparacion, 4-30,4-210 NFPA 30B, Codigo para 1a Fabricacion y A1macenamiento de Productos en Aerosol, 4-191
NFPA 31, Norma para 1a Insta1acion de Equipo Quemador de Aceite, 4-91, 4-291 NFPA 40, Norma paraAlmacenamiento y Manejo de Pelicu1a de Nitrato de Ce1u10sa 4-26, 6-98 NFPA 42, Code for the Storage of Pyroxylin Plastic, 6-98 NFPA 46, A1macenamiento de Productos Foresta1es, 4-133 NFPA 49, Informacion Sobre Sustancias Quimicas y Pe1igrosas, 4-225 NFPA 50, Norma para e1 A1macenamiento y Manipu1acion de Gas Licuado de Petro1eo, 4-95, 11-10 NFPA 50A, Norma para Sistema de Hidrogeno Gaseoso en e1 Sitio de Consumo, 4-98 NFPA 50B, Norma para Sistemas de Hidrogeno Liquido en e1 Sitio de Consumo, 4-98 NFPA 51, Standard for the Design and Installation of Oxygen Fuel Gas Systems for Welding, Cutting and Allied Processes, 4-115 NFPA 51B, Norma para 1a Prevencion de Incendios en los Procesos de Corte y Soldadura, 4-132 NFPA 54, Codigo Naciona1 de Gas Combustible, 4-91, 4-95, 4-220,6-69 NFPA 55, Norma para e1 A1macenamiento, Uso y Manejo de Gases Comprimidos y Gases Licuados en Cilindros Portati1es, 4-221,6-67 NFPA 61, Norma para 1a Prevencion de Incendios y Exp10siones de Po1vo en Insta1aciones de Productos Agricu1tura y A1imentos, 4-253 NFPA 68, Guia para Venteo de Deflagraciones 1-66, 4-135,4-155,4-243,4-280, 6-76,6-125 NFPA 68-T, Standard on Explosion Venting, 6-125 NFPA 69, Norma sobre Sistemas de Prevencion de Exp10siones, 1-66,4-173,5-114
"-
- - - - - - - - - - - - - - - - -
iNIDICE
NFPA 70, C6digo Electrico Nacional NEC, National Electrical Code, 4-10,4-28, 4-65, 4-95,4-96, 4-117, 4-130, 4-145,4-157,4-173,4-210, 4-223,4-265,6-79,6-111, 6-149, 7-5, 7-27, 7-94, 8-108, 8-113, 10-112, 10-131, 10-138 NFPA 70B, Practicas Recomendadas para el Mantenimiento del Equipo Electrico, 5-114 NFPA 70E, Standard for Electrical Safety Requirements for Employee Workplaces 4-5 NFPA 72, C6digo Nacional de Alarmas de Incendio 1999,1-38, 5-114,7-5,7-37,7-53, 7-90,8-108,8-293,10-129, 10-142, 11-54 NFPA 75, Norma para Protecci6n de Equipos de Computo y Procesamiento de datos 4-5,8-14 NFPA 77, Practica Recomendada Sobre Electricidad Estatica, 4-173,4-216,5-117,6-154 NFPA 79, Norma Electrica para Maquinaria Industrial 4-5, 4-104 NFPA 80, Norma sobre Puertas Cortafuego y Ventanas Cortafuego, 5-114, 6-111, 10-127 NFPA 80A, Recommended Practice for Protection of Building from Exterior Fire Exposures, 1-6,10-7,10-20 NFPA 85, Codigos de Peligros en Calderas y Sistemas de Combustion, 4-73, 4-91 NFPA 86, Homos y Hogares, 4-134, 6-146,7-83 NFPA 88A, Norma para Garajes de Estacionamiento, 10-124 NFPA 90A, Norma para la Instalacion de Sistemas de Aire Acondicionado y Ventilaci6n, 10-13 7 NFPA 90B, Norma para los Sistemas de Calentamiento de A ire y Aire acondicionado 4-24 NFPA 91, Norma Para Sistemas de Extraccion para Transporte por Aire de Vapores, Gases, Neblinas y Solidos Particulados no
Combustibles, 4-173, 4-268,6-143 NFPA 92A, Practica Recomendada para Sistemas de Control de Humo, 6-143,10-141, 10-9,11-41 NFPA 92B, Guia para los Sistemas de Manejo de Humo en Centros Comcrciales, Atrios y Areas grandes 2-4,10-85,10-141,11-9 NFPA 96, Norma para Control de Ventilacion y Proteccion contra Incendios del Funcionamiento de Cocinas Comerciales, 11-10 NFPA 99, Norma de Instalaciones de Cuidado de la Salud, 11-54 NFPA 101, Codigo de Seguridad Humana 2-16,3-35,3-52, 5-135,5-219,6-50, 7-34, 8-45,8-177,8-271,10-3, 10-4,10-37,10-92,10-111, 10-125,10-141,11-5,11 15,11-23,11-3,11-37, 11-45 NFPA lOlA, Guia Sobre Enfoques Altemativos de la Protecci6n de la Vida, 11-27 NFPA 102, Standard for Grand Stands, Folding and Telescopic Seating, Tents, and Membrane Structures, 6-52,6-119 NFPA 105, Practica Recomendada para la Instalacion de Ensamblajes de Puertas para el Control del Humo, 10-128 NFPA 110, Norma para Sistemas de Energia de Emergencia y de Reserva, 4-58, 5-114, 5-157,7-60,8-116,10-112 NFPA 111, Norma sobre Sistemas de Suministro de Emergencia con Energia Electrica y de Energia de Reserva, 5-157, 7-60 NFPA 204, Norma para la Ventilacion de Humo y Calor, 10-5, 10-99 NFPA 214, Norma sobre Torres de Enfriamiento de Agua, 10-114 NFPA 220, Norma para Tipos de Construcci6n de Edificios, 4-221,5-90,6-110,10-13, 10-13
1-31
NFPA 230, Norma para la Protecci6n contra Incendios de los Almacenamientos, 4-122, 4-175,4-246,6-100,8-195 NFPA 231, Norma Sobre Almacenamiento en General, 8-154 NFPA 241, Norma de Seguridad en Operaciones de Construcci6n, Modificaci6n y Demolici6n, 11-20 NFPA 251, Metodos normalizados de los Ensayos sobre Resistencia al Fuego de Construccion y Materiales de los Edificios 2-46, 5-90, 6-30 NFPA251/ASTM E119, Metodos Normalizados para los Ensayos de Incendio y de la Construcci6n y los Matcriales de Edificios, 5-91, 10-16, 10-56 NFPA 252, Metodos Normalizados para Pruebas contra Incendios de los Conjuntos de Puertas, 10-128 lSFPA 253, Metodo Normalizado de Prueba de Flujo Radiante critico de Sistemas de Revestimiento de Pisos Mediante una Fuente de Calor Radiante, 3-41, 6-50,10-22, 10-38, 10-130 r-;FPA 255, - Metodo Normalizado de Pruebas de las Caracteristicas de Combusti6n Superficial de los Materiales de Construcci6n, 6-49, 6-100,10-38,10-131, 11-48 NFPA 259, Metodo Normalizado de , Prueba del Potencial Calorifico de los Materiales, 10-16 lSFPA 260, Metodos Normalizados de Pruebas y Sistemas de Clasificaci6n de Resistencia de Tapizados de Muebles 0 Cigarrillo 3-43,6-106 NFPA 261, Metodos de Prueba para Determinar Resistencia del Revestimientos de Muebles o Colillas de Cigarrillos 3-43,6-106 NFPA 262, Standard Method for Test for Flame Travel and Smoke of
1-32 iN DICE
Wires and Cables for Use in Air-Handling Spaces, 10-142 NFPA 265, Standard Method for Fire Tests for Evaluating Contribution of Wall and Ceiling interior Finish to Room Fire Growth, 6-50, 10-48 NPFA 267, Metodo Normalizado de Pruebas de Caracterfsticas de Incendio de Colchones, Ropa de Lana Expuestos a Llamas, 3-43, 6-106 NPS National Park Service, 5-42 NFPA 268, Metodos Normalizados de Pruebas de Incendio para Evaluar la Contribuci6n del Acabado Interior de Paredes y Cielorrasos en Crecimiento de Incendio 3-41 NFPA 269, Standard Test Method for Developing Toxic Potency Data for Use in Fire Hazard Modeling, 6-10 NFPA 272, Standard Method of Test for Heat and Visible Smoke Release Rates for Upholstered Furniture, 6-103 NFPA 286, Standard Method for Fire Test for Evaluating Contribution of Wall and Ceiling Interior Finish to Room Fire Growth, 6-101, 10-38, 10-48 NFPA 306, Norma para el Control de Peligros de Gas en Recipientes, 4-213 NFPA 307, Norma para la Construcci6n y Protecci6n contra Incendios de los Terminales Maritimos, Muelles y Embarcaderos, 10-121 NFPA 325, Propiedades de Riesgo de Incendios con Lfquidos Inflamables, Gases S6lidos y Volatiles, 4-225, 6-55 NFPA 327, Procedimientos Normalizados para la Limpieza 0 Protecci6n de Tanques Pequefios y Recipientes sin Acceder a su Interior, 4-213 NFPA 329, Recomendaciones Practicas para el Manejo de Escapes de Lfquidos de Gases
Inflamables y Combustibles, 4-209 NFPA 385, Norma para Autostanque para Lfquidos Inflamables y Combustibles, 4-217 NFPA 403, Norma para Rescate de Aeronaves y Servicios de Lucha contra Incendios en Aeropuertos, 9-42 NFPA 409, Norma sobre Hangares, 4-40, 9-42 NFPA414, Norma para el Rescate de Aeronaves y Vehiculos para la Lucha contra Incendios, 5-202,9-62 NFPA 430, C6digo para el Almacenamiento de Lfquidos S6lidos Oxidantes, 4-227 NFPA 432, C6digo para el Almacenarniento de Formulaciones de Peroxidos Organicos, 4-232 NFPA 471, Recommended Practice for Responding to Hazardous Materials Incidents, 6-114 NFPA 472, Standard for Professional Competence of Responders to Hazardous Materials Incidents, 6-113 NFPA 491, Guia para Reacciones Quimicas Peligrosas, 4-225 NFPA 491M, Manual of Hazardous Chemical Reactions, 6-63 NFPA 495, C6digo de Materiales Explosivos, 1-62, 4-177, 4-228,6-115 NFPA 496, Norma para Recintos Purgados y Presurizados para Equipos Electricos 4-33,4-98, 4-223 NFPA 497, Practica recomendada para Clasificacion de Lfquidos Inflamable, Gases 0 Vapores y de ubicacion peligrosa para Instalaciones Electricas y Areas de Procesos Quimicos, 4-32 NFPA 498, Standard for Save Havens and Interchange Lots for Vehicle Transporting Explosives, 6-119 NFPA 502, Norma para los Timeles de Carretera, Puentes y Otras Carreteras de Acceso Limitado, 10-119 NFPA 520, Norma sobre Espacios Subterr{meos, 10-116
NFPA 550, Guide to the Fire Safety Concept Tree 1-3 NFPA 600, Normas Sobre Brigadas de Incendio Industriales, 4-242,5-122 NFPA 654, Standard for the Prevention of Fire and Dust Explosions in Combustible Particulate Mater, 1-69, 4-173,4-269,6-143 NFPA 664, Norma para la Prevenci6n de Incendios y Explosiones para el Procesamiento de Madera y en las Instalaciones para la Elaboraci6n de Maderas, 4-122, 4-248 NFPA 701, Standard Methods of Fire Test for Flame Propagation of Textiles and Films, 6-46, 10-38, 10-120, 11-12, 11-30, 11-40 NFPA 702, Classification of the Flammability ofWearing Apparel, 6-47 NFPA 704, Sistema Normalizado para la Identificacion de los Riesgos de Materiales para Respuesta de Emergencia, 4-182,4-226,5-61,6-108 NFPA 720, Practica Recomendada para la Instalacion de Sistemas y Equipos de Alarma de Mon6xido de Carbono (CO) y Gases Combustibles, 7-83 NFPA 750, Norma sobre Sistemas de Proteccion contra Incendios de Pulverizaci6n de Agua, 8-9, 8-93, 8-227, 8-237, 8-267 NFPA 780, Norma para la Instalacion de Sistemas de Protecci6n contra Rayos, 4-58,5-114 NFPA 801, Norma para la Protecci6n de Incendios para Instalaciones que Manejan Materiales Radiactivos, 4-236 NFPA 850, Pnlctica Recomendada para Protecci6n contra Incendios para Plantas de Generaci6n Electrica y Estaciones Convertidoras de Corriente Directa de Alto Voltaje, 4-241 NFPA 851, Practica Recomendada para la Protecci6n contra
iNIDICE
Incendios de plantas Generadoras Hidroelectricas, 8-181 NFPA 921, Guia para las Investigaciones de Incendios y Explosiones, 5-138 NFPA 1000, Norma Sobre la Acreditaci6n de las Clasificaciones Profesionales del Cuerpo de Bomberos y Sistemas de Certificaci6n, 5-22 NFPA 1001, Normas sobre las Calificaciones Profesionales de los Bomberos, 5-22 NFPA 1002, Norma sobre las Calificaciones de los Conductores/Operadores de Vehiculos de Bomberos, 5-22,5-167 NFPA 1003, Norma sobre las Calificaciones Profesionales de los Bomberos de Aeropuertos, 5-22 NFPA 1021, Norma sobre las Calificaciones Profesionales de los Oficiales de Bomberos, 5-22 NFPA 1031, Norma sobre las Calificaciones Profesionales de los Inspectores de Incendios y Examinadores de Planes, 5-22,5-132 NFPA 1033, Norma sobre las Calificaciones Profesionales de los Investigadores de Incendios, 5-22, 5-132 NFPA 1035, Norma sobre las Calificaciones Profesionales para Educadores Pilblicos sobre el Fuego y Seguridad, 5-22, 5-132 NFPA 1041, Norma sobre las Calificaciones Profesionales para Instructores del Cuerpo de Bomberos, 5-22 NFPA 1051, Norma sobre las Calificaciones Profesionales de los Bomberos Forestales, 5-22
NFPA 1071, Normas sobre las Calificaciones Profesionales del Tecnico del Vehiculo de Emergencia, 5-180 NFPA 1081, Norma para las Calificaciones Profesionales de los Miembros de la Brigada contra Incendios Industriales, 5-122 NFPA 1145, Guia para el Uso de Espumas Clase A en la Lucha Manual contra Incendios Estructurales, 8-10 NFPA 1150, Norma sobre Productos Quimicos de Espuma para la Lucha contra Incendios en Areas Rurales, Suburbanas y con Vegetaci6n, 8-10 NFPA 1221, Norma para la Instalaci6n, Mantenimiento y Uso de Sistemas de Comunicaci6n para los Servicios de Emergencia, 5-17, 5-155 NFPA 1500, Norma Sobre un Programa de Seguridad y Salud Ocupacional del Departamento de Bomberos, 5-12, 5-122,5-186,5-219 NFPA 1501, Norma para el Oficial de Seguridad del Cuerpo de Bomberos, 5-186 NFPA 1561, Norma Sobre el Sistema de Servicios de Emergencia para el Manejo de Incidentes, 5-123 NFPA 1581, Norma sobre el Programa del Control de Infecciones del Cuerpo de Bomberos, 5-196 NFPA 1620, Practica Recomendada para Planeaci6n Previa de Incidentes, 5-9, 5-124, 5-216 NFPA 1851, Norma sobre la Selecci6n, Cuidado y Mantenimiento de los Conjuntos Protectores para la Lucha contra Incendios Estructuraies, 5-187 NFPA 1852, Norma sobre la Selecci6n, Cuidado y Mantenimiento de los Aparatos de Respiracion Aut6noma de
1-33
Circuito Abierto (SCBA), 5-187 NFPA 1901, Norma para Vehiculos contra Incendios, 5-164, 5-201 NFPA 1906, Norma para Vehiculos contra Incendios Forestales, 5-164, 5-201 NFPA 1911, Norma sobre las Pruebas del Servicio de Bombas contra Incendios en los Vehiculos de Bomberos, 5-180 NFPA 1915, Norma sobre el Programa de Mantenimiento Preventivo para los Vehiculos de Bomberos, 5-179 NFPA 1925, Norma sobre Embarcaciones Marinas para la Lucha contra Incendios, 5-176 NFPA 1931, Norma Sobre el Disefio de Pruebas de Verificacion del Disefio para las Escaleras de Mano del Departamento de Bomberos, 5-181 NFPA 1932, Norma sobre el Uso Mantenimiento y Prueba del Servicio de las EscaIeras de Mano del Departamento de Bomberos, 5-181 NFPA 1951, Norma sobre los Elementos de Protecci6n de Protecci6n para las Operaciones USAR, 5-200 NFPA 1961, Norma sobre Mangueras contra Incendios, 5-181 NFPA 1962, Norma para el Cuidado, Utilizaci6n y Pruebas de Servicio de las Mangueras contra Incluyendo los Acoplamientos y las Boquillas, 5-182, 8-279 NFPA 1963, Normas de las Conexiones de las Mangueras contra Incendio, 5-183 NFPA 1971, Norma sobre Conjuntos Protectores contra Vapores para Emergencias con Emergencias con Materiales Peligrosos, 5-79,5-124,5-185 NFPA 1975, Norma sobre Uniformes para la Estaci6n y el Trabajo para los Cuerpos de Bomberos y de Emergencias, 5-124 NFPA 1976, Norma sobre el Conjunto Protector para la Lucha
1-34
iNDICE
contra Incendios en Proximidad,5-191 NFPA 1977, Norma sobre la
Indumentaria y el Equipo
para Combatir Incendios
Forestales, 5-192
NFPA 1981, Norma Sobre los Aparatos
de Respiracion Aut6noma
de Circuito Abierto para el
Cuerpo de Bomberos,
5-124, 5-191
NFPA 1982, Norma Sobre los Sistemas
de Alerta Personal (PASS),
5-124,5-191
NFPA 1983, Norma Sobre la Soga y los
Componentes del Sistema
para la Seguridad Humana
del Cuerpo de Bomberos,
5-200
NFPA 1989, Norma sobre la Calidad del
Aire Respirable para la
Protecci6n Respiratoria de
los Cuerpos de Bomberos y
los Servicios de
Emergencias, 5-154
NFPA 1991, Norma sobre Conjuntos Protectores contra Vapores para Emergencias con Materiales Peligrosos, 5-79,5-197 NFPA 1992, Norma sobreConjuntos y Ropa de Protecci6n contra Salpicaduras Liquidas para Emergencias con Materiales Peligrosos, 5-79,5-197 NFPA 1994, Norma sobre Elementos de
Protecci6n para Incidentes
de Terrorismo Con
Productos Quimico
Biol6gicos, 5-198
NFPA 1999, Norma sobre la
Indumentaria de Protecci6n
para las Operaciones
Medicas de Emergencia,
5-196
NFPA2001, Norma sobre Sistemas de
Extinci6n de Incendios con
Agentes Limpios, 7-49, 9-3
NFPA 5000, C6digo de Construcci6n y
Seguridad de Edificio 3-35,
10-14, 10-47
NFPA 8502, Norma para la Prevenci6n
de ExplosioneslImplosiones
de Homos en Calderas de
Quemadores Multiples,
4-83
Niebla de Agua, Extinci6n con, 1- 52,
Tabla 1.4.1
NIST - HAZARD, 2-24
NIST, National Institute of Standards and
Technology, 6-9
Nitrato Celulosa, 6-98
NPTM, National Pesticide Telecommunication Network,6-108 NRC, National Response Center, 5-71
NRCC, National Research Council
Canada, Institute, 6-14, 8 246, 10-91
NTIS, National Technical Information
Services, 12-78
Nubes de Polvo, Fuentes de Ignici6n de, 6-134, Tabla 6.10.2 Nubes Vapor, Explosiones, 1- 71 Tabla 1.5.5
Subdivisi6n de Espacios de
Edificios, 11-49
Barreras para el Humo, 11-50,
Figs. 11.6.7 y 11.6.8
Ocupaciones Mixtas y Separadas, 11-49, Figs. 11.6.4 y 11.6.5 Separaci6n de Dormitorios de
Pacientes, 11-49, Fig.l1.6.6
Equipos de Extinci6n de Incendios,
11-54
Control del Humo, 11-54
Fuentes de Ignici6n, 11-46
Gravedad del incendio, 11-47,
Figs. 11.6.1 a 11.6.3 Acabado Interior, 11-48
Planeaci6n de Emergencias, 11-56
Protecci6n de Areas Peligrosas, 11-55,
Tabla 11.6.1
Equipos de Servicios del Edificio,
11-55
Ocupaciones de Oficinas, Capitulo 3,
Secci6n 11, 11-23
Ocupaciones de Alojamiento, Capitulo 8,
Caracteristicas de la Ocupaci6, 11-24
Secci6n 11, 11-67
Guarderias Infantiles, 11-24
Caracteristicas de Construccion, 11-69
Minusvalidos, 11-25
Causas de Incendios, 11-70
Servicios de Apoyo, 11-24
Dormitorios, 11-69
Construcci6n de Edificios, 11-23
Organizaciones de Entrenamiento del
Tipos de construcci6n, 11-23
Personal y Emergencia,
Construcci6n Incombustible,
11-70
11-23
Seguridad contra Incendios en
Construcci6n Resistente al
Hoteles, 11-67
Fuego, 11-23
Sistema y Equipos Activos de
Acabados Interiores, 11-23
Protecci6n contra Incendio,
Muebles y Otros Contenidos,
11-69, Tabla 11.8.1
11-24
Ocupaciones de Cuidado de la Salud,
Edificios Existentes, 11-27
Capitulo 6, Secci6n 11,
Escenarios Potenciales de Incendio,
11-45
11-25
Cargas de Fuego, 11-46
Fuentes de Ignici6n, 11-25
Desechables, 11-47
Incendio Premeditado, 11-25
Registros Medicos y de
Iluminaci6n de las Salidas, 11-27
Procesamiento de Datos,
Medios de Egreso, 11-25
11-47
Altemativas para la Evacuaci6n
Caracteristicas de Ocupaci6n, 11-45
Total, 11-26
Caracteristicas de Operaci6n, 11-56
Evacuaci6n por Etapas, 11-26
Centros para el Cuidado Ambulatorio
Defensa en el Lugar (in situ),
de la Salud, 11-57
11-26
Construcci6n de los Edificios, 11-49
Salida Horizontal, 11-26
Alarmas de Incendio, 11-54
Traslado, 11-26
Caracteristicas de las Salidas,
Evacuaci6n Total, 11-25
11-53
Rociadores Automaticos, 11-27
Disefio de Salidas, 11-52
Ocupaciones Industriales,
Salidas Horizontales, 11-52,
Capitulo 15, Secci6n 11,
Fig. 11.6.9
11-147
Marcaci6n e Iluminaci6n de
Caracteristicas de los Ocupantes,
Salidas, 11-53
11.151
Protecci6n de Aberturas Verticales,
Construcci6n de Edificios, 11-151
11-51
o
- - - - - - - -
-----
iNIDICE
Elementos de la Protecci6n contra Incendios, II-lSI Historial de Perdidas, 11.147, Tablas 11.15.1 a 1l.l5.3
NFPA 101 - C6digo de Seguridad
Humana,11-151
Clasificacion de la Ocupacion,
11-151
Ocupacion Industrial de
Prop6sito de Alto Riesgo,
11-151
Ocupaci6n Industrial de
Proposito Especial, 11-151
Ocupaci6n Industrial de
Proposito General, II-lSI
Requisitos del Disefio de los
Medios de Egreso, 11-152,
Tabla 11.15.4
Sistema de Alarma contra Incendios, 11-152
Planeaci6n Previa al Incendio, 11-152
Valoraci6n y Evaluacion de Riesgos,
11-148
Oficinas, Ocupaciones de, Capitulo 3,
Secci6n 11, 11-23
Operador, Enclavamientos Alarmas y
Competencia, 4-84
Ocupaciones Mercantiles, Capitulo 2,
Secci6n 11,11-15
Cargas de Ocupantes, 11-16
Clasificaci6n de Ocupaciones
Mercantiles, 11-15
Grandes Ocupaciones Mercantiles,
11-16
Ocupaciones Auxiliares, 11-16
Ocupaciones Mercantiles
Medianas, 11-15
Ocupaciones Mercantiles
Pequefias, 11-15
Centros Comerciales en Galerias
(Malls) CUbiertas, 11-17
Aproximaci6n Sistematica, 11-18,
Figs. 11.2.3, 11.2.4
Disefio, 11-17, Fig. 11.2.1
Conceptos de salida, 11-18
Requisitos de Tolerancia para
Ocupantes, 11-18, Fig. 11.2.2
Manejo del Humo, 11-20
Protecci6n por Rociadores
Automaticos, 11-19
Requisitos Generales, 11-20
Separaci6n de la Tiendas (Locales)
de la Galena, 11-20
Contenidos y Carga de Fuego, 11-16
Factores Generales de Seguridad
Humana en Ocupaciones
Mercantiles, 11-20
1-35
Consideraciones sobre la
Ocupaciones Mercantiles, Factores
Seguridad Humana, 11-94
Generales de Seguridad
Riesgos Asociados con los
Humana en, 11-20
Garajes, 11-94
Ocupaciones Especiales, Problemas
Eh~ctricos, 4-32
Hangares para Aeronaves, 11-96
Ocupaciones para Ensefianza y
Ocupaciones para Almacenamiento,
Capitulo 11, Seccion 11,
Guarderias, Capitulo 4,
11-87
Secci6n 11, 11-29
Ocupaciones de Guarderia, 11-32
Caracteristicas de Ocupaci6n, 11-87
Natura1eza de los Ocupantes, 11-29
Consideraciones sobre 1a Seguridad
Humana, 11-90
Requisitos de Construcci6n,
Aberturas Verticales, 11-92
11-33, Tabla 11.4.3
Disefio del Egreso, 11-91
Riesgos de las Ocupaciones, 11-33
Identificaci6n de la Salida, 11-91
Areas y Disposiciones
Sistemas de Alarmas de Incendios,
Peligrosas, 11-33
11-92, Tabla 11.11.2 Ocupaciones Mixtas, 11-33
Conceptos de Seguridad Humana,
Influencia de la Construcci6n de
Edificios en Condiciones
11-34
Peligrosas, 11-92
Entrenamiento del Personal y
Riesgos Asociados con la Ocupaci6n, Simulacros de Escape de
11-87
Incendio, 11-34
Contenido, 11-87
Herrajes de Salida, 11-34
Disposici6n de los Contenidos,
Medios de Egreso, 11-34
11-88
Sistemas de Alarma de
Riesgos Operacionales y Practicas de Incendio, 11-34
Prevenci6n contra Guarderias en Casas, 11-34
Ocupaciones para Ensefianza, 11-29,
Incendios, 11-88, Tabla Tabla 11.4.1
11.11.1
Consideraciones de Disefio, 11-30
Almacenamiento de Pallets
Disefio de Planes Flexibles y
(Estibas) Vados, 11-90
Camiones Industriales
Planes Abiertos, 11-30
(Montacargas), 11-90
Colegios Mayores y
Equipos y Aparatos Calefactores,
Universidades, 11-30
11-90
Naturaleza de los Ocupantes, 11-29
Fumar, 11-90
Riesgos de Ia Ocupaci6n, 11-30
Incendios Intencionales, 11-89
Areas y Disposiciones
Operaciones de Corte y Soldadura,
Peligrosas, 11-30
11-90
Ocupaci6n Mixta, 11-30
Operaciones de Embalaje y
Conceptos de Seguridad HUmana,
Desembalaje, 11-90
11-31
Practicas de Orden y Limpieza,
Entrenamiento del Personal y
11-90
Simulacros de Escape de
Sistemas de Proteccion contra
Incendios, 11-32
Incendios, 11-93
Herrajes de Escape, 11-31
Extintores Portatiles de Incendios,
Medios de Egreso, 11-31, Figs.
11-94
ll.4.l, 11.4.2
Sistemas de Alarma de
Rociadores Automaticos, 11-93,
Incendio, 11-32, Tabla
Tabla 11.11.2
Sistemas de Tomas Fijas de Agua
11.4.2
Ocupaciones, Riesgos de las, 11-10
para Mangueras, 11-94
Usos que Requieren Consideraciones Ocupaciones para Reuniones Pliblicas,
Capitulo 1, Secci6n 11,
Especiales, 11-94
U-5
Elevadores de Granos y de otros Caracteristicas de la Ocupacion, 11-5,
Almacenamientos a Granel, Tablas 11. 1.1, 11.1.2
11-95, Fig. II.lLl Garajes de Estacionamiento, 11-94
Consideraciones Especiales, 11-5
Caracteristicas de la Ocupaci6n,
Acomodaciones para Festivales,
11-94
11-8
1-36 iNDICE
Asientos Fijos, 11-6, Figs. 11.1.1 a 11.1.3 Edificios Especiales de Entrenamiento, 11-9
Instalaciones Deportivas, 11-9
Restaurantes y Clubes Noctumos,
11-5
Salas de Exposiciones, 11-8
Salones de Usos Multiples, 11-8
Terminales de Pasajeros, 11-9
Consideraciones Sobre Seguridad Humana, 11-11, Tabla 11.1.3, 11.1.4 Acabados Interiores, 11-12
Construcci6n, 11-11
Herrajes Antipatico 0 Dispositivos
de Escape de Incendio,
11-12
Entrenamiento de los Empleados,
11-12
Sistemas de Alarma, 11-12
Riesgos de las Ocupaciones,ll-lO
Almacenamiento, 11-11
Cabinas de Proyecci6n, 11-10
Cocinas y Llamas Abiertas, 11-10
Escenarios de Teatros, 11-10
Operaciones de los Almacenes y del
Almacenamiento, Capitulo
13, Secci6n 11, 11-119
Almacenamiento a la Intemperie,
11-129
Elecci6n del sitio, 11-129
Exposici6n, ll-129
Inundaciones y vendavales,
11-129
Taman.o, 11-129
Terreno, 11-129
Protecci6n contra Incendios,
11-129
Preparaci6n del Sitio, 11-129
Despeje del Sitio, 11-129
Disposici6n del Sitio, 11-129
Instalaci6n de la Protecci6n
contra Incendios, 11-130
Medidas de Seguridad, 11-130
Utilizacion del Sitio, 11-130
Gestion, 11-130
Mantenimiento y Limpieza,
11-131
Proteccion contra Incendios y
Prevenci6n, 11-130
Almacenamiento a la Intemperie de
Materiales Especificos,
11-131
Carb6n, 11-132
Caucho, 11-132
Fibras Combustibles
Embaladas, 11-132
Madera y Productos de Madera, Desarrollo de un Plan previo al
11-131, Fig. 11.13.3 Incidente, 11-124
Papel y Productos Derivados, Limitaciones de la Supresi6n
11-132
Manual de Incendios,
Construcci6n, 11-124
11-128
Instalaciones Especiales de
Logistica, 11-128
Almacenamiento, 11-121
Orientaci6n de los Bomberos,
AImacenamiento Refrigerado,
11-128
11-121
Prioridades del Control de
Construccion, 11-121
Incendios, 11-128
Distribuciones del
Reencendido, 11-128
AImacenamiento, 11-122
Riesgos que Suponen los Bienes
Gases Remgerantes, 11-121
Almacenados, 11-127
Practicas de Orden y Limpieza,
Revision, 11-128
Ventilacion, 11-127
11-122
Visibilidad, 11-127
Proteccion con Rociadores,
11-122
Proteccion con Rociadores
Automaticos, 11-119
Almacenamiento Subterraneo,
Operaciones del Lugar de Incendio,
11-123
Capitulo 12 Seccion 5,
Edificios de Almacenamiento
aislados, 11-123
5-215
Estructuras Soportadas por Aire,
Conservacion Propiedad, 5-222
11-123, Figs. 11.13.1 y
Revision, 5-222
11.13.2
Yentilacion, 5-223, Fig. 5.12.5
Garajes de AImacenamiento,
Despliegue y Organizacion, 5-219
11-122
Evaluacion, 5-217, Fig. 5.12.3
Extincion, 5-220
Muelles y Embarcaderos, 11-122
Medios Suplementarios de Protecci6n
Extinci6n Ofens iva Fuego, 5-220
Calculo Caudal Flujo, 5-221
contra Incendios para los
Protecci6n Propiedades Sistemas
Almacenes, 11-120
Proteccion contra
Extintores Portatiles de Incendio,
Incendios,5-221
11-120
Protecci6n Propiedades Sistemas
Lucha contra Incendios, 11-120
Tomas FijasAgua, 5-221
Mangueras Grandes y Pequeiias,
Extinci6n Defensiva del Fuego,
11-120
5-221
Organizacion de Emergencias en
Plan Estrategico, 5-218
las Plantas, 11-120
Planeamiento Previo Incidente, 5-216,
Prevencion de Incendios, 11-121
Figs. 5.12.1,5.12.2,
Normas sobre Almacenamiento de la Procedimientos Normalizados
NFPA,I1-119 Operacion, 5-215
Operaciones de Lucha contra
Seguridad Humana 5-219, Fig. 5.12.4
Incendios de Bodegas y
Operation EDITII (Simulacros de Salida
Planeaci6n Previa al
en el Hogar), 5-135
Incidente, 11-124
Apoyo del Sistema de Rociadores, Operaclones y Administracion
Departamento Bomberos,
11-126
Capitulo 1 Seccion 5, 5-5
Los Rociadores Funcionan pero
Administracion y Elaboraci6n
no Controlan el Fuego,
Presupuesto, 5-20
11-126
Investigacion, 5-24
Los Rociadores Funcionan y
Manejo Personal, 5-21
Controlan el Fuego, 11-126
Calificaciones, 5-21
Hay Rociadores pero no
Contrataci6n, 5-21
Funcionan, 11-126
Informes sobre Personal, 5-23
No Hay Rociadores, 11-126
Practicas Promocion, 5-22
Consideraciones Estrategicas de 1a
Manejo Fiscal y Elaboracion
Lucha contra Incendios,
Presupuesto, 5-20
11-125
Planeacion, 5-24
iNIDICE
Productividad,5-24
Registros e Informes
Administraci6n, 5-25
Ayuda Mutua y Emergencias
Importantes, 5-16
Comunicaciones, 5-17
Comunicaciones Radio, 5-18
Personal Centro Comunicaciones,
5-18
Procedimientos Despacho, 5-17
Recepcion Alarmas, 5-17
Recuperacion y Almacenamiento
Informaci6n, 5-18
Sistemas Alerta Estaci6n1Personal,
5-19
Estructura Departamento Bomberos,
5-13, Figs. 5.1.2 a 5.1.4
Diagramas Organizacionales, 5-15
Funciones Administracion, 5-14
Comunicaciones, 5-14
Entrenamiento, 5-14
Gesti6n Financiera, 5-14
Informaci6n Publica, 5-14
Ingenieria de Proteccion contra
Incendios, 5-14
Investigacion y Planeacion,
5-14
Manejo Personal, 5-14
Mantenimiento, 5-14
Prevenci6n Incendios, 5-14
Funciones Linea, 5-14
Principios Organizaci6n, 5-13
Reglas y Reglamentaciones, 5-15
Expansion Funci6n Cuerpo
Bomberos, 5-8
Educaci6n Sobre Seguridad contra
Incendios Desarrollada
Comunidad, 5-9
Informacion PUblica y
Asociaciones Comunidad,
5-10
Investigaci6n Incendios, 5-9
Materiales Peligrosos, 5-11
Prestacion Servicios Medicos
Emergencia, 5-10, Fig.
5.1.1
Prevenci6n Incendios, 5-8
Planeaci6n Previa Incidente,
5-8
Seguridad y Salud Ocupacional,
5-12
Sistemas Manejo Informacion,
5-12
Sistemas Mejoramiento Gestion
Administracion, 5-11
Obtencion Equipos y Snministros,
5-29
Organizacion Supresi6n Incendios,
5-15, Fig. 5.1.5
Aparatos Especiales, 5-16
Compafiia Motobombas, 5-15
Compafiia Rescate, 5-16, Fig. 5.1.6
Compafiias Escaleras, 5-15
Organizaciones Cuerpo Bomberos,
5-7
Pnlcticas Administraci6n Personal,
5-25
Administraci6n Personal
Profesional Departamentos
Bomberos, 5-26
Administracion Minima
Personal, 5-27
Horarios Trabajo, 5-27
Bomberos Estan Guardia Pasiva,
5-29
Combinacion Asignacion Personal
y Departamentos Bomberos
Voluntarios, 5-28
Supresion Temprana de Incendios y
las Reglamentaciones
contra Incendios, 5-5
Brigadas contra Incendios Gran
Bretafia, 5-6
Protecci6n contra lncendios
Durante Primeros Aiios
Norte America, 5-6
Cuerpos Salvamento, 5-6
Crecimiento Departamentos
Pagados Salario, 5-6
Sociedades Mutuales contra
Incendios, 5-6
Sistemas Trabajo y Entrenamiento,
5-7
Relaciones Intergubernamentales,
5-30
Aplicacion Ley, 5-30
Compras, 5-31
Departamento Administraci6n
Agua,5-30
Departamento Construccion, 5-30
Departamento Personal, 5-31
Departamento Financiero, 5-31
Educacion Publica, 5-31
Planeacion, 5-31
Procesamiento datos, 5-31
Tipos Departamentos Bomberos, 5-19
Recursos Financieros Comunidad,
5-19
Disponibilidad del Personal Que Esta de Guardia 0 de Voluntario,5-19 Efecto Frecuencia Incidente, 5-20
Tipo Personal Departamento
Preferido Comunidad, 5-20
1-37
Organizacion contra Incendios y
Servicios Rescate, Secci6n
5 Introducci6n, 5-1
Orificios, Flujo de Agua a Traves del, 8-58, Tabla 8.5.1 OSHA Occupational Safety and Health
Administration, 5-12, 5-59,
5-80,5-110,5-156,5-186,
6-109,7-68,8-38
Otros Materiales de Construcci6n en
Incendios, Comportamiento
de, 10-81
Oxigeno Gas Combustible, Operaciones
Calentamiento, 4-114
Ox:igeno, 6-86
Oxigeno-Gas Combustible (OFW), Soldadura con, 4-113 Tabla 4.1 0.1
p Parsons Brinkerhoff Quade & Douglas,
Inc, 12-78
Patty's Industrial Hygiene and
Toxicology, 4-226
Penitenciarias y Correccionales,
Instalaciones, Capitulo 5,
Seccion 11, 11-37
Perdidas Ocasionadas Fuego y
Organizaciones
Emergencia, Prevenci6n,
Capitulo 6 Sec cion 5,
5-105
Pesticidas, Capitulo 7, Seccion 6, 6-107
Planeaci6n de las Instalaciones, 6-109
Administracion, 6-113
Construcci6n de las Instalaciones,
6-110
Impacto Ambiental y
Confinamiento, 6-111
Practicas para Almacenamiento y
Manejo, 6-112
Proteccion contra Incendios, 6-110
Seguridad, 6-112
Ubicaci6n y Factores del Sitio,
6-109
Riesgos e Identificacion de Riesgos,
6-107, Tablas 6.7.1, 6.7.2
Petr61eo y Gas, Sistemas Encendido, 4-73, Tabla 4.5.1, Figs. 4.5.2, 4.5.3 Planeaci6n Previa Incidente Instalaciones
Industriales y Comerciales,
Capitulo 2, Secci6n 5, 5-33
Componentes Datos Planeaci6n Previa Incidente, 5-35
Asistencia Externa, 5-39
Consideraciones Sitio, 5-38
1-38 iNDICE
Acceso, 5-38
Ambiente, 5-39
Exposiciones fuego, 5-38
Seguridad, 5-38
Servicios Publico, 5-38
Construccion Edificios, 5-35
Aberturas Horizontales, 5-36
Aberturas Verticales, 5-36
Cielos Rasos y Aticos, 5-36
Construccion Muros, 5-35
Construccion Piso, 5-36
Construccion Teeho, 5-36
Medios Egreso, 5-36
Oeupacion, 5-36
Proteccion, 5-37
Abastecimientos Agua, 5-37
Sistema Alanna contra
Incendios, 5-38
Sistemas Rociadores
Automaticos, 5-37
Sistemas Especiales Proteccion,
5-38
Tuberias Verticales, 5-38
Proceso Planeaeion Previa Incidente,
5-34, Fig. 5.2.1
Planeacion Previa Incidente: 10 que es
y no es, 5-33
Planos, Practicas Revisi6n, 5-135
Planta Quimica, Operaciones y Equipo,
4-187
Planificacion de Edificios y Terrenos
para la Seguridad contra
Incendios, Capitulo 1,
Seccion to, 10-3
Consideraciones sobre el Disefio
Interior de Edificios, 10-3
Altura de Edificios, 10-4
Distribuci6n Interior, 10-3
Disefio de Edificios y Operaciones del
Cuerpo de Bomberos 10-4
Abastecimiento y Uso de Agua,
10-5
Accesibilidad para la Lucha contra
Incendios, 10-4
Ventilacion, 10-5
Disefio de Edificios y Supresion de
Incendios, 10-5
Compartimentaci6n, 10-5
Deteccion, Alanna y
Comunicaciones, 10-6
Supresion Automatica de
Incendios, 10-6
Planificacion del Sitio, to-6
Acceso del Cuerpo dc Bomberos,
10-7
Emplazamiento de los Hidrantes,
10-7
Trafico y.Transporte, 10-6
Protccci6n contra la Exposici6n, 10-7
Factores que Influyen en la Gravedad de la Exposici6n, 10-7, Figs. 10.1.1, 10.1.2, 10.1.3, Tablas 10.1.1, 10.1.2. Pautas para Disefio de Proteccion
contra la Exposici6n, 10-9,
Tablas 10,1,1, 10,1,2,
10.1.3 Y 10.1.4
Ancho del Incendio que Causa
la Exposici6n, 10-10
Altura del Incendio que Causa
la Exposicion, 10-10
Porcentaje de Aberturas en la Superficie del Mum que Causa la Exposicion, 10-10, Tabla 10.1.3 y 10.1.5, Figs. 10.1.4 a 10.1.7 Plantas Generadoras de Energia
Electrica, Capitulo 21,
Secci6n 11, 11-195
Disefio General de la Planta, 11-197,
Fig. 11.21.2
Politica de Administracion y
Direccion, 11-196
Seguridad Humana, 11-197
Cable Eh~ctrico, 11-201
Estaciones Convertidoras de
Corriente Directa de Alto
Voltaje, 11-202
Generadores de Turbinas a Vapor,
11-199
Hogares de Calderas, 11-199
Plantas Hidroelectricas, 11-201
Riesgos del Combustible, 11-198
CarbOn, 11-198, 11.21.3 Combustibles alternativos, 11-199
Gas natural, 11-199
Petroleo, 11-199
Suroinistros de Agua, 11-198
Transfonnadores, 11-201, Fig.
11.21.4
Tratamiento del Gas Residual,
11-199
Turbinas de Combustion, 11-200
Visi6n General de la Industria,
11-195, Fig. 11.21.1
Plastics: Design and Materials, 6-98
Pil.isticos, Combate Incendios en, 6-105
Plasticos, Comportamiento Incendios,
6-99
Plasticos, Principales Grupos, 6-91
Phisticos, Pruebas de Incendios, 6-10 1,
Tabla 6.6.1, Figs. 6.6.2, 6.6.3
Plasticos, Tenninologia, 6-89
Phisticos y Cauchos, Capitulo 6, Seccion
6,6-89
Aditivos y Mezclas, 6-91
Caucho Natural y Sintetico, 6-97
Caucho Natural, 6-97
Caucho Sintetico, 6-97
Combate de Incendios en Phisticos,
6-105
Toxicidad, 6-105
Comportamiento de Incendios de los
Plasticos, 6-99
Capacidad de Encenderse y
Velocidad de Combusti6n,
6-99
Chorreo en Llamas, 6-99
Corrosi6n, 6-99
Desviacion de Resultados de
Prueba, 6-99
Familia de los Polimetros, 6-90,
Fig. 6.6.1
Eiastomeros, 6-90
Plasticos Tennofijos, 6-91
Tennoplasticos, 6-91
Gases T6xicos, 6-99
Producci6n de Humo, 6-99
( aucho, 6-100
Creneraci6n de Huroo, 6-99
Plasticos Ce1ulares, 6-99
Resultados de Prneba, 6-100
Medidas de Proteccion para
Instalaciones, 6-103
Nitrato de Celulosa, 6-98
Nitrato de Celulosa, Almacenado,
6-98
Nitrato de Celulosa, Extinci6n de
Incendios, 6-99
Nitrato de Celulosa, Pelicula
Fotografica, 6-98
Nitrato de Celulosa, Procesado,
6-98
Nitrato de Celulosa, Transporte,
6-98
Principales Grupos de Plasticos, 6-91
Acetales, 6-92
Acetato de Celulosa, 6-92
Acrilicos, 6-92
Acrilonitriloestireno, 6-96
Alquidalicos, 6-92
Alilicos, 6-92
Bic1ornro de Polivinilo, 6-97
Butirato de Acetato de
Celulosa, 6-93
Celulocicos, 6-92
Clornro de Polivinilo (PVC),
6-96
Clornro de Vinilo, 6-97
iNIDICE
1-39
Copolimero de Cloruro
Plastico (definicion ASTM), Instrumentos y Procedimientos de Plastificante, Vinilideno y ClOruTO
Prueba de Explosiones de Polimerizacion, Polimeros, Polvo, 6-139, Tabla 6.10.2, Vinilo, 6-97
Plastico reforzado, Resina Epoxicos, 6-93
Fig.6.l0.3,6.10.4 (definicion ASTM), Interpretaci6n y Aplicaci6n de
Fenolitos, 6-94
Lamina, Estabilizador, Datos de Prucba de
Fluoruro de Polivinilo, 6-94
Termoformado, Explosion de Polvo,
Fluoroplasticos, 6-93
Termophistico (definicion 6-140
Ionomeros, 6-94
ASTM), Termoendurecido Melaminicos, 6-94
Encrgias Minimas de Ignicion, (definicion ASTM), 6-90 Nitrato de Ceiulosa, 6-93
6-140, Tabla 6.10.2 Nylon, 6-94
Tratamientos de Retatdantes del
Ignicion de Atm6sferas Inertes, Olefinicos, 6-94
Fuego y Llamas, 6-104
6-140
Usos de los Plasticos, 6-91
Oxido de Polifenileno, 6-95
Presiones de Explosion, 6-141
Pocket Guide to Chemical Hazards, 5-80
Plasticos ABS, 6-92
Temperatura de 19nicion, 6-140
Polibutileno, 6-94
Polvos, Capitulo 10, Sec cion 6, 6-131
Practicas de Ventilacion, Capitulo 6,
Polialomeros, 6-94
Catacteristicas de Deflagracion de
Seccion 10, 10-99
Alivio Automatico de Calor y Humo
Poliamidas, 6-94
Polvos de Combustibles
Policatbonatos, 6-94
Seleccionados,
en Edificios con
Policlorotrifluoroetileno, 6-93
6-134, Tabla 6.10.3
Rociadores, 10-104
Diferencias de Criterios, 10-104
Polietileno
Energia Minima de Ignicion,
6-137
Antecedentes Historicos, 10-99,
Clorotrifluoroetileno, 6-93
Inflamabilidad, 6-137
Fig. 10.6.1, 10.6.2,
Polietileno - Tetrafluoroetileno,
6-93
Temperatura de Incandescencia,
Apendice, 10-104
6-137
Investigaci6n sobre Rociadores y
Polifluoroetileno - Propileno,
Alivio, 10-104
6-93
Temperatura Minima de Ignicion
de Nubes de Polvo, 6-137,
Politetrafluoroetileno, 6-93
Estudio de Modelo FMRC,
Tabla 6.10.3
Propionato de Celulosa, 6-93
10-104
Fuentes de Ignici6n de Nubes de
Poliester Aromatico, Alta
Otras Pruebas FMRC en Gran
Polvo, 6-134, Tabla 6-10-2
Temperatura, 6-95
Escala, 10-104, Tabla
Factores que Afectan la
Poliesteres, Termophisticos,
10.6.4
Pruebas de Gran Escala,
Destructividad de las
6-95
Explosiones de Polvo,
Polietileno, 6-95
10-104, Tabla 10.6.3
Polipropileno, 6-95
6-137
Prueba de Investigacion IITRI
Efecto del Confinamiento, 6-138
Poliestireno, 6-95
de Escala Total, 10-105
Efecto de la Duraci6n del Exceso
Conclusi6n de la Investigacion,
Polisulfona,6-96
de Presion, 6-138
10-107
Poliuretano, 6-96
PoHmero de Acetato de Vinil0,
Efecto dc la Inertizacion sobre
Investigacion mas Reciente sobre
Prcsiones de Explosion y
Rociadores/Desfogue,
6-97
Tasas de Aumento de
Polivinilbutiral, 6-97
10-108
Polivinil Folmaldehido, 6-97
Presion, 6-139,
Experimentos de Ghent, 10-108
Fig. 6.10.1,6-10-2
Polimero de Cloruro de
Programa FPRF, 10-109
Vinilideno, 6-97
Efecto de la Presi6n Maxima de.
Ventilaeion de Edificios Industriales,
Resinas de Alcohol
Explosion, 6-137
10-100
Vinflico, 6-97
Efecto de la Tasa de Aumento de
Caracterizaci6n del Incendio,
Presion, 6-137
Siliconas, 6-96
10-102
Factores que Influyen en la
Sulfuro de Polifenileno, 6-95
Incendios de Crecimiento Explosividad de los Polvos,
Triacetato de Celulosa, 6-93
Continuo, 10-103, Fig. 6-131
Ureas, 6-96
10.6.5, Tabla 10.6.2 Concentracion, 6-133, Tabla 6.10.2
Vinilos, 6-96
Incendios de Crecimiento Prueba de Incendios pata Plasticos, Conccntracion de Oxigeno,
Limitado, 10-102, Tabla 6-101, Tabla 6.6.1, Turbulencia y Efecto de
10.6.1 gas Inflamable, 6-134,
6.6.2, 6.6.3 Dimensiones y Espaciamiento de Terminologia de los Phisticos, 6-89
Esc1usorios (vents), 10-101
Tabla 6.10.2
Aditivo, Aglutinante, Agente de
Ingreso de Aire Fresco, 10-102
Humedad,6-133
Paneles de Cortina, 10-101, Fig.
Material Inerte, 6-133
soplado, Copolimeros,
Riesgos de los Polvos, 6-131,
Enlaces, cruzados, Rellenos,
10.6.4 Unidades de Ventilacion, 10-101,
Tablas 6.10.1 y 6.10.2
Pelicula, Espuma, Inhibidor,
Fig. 10.6.3
Tamafio de las Particulas, 6-131
Laminado, Mon6meros, 6-89
1-40
iNDICE
Polvos Combustibies, Deflagraciones 1- 67, Fig. 1.5.8 Tablas 1.5.2, 1.5.3 Polvos de Combustibles Seleccionados, Caracterfsticas de Deflagracion de, CapItulo 10 Seccion 6, 6-134, Tabla 6.10.3 Po1vos no Combustibles, Lugres
Expuestos a Rumedad y,
4-31
Posterior a la Ignicion, Modelo, 2-32,
Figs. 2.3.4, 2.3.5
Powder River Basin, PRB, 4 -239 Prediccion de la EvacuaciL 1, Metodos de
Calculo, Cap l!lo 2
Seccion 3, 3-1 )
Presion de Velocidad, C :b(.;za de VelocidaL, 8-54, Figs. 8.5.1,8.5.2 Prevenci6n Incendios, 5-8
Prefacio, xiii
Prevenei6n Incendios y Racer Cumplir
C6digo Ineendios, Capitulo
7, Seccion 5, 5-129
Asesoria, 5-138
Educacion Publica Sobre Incendios,
5-138
Grupos Neeesidades Especiales
Informacion, 5-139
Racer Cumplir Codigo, 5-135
Administraci6n C6digo, 5-135
CMigos Prevenci6n Incendios,
5-135
Procedimientos Cumplirniento,
5-136
Certificados, 5-136
Licencias, 5-136
Permisos, 5-136
Inspecciones Prevencion Incendios,
5-133
Inspeceiones Compania Bomberos,
5-134
Inspecciones Division Prevenci6n
Incendios, 5-134
Objetivos Inspecci6n Prevencion
Incendios, 5-133
Proeeso Inspecci6n Viviendas,
5-135
Investigacion Incendio, 5-138
Personal Prevenci6n Incendios, 5-129
Calificacion Profesional a Nivel
Nacional,5-132
Comisario Incendios Condado 0
Local,5-130 Comisario Incendios Estatal y Provincial, 5-130, Tabla 5.7.1
Motivaci6n y Desarrollo Programa
Prevencion Perdidas, 5-110
AnaIisis Riesgos Proceso, 5-111
DIrectrices Compania Seguros,
5-110
Estructura Gestion Prevencion
Perdidas y Programa
Control,5-111
Gesti6n, 5-117
Construccion Nueva, 5-118
Contratistas, 5 -117
Entrenamiento Empleados,
5-117
Manejo Cambio, 5-117
Incidentes, 5-118
Planeamiento Emergencia,
5-118
Informacion Seguridad Proceso,
5-111
Procedimientos Operativos, 5-114
Autoinspeccion, 5-116
Manipu1acion Uquidos
Inflamables y Control
Iguidon, 5-117
Permisos Trabajos Caliente,
5-115, Fig. 5.6.4
Procedimientos Cuando Sistema
contra Incendios Fuera
Servicio, 5-115
Program as Integridad Mecanica,
5-112
Sistemas Protecci6n contra
Incendios, 5-113
Reglamentaciones Federales
E.U.A,5-110
Revisiones Seguridad Antes Puesta
Marcha, 5-112
Organizaciones Emergencia y
Brigadas contra Incendios
Industriales, 5-120
Asiguacion Personal, 5-122
Ayuda Cuerpo Municipal
Bomberos, 5-125
Brigada contra Incendios y
Respuesta a Materiales
Peligrosos, 5-125
Entrenamiento, 5-122
Equipo Lucha contra Incendios,
5-124
Opciones Capacidad Combatir
Fuego, 5-120
Opcion 1, 5-121
Opcion2,5-121
Opci6n 3,5-121
Opeion 4,5-121
Opci6n 5,5-121
Organizacion Brigada contra
Incendios, 5-121
Especialista Revisi6n PIanos,
5-132
Ingeniero Protecci6n contra
Incendios, 5-132
Inspector Incendios u Oficial
Prevencion Incendios,
5-131
Investigadores Incendios, 5-132
Oficial Educaci6n Sobre
Prevencion Incendios,
5-132
Pnicticas Revisi6n PIanos, 5-137
Certificados Ocupacion, 5-138
PIanos Preliminares Edificio,
5-137
PIanos y Especificaciones
Finales Edificio, 5-13 7
Revisiones Plano Sitio, 5-137
Prevencion Incendios, Seeci6n 4
Introducci6n, 4-1
Prevencion Incendios, Inspecciones,
5-133
Prevenei6n Incendios, Ofieial Educadon
Sobre, 5-132
Prevencion Incendios, Personal, 5-129
Prevencion Incendios y Control, Manejo
Programa, 5-108
Prevenci6n Perdidas Ocasionadas por
Fuego y Organizaciones
Emergencia, Capitulo 6
Secci6n 5, 5-105
Calificaci6n Cali dad Programas
Manejo Control Perdidas,
5-120, Tabla 5.6.1
Supervision Programa, 5-120
Manejo Programa Prevenci6n
Incendios y Control, 5-108
Gerencia de Linea, 5-109
Gerencia Ejecutiva, 5-109
Gerencia Intermedia, 5-109, Fig.
5.6.3 Manejo Riesgo Ocasionado Fuego, 5-105, Fig. 5.6.1
Eva1uacion Riesgo, 5-105
Identificacion Riesgo, 5-105
Manejo Riesgo, 5-106
Reconoeimiento Oportunidades
Reducci6n Riesgo
Incendio, 5-107 Fig. 5.6.2
Exito Deteceion y Control
Emergencia, 5-107
Exito Respuesta Brigadas
contra Incendios
Industriales, 5-108
Foco Inicial, 5-107
Supresion Automatica
Incendios, 5-108
-~--~
.......
iNIDICE
Planes Previos Incidente, 5-123
Principios de Desempeno de los
Rociadores Automaticos,
Capitulo 9, Seccion 8,
8-149
Caracteristicas de la Distribucion de
Agua y del Enfriamiento
por Pulverizacion de los
Rociadores, 8-151, Fig.
8.9.6
Compartimentacion y Control de
Incendio, 8-155
Curvas de AreaiDensidad, 8-154,
Fig. 8.9.10
Desarrollos Futuros, 8-158
Interacci6n de la Distribuci6n de los
Rociadores y el Combustible que Arde, 8-152, Fig. 8.9.7 Pulverizaci6n de los Rociadores, 8-151, Fig 8.9.6
Respuesta Termica de los Rociadores,
8-149
Cuantificando la Sensibilidad de los Rociadores, 8-149, Fig 8.9.2 a 8.9.5 Flujo de Calor por Conveccion, 8-149, Fig. 8.9.1 Supresi6n del Fuego por Rociadores, 8-156, Fig. 8.9.11 Densidad Suministrada Real, 8.157, Fig. 8.9.15 a 8.9.17 Densidad Suministrada Requerida, 8-156, Fig. 8.9.12 a 8.9.14, Tabla 8.9.2 Principios Fuego y Ciencia Fuego, Seccion 1, Introduccion, I-I Procedimiento Purga Continua, Apagado
Registro Abierto y, 4-83
Proceso Aspersion, Equipo y
Componentes, 4-142
Procesos Automatizados, Equipos, Capitulo 8 Seccion 4, 4-101,4-102 Procesos Automatizados, Normas
Relativas Equipos, 4-104
Prologo, xv
Procesos de Inmersion y Recubrimiento,
Capitulo 13 Seccion 4,
4- 153
Procesos,4-153
Aplicaciones, 4-153
Equipo, 4-153,
Recubridores Cortina, 4-154
Fig. 4.13.3
Recubridores Flujo, 4-153 Fig.
4.13.2
Recubridores Rodillo, 4-154
Fig. 4.13.4
Tanques Inmersion, 4-153 Fig. 4.13.1
Protecci6n contra Incendios, 4-162,
Figs. 4.13.14 a 4.13.17
Reduccion Riesgo, 4-156
Consideraciones Especiales
Diseno,4-161
Fuentes Ignicion, 4-158,
Equipo Electrico, 4-159 Figs.
4.13.10 a 4.13.13
Otras Fuentes Ignicion, 4-159
Mantenimiento, Capacitacion e
Inspeccion, 4-161
Ubicacion Proceso, 4-156, Figs.
4.13.5 a 4.13.7
Ventilacion y Sistemas Extraccion,
4-157, Figs. 4.13.8, 4.13.9
Riesgos Proceso, 4-154
Procesos Qufmicos, Equipo, Capitulo 15
Seccion 4, 4-177
Procesos, Riesgos del, 4-154
Productos Forestales, Terminos Usados
Industria, 4-121
Productos Molienda Granos, Almacenamiento y Manejo, Capitulo 21 Secci6n 4, 4-251, Tablas 4.21.1, 4.21.2. Figs. 4.21.1 a 4.21.4 Productos Qufmicos Humedos, Agentes de Extincion de, 9-35, Fig. 9.3.1 Programa Prevencion Perdidas,
Motivaci6n y Desarrollo,
5-110
Propiedad, Proteccion de la, 4-57
Propiedades Culturales, Causas de
Incendios en, 11-97,
Tablas, 11.12.1 a 11.12.3
Propiedades Ffsicas, Clasificaci6n por,
6-68
Protecci6n contra Incendios en
Laboratorios que utilizan
Productos Quimicos,
Capitulo 18, Secci6n 11,
11-171, Tablas 11.18.1 y
11.18.2 Almacenamiento y Manejo de
Productos Quimicos y
disposicion de Desechos,
11-175
Disello y Construccion, 11-171
Construcci6n, 11-171
Disello, 11-171, Fig. 11.18.1
Electricidad, 11-173
Proteccion de la Vida, 11-172
1-41
Gases Comprimidos 0 Licuados, 11-176
Fluidos Criogenicos, 11-176
Seguridad de los Cilindros, 11-176
Identificacion de Peligros, 11-177
Liquidos Inflamables y Combustibles,
11-176
Productos Quimicos Peligrosos,
11-176
Operaciones Riesgosas, 11-177
Peligros Biol6gicos, 11-177
Peligros de Radiacion, 11-177
Proteccion del Personal, 11-177
Proteccion contra Incendios, 11-174
Proteccion Automatica contra
Incendios,11-174
Proteccion contra el Riesgo de
Explosion, 11-174
Sistemas de Columna y Manguera,
11-174
Extintores Portatiles de Incendio,
11-174
Prevencion y Planeacion de
Emergencias, 11-174
Ventilacion y Campanas de
Extracci6n de Laboratorio,
11-175
Protecci6n contra Rayos, 4-55
Protecci6n contra Rayos, Factores
Necesarios, 4-53
Proteccion contra Rayos, Sistemas,
Capitulo 3 Secci6n 4, 4-53
Protecci6n Estructural contra Incendios,
Tendencias actuates en la,
10-82
Protecci6n Respiratoria, Normas EPP,
5-192
Protecci6n contra Incendios para Tiineles
Vehiculares, Capitulo 5,
Secci6n 12, 12-65
Analisis de Ingenieria, 12-76
. Calculos, 12-76
SES, 12-77
SOLVENT, 12-78
Tasa de liberacion de calor del
fuego, 12-76, Tabla 12.5.4 TUNVEN,12-77 Velocidad critica, 12-76, Fig. 12.5.12 Y 12.5.13
Modelos de Egreso de Emergencia,
12-78
Modelos de Incendios como
Herramientas AnaHticas,
12-76
Antecedentes, 12-65
Cargas de Fuego Desconocidas,
12-66, Tabla 12.5.1 y
12.5.2
1-42
INDICE
EsUmdares del Pais, 12-67, Tabla 12.5.3 Historia de Incendios en TUneles de Carretera, 12-65, Tabla 12.5.1,Fig.12.5.1 Nonnas NFPA, 12-66
Comunicaciones de Emergencia,
12-69
Altoparlantes, 12-69
Radio, 12-69
Elementos Claves de Protecci6n contra Incendios del TUnel de Carretera, 12-67, Fig. 12.5.2 Evacuaci6n y Rescate, 12-75
Criterios del Ambiente Sostenible,
12-75
Criterios de la Temperatura del
Aire, 12-76
Criterios de Velocidad del Aire,
12-76
Punto dc Seguridad, 12-75,
Fig. 12.5.11
Identificaci6n, Verificaci6n y
Ubicaci6n de los Incendios,
12-68
Detecci6n Automatica, 12-68
Detectores lineales de calor,
12-68
Detectores puntuales de calor,
12-69
Detecci6n Manual, 12-68
Caja manual, 12-68
Telefono de emergencia, 12-68
Telefono m6vil, 12-68
ldentificaci6n Visual, 12-68
Otros Sistemas de Detecci6n,
12-69
Alannas para humo, 12-69
Detectores de gas, 12-69
Detectores de Llama, 12-69
Imagen digital, 12-69
Manejo del Humo, 12-69
Tipos de Sistemas de Ventilaci6n
de los TUneles de
Carretera, 12-70,
Fig. 12.5.3
Ventilaci6n Natural, 12-70, Fig. 12.5.4
Ventilaci6n Mecanica, 12-71
Ventilacion longitudinal, 12-71,
Fig. 12.5.5 Y 12.5.6
Ventilaci6n transversal, 12-71,
Fig. 12.5.7 a 12.5.9
Planificaci6n de la Respuesta a
Emergencias, 12-74
Entrenamiento y Ejercicios, 12-74
.................•...•. - - - - - - - -
Conexi6n del Departamento de Participantes del Plan de Respuesta Bomberos, 12-73
a Emergcncias, 12-74
Rociadores, 12-73
Respuesta de Ayuda Mutua, 12-74
Sistema de Rociadores, 12-73
Respuesta del Vchiculo de
Control del sistema, 12-74
Bomberos,12-74
Drenaje del TUneI, 12-74
Seguridad contra Incendios en las
Aeronaves, 12-47
Extintores Portatiles de Incendio,
12-72
Combustibles de Aviacion, 12-49,
Tabla 12.4.1, Fig. 12.4.1
Hldrantes, 12-72, Fig. 12.5.10
Seguridad Relativa de los
Manguera, 12-73
Combustibles para
Tuberia Vertical, 12-72
Reactores, 12-50
Protecci6n del Equipo Electr6nico,
Capitulo 20, Secci6n 11,
Sistemas de Combustibles de 11-189
las Aeronaves, 12-51, Fig. Detectores de Humo, 11-193, Tabla
12.4.2
11.20.4
Susceptibilidad Electrostatica y
Equipamiento y Caracteristicas de
Auto-Ignicion, 12-50
Extintores Manuales de Incendio
Instalaci6n, 11-191
para Aeronaves, 12-54
Instalaciones Fisicas, Ubicaci6n y
Factores dc Seguridad del
Construcci6n, 11-189,
Ambiente en 12-58
Tabla 11.20.1
Materiales para la Construcci6n de
Planes y Procedimientos de
Aeronaves, 12-55
Emergencia, 11-194
Medio de Egresos desde las
Protec-eion contra Incendios, 11-192,
Aeronaves, 12-54
Tabla 11.20.2
Sistemas y Dispositivos de
Sistema de Rociadores Automaticos,
11-192, Tabla 11.20.3 Escape, 12.4.4
Sistemas Especiales de Extincion, Otras Consideraciones de Disefio,
12-51
lU92 Incendios en las Cabinas de las Protecci6n contra Incendios en Centros
de Telecomunicaciones,
Aeronaves, 12.4.3 Capitulo 19, Secci6n 11,
11-179
Personal de Rescate y Lucha contra Incendios, Antecedentes de Incendios, 11-181,
Entrenamiento y Tablas 11.19.1, 11.19.2
Equipos de Telecomunicaciones,
Seguridad, 12-57, Fig. 12.4.7 11-183
Planificaci6n Previa para
Descripci6n, 11-183
Emergencias en Incidentes
Diferencias de los Computadores
de Aeronaves, 12-58
Nonnales,11-183
Plantas Electricas de las
Equipos de TelecomunicaciOlies
Aeronaves, 12-48
Privadas, 11-185
Extinci6n Automatica, 11-187
Rescate y Lucha contra Incendios
en Aeronaves, 12-55, Fig.
Principios de Protec-ei6n para
Equipos de PBX, 11-186
12.4.5 Y 12.4.6 Oficina Central, 11-182, Figs. lU9.1
Sistemas de Detecci6n y Extinci6n
de Incendiosen las
a 11.19.3
Aeronaves, 12-53
Protecci6n contra Incendios para
Sistemas de Detecci6n y
Redes Publicas, 11-184
Areas de Peligro, 11.185, Tabla
Extinci6n en el
11.19.3
Compartimiento de Carga,
Factores de Ricsgos de Incendios,
12-54
11-184
Transporte Aereo de Productos
Soluciones Basadas en Desempefio
Peligrosos, 12-53
y Prescritas, 11-184
Supresi6n de Incendios, 12-72
Preo(.;upaci6n del Departamento de
Abastecimiento de Agua, 12-72
Bomberos, 11-187
Bombas contra Incendio, 12-73
- - - - - - -..............................
----~
- -
iNIDICE
Baterias y Energfa Electrica, Q 11-188
Quimica y Fisica Fuego, Capitulo 2
Cables de Energia, 11-188
Seceion I, 1-17
Control de Rumo, 11-188
Combustion, 1-21
Red de Telecomunicaciones de los
Catalizadores e Inhibidores, 1-24
Estados Unidos, 11-180,
Catalizador, 1-24
Figs. 11.19.1, 11.19.2
Inhibidores, 1-24
Un vistazo al Futuro, 11-187
Explosiones, 1-23
Proteccion Mediante Pulverizacion de
Limites Inflamabilidad, 1-22, Tabla
Agua, Capitulo 14, Seccion
1.2.5, Fig. L2.1
8,8-227
Punto Combustion, 1-23
Aplicacion de Sistemas de
PUllto Inflamacion- Copa
Pulverizacion de Agua,
Abierta, 1-23
8-228
Punto Inflamacion- Copa
Sistemas Fijos de Pulverizaeion de
Cerrada, 1-23
Agua,8-228
Materiales Estables e Inestables,
Aplicacion de los Sistemas, 8-228,
1-24
Fig. 8.14.1, 8.14.2
Materiales Estables, 1-24
Disefio de los Sistemas, 8-229
Materiales Inestables, 1-24
Drenaje, 8-234
Reacciones de Oxidacion, 1-21
Filtros, 8-234 Fig. 8.14.10
Ignicion (Ignicion Provocada y Mantenimiento, 8-235, Fig. 8.14.11
Autoignicion), 1-21, Tablas Seleccion y uso de las Boquillas de
1.2.3, 1.2.4, Pulverizacion, 8-230,
Definiciones y Propiedades Basicas,
8.14.3 a 8.14.5
1-17
Sumunistro de Agua, 8-233
Atomos y Moleculas, 1-17
Tamafio de las Tuberias, 8.230
Atomo,I-J7
Fig. 8.14.6 a 8.14.9 Elemento, 1-17
Tamafio de Sistemas de
Formula Quimica, 1-17
Pulverizacion de Agua,
Isotopo, 1-17
8-231
Masa Atomica Elemento, 1-17,
Tasa de la Demanda de Agua,
Tabla 1.2.2 8-231
Masa Molecular de un Usos de la Proteccion Mediante
Compuesto, 1-17
Pulverizacion de Agua,
Mol, 1-17
8-227
Molecula, 1-17
Combustion Controlada, 8-227
Numero Atomico de un
Extincion, 8-227
Elemento, 1-17
Prevencion del Incendio, 8-228
Ley Gases Ideales 0 Perfectos,
Proteccion contra Exposiciones,
1-20
8-228
Presion Vapor y Punto Ebullicion,
Protocolo de Montreal sobre Sustancias
1-20
que Reducen el Ozono
Gravedad Espeeitlca Vapor
Estratosf6rico, 9-3
Aire (vasg),1-21
Prueba de Explosion de Polvo,
Propiedades Fisicas, 1-20
Interpretacion y Aplicacion
Densidad, 1-20
de Datos de, 6-140
F10tabilidad, 1-20
Pruebas del Caudal, Relacion de las,
Gravedad Especffica Gas, 1-20
8-80, Figs. 8.6.1 a 8.6.5
Gravedad Especifica, 1-20
Pruebas, Objetivos de las, 8-79 .
Reacciones Quimieas, 1-17
Pulverizacion de Agua, Proteccion Calor Reaccion, 1- 18
Mediante, 8-227
Estequi ometricalEstequiometria,
Punto Combustion, 1- 23
1- 18
Punto Ebullicion, Presion Vapor y, 1- 20
Reaccion Quimica, 1-17
Punto Inflamacion- CopaAbierta, 1- 23
Fuentes Energia 0 Fuentes Ignicion,
Punto Inflamacion- Copa Cerrada, 1- 23
1-32
Energfa Electrica, 1-34
---
1-43
Calentamiento Dieleetrieo, 1-34
Calentamiento por Electricidad
Estitica, 1-35
Calentamiento por Fuga Corriente
Electrica, 1-35
Calentamiento por Inducci6n,
1-34
Calentamiento por Resistencia
Electrica, 1-34
Calor Forrnacion Arcos
Electricos,
1-35
Calor Generado por Rayos,
1-35
Energia Mecanica, 1-35
CalorCompresion, 1-36
Calor Friccion, 1-35
Chipas Fricci6n, 1-35
Energia Nuclear, 1-36
Energia Qufmica, 1-32
Calentamiento Disolucion, 1-34
Calentamiento Espontaneo,
1-33
Calor Combustion, 1-32
Calor Descomposicion, 1-33
Calor Reaccion, 1-34
Medicion del Calor, 1-27
Calor Especifico, 1-29
Calor Latente, 1-29
Medicion Temperaturas, 1-28
Pirometros, 1-28
Terrnometros BimetaIicos, 1-28
Terrnometros Expansion 0
Dilacion Liquidos, 1-28
Terrnopares, 1-28
Unidades Calor, 1-28
Caloria, 1-28
Joule (J), 1-28
Unidad T errniea Inglesa (BTU),
1-28
Watt (W), 1-28
.Unidades Temperatura, 1-28
Celsius, 1- 28
Fahrenheit, 1-28
Kelvin, 1-28
Rankine, .1-28
Principios Fuego, 1-24
Ignici6n y Combusti6n, 1-25
Principios Generales, 1-27
Propiedades Inflamabilidad,
Combustibles Solidos y
Combustibles Liquidos con
Punto Combustion Alto,
1-26
Calor combustion, 1-26
Calor gasificacion, 1-26
Combustibilidad (Mediante
fuente
-
.....•- - - ....
_--
1-44 iNDICE
ignicion), 1-27
Fonnacion "carbon", 1-27
Fonna geometrica, 1-27
Fonnacion hollin, 1-27
Fusion, 1-27
Oxidante estequiometrico,
1-26
Retardantes de llamas, 1-27
Toxicidad, 1-27
Transferencia de Calor, 1-29
Conduccion, 1-29, Fig. 1.2.2,
Conveccion, 1-30
Radiacion, 1-30, Fig. 1.2.3,
Quimicas Combustibles, Substancias, 4-230
Quimicas Corrosivas, Substancias, 4-234
Quimicas Inestables, Substancias, 4-231
Quimicas Oxidantes, Substancias, 4-227
Quimicas Reactivas Aire y Agua,
Substancias, 4-233
R Rayo, Natura1eza del, 4-54
RDD, Required Delivery Density, 8-156
Reabastecimiento de Vehiculos,
Estaciones de, 12-21
Reaccion en Cadena, 1-48
Reaccion Endotennica, 1-18
Reaccion Exotermica, 1-18
Reaccion Quimica, Exp1osiones, 1- 69,
Tabla 1.5.4
Reacciones Endotennicas, 4-84
Recipientes, Combustion Dentro, 6-69
Recipientes, Combustion Dentro, 6-74
Recipientes, Liberacion Gases de, 6-74
Recipientes, Riesgos Dentro, 6-69
Recipientes, Riesgos Dentro, 6-69
Recubrimiento, Tipos, 4-141
Recubrimiento Polvo y Acabado
Pulverizacion, Capitulo 12
Sec cion 4, 4-141
Equipo y Componentes Proceso
Aspersion, 4-142
Abastecimiento Fluido, 4-142
Aspersion Suel0 Abierto, 4-144
Cabinas Aspersion, 4-143, Fig.
4.12.3 Cerramientos Propositos Especiales, 4-144
Maquinas Decoracion, 4-144
Sistemas Recubrimiento
Continuo, 4-144
Colectores Sobreaspersion, 4-144,
Agotadores Cortina Agua
Cascada, 4-145 Fig. 4.12.4
Agotadores Venturi, 4-145
Figs. 4.12.5
Filtros Secos, 4-144
Laberinto Mamparas, 4-144
Cuartos Aspersion, 4-144
Estaciones Trabajo Limitadas
Acabados,4-143, Pistolas y Dispositivos Aspersion, 4-142, Figs. 4.12.1,4.12.2 Equipo y Componentes Proceso
Recubrimiento Polvo,
4-145
Lecho Fluidizado, 4-146
Proceso Pulverizacion, 4-145
Figs. 4.12.6 a 4.12.8
Riesgos Proceso Aspersion Fluidos y
su Control, 4-146
Prevencion Incendios, 4-147
Almacenamiento y Manejo,
4-148
Capacitacion Operador, 4-149
Control Vapores y
Sobreaspersion, 4-148
Fuentes Ignicion, 4-148
Identificacion Riesgo, 4-147
Orden y Limpieza, 4-149
Proteccion contra Incendios, 4-149
Riesgos Proceso Recubrimiento Polvo
y Control, 4-150
Experiencia Incendios, 4-152
Proteccion contra Incendio, 4-151
Prevencion Incendios, 4-150
Almacenamiento y Manejo, 4-150
Fuentes Ignicion, 4-150
Operaciones Recubrimiento,
4-150
Tipos Recubrimientos, 4-141
Recubrimientos Fluidos, 4-141
Recubrimientos Polvo, 4-142
Recubrimiento Polvo, Equipo y
Componentes Proceso,
4-154
Recubrimiento Polvo y Control, Riesgos
Proceso, 4-150
Recursos Culturales, Capitulo 12,
Seccion 11, 11-97
Administracion de las Emergencias de
Incendio, 11-109
Causas de Incendios en Propiedades
Culturales, 11-97, Tablas
11.12.1 a 11.12.3 Consideraciones de Construccion, 11-108
Compartimentacion, 11-108
Flexibilidad de las Galerias,
11-109
Iluminacion, 11-108
Medios de Salida, 11-108
Decisiones sobre Proteccion contra
Incendios, 11-114
Edificios y Lugares Historicos, 11~114
Disefto Basado en el Desempefto,
11-116
Incendios en Edificios Historicos,
11-115
Otras Consideraciones, 11-115
Chimeneas, 11-115
Incendios de exposicion, 11-115
Llamas abiertas, 11-115
Limpieza y mantenimiento,
11-115
Extincion del incendio, 11-116
Servicio electrico, 11-115
Proteccion de Edificios Historicos
contra Incendios, 11-115
Implicaciones de Proteccion contra
Incendios de Nuevas
Construcciones, 11-110
Automatizacion de CatAlogos de
Bibliotecas y Registros de
Adquisiciones de Museos,
11-110
Almacenamiento compacto 0
archivos de rieles, 11-112,
Fig. 11.12.6, 11.12.7
Estanterias de filas mUltiples,
11-11 0, Figs. 11.12.4,
11.12.5, 11.12.6
Estanterias de libros, 11-110
Principios de Prevencion de
Incendios, 11-98
Control de Combustibles, 11-100
Acabados interiores, 11-101
Almacenamiento y manejo de
liquidos inflamables,
11-100
Calentamiento espontaneo,
11-100
Configuracion y apifiamiento de
combustibles, 11-100
Espacio inadecuado, 11-101
Control de Ignicion, 11-98
Artefactos, 11-100
Dispositivos de llama abierta,
11-100
Equipos de calefaccion, 11-99
Fumadores, 11-100
Incendio intencional, 11-98
Sistema electrlco, 11-99
Proteccion contra Incendios, 11-101,
Tablas 11.12.1 a 11.12.3
Disefio del Sistema de Proteccion
contra Incendios, 11-102
Comunicacion, 11-104
Deteccion y alarma, 11-103
iNIDICE
Extinci6n Manual, 11-104,
Fig. 11.12.3
Niebla de Agua, 11-107
Otros Riesgos Especiales,
11-107
Protecci6n contra Riesgos
Especiales, 11-107
Rociadores Automaticos,
11-104
Enfoque Sistematico de la Proteccion contra Incendios, 11-102, Fig. 11.12.2
Salvamento, 11-109
Salvamento en Bibliotecas, 11-109
Antes del incendio, 11-109
Despues del incendio, 11-11 0
Durante el incendio, 11-110
Salvamento en Lugares de Culto y
Museos, 11-109
Redes de Agua contra Incendios,
Capitulo 3, Seccion 8, 8-33
Conductos, Acueductos y Tuberias de
Surninistro, 8-36
Condicion Intema de los Sistemas
de Tuberias, 8-37
Diametro de Tuberias, 8-36, Tabla
8.3.l,8.3.2
Disposicion de los Sistemas de
Tuberias, 8-37
Tuberlas, 8-36
Fuentes para Abastecimiento de Agua,
8-34
Fuentes Subterraneas, 8-34
Fuentes Superficiales, 8-35
Funcion de los Sistemas de
Surninistro y Distribuci6n,
8-34
Sistemas de Distribucion, 8-34
Sistemas de Suministro, 8-34
Sistemas de Distribucion
Independientes y
Combinados, 8-33
Sistemas Combinados, 8-33
Sistemas Independientes, 8-33
Sistemas por Gravedad y de Bombeo,
8-35
Sistemas por Bombeo, 8-35
Sistemas Combinados, 8-35
Sistemas por Gravedad, 8-35
Tipos de Tuberias, 8-38
Accesorios, 8-41
Corrosion de las tuberias, 8-41
Tuberias de Acero, 8-40 Tabla
8.3.5 Tuberias de Asbesto Cemento, 8-38 Fig., 8.3.1
Tuberias de Concreto Reforzado,
8-40, Fig. 8.3.6
Tuberias de Hierro Ductil, 8-40
Tabla 8.3.4
Tuberia de Hierro Fundido, 8-38,
Tabla 8.3.3
Uniones de campana y espigo,
8-39, Fig. 8.3.4
Uniones mecanicas estandarizadas, 8-39 Fig., 8.3.3 Uniones por presion, 8-39 Fig. 8.3.2 Tuberias de PVC- poli (cloruro de vinilo), 8-38
Reflectividad, Opacidad y, 8-8
Refrigeracion, Sistemas, Capitulo 22
Seccion 4, 4-273
Refrigerantes, Clasificaciones, 4-274
Repaso Disefto Basado Desempefio
Proteccion contra
Incendios, Capitulo 5
Seccion 2, 2-55
Evaluaci6n Riesgo Determinista
Versus Evaluaci6n
Probabilista, 2-62,
Fig. 2.5.5
Proceso Disefio Protecci6n contra Incendios Basado en Desempefio, 2- 56, Figura 2.5.1 Definir Alcance Proyecto, 2- 56
Defmicion delos Objetivos de Disefio y Desarrollo del Criterio de Desempefio, 2- 58, Tabla 2.5.1 Desarrollar Escenarios Disefio Incendio, 2-58
Caracteristicas Edificio, 2-59
Caracteristicas Ocupacion,
2-59
Curvas Incendio Disefio, 2-59,
Fig. 2.5.2
Desarrollo y Evacuacion Disefios
Prueba, 2-60
Comportamiento y Evacuaci6n
Ocupantes, 2- 60
Detecci6n y notificaci6n del
Incendio, 2-60
Extincion Incendio, 2-60
Iniciacion y Desarrollo
Incendio, 2-60
Propagaci6n Control y Manejo
Humo, 2-60
Proteccion Pasiva contra
lncendios, 2-60
ldentificar Metas Proteccion contra
Incendios, 2-56
1-45
Producir Docurnentaci6n, 2-61
Que es Diseno Basado en Desempeno,
2-56
Tiempo Parametro Diseno Basado Desempeno, 2-61 Figs. 2.5.3,2.5.4 Requisitos del Surninistro de Agua para
los Sistemas Publicos de
Abastecimientos, Capitulo
4, Seccion 8, 8-43
Calculo de las Tasas de Caudal de
Agua contra Incendios,
8-44
Metodo de la Insurance Service
Office (ISO), 8-44
Caudal necesaria del agua
contra incendios (NFF),
8-46 Tabla 8.4.5
Factor de construccion, 8-44
Factor de exposicion y
comunicacion, 8-45 Tabla
8.4.3, 8.4.4
Factor de ocupacion, 8-45 Tabla
8.4.1,8.4.2
Metodo de Investigacion de
Illinois Institute of
Tecimology, 8-48
Metodo de la Iowa State
University (lSU), 8-46
Caracteristicas de Presi6n de los
Sistemas, 8-49
Factores que Afectan el Disefio del
Abastecimiento Publico del
Agua, 8-43
Otras Consideraciones sobre el
Caudal, 8-48
Duraci6n del Caudal de Agua
contra Incendios, 8-48
Tabla, 8.4.6
Evaluaci6n de la Capacidad del
Sistema, 8-48
Requisitos del Agua, 8-43
Demandas para Propositos
Domesticos, 8-43
Requisitos del Agua para Combatir
Incendios, 8-44
Sistemas para Elevaciones Mayores,
8-49
Suficiencia y Fiabilidad del
Abastecimiento, 8-50
Risk-Informed, Performance Based Fire
Protection. T.F Barry,
5-107
Residuos Quimicos, Disposicion
Desechos y, 4-238
Resistencia al Fuego (Fire Endurance),
Calculo de la, 10-68
Resistencia al Fuego, Prueba de, 10-56
1-46
iNDICE
Resistencia Electrica, Calentamiento por,
1- 34
Retardantes del Fuego Llamas,
Tratamientos de, 6-104
Reuniones Publicas, Ocupaciones para,
Capitulo 1, Secci6n 11,
11-5
Riesgo Ocasionado por Fuego, Manejo,
5-105, Fig. 5.6.1
Riesgos T6xicos, Incendios Escala Real,
6-15, Figs. 6.1.1 a 6.1.3
Rociadores Automaticos, Capitulo 10,
Secci6n 8, 8-161
Clasificaciones de Temperatura de Rociadores, 8-163, Tabla 8.l0.l a 8.l0.3 Descarga de Agua, 8-167, Fig.
8.l0.10 y 8.l0.11, 8.l0.5
Rociadores Colgantes y Verticales
Secos, 8-168, Fig. 8.l0.16
Rociadores Empotrados, 8-167,
Fig.8.10.l3
Rociadores Ocultos, 8-168,
Fig. 8.10.14
Rociadores Omamentales, 8-168,
Fig.8.10.l5
Rociadores Semi-empotrado,
8-167, Fig. 8.l0.12
Historia de los Rociadores, 8-161
Principios de Funcionamiento, 8-161
Disefio del Deflector, 8-163, Fig.
8.10.5, 8.10.6
Elementos de Funcionamiento,
8-161
Dinamica de los Rociadores,
8-162, Fig. 8.l0.3, 8.10.4
Otros Elementos Termosensibles, 8-162, Fig. 8.10.2 Rociadores de Ampolla, 8-162,
Fig. 8.l0.l
Rociadores Fusibles, 8-161
Rociadores Automaticos Estandar,
8-166, Fig. 8.10.7 a 8.10.9
Rociadores para Condiciones
Especiales de Servicio,
8-169
Rociadores Abiertos, 8-171,
Fig. 8.10.22
Rociadores de Apertura y Cierre
Automatico, 8-169
Rociadores de Gota Gorda, 8-169,
Fig.8.10.l8
Rociadores de Nivel Intermedio,
8-173, Fig. 8.10.26
Rociadores de Orificios Grandes y
Pequefios, 8-171
Rociadores de Pared Lateral, 8-170, Fig. 8.10.20 Rociadores de Pared, Lateral y Cubrimiento Extendido, 8-170, Fig. 8.l0.21 Rociadores para Condiciones Corrosivas, 8-170, Fig. 8.10.19 Rociadores por Pulverizaci6n con
Diferentes Orificios, 8-171,
Fig. 8.l0.23, 8.l0.24
Tablas 8.10.4 a 8.l 0.6
Rociadores Picker Trunks, 8-173,
Fig. 8.l0.25
Rociadores Residenciales, 8-169,
Fig.8.l0.l7
Rociadores Automaticos, Desarrollo de los, 8-175, Fig. 8.11.1 a 8.l1.6 Rociadores Automaticos, Protecci6n
Mediante, 8-203
Rociadores Automaticos, Sistemas de,
Capitulo 11 Secci6n 8,
8-175
Rociadores Disefiados Hidrau1icamente, Sistemas de, 8-317, Tablas 8.18.2,8.18.3 Rociadores Ordinarios, Supresi6n
Incendios con, 2-51
Rociadores, Abastecimiento de Agua
para, Capitulo 18 Secci6n
8, 8-311
Rociadores, Caracteristicas de la
Distribuci6n de Agua y
Enfriamiento Control de
Incendio Mediante, 8-153,
Fig. 8.9.8, 8.9.9, Tabla
8.9.1 Rociadores, Clasificaci6n de Temperatura de, 8-163, Tabla 8.10.1 a 8.l0.3 Rociadores, Comparaci6n de los Tipos de Protecci6n Mediante, 8-204, Tablas 8.l2.1, 8.12.2 Rociadores, Historia de los, 8-161
Rociadores, Implicaciones Financieras de
Instalaciones de, 8-178,
Tabla 8.l1.1
Rociadores, Normas sobre la Instalaci6n
de, 8-179
Rociadores, Pulverizaci6n de los, 8-151,
Fig. 8.9.6
Rociadores, Reglas para Instalaci6n de,
8-190
Rociadores, Requisitos de Abastecimientos de Agua para, 3-315, Tabla 8.18.l
Rociadores, Respuesta Termica de los,
8-149
Rociadores, Supresi6n del Fuego por,
8-156, Fig. 8.9.11
Rociadores y Tuberias, Mantenimiento
General de, 8-293
Rubber Technology Handbook, 6-98
5
SAE Society ofAutomotive Engineers, 4-108
Safety Guide SG-22, CMA, 4-181
Salida, Conceptos Disefio, Capitulo 3
Secci6n 3, 3- 35
Salida, Iluminaci6n y Carteles, 3-55
Salidas, Capacidad, 3-48, Tabla 3.3.3
Salidas, Iluminaci6n, 3-55
Salidas, Influencia Sobre, 3-40
Salidas, Instalaciones y Disposici6n, 3-39
Seguridad contra Incendios en el
Transporte, Secci6n 12,
Introducci6n, 12-1
Seguridad contra Incendios, Estrategias
de Disefio, 1-6
Seguridad contra Incendios, Planificaci6n
de Edificios y Terrenos
para la, Capitulo 1, Secci6n
10, 10-3
Servicios de Vigi1ancia de Protecci6n
contra Incendios y de
Guardia contra Incendios,
Capitulo 6, Secci6n 7,
7-75
Capacitaci6n,7-81
Direcci6n del Servicio de Guardia,
7-76
Equipo de Comunicaciones, 7-77
Eva1uaci6n de los Servicios de
Guardia, 7-81
Guardias,7-81
Inspecci6n de los Dispositivos
Iniciadores del Sistema de
Supervisi6n de Rondas,
7-81
Registros de las Rondas, 7-81
Funciones del Servicio de Guardia
contra Incendios, 7-79
Rutas y Rondas de Vigilancia, 7-80
Selecci6n de los Guardias, 7-80
Servlcios de Guardia contra
Incendios, 7-75
Supervisi6n de la Ronda de Patrullaje
del Guardia, 7-77
SIstemas de Informe de
Delincuencia, 7-78
1--
iNIDICE
Sistemas de Infonne por Telefono, radio y otros sistemas por Voz,7-78 Sistemas de Supervision de
Roncadas Obligatorias,
7-77
Sistemas de Supervision de
Rondas no Obligatorias,
7-77
Relojes Portatiles de Vigilancia, 7-78.. Figs. 7.6.1, 7.6.2 Seguridad Humana, Consideraciones sobre, 11-11, Tablas 11.1.3, 11.1.4 SARA Titulo III Superfound
Amendments and
Reauthorization Act 1986,
5-126
Selection Guide to Chemical Protective
Clothing, 5-80
Servicios Medicos de Emergencia,
Nonnas EEP, 5-195
SES, Subway Environment Simulation,
12-77
SFPE Engineering y Guide to
Perfonnance Based Fire
Protection Analysis and
Design Building 1-3
SFPE Handbook of Fire Protection
Engineering 3-35, 10-85
SFPE Manual de Ingenieria de
Proteccion contra Incendios
2-39,2-41,5-106, 7-32,
8-77,9-7
SIMULEX, 12-78
Sistema Suministro Energia, C6digo y
Norma, 4-65
Sistemas de Aire Acondicionado y
Ventilacion, Capitulo 9,
Seccion 10, 10-137
Conservacion de Energia, 10-143
Distribucion de Aire, 10-140
Conductos, 10-140
Construccion, 10-140
Instalacion, 10-141
Plenos, 10-141
Sistemas de Aire para Corredores,
10-141
Equipos de Enfriamiento y
Calentamiento de Aire,
10-138
Filtros y Depuradores de Aire, 10-139
Filtro de Elemento Fibroso, 10-139
Filtros de Elemento Renovable,
10-139
Filtros y Limpiadores de Aire
Industriales Especiales,
10-140
1-47
Limpiadores de Aire Electronicos,
Tipos de Senales, 7-6
10-139
Sistemas de Alanna de Incendios:
Proteccion de Filtros y
Inspeccion, Prueba y
Limpiadores de Aire,
Mantenimiento, Capitulo 5,
10-140
Seccion 7, 7-49
Localizacion de Equipos, 10-137
Aspecto Critico de la Inspeccion,
Mantenimiento, 10-143
Prueba y Mantenimiento
Restriccion de la Propagacion de
sobre la Efectividad del
Sistema, 7c71, Tab1as 7.5.3,
Humo y Fuego, 10-141
Compuertas Corta Fuego, 10-141
a 7.5.5
Compuertas Corta Humo, 10-142
Componentes de la Alarma de
Controles de Compuertas, 10-142
Incendio, 7-69, Tablas
Detectores de Humo, 10-142
7.5.2,7.5.3
Tipos y Operacion de Sistemas, Componentes Electronicos, 7-53
10-137, Figs. 10.9.1, 10.9.2
Baterias, 7-55
Cables, 7-56
Tomas de Aire Fresco, 10-137
Fusibles, 7-55
Unidades de Aire Acondicionado,
Interruptores, 7-55
10-143
Ventiladores y Controles, 10-142
Lamparas Indicadoras, 7-55
Sistemas de Agentes limpios,
Relevadores, 7-54
Consideraciones de Uso
Resistores, Condensadores e
Inductores, 7-54
para, 9-19
Sistemas de Agua Nebulizada, Principios
Semiconductores, 7-53
Generales de, 8-246
Tenninales de Tornillo, 7-55
Sistema de Alarma de Incendio,
Transfonnadores, 7-54
Interface del, Capitulo 4
Uniones de Soldadura en la TaIjeta
Seccion 7,7-37
de Circuitos, 7-54
Componentes de Senalizacion de las
Sistemas de Alanna, Elementos Alannas de Incendio, 7-56
Esenciales de los, 7-7, Fig. Equipo Domestico de Aviso de
7.1.1
Incendios, 7-71
Sistemas de Alanna de Incendio,
Fiabilidad, 7-49
Capitulo 1, Seccion 7, 7-5
Amilisis de un Ejemplo, 7-53, Fig.
Elementos Esenciales de los Sistemas
7.5.3, Tabla 7.5.1
deAlarma, 7-7, Fig. 7.1.1
T ecnicas de prediccion de
Circuitos, 7-8
fiabilidad de alannas de
Fonnato de la NFPA 72, Codigo de
incendio, 7-50, Figs.7.5.1 a
Alannas de Incendio, 7-8
Suministro de Energia Primarios y
y b, 7.5.2
Secundarios, 7-7
Programacion de la Inspecci6n,
Haciendo que el Sistema Funcione,
Prueba y Mantenimiento
7-5
para los Sistemas y
Asegurando la Calidad de la
Mantenimientopara los
. Instalacion, 7-6
Sistemas y Componentes
de la Alanna de Incendios,
Detenninacion de Metas, 7-5
7-69
Seleccion del Sistema, 7-5
Requisitos de Inspeccion, Prueba y
Sistema Auxiliar, 7-13, Figs. 7.1.7,
Mantenimiento para los
7.1.8 Sistemas, 7-56
Sistema de Alanna de Incendio de Aparatos de Notificacion, 7-68
Estacion Central, 7~10 Aparatos de notificacion
Sistema de Comunicacion de Alarma audible, 7-68, Fig. 7.5.11
de Emergencia por Voceo, Aparatos de notificacion
7-10, Fig. 7.1.3 visibles, 7-69
Sistema de Estacion Remota, 7-13,
Parlantes, 7-68
Fig. 7.1.6
Definiciones, 7-56
Sistema de Local Protegido, 7-10, Fig.
Dispositivos Iniciadores, 7-65
7.1.2 Sistema del Propietario, 7-13,
Fig.7.1.4, 7.1.4 a, 7.1.5
1-48 iNDICE
Alannas de Flujo de Agua del
Agentes de Extincion de Productos
Sistema de Rociadores,
Quimicos Humedos, 9-35,
7-67
Fig. 9.3.1
Propiedades de Extincion, 9-36
Detectores de calor, 7-65
Acci6n de enfriamiento, 9-36
Detectores de humo, 7-65
Accion de sofocacion, 9-36
Detectores sensores de energia
Propiedades Fisicas, 9-35, Tabla 9.3.1
radiante, 7-66, Fig. 7.5.10 Dispositivos Iniciadores de la
Compatibilidad,9-35
Alanna Activada
Toxicidad, 9-35
Procedimiento Inspeccion, Prueba
Manualmente, 7-67
y Mantenimientopara Dispositivos Iniciadores del
Sistemas de Productos Funcionamiento del
Sistema de Extinci6n, 7-67
Quimicos, 9-39, Fig. 9.3.6 y 9.3.7 Dispositivos Iniciadores de la Senal de Supervisi6n, 7-67
Usos y limitaciones de Sistemas de
Extinci6n de Productos
Documentaci6n, 7-57
Personal,7-57
Quimicos Hilmedos, 9-36
Activacion del Sistema, 9-37,
Preparaci6n y Coordinaci6n de las
Actividades de Inspecci6n,
Fig. 9.3.3 a 9.3.4
Prueba y Mantenimiento,
Almacenamiento de Productos
7-57
Quimicos Expelentes, 9-37
Boquillas, 9-38, Fig. 9.3.5
Plan de Prueba, 7-58
Cantidad y Tasa de Aplicacion,
Sistemas de la Estacion
9-39
Supervisora, 7-59
Diseno del Sistema, 9-37
Sistemas para Instalaciones
Distribucion, 9-38
protegidas, 7-59
Metodos de Aplicacion, 9-37
Unidad de Control de la Alarma
Sistemas de Aplicaci6n Di6xido de
de Incendio, 7-59
Carbono, Capitulo 2,
Anunciadores remotoS' 7-63
Secci6n 9,9-23
Baterias, 7-60, Figs. 7.5.4 a
Componentes de los Sistemas de
7.5.9
Dioxido de Carbono, 9-29
Conductores Metalicos, 7-64
Alarmas, 9-32
Equipo de Comunicacion de
Almacenamiento de Di6xido de
Emergencia por Voz, 7-64
Carbono, 9-29
Equipo en Interface, 7-63
Equipos de Supervision de la
Almacenamiento Alta Presion,
Ronda de Guardia, 7-64
9-29, Fig. 9.2.5
Almacenamiento Baja Presion,
Funciones,7-59
Fusibles, 7-60
9-29, Fig. 9.2.6
Boquillas de Descarga, 9-31,
Generadores Impulsados por
Fig. 9.2.7 a 9.2.9
Motor, 7-60
Controles del Sistema, 9-31
Umparas Indicadoras, 7-60
Activaci6n Aautomatica, 9-31
Suministro de Energia
Operaci6n Manual de
Ininterrumpible (UPS),
Emergencias, 9-31
7-60
Operacion Manual Normal,
Suministro Principal de
9-31
Energia, 7-60
Paneles de Control, 9-31
Suministro Secundario de
Sistemas de Tuberias, 9-30
Energia, 7-60
VaIvulas y Dispositivos de
Supresores Momentaneos, 7-63
Operacion, 9-31
Transmisores de Senal Fuera de
Consideraciones sobre Seguridad
las Instalaciones, 7-64
Humana, 9-26
Sistemas de Aplicacion Agentes de
Caracteristicas Diseno del Sistema
Extincion a Base de
Procedimiento de
Productos Quimicos,
Operacion para Seguridad
Capitulo 3, Seccion 9, 9-35
Humana, 9-26
Directrices Generales de
Seguridad,9-26
Limitaciones del Dioxido de Carbono
como Agente Extintor, 9-26
Metodos de Aplicacion, 9-27
Aplicaci6n Local, 9-27, Fig. 9.2.3
Aplicaciones Especiales, 9-28
Descarga Extendida, 9-28
Inundacioo Total, 9-27, Fig. 9.2.2
~ LineaS'de Mangueras Manuales,
9-28, Fig. 9.2.4
Sistemas de Tuberias Verticales
Suministro Movil, 9-28
Propiedades del Di6xido de Carbono,
9-23
Propiedades de Extincion del Di6xido
de Carbono, 9-25
Extinci6n por Enfriamiento, 9-26
Extinci6n por Sofocacion, 9-25,
Tabla 9.2.1
Propiedades de Termodinamica, 9-23,
.. Fig. 9.2.1
Almacenaje, 9-24
Densidad del Vapor, 9-24
Electricidad Estatica, 9-24
Efectos Fisiologicos, 9-24
Propiedades de Descarga, 9-24
Prueba y Mantenimiento de Sistemas
de Dioxido de Carbono,
9-32
Entrenamiento, 9-33
Inspecciones, 9-32
Mantenimiento, 9-32
Pruebas de Aceptaci6n, 9-32
Uso,9-23 Sistemas de Columna Agua y
Conexiones para
Mangueras, Capitulo' 16,
Seccion 8, 8-271
Componentes del Sistema, 8-279
Conexiones del Cuerpo de
Bomberos, 8-282
Dispositivos de Supervisi6n y
Monitoreo Mantenimiento
del Sistema, 8-284
Dispositivos Reguladores de
Presion, 8-281 Fig. 8.16.8,
8.16.9,8.16.10
Mangueras, Estantes, Boquillas y
Gabinetes de Mangueras,
8-280 Fig. 8.16.6 y 8.16.7
Tuberias y Accesorios, 8-279
Valvulas,8-281
Condiciones para Instalaci6n Sistemas
de Columna de Agua,
8-284
iNIDICE
Consideraciones para Disefio de
Sistemas de Columna
Reguladora,8-271
Clases de Sistemas, 8-271
Sistemas Clase I, 8-272
Sistemas Clase IT, 8-272
Sistemas Clase III, 8-272
Disposici6n del Sistema, 8-273
Cantidad y Emplazamiento de
las Conexi ones de
Manguera 8-273
Fig. 8.16.1, 8.16.2
Colocaci6n de Conexiones
Mangueras en Descansos,
8-274
Interconexiones de la Tuberia,
8-274
Proceso de Disefio, 8-271
Requisitos para Abastecirniento de
Agua y Tuberia, 8-274,
8-275
Abastecimiento Demanda
sistema para Sistemas
columna Reguladora, 8-275
Abastecimientos de Agua para
Edificios de Gran Altura,
8-277
Abastecimientos de Agua y
Bombas C.I para Edificios
de Altura Media,
8-278, Fig. 8.16.4 y 8.16.5
Historia de las Presiones de
Salida y de las Boquillas
para Combatir el Fuego
8-275
Maxima Presi6n y Zonificaci6n
en Edificios Altos,
8-278, Tabla 8.16.1
Requisitos Especiales para
Abastecimientos de Agua,
8-277
Tamafio de la Tuberia, 8-278
Tasa de Flujo Minima y Presi6n
Minima (Demanda), 8-275
Fig. 8.16.3 Tabla 8.16.1
Tipo y Cantidad de
Abastecimiento de Agua,
8-277
Restricciones de Disefio de
Acuerdo con la Clase y
Tipo del Sistema,
8-272, 8-273
Tipos de Ssistema, 8-272
Operaciones Cuerpo de Bomberos
Utilizado Sistemas de
Columna Reguladora,
8-286
Equipos, 8-286
1-49
Operaciones, 8-286
Proteccion Estructuras (Sistemas
Tradicionales), 4-60,
Planeaci6n Anterior, 8-286
Arboles, Estructuras e Prueba e Inspeccion Sistemas de
Columna de Reguladora,
Instalaciones 8-285
Especializadas, 4-61 Fig. Preinscripci6n, 8-285
4.3.11
Pruebas, 8-285
Edificios Estructura Acero, 4-60
Edificios Tejado Memlico y
VaIvulas Reguladoras de Presi6n,
Recubiertos Metal, 4-60
8-285
Sistemas Extension de Manguera,
Edificios Hormigon Armado,
4-60
8-287
Estructuras Altas, 4-61
Accesorios, 8-289
Carretillas de Manguera, 8-289
Puesta Tierra Masas Metalicas
Disefio, 8-287
(Interconexi6n},4-62 Equipos, 8-287, Fig. 8.16.11 y
Tanques para Almacenamiento 8.16.12 Liquidos y Gases Combustibles e Lanzas Monitoras, 8-289, Fig. 8.16.13 y 8.16.14 lnflamables, 4-60 Figs. Sistemas de Columna de Agua,
4.3.9,4.3.10 Condiciones para Instalar,
Underwriters Laboratories Inc. 8-284
"Servicio Maestro de
Sistemas de Di6xido de Carbono, Prueba
Identificacion" Sistemas
y Mantenimiento de, 9-32
Proteccion contra Rayos,
Sistemas de Extincion de Incendios,
4-60
6-152
Proteccion Personas, 4-63
Sistemas de Productos Quimicos, 9-39,
Guia Seguridad Personal Durante
Figs. 9.3.6 y 9.3.7
Tormentas, 4-63
Sistemas de Protecci6n contra Incendios
Teoria Tradicional Protecci6n contra
a Base de Agua, Soporte y
Rayos, 4-55
Arriostramiento de,
Concepto Convencional, 4-55,
Capitulo 13 Seccion 8,
Figs. 4.3.2, 4.3.3
8-215
Concepto Geometrico Proteccion
Sistemas de Protecci6n contra Rayos,
contra Rayos, 4-56, Fig.
Capitulo 3 Secci6n 4, 4-53
4.3.4 Factores Necesarios Protecci6n contra
Curvas Disefio, 4-57 Figs. 4.3.5, Rayos, 4-53
4.3.6
Exposicion Relativa, 4-53,
Distancia Impacto, 4-57
Frecuencia e Tntensidad Tormentas Sistemas de Protecci6n para Clases de
Electricas, 4-53 Fig. 4.3.1
Ocupaciones, Seccion 11,
Perdidas Indirectas, 4-54
Introducci6n, 11-1
Resistencia Tierra, 4-53
Sistemas PUblicos Comunicacion
Riesgos Profesionales, 4-53
Servicios Emergencia,
Valor y Naturaleza de las
Instalaciones Departamento
Construcciones y su
Bomberos y Entrenamiento
Contenido, 4-53
contra Incendios; y sistemas
Naturaleza del Rayo, 4-54
publicos de Comunicaci6n
Proteccion Propiedad,4-57
para los Servicios de
Componentes,4-57,
Emergencia, Capitulo 8
Conductores, 4-58
Secci6n 5, 5-141, Fig. 5.8.1
Puesta a Tierra, 4-58 Figs.
SIstemas de Refrigeraci6n, Capitulo 22,
4.3.7,4.3.8
Seccion 4, 4-273
Terminales Aereos, 4-57
Aplicaciones, 4-274
Descargadores Sobretensiones y
Clasificaciones Refrigerantes, 4-274
Supresores Picos Aparatos
Designacion Numenca, 4-274
y Circuitos Electricos,
Designaci6n Seguridad, 4-274,
4-62,
Tabla 4.22.1. Fig. 4.22.1
Mantenimiento, 4-62
Control Peligro y Respuesta
Emergencia, 4-279
1.....50
lNDICE
Localizacion y Construccion, 4-279
Efectos Cambios Regulatorios, 4·273
Equipo Electrico, 4·280
Miscelimeos, 4-280
Proteccion Incendios, 4-280
Ventilacion, 4-280
Principios Basicos Operacion, 4-276,
Fig. 4.22.2
Tipos Sistemas y Peligros Basicos,
4-277
Sistema Absorcion, 4-278
Descripcion, 4-278
Peligros, 4-278
Sistema Enfriamiento Metodo
Directo, 4-279
Sistema Enfriamiento Metodo
Indirecto, 4-279
Sistema Eyector ChoITO Vapor,
4-278
Descripcion, 4-278, Fig. 4.22.7
Peligros, 4-279
Sistema Mecanico, 4-277
Descripci6n, 4-277, Figs. 4.22.3
a 4.22.5
Peligros, 4-277, Fig. 4.22.6
Sistema de Rociadores Automaticos,
Alarmas de Flujo de Agua
del Sistema, 7-37
Sistema de Rociadores Automaticos, Supervisi6n del, 7-43, Figs. 7.4.8 a 7.4.11 Sistemas de Rociadores Automaticos,
Capitulo 11, Seccion 8,
8-175
Componentes Materiales del Sistema,
8-185
Rociadores, 8-185, Tabla 8.11.2 a
8.11.4 Tuberias y Tubo, 8-187
Tuberias de acero, 8-187, Tabla
8.11.5 Tuberias de acero listada, 8-189, Tabla 8.11.7 Tuberias de cobre, 8-188, Tabla 8.11.6
Tuberias no metalica, 8-188,
Tabla 8.11. 7
Valvulas del. Sistema, 8-189
Elementos indicadores, 8-189,
8.11.16 Elementos de supervision, 8-189, 8.11.17 Desarrollo de los Rociadores Automaticos, 8-175, Fig. 8.11.1 a 8.11.6 Implicaciones Financieras de
Instalaciones de
Rociadores, 8-178, Tabla 8.11.1
Algunos Incentivos para Instalar
Rociadores, 8-179
La Instalaci6n de Rociadores en la
Totalidad del Local, 8-190
de Cubrimiento, 8-191
Tablas 8.11.8 a 8.11.11
Activacion de Rociadores y
Caracterfsticas de
Descarga, 8-192
Normas sobre la Instalacion de
Rociadores, 8-179
Clasificacion de la
Ocupaci6n, 8-184
Construccion del Cielo Raso,
8-185, 8.11.15
Objetivos del Disefio, 8-183, Fig.
8.11.14
Terminologia. 8-180, Fig. 8.11.7
Tipos de Sistemas, 8-180
Otros Sistemas, 8-183
Sistemas de Accion Previa,
8-181, Fig. 8.11.11, 8.11.12
Sistemas de Diluvio, 8-182,
Fig. 8.11.13
Sistemas de Tuberia Hfuneda,
8-180, Fig. 8.11.8
Sistemas de Tuberia Seca,
8-180, Fig. 8.11.9, 8.11.10
Reglas para Instalaci6n de Rociadores
Automaticos, 8-190
Valor de la Protecci6n con Rociadores Automaticos, 8-176, Tabla 8.1Ll Sistemas de Rociadores para
Instalaciones de
Almacenamiento, Capitulo
12, Secci6n 8, 8-195
Abastecimiento de Agua, 8-209
Altura Y Espacio Libre de Almacenamiento,8-200, Fig. 8.12.8,8.12.12 Y 8.12.19 Clasificaci6n de los Productos, 8-195
Clase I, 8-196
Clase II, 8-196, Fig. 8.12.1
Clase III, 8-196
Clase IV, 8-196
Plasticos, 8-197, Fig. 8.12.2
Clasificaci6n de Temperatura de
Rociadores de Techo, 8-208
Disposici6n del Almacenamiento,
8-197
Almacenamiento al Granel, 8-198
Almacenamiento en Estanterfas
(RACK), 8-199, Fig. 8.12.4 a 8.12.7
Almacenamiento en Anaqueles,
8-199
Almacenamiento en Cajas con
Compartimiento, 8-199,
Fig. 8.12.8 a 8.12.14
Ancho del Pasillo, 8-202, Fig. 8.12.15
Otros Tipos de Estanteria
Almacenamiento,8-200
A,macenamiento en Pilas Solidas,
8-198, Fig. 8.12.3
Almacenamiento Paletizado en
Pilas, 8-198
Normas sobre Almacenamiento de la
NFPA,8-195
Productos Especiales, 8-209
A,;o1chado de las Alfombras, 8-211
Almacenamiento de Alfombras,
8·210, Fig. 8.12.22
Fibras Embaladas, 8-211
Llantas de Caucho, 8-210 Fig.
8.12.19 a 8.12.21 Pallets (Estibas) Desocupados, 8-209 Tabla 8.12.8 Pallets de Madera, 8-209 Fig. 8.12.18, Tablas 8.12.9 a 8.12.11
Pallets de plastico, 8-210
Papel desecho en balas,
8-212
Papel en rolIos, 8-210
Pesticidas, 8-213
Protecci6n Mediante Rociadores
Automaticos, 8-203
Comparacion de los Tipos de
Protecci6n Mediante
Rociadores, 8-204, Tablas
8,12.1,8,12.2
Rociadores de. Area-Densidad de
Modo de Control, 8-204
Tablas 8.12.1 a 8.12.3
Rociadores de Respuesta Rapida de Supresion Temprana (ESFR) de Modo Supresi6n, 8-207, Tabla 8.12.6 a 8.12.7 Rociadores para Apiicaciones Especificas de Modo de Control, 8-205, Tabla 8.12.4, 8.12.5 Espaciamiento de los Rociadores,
8-208
Rociadores en Estanterias (In Rack), 8-207, Fig. 8.12.16 Y 8.12.17 Rociadores con Modo de Control
por Area Densidad 8-204,
Tabla 8.12.1 a 8.12.3
iNIDICE
Rociadores de Modo Supresion,
8-204
Rociadores para Aplicaciones
Especificas de Modo de
Control, 8-204
Tiempo de Respuesta de los
Rociadores, 8-208
Tipos de Sistemas de Proteccion,
8-208
Espuma de Alta Expansion,
8-208
Sistemas Tuberia Seca vs.
HUmeda, 8-208 ver Seccion
8 Cap. 11
Sistemas de Supresion de Incendios con
Agua Nebulizada, Capitulo
15, Seccion 8, 8-237
Aplicaciones de los Sistemas de Agua
Nebulizada, 8-238
Alojamiento Maritimo, Espacios
Publicos y Areas de
Servicio, 8-240
Objetivos de Seguridad,
Mecanismos, Elementos,
del Sistema, Aceptacion de
la Industria, 8-241
Cerramiento de Turbinas, 8-239
Aceptacion en la Industria,
Elementos del Sistema,
Mecanismos, Objetivo
Seguridad,8-240
Espacios para Maquinaria, 8-238
Aceptacion en la Industria,
Elementos del Sistema,
Mecanismos, Objetivo
Seguridad, 8-239
Hoteles, Edificios de Patrimonio
Hist6rico y galerias, 8-241
Aceptaci6n en la Industria,
Elementos del Sistema,
Mecanismos, Objetivo
Seguddad, 8-241
Cuartos de Equipos El6ctricos, Cuarto
de Computadores y Areas
de Flujo Laminar Vertical
(Wet Benches), 8-242
Aceptacion en la Industria,
Elementos del Sistema,
Mecanismos, Objetivo
Seguridad, 8-243
Compartimiento de Pasajeros en
Aeronaves, 8-244
Aceptaci6n en la Industria,
Elementos del Sistema,
Mecanismos, Objetivo
Seguridad, 8-245
Tuneles, 8-243
I-51
Desplazamiento del Oxigeno, Aceptacion en la Industria,
Elementos del Sistema,
8-248, 8.15.3 Mecanismos, Objetivo
Diluci6n Mezc1a Vapor Aire, Seguridad, 8-244
8-250
Disefio de los Sistemas Agua Duraci6n de la Descarga, 8-253
Efedos Cineticos Nebulizaci6n
Nebulizada, 8-259, Tabla sobre Llamas, 8-250, Fig. 8.15.2
Innovaciones en Generaci6n de
8.15.4
Efectos del Cerramiento, 8-252,
Nebulizaci6n, 8-266
Boquilla Chorro a Presi6n K
Fig. 8.15.5 Y 8.15.6
Variable, 8-266
Extracci6n de Calor
Descarga Combinada,
(enfriamiento),8-247
Nitr6geno y Agua, 8-266
Mecanismos de Extinci6n,
Evaporizaci6n Instantanea Agua
8-253 Fig. 8.15.7
muy Caliente, 8-266
Resumen Sistemas de Agua
Pulverizaciones Lineales, 8-266
Nebulizada, 8-245
Boquillas Automaticas, no
Sistemas de Transporte en Edificios,
Automaticas e Hibridas,
Capitulo 8, Secci6n 10,
8-267
10-125
Boquillas Automaticas, 8-267
Ascensores, 10-125
Boquillas Hibridas, 8-267
Construcci6n, 10-126
Boquillas no Automaticas,
Construcci6n de Cerramientos 8-267
con Muros en Seco, Elecci6n del Metodo para Generar
10-127, Fig. 10.8.3 Agua Nebulizada, 8-267
Construcci6n del Pozo, 10-126
Metodos para Generar Agua
Entrada de los Pozos, 10-127
Nebulizada,8-261
Escaleras Mecanicas, 10-134
Generalidades, 8-261, Tabla 8.15.3
Cerramientos de Escaleras
Boquillas Chorro a Presi6n,
Mecanicas, 10-134
8-265, Fig. 8.15.13
Metodo de Persiana Enrollab1e,
10-134, 10.8.9
Boquillas de Choque, 8-264,
Metodo de Cerramiento Parcial,
Fig. 8.15.12
10-134, Fig. 10.8.10
Chorros de Choque, 8-264
Escaleras Mecanicas en
Boquillas de Fluido Doble,
Emergencias de Incendio,
8-265, Fig. 8.15.14 Y 10-134
8.15.15
Protecci6n contra Incendios de las Consideraciones de Fiabiliadad,
Escaleras Mecanicas, 8-268
10-134, Fig. 10.8.7 Principios Generales de Sistemas de
Metodo de boquilla
Agua Nebulizada, 8-246
Pulverizada, 10-134
Caracteristicas de la Pulverizaci6n,
Metodos de Ventilaci6n con
8-254
Rociadores, 10-134, Fig.
Aditivos, 8-258
10.8.8
Clasificaci6n de las
Montacargas, 10-133
Pulverizaciones Segun Distribuci6n Tamafio de las Prueba contra Incendios y Marcaci6n
Gotas, 8-255, Fig. 8.15.9 de las Entradas, 10-128
Densidad del Flujo, 8-256,
Consideraciones de
Accesibilidad, 10-130
Fig. 8.15.10
Construcci6n de las Cabinas de
Distribuci6n del Tamafio de la
Ascensores, 10-129
Gota, 8-254, 8.15.8
Construcci6n de los Cuartos de
Impulsi6n de la Pulverizaci6n,
Maquinas,10-128
8-257, Fig. 8.15.11
Iluminaci6n, Alarmas y Mecanismo de Extinci6n, 8-246,
Comunicaciones de Fig. 8.15.1 y8.15.2, Tabla
Emergencia, 10-130, Fig. 8.15.1 10.8.4 Bloqueo del Calor Radiante,
8-249
I-52 iNDICE
Materiales de Empaquetadura
de las Puertas, 10-128
Requisitos Electricos, 10-131
Rociadores en Pozos y Cuartos
de Maquinas, 10-129
Ascensores de Emergencias de
Incendio, 10-131
Evacuacion de un Ascensor
Varado, 10-133
Operaciones Fase 1, 10-131,
Fig. 10.8.5
Operaciones Fase II. 10-132,
Fig. 10.8.6
Pruebas e Inspecciones, 10-135
Rampas Moviles, 10-135
Tipos de Ascensores, 10-125
Ascensores EI6ctricos, 10-125,
Fig. 10.8.1
Ascensores Hidniulicos, 10-125,
Fig. 10.8.2
Clasificacion de los Ascensores
segUn el Uso, 10-126
Sistemas de Ventilacion y Distribucion de Aire, Componentes, 6-143, Tabla 6.11.1 Sistema del Propietario, 7-13, Figs. 7.1.4, 7.1.5 Sistemas en Anillos, Caudal, 8-86, Fig. 8.6.10, Tabla 8.6.1 Sistemas Ferroviarios de Pasajeros y de
Guia Fija para Transporte,
Capitulo 3, Seccion 12,
12-39, Fig. 12.3.1
Caracteristicas del Sistema, 12-39
Barreras en las Salidas, 12-40
Egreso desde las Estaciones, 12-39
Energia de Traccion, 12-39
Procedimientos de Emergencias,
12-40
Vehiculo de Riel para Transito y
Pasajeros, 12-41
Estaciones Subtemineas, 12-44
Disefio y Construcci6n de las
Estaciones Subterraneas,
12-44
Protecci6n contra Incendios para
Estaciones Subterraneas,
12-44
Comunicaciones de
Emergencia, 12-45
Sistemas de Detecci6n de
Incendios, 12-45
Sistemas de Diluvio, 12-45
Sistema de Rociadores
Automaticos, 12-45
Tomas Fijas Humedas de Agua,
12-45
Sistemas de Transito a Nivel de la
Superficie y Sistemas
Elevados, 12-45
Vias Subterraneas del Tren, 12-41
Acceso/Egreso, 12-42
Pasarelas, 12-42, Fig. 12.3.2 y
12.3.3 Salidas de Emergencia, 12-42
Comunicaci6n, 12-43
Proteccion contra Incendios en las
Vias Subterraneas del Tren, 12-43
Drenaje, 12-44
Extintores de Tncendio, 12-44
Planes Operativos del Cuerpo
de Bomberos, 12-44
Tomas Fijas de agua, 12-43
Vehiculos Especiales, 12-43
Ventilaci6n, 12-41
Sistemas Fluidos Transmision Potencia, Capitulo 9 Seccion 4, 4-107, Fig. 4.9.1 Sistemas Generadores de Espuma de
Media y Alta Expansion,
Equipos y, 9-64
Sistemas Fluidos Transmision Potencia,
Capitulo 9 Secci6n 4,
4-107, Fig. 4.9.1
Caracteristicas Incendio, 4-108
Denominaciones Intemacionales
Fluidos, 4-109
Fluidos Aceptables Ambientalmente,
4-109, Tabla 4.9.1
Fluidos Bajo Presion, 4-107
Fluidos Hidraulicos Menos
Peligrosos, 4-108
Emulsiones Agua Aceite, 4-109
Fluidos Agua-Glicol, 4-108
Fluidos Sinteticos, 4-108
Sistemas y Agentes de Extincion de Espuma, Capitulo 4, Seccion 9,9-41 Agente Combinado Equipo gemelo,
9-63, Fig. 9.4.34 a 9.4.37
Descarga de Espuma desde Vehiculos,
9-61
Camiones de Rescate para
Accidentes, 9-61
Disefio Camiones industriales de
espuma, 9-62, Fig. 9.4.32 y
9.4.33 Equipos y Sistemas Generadores de
Espuma de Media yAlta
Expansion, 9-64
Disefio y uso del Sistema, 9-64
Precauciones con la Espuma de
Media 0 Alta Expansion,
9-65
Sistemas de Aplicacion Local, 9-65
Sistemas de Inundacion Total, 9-64
Metodos para Generar Espuma, 9-46,
Fig. 9.4.2
Dosificadores del Concentrado de
Espuma, 9-46, Fig. 9.4.3 a
9.4.5
Dosificador Alrededor de la
Bomba, 9-47
Dosificador de Bomba con
Motor de Agua Acoplado,
9-48
Dosificador de Presion Balanceada, 9-49, Fig. 9.4.8 y 9.4.9 Dosificador por Demanda de
Flujo Variable de Orificio
Variable, 9-54
Inductor de Boquilla, 9-47, Fig. 9.4.6
Inductor en Linea, 9-47
Sistema de Presion Balanceada
que usa una Bomba de
Espuma para un Unico
Punto de Inyecci6n, 9-49,
Fig. 9.4.10
Sistema de Presi6n Balanceada que Utiliza un Tanque de Vejiga con Diafragma para una Inyeccion, 9-50, Fig. 9.4.11 Sistema de Presion Balanceada con Inyecci6n de Espuma de Presion Positiva y Dosificador de Presi6n Balanceada en Linea (ILBP), 9-52, Fig. 9.4.12 a 9.4.17 Tanque Dosificador de Presi6n,
9-48
Soluci6n de Espuma
Premezclada, 9-55
Ventajas y Desventajas de
Varios Sistemas de
Dosificaci6n de Presion
Balanceada, 9-52
Equipo Generador de Espuma,
9-57
Camaras de Espuma para Grandes Tanques de Alrnacenamiento de Combustible, 9-57, Fig. 9.4.26 Dispositivo de Distribuci6n
Intema de Espuma del
Tanque, 9-57
Dispositivo de Espuma Portatiles para Proteccion
iNIDICE
del Tanque, 9-58, Fig. Agentes Espumantes de Baja
9.4.29 Temperatura, 9-43
Otras Consideraciones para Agentes Espumantes Tipo Alcohol
(AR),9-43
Tanques de Agentes y Polvos de Espuma
Almacenamiento de Combustibles, 9-59, Fig. Quimica, 9-45
Espumas para Supresi6n de
9.4.29
Vapores, 9-45
Otros Riesgos, 9-59
Otros Agentes Surfactantes de
Sistema contra Presion
Hidrocarburos Sinteticos,
Intermedia,9-58 9-44
Sistema de Distribuci6n Central Casa de Espuma, 9-58, Fig. Usos, Limitaciones de Espumas para
Combatir Incendios, 9-41
9.4.27 Sistemas y Agentes que Reemplazan
Sistema de Inyeccion Directamente al Halon,
Superficial, 9-58, Fig. Capitulo 1, Seccion 9, 9-3,
9.4.28 Tabla 9.1.1
Sistemas de Rociadores Agua Consideraciones de Uso para Sistemas
Espuma, 9-60, Fig. 9.4.30 y de Agentes Limpio, 9-19
9.4.31 Efectividad Supresion de la Llama,
Sistema de Tanque de
9-4 Fig. 9.1.1 a 9.1.3 Tabla
Enfriamiento, Tanque de
9.1.3
Inmersion Abierto, 9-57
Factores Ambientales, 9-11
Equipos y Sistemas Pormtiles por Potencial de Calentamiento Global,
aspiracion, 9-55, Fig. 9-12, Tabla 9.1.8
9.4.18 Reducci6n del Ozono, 9-11
Boquilla de Espuma para Linea Regulaci6n Ambiental de
de Manguera, 9-55, Fig. Sustitutos de Halon, 9-15,
9.4.19 y 9.4.20 Tabla 9.1.9 y 9.1.10
Dispositivo Generador de
Tiempos de Vida Atmosferica,
Espuma de Media yAlta
9-12
Expansi6n, 9-56,
Inertizaci6n de la Explosi6n, 9-7,
9.4.22 Tabla 9.1.4 y 9.1.5
Generador de Espuma de Alta Mecanismos de Extinci6n, 9-3 Tabla
contra Presi6n, 9-56, Fig. 9.1.2 9.4.21
Propiedades Tenno Fisicas, 9-19, Fig. Monitores de Agua Espuma y
9.1.4 de Espuma, 9-56
Toxicidad, 9-7
Monitores y Boquillas de Agentes de Gas Inerte, 9-10
Pulverizaci6n 0 de Niebla Agentes de Halocarbono, 9-9,
de Agua, 9-56, Fig. 9.4.23 Tabla 9.1.6 y 9.1.7
a 9.4.25 Introducci6n, 9-7
Pautas para Protecci6n contra Sistemas y Monitores para la Detecci6n Incendios con Espuma, de Gas y Vapor, Capitulo 7, 9-45, Fig. 9.4.1 y 9.4.2 Secci6n 7, 7-83 Tipos de Espuma, 9-42
Instrumentos Pormtiles para el Agentes de Espuma Formadora de
Control de Gas, 7-94 Pelicula Acuosa (AFFF),
Calibraci6n de Instrumentos 9-42
Portatiles,7-95 Agentes de Espuma de Media y
Instrumentos de Control de Gas Alta Expansi6n, 9-44
lnflamable (Combustible), Agentes de Espuma Fluoroproteina
7-94, Figs. 7.7.15, 7.7.16 (FT),9-43
Instrumentos para Controlar Gases Agentes Fluoroproteccion
T6xicos, 7-95, Fig. 7.7.17 Formadores de Pelicula
Instrumentos para Controlar (FFFP),9-43
Concertaci6n de Oxigeno, Agentes Espumantes de Proteina 7-95, Fig. 7.7.18 (P),9-43 Sensores, 7-85, Fig. 7.7.4
I-53
Dispositivos Electroquimicos, 7-88 Dispositivos Semiconductores (HOS),7-87 Dispositivos Semiconductores (HOS),7-87 Unidades de Ionizaci6n de Llama, 7-88, Fig. 7.7.9 Bolas Cataliticas, 7-86, Figs. 7.7.5,7.7.6 Dispositivos de Celda de Llama, 7-88, Figs. 7.7.7, 7.7.8 Sistemas Infrarrojos no
Dispersivos (NDIR), 7-89,
Figs. 7.710,7.711
Sistemas Fijos para Detecci6n de Gases, 7-89, Tabla 7.7.1
Calibraci6n y Mantenimiento, 7-92
Detecci6n de Gases Inflamables,
7-90, Figs. 7.7.12, 7.7.13
Detecci6n de Gases T6xicos, 7-92
Integraci6n de Sistemas de Alarma
de Incendios, 7-92, Fig. 7.7.14
Terminologia, 7-83
Concentraci6n de Oxigeno,
7-84
Gas y Vapor, 7-83
Gases y Vapores Combustibles /
Inflamables, 7-84
Gases y Vapores T6xicos, 7-84
Instrumentos Portatiles para
Control de Gas/Vapor, 7-85
Limite Inflamable Inferior
(LIT),7-84
Limite Inflamable, Superior
(LIS),7-84
Sistema Fijo de Detecci6n
Gas/Vapor, 7-84, Figs.
7.7.1 a 7.7.3 S\1ACNA Sheet Metal Air Conditioning
Contractor's National
Association, Inc, 10-140
SNAP, Significant New Alternatives
Policy Program, 8-259, 9-8
Software, Aplicaci6n y Mantenimiento,
4-104
Soldadura, Corte y Otros Trabajos
Caliente, Capitulo 10
Secci6n4, 4-111
Aspersion Termica (THSP), 4-116,
Fig. 4.10.5
Procesos Oxigeno-Gas Combustible,
4-113
Corte Oxigeno-Gas Combustible
(OFC),4-114
Enmetalado, 4-114
Equipo para Corte y Soldadura
Oxigeno-Gas Combustible,
I-54
iNDICE
4-115, Figs. 4.10.2 a 4.10.4, Latoneado 0 Soldadura con Laton (BW),4-113,
Latoneado, 4-113
Soldadura Laton (BW), 4-114
Soldadura Endurecida, 4-114
Operaciones Calentamiento con
Oxigeno Gas Combustible,
4-114
Decapado con Llama, 4-114
lmprimaeion con Llama, 4-114
Moldeado, 4-114
Otras Aplicaciones, 4-114
Templado, Endureeimiento
Llama, Ablandamiento
Flama, 4-114
Soldadura con Oxigeno-Gas
Combustible (OFW), 4-113
Tabla 4.10.1
Proeesos Usan Eleetricidad, 4-112
Corte por Arco (AC), 4-113
Corte con Areo CarbOn y Aire
(CAC-A),4-113
Corte por Areo Plasma (PAC),
4-113
Soldadura Electroslag (ESW),
4-113
Soldadura Flash (FW), 4-113
Soldadura Arco Eleetrieo (AW),
4-112
Soldadura Arco con Nlic1eo
Fundente (FCAW), 4-112
Soldadura Areo Metal Gas
(GMAW),4-112
Soldadura Arco Metal Protegido
(SMAW), 4-112 Fig. 4.10.1
SoldaduraArco Plasma (PAW),
4-112
Soldadura Areo Sumergido
(SAW), 4-112
Soldadura Resistencia (RW),
4-112
Proteccion, 4-116
Equipos Oxigeno-Gas
Combustible, 4-116,
4.10.6
Equipos Soldadura Areo, 4-116
Preeauciones Area Trabajo, 4-117,
Fig. 4.10.7
Preparacion y Estado Equipos,
4-116
Situaciones Especiales y Precauciones
Adicionales, 4-118
Exhibiciones y Demostraeiones
Publieas, 4-119
Perforaei6n Caliente (Hot
Tapping), 4-119
Protecci6n Personal y Ventilaci6n, Sujeeion de las Uniones de Tuberias
4-119 Fig. 4.10.9 Subtemmea, 8-225
Recipientes Enchaquetados y Mojones de Empaque (bloques),
8-225, Fig. 8.13.5, 8.13.6
Piezas Hueeas, 4-119 Fig. Sistemas de Restricci6n de Juntas,
4.10.8
8-225. Fig. 8.13.7
Recipientes, 4-118
Suministros de Energia Emergencia y
Reeomendaeiones F abrieantes,
4-119
Reserva, Capitulo 4
Soldadura, Proteeei6n, 4-116
Seeeion 4, 4-65
Codigo y Norma Sistema Suministro
S61idos al ser Eneendidos, Capaeidad,
2-39
Energia, 4-65
Solvente, Extraecion con, Capitulo 17,
NFPA 70, Codigo Eleetrieo
Naeional®, 4-65 Fig. 4.4.1
Seeei6n 11, 11-161
SOLVENT, 12-78
NFPA 110, Norma para Sistemas
Soportes, Instalaeion de los, 8-219,
Energia para Emergeneia y
Tabla 8.13.5
Reserva, 4-65
Succion positiva Neta, Cabezal de,
Fuentes Energia, 4-65,
8-99
Baterias, 4-66
Supresion de lneendios, Disefio de
Suministros Energia no
Edificios y, 10-5
Interrumpida y Otros
Supresion de Ineendios, Otros
Suministros Energia
Sistemas Automitieos de,
Almaeenada, 4-67
7-45
Sistemas Generacion Energia
Sustaneias Quimieas, Mezc1as, 4-237
Aeeionados Motor, 4-67
Sustaneias Quimieas, Toxicidad,
Fig. 4.4.2
4-226
Equipo Distribuei6n y Proteceion,
4-69
Soporte y Arriostriamiento de Equipo Transfereneia, 4-68
Sistemas de Proteeci6n contra Ineendios a Base de Generador, 4-68
Agua, Capitulo 13, Seecion Gobemador, 4-68
Motor Primario, 4-67,
8,8-215 Instalaeion de los Soportes, 8-219,
Suministros de Energia y Controladores
Tabla 8.13.5
para Bombas contra
Arriostramiento en Terremotos,
Ineendios Aecionadas por
8-221
Motor, Capitulo 8, Seecion
Cargas en los Componentes de
8,8-113
Riostras antisismieas,
Componentes Estandar de los
8-223
Controladores, 8-133
Determinacion de Cargas, 8-223,
Botones de Inicio y Apagado,
Tabla 8.13.6
8-135
Determinacion de los Faetores de
Contaetores del Motor, 8-134,
Fuerza, 8-222
Tabla 8.8.2
Emplazamiento del
Control Mecanico de Emergencia
Arriostramiento
del Controlador, 8-135
Antisismieo, 8-222
Detenedor de Sobre Tension, 8-135
Fijaeion contra el Movimiento del
Interruptor Automatieo (Medio de
Agua, 8-220
deseonexion), 8-134
Soportes en Areas de Terremoto,
Interruptor Automitieo de Caida
8-220
de Presion, 8-134
Soportes, 8-215
lnterruptor de Aislamiento, 8-134
Cargas del Soporte, 8-217
Paralizacion de Emergeneia, 8-135
Listado de los Soportes, 8-217
Plaea de Identifieacion, 8-133
Soportes Instalados en el Piso,
Proteecion contra la Sobre-
8-217, Tabla 8.13.1,8.13.2 Corriente del Rotor
Soportes del Trapecio, 8-218, Fig. Trabado en el Motor,
8-134, Tabla 8.8.1
8.13.3 y 8.13.4 Controladores de Accionamiento
Tipos de Soportes, 8-215 Fig. Eleetrieo, 8-123, 8.8.8
8.13.1
iNIDICE
Controladores de Bombas contra Incendio de Conmutador Combinado,8-142 Clasificaciones de Corto Circuito de Resistencia, 8-142 Unidades Combinadas de Servicio Completo,8-142 Unidades Combinadas de Servicio Limitado 8-142 Componentes Estandar, 8-143 Botones, 8-144 Compartimiento con Barrera 0 Separador, 8-143 Interruptor de Aislamiento de la Fuente de Emergencia, 8-143 Otros Elementos, 8-144 Transferencia Manual (Mecanica),8-143 Elementos Estandar, 8-144 Elementos No Obligatorios, 8-144 Clasificaciones Mayores de WIC,8-145 Contactos de Perdida de Carga, 8-145 Interruptor Automatico del Lado de Emergencia, 8-145 Otras Operaciones y Modificaciones, 8-145 Temporizador del Exceso Tiempo de Funcionamiento, 8-145 Otros Elementos de Controladores Combinados,8-144 Parametros Adicionales, 8-143 Demora de Transferencia, 8-143 Demora de la Sefial de Inicio Conjunto Generador (transferencia) 8-143 Detectores de Voltaje dellado normal, 8-143 Inversi6n de Fase, 8-143 Sensores de Voltaje de Tres Fases,8-143 Voltajes y Frecuencia del Lado de Emergencia, 8-143 Controladores de Servicio Completo, 8-125 Bajo Voltaje (Maximo 600 VCA), 8-125 Encendido a traves de la Linea, 8-126 Encendido del Controlador de Servicio Completo de Bajo Voltaje, 8-126, Tabla 8.8.1 8.8.9 Encendido de Voltaje Reducido, 8-127
Encendido de Arranque Suave (SCR), 8-131 Encendido de Devanado Parcial, 8-128 Encendido de la Resistencia Principal, 8-129 Encendido de Transformador automatico, 8-131 Encendido de Transici6n Abierta Tipo "Estrella Delta", 8-129 Encendido de Transici6n Cerrado Tipo "Estrella delta", 8-130 Encendido del Reactor Principal, 8-129 Encendido del Controlador de Servicio Completo de Alto y Medio Voltaje, 8-132 Encendido a traves de la Linea (ATL),8-132 Encendido de Reactor Principal, 8-132 Encendido de Reactor Neutral, 8-132 Transformador Automatico, 8-132 Voltaje Medio (hasta 7200 VCA), 8-125 Controladores de Servicio Limitado, 8-124 Controladores de Servicio Limitado de Fase Unica, 8-125 Controladores de Servicios Limitados de Tres Fases, 8-125 Medios de Encendido de los Controladores de Servicio Limitado, 8-125 Disposiciones de Abastecimientos para Bombas contra Incendios Accionadas por Motor Electrico, 8-115 La Cafda del Voltaje y el Tamafio de los Conductores, 8-123 Confiabilidad del Suministro de Energia Electrica, 8-117 Conexi6n Dedicada Unicarnente a los Conductores de Suministro, 8-118, Fig. 8.8A Conexi6n con un Interruptor de Transferencia Automatico de Energia, 8-121 Fig. 8.8.7 Conexi6n Supervisada de los Conductores del
I-55
Suministro, 8-119, Fig. 8.8.5 Marcaci6n del ContToiador, 8-120 Marcaci6n del Medio de Desconexi6n, 8-120 Medios de Desconexi6n, 8-120 Selecci6n del Dispositivo de Protecci6n contra . Sobrecorriente, 8-119 Supervisi6n, 8-120 Conexi6n del Suministro de Energia con un Transformador Incorporado 8-121, Fig. 8.8.6 Disposici6n del Alimentador, 8-121 Disposieiones para un Generador de Reserva en el Sitio, 8-123 Fuentes Multiples de Energia, 8-117 Bomba contra Incendios Accionada por Motor Diesel 0 Accionada por Turbina de Vapor, 8-118 Combinaci6n de Alimentadores desde Dos Fuentes Independientes 8-118, 8.8.2 Combinaci6n de Dos 0 mas Fuentes del Servicio de Empresa Publica 0 de la Estaci6n de Energfa Privada, 8-118 Combinaci6n de Generador de Reserva en el Sitio y en Servicio de Empresa Publica 0 una Estaci6n de Energia Privada, 8-118 Combinaci6n de una Fuente Alimentador y Generador de Reserva en el Sitio, 8-118 Fuente de Suministros de Energia Electrica, 8-115 Fuentes del Alimentador, 8-116 Fig. 8.8.2 Generador de Energia de Reserva (0 de Emergencia en el Sitio), 8-116 Instalaci6n Productora de Energ(a E16ctrica en el Sitio, 8-115 Otras Fuentes, 8-116 Servicio de Empresa Publica, 8-115 Fig. 8.8.1
I-56 iNDICE
Fuentes Individuales de
Suministros de Energia
Electrica, 8-116
Proteccion Fisica de los
Conductores del
Suministro, 8-122
Elementos Esmndares de los
Controladores, 8-136
Alarmas e Indicaciones, 8-137,
Tabla 8.8.4
Control de las Bombas en Serie y
en Paralelo, 8-139
Demoras en las Zonas Altas para
las Bombas en Serie, 8-138
Dispositivos y Controles, 8-136
Cerraduras, 8-136
Enc1avamientos, 8-136, Tabla
8.8.3
Operadores Extemos, 8-13 6
Control Electrico Manual,
8-136
Encendido por Perdida de
Presion, 8-136
Encendido Remoto, 8-136
Tiempo de Aceleracion, 8-136
Senales de Entrada, 8-136
Encendido en Secuencia para
Bombas en Paralelo, 8-138
Partes Humedas de Alta Presion,
8-139
Partes Humedas en Acero
Inoxidable, 8-139
Senales de Salida, 8-137
Elementos no Obligatorios del
Controlador, 8-139
Alarmas y otras Senales, 8-140
Senales del Detector (entrada),
8-140
Senales de Salida, 8-140
Proteccion contra Quemado del
Motor, 8-139
Alarma de Sobrecarga del
motor, 8-139
Demora del Reinicio del Motor,
8-139
Medio Exterior de Medicion,
8-140
Proteccion contra Encendido en
Fase Unica, 8-139
Interruptores de Transferencia
Automatica, 8-141
Opciones de Tratamiento y
Modificaciones
Ambientales de
Construccion y Otras,
8-141
Calentadores Ambientales del
Cerramiento del
Controlador, 8-141
Calentadores del Motor, 8-141
Compatibilidad Electromagnetica
(cem),8-141
Construccion del Cerrarniento del
Controlador, 8-141, Tabla
8.8.5
Otras Aprobaciones, 8-141
Otras Opciones Seleccionadas, 8-140
Encendido Automatico de Prueba
Semanal, 8-140
Encendido por Perdida de Energia
de Control, 8-140
Encendido por Perdida de Energia
de Supervision, 8-140
Equipo de Alarma Incorporado,
8-140
Falla al Arrancar, 8-140
Registro y Telemetria Incorporado,
8-140
Parametros del Controlador, 8-133
Clasificacion de Interrupcion por
Corto Circuito y
Resistencia, 8-133
Parametros Placa Identificacion,
8-133
Clasificacion de Caballos de
Fuerza del Motor, 8-133
Frecuencia, 8-133
Voltaje, 8-133
Unidades Individuales de
Conmutadores de Energia y
Controladores, de Bombas
contra Incendio, 8-145
Anulacion del Circuito Encendido
del Generador, 8-146
Cantidad de Interruptores
Requeridos, 8-145
Circuitos de Alarma, 8-146
Coordinacion de las
Clasificaciones de
Tolerancia, 8-145
Coordinacion de la Interrupcion de
la Inversion de Fase, 8-146
Coordinacion del Interruptor de
Aislamiento de la Fuente
Altemativa, 8-146
Corrientes de Entrada Repentina
mas Altas de 10 Normal,
8-146
Lista de Control, 8-147
Ubicacion, 8-145
Supresion a Base de Agua, Seccion 8, Introduccion, 8-1
Supresion sin Agua, Seccion 9,
Introduccion, 9-1
T Tanques de Agua, Equipos y Accesorios para, 8-25
Tanques, Torres para, 8-23
Telecomunicaciones Privadas, Equipos
de, 11-185
Telecomunicaciones, Equipos de, 11-183
Television, Microondas y Radio, Torres
Transrnisoras de, 10-114
Temperatura, Unidades, 1- 28
Temperaturas, Medicion de, 1- 28
Teorfa Extincion Fuego, Capitulo 4
Seccion 1, 1- 47
Casos Especiales Extincion, 1-58
Extincion con Agentes Halogenados,
1-54, Tabla 1.4.3, Tabla 1.4.4, Fig 1.4.6
Extincion conAgua Espuma, 1-51
Extincion con Agua, 1-50, Fig. 1.4.4
Extincion con Gases Inertes, 1- 53,
Tabla 1.4.2, Fig 1.4.5,
Extincion con Niebla de Agua, 1-52,
Tabla 1.4.1
Extincion Utilizando Agentes de
Quimicos Secos, 1-57,
Tabla 1.4.5
Incendios Gases Tridimensionales,
1-58
Incendios Metales, 1-58, Tabla
1.4.6
Incendios Quimicos, 1- 58
Incendios Profundamente Arraigados,
1-57,
Proceso de Combustion, 1-47,
Figs. 1.4.1 a 1.4.3
Textiles, Fabricado, Manufacturado,
6-37,6.3.1
Textiles, Fibras y, Capitulo 3 Seccion 6,
6-35, Tablas 6.3.1 a 6.3.3
The Canadian Council of Fire Marshalls
and Fire Commissioners,
5-130
The Fire Service Accreditation Congress,
Oklahoma State University,
5-132
Tiempo Desplazamiento, Metodos Ca1culo, 3-23
Tiempo de Evacuacion, 3-23
Tiempo Evacuacion, Componentes, 3-15
Tiempos Evacuacion, Ecuaciones
Empiricas, 3-23, Figs. 3.2.2, 3.2.3 Tierra Silvestre (Forestal), Zona
Interfacial Dentro Entomo
Urbano, 5-43
TUNVEN, 12-77
iNIDICE
Tipos de Edificios, Clasificaci6n de,
10-15, Tabla 10.2.3
Tormentas, Guia Seguridad Personal
Durante, 4-63
Toxicidad Humo, Importancia, Pruebas,
6-11
Trabajos Calientes, Soldadura, Corte y
Otros, Capitulo 10 Seccion
4, 4-111
Transferencia Calor, Fluidos y Sistemas,
Capitulo 6 Secci6n 4, 4-87
Figs. 4.6.1 a 4.6.3
Transferencia Calor, Riesgos, 4-183,
Fig. 4.15.4
Transporte en Edificios, Sistemas de,
Capitulo 8, Seccion 10,
10-125
Tuberias de Suministro, Conductos,
Acueductos, 8-36
Tuberias, Flujo de Agua en, 8-68
Tuberias, Tipos de, 8-38
Tilneles Vehiculares, Proteccion contra
Incendios para, Capitulo 5,
Seccion 12, 12-65
u Ubicaci6n Incendio, Efectos, 1- 45,
Fig. 1.3.11
Ubicaci6n Planta, 4-177
UFIRS Uniform Fire Incident Reporting
System, 5-24
U.K. Fire Offices Committee, Joint Fire
Research Organization,
8-13
UL - Underwriter Laboratories - Publica
Dentro otros directorios;
Equipos para Lugares
Peligrosos; Artefactos
Etectricos y su Uso;
Materiales Electricos para
Construccion; de
Resistencia al Fuego;
Productos Masivos 4-6,
4-116
UL 162 Foam Equipment and Liquid
Concentrates, 8-9
UL, Out Line ofInvestigation for
Upholstered Furniture,
11-48
UL 94, Standard for Safety Tests for
Flammability of Plastic
Materials for Parts in
Devices and Appliances,
6-103
UL 217 Standard for Safety Single and
Multiple Station Smoke
Detectors, 7-71
I-57
Distribuci6n de Extintores para
UL 555, Standard for Safety Fire
Clase C, 9-79
Dampers, 10-141
Distribucion de Extintores
UL 555, Standard for Safety Smoke
Dampers, 10-142
Clase D, 9-79, Fig. 9.5.11 a
UL 586, Standard for Safety High
9.5.14
Montaje de los Extintores, 9-75
Efficiency, Particulate, Air
Operaci6n y Uso, 9-69
Filters Units, 10-140
UL 784 Standard for Air Leakage Test of
Extintores a Base de Agua, 9-70
Presion Almacenada, 9-70. Fig.
Door Assemblies, 10-128
UL 913, Norma para la Seguridad de
9-.5.1 Tanque de Bomba, 9-70, Fig. Aparatos Intrinsecamente
9.5.2 a 9.5.4
Seguros y Aparatos
Extintores de Agente Halogenado,
Asociados para Empleos en
Lugares Peligrosos, Clase
9-72, Fig. 9.5.6
I, II Y III, Division I
Extintores de Dioxido de Carbono,
ULl OB Fire Test Door Assemblies,
9-71, Fig. 9.5.5
Extintores de Polvo Seco, 9-74,
10-128
U.S. Fish and Wildlife Service, 5-42
Fig. 9.5.9
Extintores de Espuma Formadora U.S. Bureau of Mines, 4-230, 6-139
de Pelicula Acuosa y de U.S. Coast Guard, Chemical and
Hazardous Response
Espuma Fluoroproteica Formadora de Pelfcula Information System
(COMDTINST 16465.12C)
(AFFF, FFFP), 9-75, Fig. 4-225
9.5.10
Extintores de Producto Quimico
U.S. Code of Federal Regulations, 5-181,
Seco,9-72
6-116
De presi6nAlmacenada, 9-74,
U.S. Consumer Product Safety
Fig. 9.5.8
Commission, 6-103
Operados por Cartucho, 9-73,
U.S. Departament of Health and Human
Services, 5-71
Fig. 9.5.7
U.S. Department ofAgriculture, USDA, Personal Disponible - Facilidad del
Uso, 9-68
4-269,6-38 U.S. Department of Commerce, 4-225
USAR, Busqueda y Rescate Urbanos,
5-199
USDA Forrest Service, 5-43
Vehiculos Automotores, Capitulol,
USFA U.S. Fire Administration, 5-24
Secci6n 12, 12-3, Tabla
USGS, U.S. Geological Survey, 1-149
12.1.1 Uso, Clasificaci6n por, 6-69
La NFPA y Normas Relacionadas con
Uso y Mantenimiento de Extintores de
Vehiculos Automotores,
Incendio, Capitulo 5, 12-5
Secci6n 9, 9-67
Disefio y Construcci6n de
Ambiente Fisico, 9-68
Protecciones, 12-5
Consideraciones de Seguridad
Tanques de Combustible Vehicular
Operacionales y para la
y sus Sistemas, 12-6
Salud,9-69
Naturaleza de los Incendios de
Correspondencia de los Extintores con
Vehiculos, 12-4, Tabla
los Riesgos, 9-67
12.1.2 y 12.1.3
Distribuci6n de los Extintores, 9-75
Prevenci6n de Fuegos Vehiculares,
Distribuci6n de Extintores para 12-6
Combustibles Clase A, 9 Diversos Riesgos Vehiculares, 12-7
76, Tabla 9.5.1 y 9.5.2, Otros Riesgos de Incendio, 12-8
Distribuci6n para Combustibles Riesgos de Incendios en Vehiculos
Clase B, 9-78, Tabla 9.5.2 Especiales, 12-8
y 9.5.3 Sistemas Dielectricos del Vehfculo,
Problema de Muestra, 9-78,
12-7
Fig. 9.5.15
Utilizacion de Extintores de
Incendio, 12-8
v
I-58 iNDICE
Tanques de Carga (Vebiculos
Cisterna), 12-9, Tabla
12.1.4, Figs. 12.1.1 a
12.1.8 Vehiculos y Equipamiento Departamento
Bomberos, Capitulo 9
Secci6n 5, 5-163
Equipo Transportador de Vebfculos,
5-177
Escaleras de Mano, 5-181
Prueba Servicio Escaleras de
Mano, 5-181
Mangueras, Acoplamientos y
Boquillas, 5-181
Boquillas, 5-184
Conexiones Mangueras contra
Incendio, 5-183, Tabla 5.9.1 Cuidado, Mantenimiento y Pruebas
Mangueras contra Tncendio,
5-182
Tipos Mangueras contra Incendio,
5-182
Mantenimiento Vebfculos y Equipos,
5-179
Pruebas Servicio Bombas, 5-180
Pruebas Servicio Dispositivos
Aereos,5-180
Renovaci6n Vehfculos, 5-180
Politicas Adquisicion Vebfculos,
5-177
Alquiler 0 Alquiler con Opci6n
Compra,5-178
Proceso Adquisicion, 5-177
Pruebas Aprobaci6n, 5-179
Vebfculos, 5-163 Fig. 5.9.1
Barcos contra Incendio, 5-176
Bombas Vebiculos contra Incendio,
5-169
Bombas Portatiles, 5-174
Camiones Accidentes Aeropuertos,
5-176
Capacidad Transporte Mangueras,
5-170
Cumplimiento Norrnas Gobierno,
5-166
Energia E16ctrica Vebiculos, 5-168
Equipo Comunicaciones, 5-174
Equipo Proporcionar Espuma, 5-174
Escaleras A6reas, 5-171,
Fig. 5.9.2 Motores Vebiculos contra
Incendio, Sistemas Frenado
y Peso, 5-165
Plataforrnas Elevaci6n,
5-172, Fig. 5.9.3
Seguridad Disefio Vebicul0, 5-167
Dispositivos Advertencia
Sonoros y Visibles, 5-167
Distribuci6n Panel Bomba,
5-] 68
Ergonomia Cabina, 5-168
Escalones y Superficies, 5-167
Montaje Equipo, 5-168
Tanques Almacenamiento Agua, 5-17]
Torres Agua, 5-173
Vehfculos Oficiales Superiores 0
Comandantes, 5-175
Vehiculos EspeciaJizados, 5-174,
5.9.4
Vehiculos y Equipo, Mantenimiento,
5-179
Vebiculos, Naturaleza de los Incendios de, 12-4, Tablas 12.1.2 y 12.1.3 Ventilaci6n, Pnlcticas de, Capitulo 6, Secci6n 10, 10-99
Vigilancia, Rutas y Rondas de, 7-80
Visibilidad de las Alarrnas de Incendios,
Metas del Disefio para la,
7-35
Volpe Transportation Center, 12-77