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La intención del caudal de mangueras en los diseños de sistemas de rociadores automáticos

11 de Julio de 2016


Los sistemas de rociadores automáticos son cada vez más populares en todo elmundo y particularmente en América Latina se ha incrementado su instalación, bien sea por motivos de exigencia o por convicción del dueño en que estos son la mejor manera de evitar las pérdidas humanas y de propiedad en caso de un incendio; este crecimiento ha permitido que más ingenieros se involucren en el diseño de los mismos y por lo tanto, se requiere mayor entendimiento en los fundamentos de operación de los sistemas de rociadores y en los criterios técnicos que establece la norma NFPA 13, Norma para la Instalación de Sistemas de Rociadores.
Para realizar un adecuado diseño de un sistema de rociadores, es necesario tener el criterio suficiente y la experticia para definir correctamente la clasificación del riesgo del área a proteger, si esta definición es incorrecta el resto del trabajo también lo será, ya sea por deficiencia en la protección o por sobre costos innecesarios y contra producentes al clasificar un riesgo más alto del real de la ocupación.
Con la clasificación del riesgo, el diseñador determina el caudal de rociadores que corresponde a la multiplicación del área de diseño por la densidad (aplica para el método área densidad en riesgos leve, ordinario 1, ordinario 2, extra 1 y extra 2, ver figura 11.2.3.1.1, NFPA 13, Edición 2.016, y para protección de áreas de almacenamiento protegidos por el método área densidad), pero, para definir el tamaño del almacenamiento de agua y el estimado de caudal nominal del sistema de bombeo contra incendio no es suficiente este dato, se requiere adicionalmente el caudal de chorros de manguera y la duración (tiempo) del abastecimiento de agua, y es en este punto donde se generan discusiones y posiblemente confusiones por parte de los diseñadores y usuarios.
Para aclarar este aspecto la tabla 11.2.3.1.2 de NFPA 13 Edición 2.016[1] determina los caudales para asignación de chorros de manguera en los riesgos leve, ordinarios 1 y 2, y extra 1 y 2, en esta tabla encontramos una columna de caudal para mangueras interiores, una columna para caudal total combinado de mangueras interiores y exteriores y una columna con la duración del suministro; este nombre que da la norma a estos caudales hace pensar a algunos diseñadores y usuarios que el control o supresión del fuego con rociadores automáticos requiere necesariamente la intervención de chorros de manguera de operación manual, lo cual es una interpretación incorrecta del requisito normativo; las pruebas a escala y de incendios reales que realizan los entes de investigación de rociadores automáticos, que son la base de los criterios de densidad y áreas de diseño que encontramos en la norma NFPA 13 y en general en todos los documentos de diseño de estos sistemas, se hacen con la operación exclusiva de los rociadores automáticos, no con el apoyo de chorros de manguera, es decir, los rociadores automáticos, solos, son suficientes para el control o supresión de incendios, siempre y cuando estén bien diseñados, correctamente instalados, adecuadamente inspeccionados, probados, mantenidos y  las condiciones del área protegida se conserven con respecto al criterio original de diseño.


Ocupación
Mangueras interiores
Total combinado de las mangueras interiores y exteriores
Duración (minutos)
gpm
L/m
gpm
L/m
Riesgo leve
0, 50, ó 100
0, 189, 379
100
379
30
Riesgo ordinario
0, 50, ó 100
0, 189, 379
250
946
60 - 90
Riesgo extra
0, 50, ó 100
0, 189, 379
500
1893
90 - 120
Figura 1; tabla 11.2.3.1.2, Requisitos para la asignación de chorros de mangueras y de duración del abastecimiento de agua para sistemas calculados hidráulicamente  (NFPA 13, 2016) [2].

En los diseños de sistemas de rociadores automáticos los chorros de manguera se plantean como una posibilidad deseable pero no obligatoria de atender el incendio en su etapa inicial o poder con los mismos realizar la remoción final y limpieza del área incendiada una vez los rociadores hicieron su trabajo de control o supresión; la tabla 11.2.3.1.2 divide los chorros de manguera en dos: mangueras internas y total combinado entre mangueras internas y externas, las mangueras internas refieren a las conexiones de manguera que se alimentan del sistema de rociadores, es decir, que están conectadas a las tuberías de la red de rociadores, los caudales de agua para estas mangueras según la tabla 11.2.3.1.2 son 0 gpm, 50 gpm o 100 gpm, por lo tanto, a menos que la autoridad competente (AC) requiera o permita la conexión de mangueras internas, los diseños de los sistemas de rociadores deberían diseñarse con cero (0) gpm de mangueras internas; de acuerdo a (NFPA 13, 2016) numeral 8.17.5.1.1.3, para edificios protegidos completamente con sistemas de rociadores automáticos, las conexiones de mangueras de 1½? para el uso de ocupantes no son requeridas (sujeto a lo indicado por la AC); este criterio es importante, dado que al diseñar salidas de manguera que se conecten al sistema de rociadores automáticos necesariamente se debe contemplar ese caudal dentro del diseño de la red de rociadores, lo cual implica, probablemente mayores diámetros de tuberías, válvulas, accesorios, etc.
Por lo tanto, los caudales definidos como chorros de manguera internos y externos constituyen un factor de seguridad para el cálculo del volumen del tanque y del tamaño de la bomba contra incendio, no es la intención del comité técnico de la norma NFPA 13 definirlos como un medio principal de extinción del fuego, para eso están los rociadores automáticos, los caudales indicados para chorros de mangueras no requieren presiones mínimas de operación y en el diseño pueden identificarse como puntos hidráulicos imaginarios en las conexiones a los sistemas de rociadores (base del riser), o preferiblemente calcularlos en conexiones reales (hidrantes o salidas de manguera) que estén cercanas al sistema que se está validando hidráulicamente y donde sí hay posibilidad en un momento dado de usarlos.
En el cálculo hidráulico de los sistemas, al caudal de los rociadores (Área de diseño x densidad) le sumamos el caudal total de mangueras interiores y exteriores y obtenemos el caudal total del sistema, con este caudal podemos definir preliminarmente la capacidad nominal de la bomba contra incendio requerida, adicionalmente, este caudal total del sistema multiplicado por el tiempo de duración que indica la misma tabla 11.2.3.1.2 nos permite definir el volumen del tanque de almacenamiento de agua; nótese que este volumen total se calcula asumiendo que el caudal del sistema (rociadores y mangueras) se descarga desde el primer minuto de operación de la red, lo cual, en la realidad no ocurre, dado que es progresiva la activación de los rociadores y como lo indicamos arriba el caudal de mangueras es un caudal de seguridad, con lo cual podemos concluir que el volumen del tanque también contempla un factor de seguridad y es por ello que para definir el volumen del mismo se usa el caudal teórico y no el caudal real que se determina con los resultados de los cálculos hidráulicos.
Dentro de los objetivos fundamentales de la normativa NFPA está el salvar vidas y propiedades ante los eventos de incendio y cada quien tiene su responsabilidad en el logro de estos objetivos, los ocupantes deben salir de los edificios o quedarse en áreas seguras de refugio, su función no es usar mangueras, el uso de mangueras es responsabilidad del personal entrenado, especialmente los cuerpos de bomberos y esto se da solo cuando el incendio lo requiere y permite, son los rociadores automáticos los encargados de controlar o suprimir el fuego.
 Nuestra obligación como consultores y diseñadores de sistemas de protección contra incendio es velar porque los diseños queden bien hechos y acompañar a los dueños y usuarios de los proyectos verificando que lo diseñado quede correctamente instalado y operativo, para ello se necesita de profesionales que estén capacitándose constantemente, consultando las actualizaciones normativas, interpretando correctamente los criterios y con la seriedad suficiente para entender que los sistemas de rociadores automáticos a pesar de su masificación requieren de conocimiento profundo, por lo tanto el diseño e instalación lo deben realizar solamente empresas con personal calificado, la competencia y el respaldo técnico suficiente.

JAVIER SOTELO
Gerente



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