NFPA 20

Bombas Contra Incendio

NFPA 20

Fire Protectio

Juan Carlos Guilbe

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Listado •

Equipos o Materiales incluidos en una lista publicada por una organización aceptada por la autoridad con jurisdicción y concerniente con la evaluación del producto que certifica que éste cumple con estandares señalados o que ha sido evaluado y aprobado su uso de manera específica.

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Propósito de las Bombas Contra Incendio ◆

Caudal o Flujo: Flujo Representa el volumen de agua que pasa por un punto dado en un período de tiempo. Usualmente representado en galones por minuto (GPM) o metros cúbicos por hora (m³/h).

◆

Presión: Presión Es la energía que permite al agua moverse a través de un sistema hidráulico usualmente representada en libras por pulgadas cuadrada (psi) o Kg/cm².

◆

Duración: Duración Es la cantidad de tiempo que la fuente puede suplir el caudal representado en minutos.

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Resumen de Hidraúlica Básica ◆

Peso Especifico del agua 62.4 Lbs / P³

62.4 Lbs / P³ = 62.4 Lbs / P² 62.4 Lbs ÷144 Pulgadas² = 0.433 Lbs/Pulg² (psi)

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Ejemplo: Consideremos un tanque de almacenamiento de agua que está a una elevación de 150 Ft., ¿Que presión producirá en un Hidrante que se encuentra en la base del tanque?

P = 0.433 psi/p * H P = 0.433 psi/p * 150 p P = 65 psi

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PS = Presión de Succión PD = Presión de Descarga

PN = Presión Neta

PD = PN + PS

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Flujos Laminar y Turbulentos

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Componentes de un Sistema de Bombeo ●

Bomba

●

Motor

●

Controlador

●

Jockey Pump

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•

Una Bomba Contra Incendio es cualquier dispositivo que toma agua de cualquier fuente tal como la municipalidad, cisterna, tanque, río, piscina, mar, etc., incrementando la presión de la misma con el propósito de suplir el flujo necesario a cualquier sistema de protección de incendios (sistemas de rociadores, mangueras, espuma, etc.)

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Tipos de Bombas Contra Incendio ●

Centrífuga

●

Desplazamiento Positivo

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Característica Principal de las Bombas Contra Incendio

Equipo Diseñado para Salvar Vidas y Propiedades, por lo que: ●

a) Tienen un “Alto Factor de Sacrificio” b) Es un equipo sin protección.

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Desplazamiento Positivo •

Las Bombas de Desplazamiento Positivo operan en base al principio del movimiento (desplazamiento) del agua a través de pistones.

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Bombas Centrífugas •

Fuerza Centrífuga: Centrífuga Es la fuerza que tiende a mover un objeto hacia fuera de su centro de rotación.

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Clasificación de acuerdo a la Succión •

Succión Simple: Simple Cuando el agua entra por un solo lado del ojo del impelente (impeller).

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•

Doble Succión: Succión Es cuando el agua entra por ambos lados del ojo del impelente.

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•

Dos Etapas en Paralelo: Paralelo Es cuando tenemos dos impelentes que toman el agua de la misma fuente y ambos proveen la misma presión a una descarga común.

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•

Dos Etapas en Serie: Serie Tenemos dos impelentes, uno descarga en la succión del otro incrementando la presión total de descarga de la bomba y por ende del sistema, el flujo se mantiene igual.

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Tipos de Bombas Centrífugas •

Verticales: Verticales Son bombas cuyo eje se encuentra en posición vertical.

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•

Turbina Vertical: Vertical Posee impelentes al final del eje de la bomba, a la vez que éste se encuentra sumergido en una cisterna, pozo, o río. El eje de la bomba se encuentra encerrado dentro de la columna, cuando la bomba se encuentra en operación, el agua pasa a través de la columna hasta los platillos de descarga.

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•

Carcaza Bi-Partida: Bi-Partida Posee la carcaza dividida en dos en dirección paralela el eje del impelente.

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•

End Suction: Suction Es una bomba del tipo horizontal que posee la succión en el centro de la carcaza, en el lado opuesto del eje de la bomba.

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Rango de Operación

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Capacidad de Diseño Una bomba etiquetada para servicio contra incendio debe estar diseñada en rangos de capacidad desde 25 GPM hasta 5000 GPM a una presión neta no menor de 40 PSI. gpm 25 50 100 150 200 250 300

L/min 95 189 379 568 757 946 1136

gpm 400 450 500 750 1000 1250 1500

L/min 1514 1703 1892 2839 3785 4731 5677

gpm 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

L/min 7570 9462 11355 13247 15140 17032 18925

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Bomba Sostenedora de Presión (Jockey) Están instaladas en los sistemas de protección de incendios con el objetivo de mantener el sistema presurizado evitando así encender la bomba contra incendio para estos fines. ◆ La jockey pump y sus componentes no tienen que ser listados para sistemas de protección contra incendio.

◆

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Motores Tres tipos de motores están permitidos por NFPA 20 para ser usados en sistemas de protección de incendios: 1.

Eléctrico

2.

Diesel

3.

Turbina de Vapor

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Motores Eléctricos (Cápitulo 6) •

A partir de 1/1/98 los motores nuevos deben de ser listados.

•

Donde se va a instalar motores eléctricos la fuente de energía debe de ser “confiable”.

•

El factor de servico máximo que permite la norma es de 1.15

•

Los motores eléctricos no son de alta eficiencia.

•

De no ser confiable, una de las siguientes opciones deberá de instalarse : a) Una fuente alterna de energía. b) Un generador (NFPA 110). c) Una Bomba Diesel. d) Una bomba de turbina de

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Diesel (Cápitulo 8) •

El motor debe de ser listado para Sistemas de Protección Contra Incendio.

•

Motores de gasolina y GLP no son permitidos por NFPA 20.

•

Se deberá proveer de una desconexión en caso de que el motor sobrepase el 20% de los rpm para los cuales está diseñado.

•

Los motores son arrancados por medio de baterías. Cada motor deberá de ser provisto de dos juegos de baterías.

•

Las baterias deberán de cargarse de dos maneras : a) Por medio del mismo motor. listado.

b) Por medio de un cargador

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•

El enfriamiento del motor puede ser de dos maneras : a) Por intercambiador de calor. b) Por radiador.

•

EL tanque de combustible deberá tener una capacidad de por lo menos 1 galón por cada HP del motor, más 5% para expansión y un 5% para sedimentación.

•

Deberá estar a una altura tal que pueda proveer al motor de succión positiva.

•

Los motores deben de prenderse por lo menos una vez a la semana por no menos de 30 minutos.

•

El tanque de combustible no deberá estar nunca por debajo del 50% de su capacidad.

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Controlador •

Es el cerebro del sistema de bombeo contra incendio.

•

El controlador monitorea las condiciones del sistema y manda a encender la bomba bajo situaciones específicas.

•

Cuando se produce una caída en la presión del sistema causado porque un rociador se disparó o se abrió una manguera, el sensor de presión detecta esta caída en la presión e inmediatamente manda a encender el motor de la bomba.

•

Detectores de humo, de calor, u otros sensores, tambien pueden estar conectados al controlador y mandar a encender el motor de la bomba.

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•

Poseen un swicht sensor de presión que está conectado a la bomba por medio de un tubo de pequeño diametro (1/2”).

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Controladores Eléctricos (Cap. 7) •

Todos los controladores deben de ser específicamente listados para motores eléctricos de bombas contra incendio.

•

Los controladores deberán estar localizados lo más cercano posible a los motores que ellos sirven.

•

Estos deberán estar colocados a una altura no menor de 12” del piso.

•

El panel deberá cumplir por lo menos con NEMA tipo 2.

•

Deberá tener las siguientes señales de manera visible: a) Energía disponible. b) Fase inversa.

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•

Los Swichts de Transferencia (Transfer Swicht) deberán ser especificamente listados para bombas contra incendio.

•

Swichts de Transferencia manuales no podrán ser usados en el controlador de la bomba contra incendio.

•

Los cables de conducción deben de calcularse a un 125% de la capacidad del motor, si tenemos un motor de 100 Hp, debemos de calcular los cables para 125 Hp.

•

El arranque del motor no puede probocar más de un15% de la caida de tensión del sistema.

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•A

diferencia de los arrancadores de motores eléctricos típIcos, los controladores de motores de bomba contra incendio no poseen reles de sobre carga, ya que el motor no pude ser protegido por sobrecarga. •El

breaker principal solo abrirá el circuito cuando detecte una corriente de un 600% mayor que la corriente máxima de carga (Full Load Amps) durante un tiempo entre 8 y 20 segundos. •Posee

un arrancador manual para permitir al operador arrancar la bomba en caso de que el coil del contactor o el circuito de control no funcionen.

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Controladores Diesel (Cap. 9) •

Todos los controladores deben de ser específicamente listados para motores Diesel de bombas contra incendio.

•

Los controladores deberán estar localizados lo más cercano posible a los motores que ellos sirven.

•

Estos deberán estar colocados a una altura no menor de 12” del piso.

•

El panel deberá cumplir por lo menos con NEMA tipo 2.

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Deberá tener las siguientes señales de manera visible y audible : 1.

Baja presión de aceite en el sistema de lubricación.

2.

Alta temperatura en el sistema de enfriamiento del motor.

3.

Falla en el arrancador automático.

4.

Falla en las baterías.

5.

Falla en la carga de las baterías.

6.

Apagado por sobrevelocidad.

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Cuarto de Máquinas •

La bomba contra incendio, el motor y el controlador deberán estar protegidos en contra de daños causados por: Inundaciones, fuego, terremotos, insectos, explosiones, congelamiento, actos terroristas, etc. u otras acciones vandálicas o condiones adversas que puedan presentarse.

•

El cuarto no podrá bajar de los 5ºC (40ºF).

•

Deberá estar provisto de luz artificial.

•

Deberá de ser provisto de luces de emergencia, éstas no podrán estar conectadas al set de baterías del motor diesel.

•

El piso del cuarto de maquinas deberá tener la capacidad de drenar toda agua que escape de la bomba o cisterna.

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Base Relleno Lechada

Calzas Cimbra

Camisa del Perno Perno de Anclaje

Concreto

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Tubería y Accesorios ◆

Toda la tubería deberá ser de acero al carbon.

◆

Deberá mantenerse pintada.

◆

Podrá usarse como método de unión: a) Platillos b) Acoples ranurados c) Soldadura d) Roscado

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Una válvula listada de vástago ascencent e (OS&Y) deberá ser instalada en la succión de la bomba.

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Una válvula listada de no-retorno (check) deberá ser instalada en la descarga de la bomba.

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Las válvulas instaladas en la succión, descarga, bypass, etc. deberán estar constantemente supervisadas.

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Donde la presión de cero flujo más la presión de succión de la bomba exceden la presión para los cuales los componentes del sistema han sido especificados, una Válvula de Alivio deberá de instalarse en la succión de la bomba.

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Toda bomba deberá tener instalada una válvula de alivio de recirculación listada para sistemas contra incendio. Deberá proveer suficiente agua con el objetivo de prevenir el sobrecalentamiento de la bomba cuando está operando en el punto de no descarga. El tamaño mínimo deberá ser de ¾” para bombas de menos de 2500 gpm, y de 1” para bombas con capacidad entre 3000 y 5000 gpm.

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Un manómetro de presión con un diámetro no menor de 3½” deberá ser conectado tanto en la succión como en la descarga de la bomba..

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Las válvulas doble de no-retorno deberán ser especialmente listadas para servicio en sistemas de protección contra incendio.

Cuando las bombas toman agua de un tanque de agua almacenado, una placa anti-remolino (vortex) deberá ser instalada en la entrada de la tubería de succión.

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Sistema Típico

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Reducción Excéntrica (2-9.6.d) •

Donde la succión de la bomba no es del mismo diámetro que la tubería de succión, se deberá instalar una reducción excéntrica.

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Trayectoria del Agua

Incorrecto

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La presión del agua se incrementa aquí, causando un mayor flujo hacia un lado del Impulsor

Carcaza de la Bomba Anillos de Desgaste

Brida de Succión de la Bomba Codo de Succión

Impulsor

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NFPA 25 (Cap. 7) Equipo

Actividad Frecuenci a

Cuarto de máquinas Operación de la bomba (No flujo)

Inspección Prueba

Semanal Semanal

Operación de la bomba

Prueba

Anual

Sistema Mecánico

Mantenimiento

Anual

Sistema Eléctrico

Mantenimiento

Anual

Manómetros Inspección Valvulas Check, OS&Y Mantenimiento

Semanal 5 años

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Preguntas….

¿?

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