#066 Soportes

Boletín 14, 2015.

INTRODUCCIÓN

A través de cada uno de los boletines se ha dado un recorrido en forma general de algunos conceptos de suma importancia para los Sistemas de Protección Contra Incendios.

Tales como la historia de los rociadores, la importancia de estos, su funcionamiento, tipos de sistemas, principios de combustión, rociadores especiales, etc.

En este boletín en particular trataremos otro tema de bastante interés para aquellas personas o empresas que están interesados y dispuestos a invertir en el rubro de la Prevención, Protección y Combate Contra Incendios: SOPORTES.

SOPORTES

Un soporte es un elemento que sostiene las tuberías en los techos, paredes e inclusive del suelo, por que básicamente detienen la tubería en su lugar, reduce la tensión en tramos largos y prevé que la tubería se golpe o roce contra otras instalaciones o el edificio mismo; previendo así fugaz, o inclusive la fractura de la tubería.  Es por eso por lo que es esencial tener una buena distribución e instalación de la soporteria para tener una distribución libre de problemas.

 Los requerimientos para la soporteria de la tubería de los sistemas contra incendios han sido incluidos en los reglamentos de NFPA desde la publicación de la primera edición en 1896. Y a más de un siglo después algunos de estas reglas siguen vigentes y con el paso de las décadas solamente se han ido expandiendo.

 La soporteria en los sistemas contra incendios, es un tema al cual comúnmente no se le presta la debida atención y en el cual se pueden encontrar un sin número de errores. Un sistema mal soportado, puede llegar a sufrir daños mecánicos en dado caso de operación, esto debido a las presiones que puede llegar a manejar.

En zonas sísmicas, este tema es aún más grave.  Ya que estos sistemas deben llevar protección adicional con los llamados soportes «antisísmicos». La principal función de estos es rigidizar el sistema de manera tal que se mueva junto con la estructura a la cual esta soportado y así evitar esfuerzos en las tuberías los cuales pueden llegar a ‘romper’ las mismas tuberías dejando desprotegida la zona de riesgo. NFPA 13 contiene algunos requerimientos especiales relativos a la soporteria en zonas sísmicas como el uso de retenedores en todos los soportes del tipo C-Clamp.

Hoy en día la colocación apropiada de la soporteria de los sistemas contra incendios se basa en la combinación de las reglas de los soportes y su colocación. Estas reglas las podemos encontrar en diferentes pero adyacentes secciones del NFPA 13, y son referenciados para el uso de otros estándares de NFPA.

Componentes:

En seguida se listan algunos de los componentes de los soportes más comunes:

  • Tuerca hex
  • Rondana plana
  • Sin fin roscable
  • Soporte tipo anillo
  • Abrazaderas
  • U-Bolts
  • Ménsulas

Los diferentes tipos de soportes están definidos por cómo se unen/instalan a la estructura del edificio y a la tubería del sistema de rociadores.

Los soportes tipo Trapecio

Son utilizados comúnmente para tender un puente entre dos elementos estructurales y así proveer un buen soporte.  Por lo tanto, podríamos considerar a este tipo de soporte como una extensión de la estructura del edificio, utilizado para transferir las cargas a elementos estructurales.

Imagen.1 Algunos accesorios de los soportes

Figura 1.  Detalle de componentes de un soporte tipo trapecio.

Todos estos elementos deben de ser seleccionados de acuerdo a la distancia (span) y el diámetro de la tubería a ser soportada, (cap. 9 NFPA13)

 Al instalar los soportes en los polines tipo C y tipo Z se deberá asegurar que la estructura del edificio pueda soportar la carga del sistema contra incendio, en el caso de que el constructor sea desconocido o ya no se encuentre disponible para solicitarle esta información se deberá de seguir lo siguiente:

  1. Polines tipo Z: Coloque el soporte en el punto medio del elemento. Como una alternativa el soporte puede ir en el patín del elemento, lo más cercano a la vertical. Por ninguna circunstancia, utilice el patín del polín como punto de instalación del soporte, o que alguna parte del soporte entre en contacto con este.
  2. Polines tipo C: coloque el soporte en el punto medio del elemento. Por ninguna circunstancia, utilice el patín del polín como punto de instalación del soporte, o que alguna parte del soporte entre en contacto con este.

 Figura 2.  Puntos de instalación de los soportes en polines tipo C y tipo Z.

Por. Ing. Eduardo López

Baja Design Engineering

#060 ¿Qué son los sistemas especiales de supresión de incendios?

Boletín #08 2013

INTRODUCCIÓN

¿Qué son los sistemas especiales de supresión de incendios?

Los sistemas contra incendios que utilizan agua (rociadores) están diseñados para proteger a las personas y a las estructuras. Pero cuando se trata de proteger archivos, antigüedades, objetos de valor, computadoras, y otros equipos electrónicos, el agua puede causar más daño que el fuego mismo.

También es importante poder identificar las diferentes clases de fuego, ya que cada sistema especial de supresión está diseñado para atacar a diferentes clases de incendio, como lo son las siguientes:

Clase A: Incendios que implican madera, tejidos, goma, papel y algunos tipos de plástico.

Clase B: Incendios que implican gasolina, aceites, pintura, gases y líquidos inflamables y lubricantes.

Clase C: Incendios que implican prioridad vida humana y equipos energizados menores a 25 kW (uso eléctrico y domésticos) y cualquiera de los materiales de la Clases A y B

Clase D: Incendios que implican metales combustibles, como el sodio, el magnesio o el potasio u otros que pueden entrar en ignición cuando se reducen a limaduras muy finas.

Clase K: Se refiere a los incendios que implican grandes cantidades de lubricantes o aceites.

SISTEMAS ESPECIALES DE SUPRESIÓN DE INCENDIOS

Sistemas para protección de cocinas

 El sistema automático para supresión de fuegos en restaurants protege la campana, los conductos, el pleno y todos los aparatos de cocina.

De cualquier forma, manual o automática, el sistema trabaja de la siguiente manera:

  1. Al comenzar el fuego las redes automáticas donde están los fusibles van a detectar el fuego, ó pueden proceder a usar la estación manual remota, descargando ambos el agente de bajo PH a través de la campana y el conducto yendo a caer directamente sobre los aparatos de la cocina.
  2. Cualquiera de los dos métodos que sean usados interrumpirán la salida del gas ó la electricidad en los aparatos de la cocina procediendo a la descarga del sistema.
  3. El agente de estos sistemas apaga el fuego rápidamente enfriando el combustible mientras sofoca los vapores con una reacción de espuma

Sistemas de supresión de incendio de agente limpio

Cuando los detectores de humo se activan mandan la señal al panel de control (Que es independiente) manda la señal de activación hacia la electroválvula del contenedor, el contenedor del agente limpio recibe la señal de activación y lo rocía por toda la habitación.

Ventajas

¨ El agente limpio que utilizan no es tóxico, no produce problemas respiratorios y no deja residuos posteriores a la extinción.

¨ Eficiente desempeño: manga diseñada para brindar al operador una mayor visibilidad y una fácil maniobrabilidad.

¨ La boquilla genera un spray muy fino que aumenta el poder refrigerante, no produce shock térmico ni conducción eléctrica.

¨ Actúa rápidamente, el agente limpio reduce dramáticamente el humo y calor que causa daño al equipo.

¨ Pueden extinguir incendios tri-dimensionalmente, alcanzando llamas a la cual el agua no puede llegar.

Sistemas de supresión de incendio  de gas Inerte

Descripción

  • El sistema usa IG-55, un gas inerte que se utiliza como medio de extinción de fuegos, consiste en 50% argón y 50% nitrógeno.
  • IG-55 es seguro para las personas.
  • IG-55 no es conductor de la electricidad ni arruina equipos electrónicos
  • El almacenamiento de los contenedores y las válvulas seleccionables permiten proteger varias habitaciones con un solo banco de contenedores lejos de las áreas protegidas.

Sistemas de supresión de incendio de Dióxido de Carbono CO2

Descripción

Utilizan sistemas de detección inteligente, confiable y de acción rápida, para detectar inmediatamente el incendio, antes de que cause daños costosos a su propiedad. El gas del dióxido de carbono tiene un alto grado de expansión, lo que le permite trabajar rápido. Cuando es aplicado al fuego, CO2, provee una capa de gas que reduce los niveles de oxígeno, a un punto en donde la combustión no puede sustentarse. Como el dióxido de carbono es un gas, no requiere de limpieza después de la descarga, lo cual se traduce, a una interrupción mínima en su negocio

Dióxido de Carbono (CO2): los extintores de dióxido de carbono son diseñados para proteger áreas que contienen riesgos de incendio Clase B y Clase C. Aplicaciones típicas: industrias, equipos eléctricos, viviendas, transporte, comercios, escuelas, aviación, garajes, etc.

Ventajas

  • No es conductor de electricidad
  • Versátil – CO2 es efectivo en materiales inflamables y combustibles, está aprobado para riesgos de Clase A, B y C.
  • No daña el Medio Ambiente El dióxido de carbono se encuentra naturalmente en la atmósfera, es por eso que no causa un impacto negativo en el medio ambiente.

Sistemas de supresión de incendio  de Niebla de Agua

Descripción

El agua es un agente de extinción de incendios sobresaliente debido a su alta capacidad calorífica y su calor latente de vaporización.

La boquilla del sistema utiliza una placa para cortar los pequeños chorros de agua que fluyen a través del orificio de la boquilla. La niebla de agua resultante contiene una variedad de tamaños de gota. Las gotas más grandes producidas por la boquilla proporcionan la energía y el impulso necesario para llevar a las gotas más pequeñas a la base del fuego, donde la niebla se evapora y se apaga el fuego. La simple teoría detrás de este desarrollo es que una gran cantidad de gotas pequeñas tienen una superficie mayor que el mismo volumen de gotas grandes, por lo tanto, absorben más calor.

Los sistemas de niebla de agua son diseñados y probados para la protección de incendios clase A y B

El sistema de agua de niebla usa los siguientes principios básicos para extinguir el fuego:

  • Enfriamiento – La niebla se convierte en vapor que elimina el calor de la fuente de fuego.
  • Inertización – A medida que la niebla del agua se convierte en vapor que se expande alrededor de 1700 veces más, esto obliga que el oxígeno este lejos de la llama, por lo que la combustión es muy difícil.
  • Mojar – principalmente para la clase de incendios tipo A, mojar la superficie ayuda a apagar el fuego.

Sistemas especiales de supresión de incendios

BDE 2018

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

#052 HISTORIA DE LOS ROCIADORES

2012, Boletín #01

Introducción

Los rociadores automáticos surgieron por la necesidad de proteger inmuebles y lo que ellos contenían, de tal modo que estos lugares se protegieran por si solos, es decir, en caso de ocurrir un incendio, automáticamente estos dispositivos deberían de actuar por si “solos” activados por medio de calor proveniente del incendio. De esta manera se pretendía evitar la necesidad de haber gente en el sitio al momento del incendio, y aun mejor, se evitaba que entrara personal a combatir el fuego.

A lo largo de la historia, estos dispositivos tuvieron varios cambios, cambios significativos para su funcionamiento. Conforme fue pasando el tiempo fueron evolucionando con las tecnologías que se iban desarrollando en ese momento.

Historia de los rociadores

En 1723 Ambrose Godfrey creo lo que se conoce como el primer dispositivo para combatir incendios, el cual consistía en un barril de madera lleno con agua. Estos barriles eran colocados estratégica mente en todo el cuarto o área que se deseaba a proteger, a su vez, estos barriles estaban unidos por una serie de fusibles con la esperanza que estos fusibles fueran activados por el fuego.

De libro Layout Technician de NFSA

Como podrán darse cuenta, la desventaja de este dispositivo era que el fuego tenía que coincidir con la ubicación de alguno de estos barriles, de otra manera, no se activarían.

 Un poco después se mejoró este sistema de protección contra incendios a base de barriles llenos de agua. Lo que se propuso fue que este mismo barril lleno con agua, en lugar de dejarlo fijo en un sitio, se colocaran en un lugar estratégico de tal manera que la hora de ocurrir un evento de incendio, una persona entrenada corriera inmediatamente al lugar donde se encontraban los barriles y hacer lo que se muestra en la figura. Tomar el barril, rodarlo directamente al fuego y esperar que se encendiera el fusible pegado al barril y una vez encendido esperar a que explotara el barril para que especiera agua sobre el lugar donde el incendio se estaba llevando a cabo. Este barril estaba al igual que el anterior, cubierto de fusibles para hacer que estallara en cuanto entrara en contacto con el fuego.

Ya para 1800 se mejoraron los sistemas de protección contra incendios, tales mejoras fueron: la tubería perforada, cuerdas que actuaban como fusibles y los tapones fusibles.

John Carey mejoro un sistema de tuberías con agujeros, esta tubería estaba conectada a un tanque elevado, el cual estaba lleno de agua. ¿Pero cómo hacía que el agua no pasara por la tubería y atreves de los agujeros de tal modo que mojara todo lo que estaba abajo? He aquí la idea de Carey; un tapón obstruyendo el flujo de agua atreves del tanque era sostenido por una cuerda que a su vez estaba ligada a un sistema de pesas. Este sistema de pesas estaba unidas a un sistema de fusibles que actuaban como el seguro del tapón del tanque. ¿Como funcionaba esto?, muy simple; en caso de ocurrir un incendio, la cuerda fusible se rompía y dejaba caer la pesa a la base como se muestra en la figura de un lado, al caer la pesa, la cuerda unida a la pesa jala el tapón del tanque elevado, al elevarse el tapón, deja fluir el agua a través de la tubería de tal manera que esta fluye y apaga el incendio.

¡Muy ingenioso!, cierto?, si, realmente fue la base para los sistemas contraincendios actuales. Solo que tenía una desventaja, al ser un sistema de tuberías perforadas, al elevar el tapón del tanque, el agua fluía por todas las tuberías arrojando agua en lugares donde no hubiera fuego.

En este mismo siglo, Henry Parmelee creo el primer rociador automático funcional. Henry Parmelee era el presidente de una compañía de pianos, la cual se quemó completamente, de esta tragedia surgió uno de los más grandes inventos, el cual fue, los rociadores automáticos. Después que se quemó su fábrica de pianos estuvo buscando e ideando la manera de proteger su fábrica de futuros incendios tales como el que le había ocurrido.

La idea de Parmelee era la de unir estos rociadores a una serie de tubos. Estos rociadores era simplemente una boquilla unida a la tubería, esta boquilla tenía un tapón que estaba soldado en su orilla, esta soldadura se derretía a 160 F, al derretirse esta soldadura el tapón salía expulsado por la presión del agua y esta a su vez caía sobre el área donde el incendio se estaba llevando a cabo.

Del lado izquierdo podemos ver el rociador creado por Grinnell y de lado derecho vemos el rociador creado por Parmelee.

 Otros tipos de rociadores fueron creados en los años siguientes, los cuales se muestran en las siguientes imágenes.

De libro Layout Technician de NFSA

Con la mejora de los rociadores vino también la mejora de los sistemas de tuberías, esto en el sentido de que se podían seccionar varios lugares mediante válvulas de control.

A finales de 1800 los sistemas de rociadores eran tan confiables y redituables que las compañías de seguros ofrecían descuentos en las primas de seguros. Claro que también fue una desventaja porque cada compañía creo sus propios estándares de instalación. Fue por esto que para los 1890´s miembros de las aseguradoras y fabricantes se unieron para formar la asociación que ahora conocemos como NFPA.

Fue entonces, que, para estandarizar la instalación de los sistemas contraincendios, en 1896 se publicó el primer estándar de instalación llamado NFPA 13. Como dato curioso, fue el primer estándar de NFPA, aun así, se le número con el #13.

Fue así como varias compañías de seguros desecharon sus estándares de instalación y adoptaron él.

Ya para principios de 1900 se hicieron infinidad de mejoras en los fusibles de los rociadores y en los patrones de descarga. Anteriormente se creía que para atacar el fuego era necesario diseñar un rociador de tal manera que arrojara agua hacia el techo para mojarlo y enfriarlo y el resto del agua hacia abajo, a este tipo de rociador se le conoce como “Conventional” o “old-style”. Estos rociadores eran los que se utilizaban antes de 1955. En la imagen pueden ver como el agua es arrojada hacia arriba y hacia abajo.

Mediante estudios y pruebas se dieron cuenta que no era necesario arrojar agua hacia arriba, por lo que se creó el rociador que ahora conocemos como “standard”, este arroja toda el agua hacia debajo de tal manera que ataca el fuego con la totalidad del agua que sale por él.

Entre los años 70´s y 80´s del siglo pasado, se creó un tipo de rociador diseñado especialmente para residencias. La característica principal de este rociador es que actúa de manera más rápida de tal modo que ayuda a preservar la vida humana. Otra característica de este rociador es que el patrón de descarga del agua es diferente al rociador “standard”.

Debido a que los rociadores que se habían creado para entonces solo controlaban el fuego, se tuvo la necesidad de crear un rociador que extinguiera por completo el fuego, por lo cual se inventó el primer rociador de supresión temprana “ESFR».

Por Ing. Eduardo López

10 de Enero de 2012

Baja Design Engineering

#050 Controladores para bombas

2018

Controladores para bombas

Una parte crucial del Sistema contra incendio es el cuarto de bombas.

Aquí tenemos dispositivos para bombear el agua del Sistema contra incendio en caso de que sea requerido, para controlar los motores de las bombas del Sistema, tenemos el controlador.

¿Qué es un controlador?

Un controlador o manejador de dispositivo, es un elemento del sistema, un software o interruptores que permite al sistema interactuar con un periférico, proporcionando una interfaz para utilizar algún dispositivo.

El ejemplo más sencillo de un controlador para un motor sería un control de dos acciones (solamente encendido y apagado manual), sin embargo, un control puede ser tan complejo como se requiera, algunos ejemplos de controladores se pueden enlistar como:

  • encendido automático,
  • encendido al alcanzar cierta temperatura, presión u otra condición,
  • apagado de uno o más motores al mismo tiempo,
  • apagado de uno o más motores en algún orden de prioridad etc.

¿Cómo funciona un controlador de un cuarto de bombas?

Todos los controladores siguen el mismo razonamiento lógico, se trata de interruptores y bobinas, las cuales se irán energizando y des energizando dando paso a la corriente eléctrica para llegar al arrancador de un motor en orden o sentido que más convenga a la aplicación.

En la industria es bastante común tener controladores que se encargarán de realizar ciertas acciones automáticas, todo esto gracias a los diferentes protocolos de comunicación que se comercializan para la aplicación. En esencia todos tenderán a manejar señales para dar paso a alguna acción requerida, siempre con una lógica la cual se podría catalogar “binaria” ya que se manejan señales de encendido o apagado (ceros (0) o unos (1)). Con este punto nos podemos dar cuenta que, cualquier señal digital, puede ser trasladada a un protocolo de comunicación de un controlador, sin que necesariamente sea un controlador digital.

En el caso de un controlador para un cuarto de bombas; el controlador cuenta con un dispositivo que censa presión y un transductor eléctrico, este es el encargado de transformar una señal física (en este caso presión) a una señal digital o eléctrica. El transductor enviará la señal de arranque al motor (arrancador del motor) cuando la presión de agua del sistema alcance cierto rango, para compensar bajadas de presión se cuenta con una bomba jockey, la cual tendrá la misma lógica que el motor principal del sistema.

Para este sistema, al tratarse de dispositivos diseñados para salvaguardar vidas humanas, no cuenta con un sistema de apagado automático, la bomba seguirá funcionando aun después de terminarse el almacenamiento de agua del tanque.

En conclusión

Como puede observarse, un correcto control de las bombas es esencial para el buen funcionamiento del sistema contra incendio, al tratarse de vidas humanas, es crítico que todo funcione correctamente por lo que todas las condiciones que puedan presentarse ajenas al sistema tienen que tomarse en consideración al momento de diseñar un control, estas a su vez, pueden tener una comunicación al sistema BMS del edificio y monitorearse directamente desde el panel de control de alarmas del sistema, cada señal de fallo en el cuarto de bombas deben monitorearse por medio de algún sistema (preferentemente un sistema de alarmas), a continuación se enlistan las señales que tendremos que monitorear que corresponden a cada elemento del cuarto de bombas:

  1. Bajo nivel en el tanque de agua
  2. Válvula de succión cerrada
  3. Bomba contra incendio apagada
  4. Falla en la bomba
  5. Encendido de la bomba
  6. Falla al encender la bomba
  7. Desconexión del banco de baterías
  8. Válvula de descarga cerrada
  9. Válvula del sistema de rociadores del cuarto de bombas cerrada
  10. Bajo nivel del tanque diésel
  11. Supervisión de válvula de prueba.

Baja Design Engineering

Ing. Jesús Sandoval

Mayo de 2018

#048 TIPOS DE DETECTORES

2018, Boletín #98

Introducción

En este artículo se presentarán los diferentes tipos de detectores que existen actualmente en el mercado, su clasificación y una breve descripción de sus principios de funcionamiento para cada uno.

La problemática es que existen una gran variedad de detectores en el mercado, por lo cual es importante conocer su clasificación y principio de funcionamiento para así poder hacer la mejor elección a la hora de implementar un diseño o hacer una ingeniería.

En este caso nos daremos la tarea de clasificarlos.

Anteriormente…

Se utilizaban detectores convencionales los cuales no son direccionables, esto significa que no pueden indicar la ubicación exacta de donde se censo una magnitud física la cual provocó la iniciación de una notificación. PERO actualmente esto ya no es un problema pues existen los detectores automáticos direccionales, de los cuales hay una amplia gama de dispositivos disponibles en el mercado.

Para empezar

Existen dos grandes rasgos de los tipos de detectores, los cuales vamos a definir en base a la NFPA 72 como Tipo Lineal y Tipo Puntual para después clasificarlos por la magnitud física que nuestro dispositivo estará monitoreando como: calor, humo, gas, energía radiante y otras.

Esto significa que sea cual sea su magnitud designada, lo harán de manera puntual o lineal respectivamente.

Definiciones

Detector Tipo Lineal: Es un dispositivo en el cual la detección es continua a través de un camino, un ejemplo muy claro es el del rayo proyectado, el cual cuenta con detección desde el emisor hasta el receptor, si a través de todo el camino detecta un fenómeno físico que está fuera de los parámetros permisibles, este emitirá una señal de alarma o pre alarma respectivamente.

Detector Tipo Puntual o Spot: Es un dispositivo en el cual el elemento de detección está concentrado en un punto en particular, estos cuentan con un área de cobertura especificada en la NFPA 72 y como su nombre lo dice tienen forma de spot.

Clasificaciones

Detectores de calor

  • Detector de calor de temperatura fija
    • Elemento Fusible
    • Tipo Lineal Continuo
    • Tipo Bimetálico
      • Tira Bimetálica
      • Disco Bimetálico de rotura
    • Detector de compensación
    • Detector termovelocimétrico
      • Tipo Lineal
        • Detector de calor de tubería termovelocimétrico neumático
      • Tipo Puntual
    • Detector de calor de conductividad eléctrica

Detectores de humo

  • Detector iónico
  • Detector fotoeléctrico
    • Tipo Lineal
      • Rayo Proyectado (Por obscurecimiento de luz)
    • Tipo Puntual
      • (Por dispersión de luz)
    • Detector de humo por muestreo de aire
      • Tipo Lineal
        • Muestreo continuo de aire
        • Cámara de niebla
      • Tipo puntual
    • Detector de humo por imagen y video

Detectores de gas

  • Detector de gases de incendio
  • Detector de gas (procesos)

Detectores de energía radiante

  • Detector de llama
    • Detector Infrarrojo
    • Detector Ultravioleta
    • Detector UV/IR
  • Detector de chispas/brasa

Detector de la operación de un sistema de extinción o supresión

Detectores combinados

  • Multi-criterio
  • Multi-sensor

Otros detectores

  • Detector de Humedad

En conclusión

Después de definir los dos grandes rasgos de los tipos de detectores, podemos concluir que todos los dispositivos que existen en el mercado se pueden identificar como detección lineal o puntual, según corresponda; Sin embargo, al buscar ser más específicos con su clasificación tomando en cuenta el principio de operación y el fenómeno a monitorear, hasta entonces aparecen 7 clasificaciones correspondientes, dando a entender que existe una muy amplia gama de detectores en el mercado.

Una vez conociendo sus definiciones y clasificaciones solo nos falta entender el principio de funcionamiento de ellos para elegir la mejor opción posible para cada situación que se nos presente, todo esto con el fin de que la probabilidad de un conato incendio tenga su adecuada y temprana detección propagando así cualquier amenaza.

Ing. Sergio I. Alvarez Rendon

1 de Enero de 2018

Baja Design Engineering

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