#093 Materiales y Tipos de Uniones

En sistemas contraincendios en estos días es muy común que haya conflictos con los tipos de materiales a utilizar en las distribuciones de tuberías, pero más común son los conflictos en los tipos de uniones de las tuberías. Pero ¿por qué surgen estos conflictos? Es sencillo contestarlo, pero personas que no están al tanto de las novedades en los SCI no podrían saberlo de una forma fácil, es por eso que, con este boletín, les daremos a conocer estos conflictos, diferencias y nuevas tecnologías relacionadas a los SCI.

NFPA clasifica como:

1.– Tubería

     A.– Aquellas tuberías que sean de algún material de acero

     B.– Aquellas tuberías de pvc

2.– Tubo

     A.– Aquellos tubos que sean de cobre

Todos estos materiales deben cumplir con ciertos estándares tales como ANSI y ASTM en diferentes secciones. Referirse a NFPA 13 Tabla 6.3.1.1.

Tuberías

La tubería más utilizada en SCI es la tubería de acero al carbón, la cual se utiliza en sus diferentes variantes de espesores, se utilizan desde cédula 7 hasta cédula 80, donde la cédula 7 es la de pared más delgada y la cédula 80 es la más gruesa en su pared.

El espesor tiene relevancia en los sci debido a que mientras más grueso sea la tubería, quiere decir que es más pesado, más material, por lo tanto, más caro, en sí, el material como la instalación. Si la tubería es más delgada entonces es más liviana y barata en relación la tubería más gruesa. También tienen repercusión en la eficiencia de los cálculos hidráulicos, pero no abundaremos en este tema.

La segunda tubería más utilizada en SCI es la tubería de PVC (Polyvinyl chloride) la cual se utiliza para ser enterrada. Anteriormente se utilizaba la tubería de acero, o de hierro dúctil, pero al avanzar la tecnología en cuanto a tuberías, se creó este tipo de pvc, que es ideal para enterrarse, ¿por qué? Porque es de un tipo que no se corroe estando bajo tierra, y ese es precisamente el problema que tiene la tubería de acero al enterrarse, se corroe y tiende a fracturarse. El PVC no se recomienda dejar superficial, debido a que es una tubería del tipo dura, es decir, si se dejara expuesta y llega a ser golpeada podría esta fracturarse. 

El tercer tipo de tubería utilizada es el hierro dúctil. Realmente está ya no se usa en grandes cantidades debido a que es más cara comparada con la de acero y pvc. Esta tubería también podría enterrarse, pero se prefiere utilizar solo en las transiciones de tubería enterrada a tubería aérea. ¿Por qué? Porque es más resistente que el pvc si lo dejamos expuesto y porque no se corroe como el acero si se deja enterrado.

Tubo  

El tubo, en este caso el cobre, obviamente es el menos utilizado para sistemas contra incendios, esto debido a su costo elevado. Se utiliza generalmente en instalaciones dentro de casas habitación en su mayoría en los Estados Unidos, aunque ya se está sustituyendo por tubería de plástico resistente al fuego.

Siempre se debe escoger el tipo de tubería para la aplicación que se requiere. Pero también debemos seguir los estándares o especificaciones de las empresas en las que se instalan estas tuberías, pero nunca contradiciendo a los estándares de NFPA. ¿A qué me refiero? Al hecho que muchas empresas en sus procesos de planta o por especificación, requieren cierto tipo de tubería que normalmente no pondríamos en sus instalaciones. Dichas tuberías serian “Acero Inoxidable”, “Cédula 40”, “hierro dúctil”. Estas condiciones ya serian especiales y deberán tratarse individualmente para cada situación.

Tipos de uniones

Las uniones son muy importantes debido a que es la zona o el punto donde pueden ocurrir ciertos factores que afecten al sistema contra incendios. Estos sucesos que pueden ocurrir son fractura de la tubería, fugas, separación de tuberías, etc.  

Los más utilizados son:

  •   Unión mediante la ranuración de la tubería para colocar coples.
  •   Unión mediante el roscado de la tubería para colocar accesorios ranurados.
  •   Uniones mediante  la uniones de soldadura.
  •   Uniones mediante la colocación de bridas en los extremos de las tuberías.
  •   Unión tipo “slip on” para tuberías de pvc.
  • Unión mediante la ranuración de la tubería para colocar coples

En la actualidad se está utilizando mucho este tipo de unión debido a todas las ventajas que este tiene, tales como: Rapidez, Economía, Fácil instalación, disponibilidad en el mercado. Es por eso que este método de unión ha estado sustituyendo al resto. Esta más que probado este tipo de unión, inclusive, la presión de ruptura de los coples está por encima de la que dice su especificación, esto obviamente para asegurar un buen funcionamiento del mismo. Una ventaja muy importante es el que la tubería ya la pueden comprar ranurada desde fabrica, haciendo esto todavía más rápida la instalación.

Unión mediante el roscado de la tubería para colocar accesorios ranurados

Método de unión que se ha utilizado por muchos años. Es muy útil debido que hay accesorios disponibles en el mercado actual. La desventaja es el mismo roscado, ¿por qué? Porque para hacerlo, se debe asegurar que el tubo sea de una cédula que pueda resistir el roscado. Generalmente se utilizan tuberías de cédula 30 hacia arriba. El roscado en si lo que hace es cortar parte del grosor de tubo y esto lo hace susceptible a posibles fracturas., es por este motivo que se busca que la cédula sea grande. Una sección del NFPA dice “las uniones roscadas de diámetros pequeños tienden al tener fugas pequeñas, pero las uniones de rosca mayores a 2½ tienen a fugar mucho más”, es por este motivo que no se permite roscar tuberías mayores de 2½”.

El hacer uniones roscadas puede llegar a incrementar el costo de las instalaciones, esto debido a que se debe utilizar tubería de cédula grande, como se mencionó en el párrafo de arriba. Se recomienda utilizar rosca en tuberías pequeñas como de 2” y menores en donde el costo de un tubo Cedula 40 es fácilmente absorbible.

Uniones mediante las uniones de soldadura.

El soldar los tubos implica ciertos factores que se deben considerar, tales como el soldador, el tipo de material, la soldadura en sí. En cuanto a la seguridad en el sitio, no es conveniente soldar en sitio y menos en altura o cuando está ocupada la planta. Los lugares donde está recomendado soldar o colocar tubería soldada es en los cuartos de bombas, redes exteriores aéreas, cabezal de montantes, fuera de estos, el costo puede incrementar.

Uniones mediante la colocación de bridas en los extremos de las tuberías.

Este tipo de uniones es recomendable utilizarla en tuberías de diámetro grande, y donde la situación lo indique, como el colocar algún tipo de válvula entre las tuberías o colocar uniones como el de la bomba que son bridados, o la transición de una tubería enterrada a una aérea. Al igual que en las uniones soldadas, no se recomienda colocar en tuberías pequeñas.

Unión tipo “slip on” para tuberías de pvc.

La unión de este tipo se utiliza en tuberías de pvc y es simplemente la unión de dos tuberías mediante la aplicación de presión.  Estas tuberías están hechas de modo que en un extremo son como cualquier tubo, pero del oro lado la tubería hace una especie de campana en la cual se inserta el extremo parejo de otro tubo, dentro de la campana tiene una especie de empaque que es el que permite el sellado de la unión. En la tubería enterrada también hay otros tipos de uniones como el bridado y junta mecánica, estas uniones están diseñadas para ser enterradas.

Aqui te presentamos un video de este tipo de uniones con retenedor.

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Por Ing. Eduardo López

#091 ¿Que es un Sistema de Alarma Contra Incendio?

Es un sistema constituido por un panel principal, dispositivos iniciadores (detectores de humo, detectores de calor), dispositivos supervisores (detectores de flujo, sup. de válvulas) e indicadores de alarma (sirenas, estrobos) en un arreglo tal que cualquier cambio de estado de los dispositivos iniciadores o de supervisión resulta en la activación de los dispositivos de notificación, cabe señalar que los dispositivos conectados al panel siempre están siendo vigilados por este mismo para en caso de cualquier problema solucionarlo lo antes posible.

Para poder entender el funcionamiento del sistema de alarmas de una manera más sencilla tenemos que comenzar por comprender como funciona su cerebro, es decir, el panel.

¿Qué es un panel de sistema de alarmas contra incendio?

Es el cerebro del sistema, este suministra la energía a los dispositivos y monitorea el estado de todos sus componentes, contiene circuitos lógicos para interpretar las entradas y enrutar las salidas, también desempeña otro tipo de tareas más específicas explicadas más adelante.

TIPOS DE PANELES DE ALARMAS CONTRA INCENDIO

Existen 2 tipos principales de paneles de control, que son los paneles direccionables (inteligentes) y los convencionales, dentro de cada una de estas divisiones podemos encontrar otros paneles para fines más especializados.

Convencionales

Es un panel de control el cual reconoce la agrupación de dispositivos por zonas. Los dispositivos no se reconocen individualmente y cada zona es conocida como IDC por sus siglas en inglés (Initiating Device Circuit).

Direccionables

Es un panel de control cuya característica principal es la de reconocer individualmente a todos los dispositivos. Cada dispositivo posee una dirección única, lo que permite que el panel pueda identificarlos personalmente, todos los dispositivos iniciadores se localizan en el SLC por sus siglas en inglés (Signaling Line Circuit).

De Descarga de Agente Limpio

Básicamente son paneles convencionales diseñados específicamente para el disparo de estos sistemas, cuentan con la cantidad de zonas y salidas necesarias para este tipo de aplicación local y su configuración está enfocada a cumplir con los lineamientos del NFPA 2001, el cual incluye para su programación algoritmos para dispositivos únicos de este tipo de sistemas como solenoides, estaciones de aborto y la ejecución de temporizadores.

De Sistema de Diluvio y Pre-acción

Otro tipo de panel convencional diseñado para su uso en conjunto con sistemas húmedos, en este caso los paneles se encuentran habilitados para activar un solenoide de una electroválvula, característicos de este tipo de sistemas y que permiten el flujo de agua en rociadores.

Con Capacidad De Voceo

Esta clase de paneles de control cuya característica principal es la de contar con la capacidad de notificación tipo voceo por medio de altavoces, el panel tiene la capacidad de transmitir mensajes pre-grabados o que el usuario grabe uno con el mensaje que requiera.

SEÑALES QUE MANEJA UN PANEL DE ALARMAS CONTRA INCENDIO

Señal de Alarma

Es una señal proveniente de algún dispositivo que nos indica la presencia de humo o fuego.

Señal Supervisora

Es una señal que indica la necesidad de una acción en conexión con la supervisión de rondines de vigilancia, equipo o sistemas de supresión o las condiciones de mantenimiento de los equipos o sistemas relacionados.

Señal de falla o problema

Una señal iniciada por el sistema de alarma de incendio indicativa de falla en un circuito o en un componente.

EJEMPLO DE UN SISTEMA DE ALARMAS BÁSICO CONECTADO A UN PANEL

En la imagen se muestra el sistema de alarma contra incendio típico conectado a un panel de control direccionable.

Dispositivos iniciadores

Detectores de humo, detectores de temperatura, estaciones manuales, supervisores de válvulas, detectores de flujo, etc.

Dispositivos de Notificación

Estrobos, Sirenas, Sirenas con estrobo, Altavoces, Campanas, etc.

El funcionamiento de sistemas de alarmas se puede explicar de manera sencilla en dos puntos:

En un panel direccionable los dispositivos iniciadores son conectados al “SLC”, cada uno con su dirección particular, el panel monitorea todos los dispositivos esperando encontrar un cambio de estado que indique la presencia de fuego o alguna acción que amerite corrección. Si ninguna señal de este tipo el panel simplemente supervisa que todos los dispositivos se encuentren íntegros y funcionales.

Cuando cualquier dispositivo registra algún cambio de estado o el lazo (SLC) presenta algún problema, el panel de control interpreta dichos cambios para poder tomar el curso de acción determinado acorde a su configuración. Todos estos cambios son desplegados en la pantalla LCD y como consecuencia de ese cambio de estado se activa el sistema de notificación que indica la presencia de humo o fuego según sea el caso

PROGRAMACIÓN DE UN PANEL 

Los paneles pueden se programados de dos maneras distintas:

Mediante software

Para poder utilizar esta herramienta de programación es necesario entrenar al personal que se dedicara a hacer las configuraciones por el fabricante, para que conste que la configuración está siendo realizada por personal capacitado. En la actualidad, la mayoría de los paneles instalados se encuentran mal configurados…

De forma manual en el panel

Este tipo de programación se realiza mediante el teclado integrado al panel a través del menú, ingresando toda la información de manera manual, esta es la manera antigua de realizar las configuraciones y era posible que cualquier persona pudiera realizarla, desgraciadamente, la mayoría nunca estuvo certificado de fabrica…

Actualmente los principales distribuidores de los diversos sistemas están poniendo ciertos tipos de llaves a estos para evitar que cualquier persona pueda programar un panel sin estar capacitado, se necesita llevar un curso impartido por el fabricante y acreditarlo para que se pueda obtener la llave mencionada y poder acceder a la programación del panel, así de cierta manera se intenta garantizar que el cliente tendrá un servicio de calidad.

Por. Ing. José Manuel Almejo

#090 Aguas Arriba, Aguas Abajo

¿Has escuchado el termino Aguas arriba y Aguas abajo?

Si, y me confunde mucho. Es por eso que quiero compartir con ustedes estos dos términos.

En los sistemas contra incendios escuchamos seguido que nos dicen “aguas arriba del riser” y por lo general entendemos que es la parte superior del riser.

¿Pero qué es?

Tomando el ejemplo de un río. Los ríos fluyen de arriba hacia abajo. Estos se forman por el deshielo en las montañas.  Algunos tienen más pendiente que otros, al final, todos fluyen hacia abajo.

Tomando de referencia el punto A.

  • Aguas Arriba es B
  • Aguas Abajo es C

Flujo del agua es la dirección de la flecha.

Entonces

B es de donde viene el agua = Aguas Arriba

A es el punto donde estoy midiendo o viendo

C es a dónde va el agua.  = Aguas Abajo.

Regresando a la primera imagen.

Explicación

El Agua viene de la red exterior o de la bomba.

Vienen de Aguas Arriba.

El agua de la red va hacia el sistema de rociadores.

Va Aguas Abajo.

En esta imagen satelital podemos ejemplificar el concepto de aguas arriba y aguas abajo. aguas arriba es de donde viene el agua, aguas a bajo es hacia donde se dirige.

Para un mejor entendimiento del concepto, te compartimos este video donde platicamos al respecto.

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Por Ing. Eduardo López

#089 ¿Cómo agrego el agua doméstica a mi tanque contra incendios?

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https://bajadesignengineeringblog.academy/2021/07/13/como-se-determina-un-tanque-para-almacenar-agua-ci/

Necesidad de agua para contra incendios 143 297.45 galones. Tomar en cuenta que el cálculo realizado en el boletín #110 es rápido y para el ejercicio de hacer la operación.

Otro dato que toma relevancia es el agua doméstica

El tanque debe ser exclusivo para el uso del sistema contra incendios, sin embargo, el propietario a veces pide que se considere el agua doméstica en la capacidad del tanque para así no comprar dos tanques.

¿Qué debemos hacer en el caso que el cliente quiera agregar el agua domestica?

Sumarle la cantidad de agua.

Asumamos que quieren 35 000 galones para el uso doméstico.

Pero…

Se debe tener en cuenta algo muy importante.

El agua contraincendios SIEMPRE debe estar disponible para su uso.

¿Como aseguro eso?

El agua doméstica se toma de la altura que nos permita tener el volumen necesario para el sci.

El agua del sci siempre se toma de la parte más baja del tanque.

Determinarlo es sencillo.

Asumiremos que seleccionamos un tanque de 180 000 galones aproximadamente.

Buscamos en las tablas de tanques uno que se aproxime. (nota, estamos tomando datos para hacer el ejemplo del cálculo).

De esta sección de la tabla seleccionaremos uno para propósitos del ejemplo.

D=30 pies – 9 ¼ pulgadas

H=34 pies – 2 5/8 pulgadas

SIEMPRE se debe asegurar la suficiencia de agua para el sistema contra incendios.

En este ejemplo, el agua CI es 143 297.45 galones.

El agua doméstica es 35 000 galones.

¿Como le hago para que el agua ci no se vaya con el agua doméstica?

El agua ci se queda abajo y l agua doméstica se queda arriba.

La boquilla se succión del ci esta en la parte de abajo. Para asegurar la suficiencia de agua del ci, la boquilla se succión del agua doméstica debe estar por arriba del límite superior de la capacidad de agua del sistema contra incendios.

Eh! ¿Qué dijo?

Datos del tanque

D=30 pies – 9 ¼ pulgadas

H=34 pies – 2 5/8 pulgadas

Lo que haremos es determinar la altura a la que el volumen es 143 297.45 galones.  Que es el volumen de agua ci.

V=πr^2 h

Despejamos h

h=V/(πr^2 )

Datos del tanque

D=30 pies – 9 ¼ pulgadas = 30.77 pies

H=34 pies – 2 5/8 pulgadas = 36.625 pies

h=V/(πr^2 )

h=(143 297.45 galones)/(π〖(15.38ft)〗^2 )

h=25.811ft

Esta es la altura que debe tener el tanque ci con el diámetro indicado para tener la suficiencia del agua del sci.

Corroboramos el volumen

V=π〖(15.38ft)〗^2 25.811ft = 19 155.89 ft3

Si ustedes hacen el calculo nos faltaran unas décimas, para propósitos del ejercicio así lo dejaremos.

Volumen Comprobado

La boquilla de succión del agua doméstica deberá colocarse por arriba del límite superior de la suficiencia de agua ci.

h=25.811ft

Nota: los datos presentados son para realizar el ejercicio. En una situación real se deberán tomar los datos que el proyecto arroje. Estos datos son solo demostrativos.

Por In. Eduardo López

#081 ¿Qué es un Sistema Contra Incendios?

Boletín Informativo #106

¿Qué entendemos por sistema de protección de incendios?

  • Mangueras/hidrantes
  • Extintores
  • Alarmas
  • Bomberos
  • Algo caro
  • etc

Pocas veces nos viene a la mente

  • Rociadores
  • Bombas contra incendios
  • Tanques para almacenar agua

En esta ocasión les mencionaremos el panorama general de un sistema de protección de incendios.

Áreas de un sistema contra incendios
Ubicación de los NFPA de acuerdo con el área de aplicación

Elementos del Sistemas de protección de incendios

  • Tanque para almacenar agua
  • Tubería entre el tanque y la bomba contra incendios
  • Bomba contra incendios
  • Red de alimentación entre el sistema y la bomba
  • sistema de rociadores, mangueras, diluvio, pre-acción, etc.

Secuencia de activación

Se inicia el fuego. Crece el fuego. El calor llega al techo o se queda en el suelo. Se calientan los bulbos o los links metálicos o tomas una manguera ci o el sistema hidráulico se activa (diluvio, pre-acción, etc). Sale agua por el orificio del dispositivo activado. Disminuye la presión en la red de tuberías. La bomba contra incendios censa la caída de presión en el sistema. La bomba interpreta que está saliendo agua por un punto en la red. La bomba se enciende y comienza a impulsar agua con una presión determinada. El agua que la bomba impulsa la toma del tanque que almacena agua.

Tanque

Se utiliza un tanque para almacenar agua para garantizar el suministro en el momento de un incendio. NFPA pide 30, 60, 90 o 120 minutos, dependiendo del riesgo a proteger y las condiciones físicas del lugar a proteger.  Además de tanques, también pueden ser lagos, ríos, mar (pero aplican otras condiciones extras).  

Tuberías de conexión entre tanque y bomba

El agua en el tanque crea una carga estática la cual permite que haya agua en la succión de la bomba. Esta agua se suministra por medio de la tubería que conecta el fondo del tanque con la succión de la bomba.

Bomba Contra incendios

La bomba contra incendios se utiliza para darle impulso al agua que proviene del tanque. Es común que nos confundamos con el hecho de que la bomba crea el flujo de agua, cuando la realidad es que no. Las bombas ci no crean flujo, lo que hacen es que a un flujo determinado le proporcionan la presión adecuada para llegar al punto donde se requiere que llegue el agua.

Red de alimentación

La red de distribución de agua puede ser enterrada o expuesta. Esta nos permite llevar el agua desde la fuente de alimentación hasta el punto donde se requiere suministrar agua.

Risers

No los mencionamos al inicio porque están incluidos en el sistema de rociadores o mangueras. Estos controlan el acceso de agua al sistema y permiten el seccionamiento de los sistemas.

Red de rociadores

Es el punto por donde sale el agua y ataque el fuego. Pueden ser mangueras u otro tipo de sistema automático o semi automático.

Resumen

  • Hay fuego
  • Genera Calor
  • Se abre el dispositivo (rociador o manguera)
  • Sale agua
  • Cae la presión
  • La bomba censa la caída de presión
  • Se enciende la bomba CI
  • Impulsa agua a una presión determinada

Por ing. Eduardo López

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