APUNTES SOBRE BOMBAS CONTRA INCENDIO

Apunte #1: Cuando el suministro de agua para una bomba contra incendios horizontal proviene de un tanque a nivel del terreno, se permite que la presión en la succión, medida en el manómetro, baje hasta −3 psi (−0,2 bar) cuando la bomba opera al 150% de su caudal nominal y se ha satisfecho la duración de suministro estipulada en la norma correspondiente. Este dato es importante considerarlo cuando se estima el volumen de agua a mantener en el tanque de almacenamiento y cuando se realiza la prueba de la bomba en el punto de sobrecarga.

Apunte #2: No siempre que se instale una bomba accionada por motor Diésel se requiere una válvula de alivio de presión; ésta sólo es necesaria cuando el 121% de la presión de cierre de la bomba, más la presión de succión estática máxima, ajustada por elevación, exceda la presión de trabajo de los componentes del sistema de extinción. Esto es conveniente validarlo en la etapa de diseño del sistema mediante el correspondiente cálculo.

Apunte #3: La norma NFPA 20 no exige que se instale una bomba jockey; lo que requiere es un método para mantener la presión en el sistema de extinción, que no sea a través de la bomba contra incendios. Ahora bien, una vez que se decide instalar una bomba jockey se deben cumplir las indicaciones que establece la mencionada norma, en cuanto a la configuración de su instalación, sus características y forma de activación.

Apunte #4: Cuando una bomba contra incendios horizontal toma agua desde un tanque superficial, es necesario controlar la formación de vórtices que pueden introducir aire en la tubería de succión y causar daños a la bomba. Para ello se debe colocar una placa anti-vórtice en el extremo de la tubería de succión, cerca del fondo del tanque. Es una plancha que puede ser cuadrada o circular. La longitud de sus lados o su diámetro debe ser al menos el doble del diámetro del tubo de succión; sin embargo, se recomienda que la placa sea de 1,2 metros por lado. El orificio de la placa debe ser del mismo diámetro que el tubo de succión y ubicarse en el centro.

Apunte #5: El motor para las bombas contra incendios se selecciona para proporcionar la potencia que pueda requerir la bomba para operar a su velocidad nominal bajo cualquier condición de caudal. Es decir, el motor debe ser capaz de hacer que la bomba funcione adecuadamente en todo el recorrido de su curva característica. Esto implica que no es conveniente seleccionar una bomba más grande que la requerida realmente, dado que el fabricante la dotará con un motor en correspondencia con su curva, independientemente de la demanda del sistema.

Apunte #6: Las bombas contra incendios accionadas por motor eléctrico o por motor diésel enfriado por aire deben contar con una válvula de alivio por circulación que proporcione suficiente flujo de agua para evitar el recalentamiento cuando opera sin caudal (churn) hacia el sistema. La válvula se instala en la descarga de la bomba, antes de la válvula check y se debe ajustar por debajo de la presión de cierre a la presión de succión mínima esperada. Si la bomba es accionada por motor diésel enfriado por agua que se toma de la descarga, no se requiere la válvula de alivio por circulación.

Apunte #7: Las bombas verticales tipo turbina tienen requisito de inmersión mínima de los tazones, publicado por los fabricantes, el cual debe revisarse para su adecuada instalación. Esa inmersión mínima está destinada a evitar vórtices superficiales que pueden introducir aire y afectar el desempeño de la bomba; no tiene como fin prevenir que la bomba entre en cavitación. Para esto último, el diseñador debe revisar la curva de NPSH requerida y verificar que siempre haya suficiente NPSH disponible en el tanque.

Apunte #8: Las bombas de velocidad variable se pueden utilizar para controlar la presión de descarga cambiando la velocidad del motor, para evitar la sobre-presurización del sistema de extinción de incendios, eliminando así la necesidad de utilizar dispositivos reguladores de presión en algunos diseños, sobretodo cuando las presiones a caudales más bajos pueden estar en niveles mayores a la clasificación de los componentes del sistema. La velocidad de los motores eléctricos se controla cambiando la frecuencia en la fuente de alimentación de corriente alterna. La tecnología es aplicable para todas las velocidades de la bomba, pero agrega costos significativos al controlador. Los motores diésel son intrínsecamente capaces de operar con velocidad variable, pero deben estar específicamente listados para funcionar de esa manera.

Apunte #9: La instalación de bombas contra incendios debe disponerse de tal manera que permita realizar pruebas. Los dos objetivos de probar la bomba contra incendios son asegurarse que la misma funciona apropiadamente y que el abastecimiento de agua pueda suministrar la cantidad necesaria de agua a la presión correcta. Generalmente se utiliza un cabezal de pruebas dotado con válvulas para mangueras, un medidor de caudal o una combinación de ambos. La NFPA 20 no requiere específicamente qué elemento utilizar, sino que debe proporcionar al operador la capacidad de medir el desempeño real de la bomba al hacer fluir el agua a través de ella, tomar lecturas a los caudales adecuados y desarrollar una curva de prueba para compararla con la curva original de fábrica.

Apunte #10: Las bombas contra incendio listadas deben cumplir los siguientes requisitos: al 150% de su caudal nominal la presión no debe ser menor al 65% de su presión nominal y, la presión a caudal cero o “de cierre” no debe ser mayor al 140% de su presión nominal. Esa es la “inclinación” máxima que puede tener la curva de desempeño de las bombas listadas. En la práctica, la mayoría presentan curvas “planas”, que permiten que la presión en la descarga varíe “suavemente” con las variaciones de caudal.

Apunte #11: De acuerdo a la norma NFPA 20, si el cuarto de bombas aloja bombas con motor Diésel y sus tanques diarios, debe protegerse con rociadores automáticos, instalados según la norma NFPA 13, considerándose como una ocupación de Riesgo Extra Grupo 2. En edificios que cuentan con sistema de rociadores, el cuarto de bombas debe protegerse con rociadores automáticos si la bomba es con motor eléctrico, tratándose como una ocupación de Riesgo Ordinario Grupo 1.

Apunte #12: En bombas horizontales de carcasa partida no se permite la colocación de codos o T con eje en el plano horizontal, en la porción de la tubería de succión de longitud equivalente a 10 diámetros aguas arriba de la brida de succión, ya que se crearía turbulencia y se desequilibraría el flujo de agua hacia el rotor, causando una carga axial en el eje y los cojinetes, lo que provocaría desgaste excesivo de éstos y, con el tiempo, el consiguiente daño a la bomba. Obviar este requerimiento también puede causar que la bomba entre en cavitación.

Apunte #13: Cuando el diámetro de la tubería de succión es mayor que el diámetro de la brida de succión de la bomba, se debe utilizar un reductor excéntrico para acoplarlos, instalado con la parte plana del mismo hacia arriba; esto cuando la bomba se alimenta desde abajo o desde el mismo nivel. Si el suministro de agua es desde arriba, se recomienda que la parte plana del reductor esté hacia abajo. La función de la reducción excéntrica es evitar la formación de bolsas de aire que ingresen a la bomba y afecten su desempeño.

Apunte #14: Las bombas contra incendios horizontales deben ser provistas con una válvula operada por flotador para liberación de aire, ubicada en la parte alta de la carcasa, con descarga a la atmósfera, de un diámetro mínimo de 0,5”. En el caso de las bombas verticales tipo “turbina”, la válvula no sólo debe liberar aire cuando la bomba arranca sino que también debe admitirlo cuando se detiene, para disipar el vacío que se crea al regresar el agua al tanque. La válvula se ubica en el punto más alto de la tubería de descarga, entre la bomba y la válvula de retención y el diámetro mínimo es de 1,5”.

Apunte #15: El diámetro de la porción de la tubería de succión equivalente a una longitud de 10 diámetros aguas arriba de la brida de succión no debe ser inferior al especificado en la norma NFPA 20, el cual intenta limitar la velocidad del agua a no más de 4,57 m/s (15 pie/s) para evitar flujo turbulento en la tubería que puede afectar el desempeño de la bomba. Cuando una tubería de succión suministre a dos o más bombas instaladas en paralelo para satisfacer la demanda de agua de los sistemas de extinción, la tubería debe dimensionarse para suplir a todas las bombas cuando funcionen al 150% de su caudal nominal, de modo que la velocidad no exceda los 4,57 m/s (15 pie/s).

Apunte #16: Las bombas contra incendio se deben dotar con manómetro tanto en la succión como en la descarga, los cuales deben tener un dial de ø89 mm (3,5”) o mayor, y deben contar con una válvula de ø6 mm (1/4”). La indicación del dial del manómetro en la descarga puede ser en psi, en bar o en ambos y debe tener un rango de medición de por lo menos dos veces la presión nominal de la bomba, pero no menos de 200 psi (13,8 bar). La indicación del dial del manómetro en la succión puede ser en pulgadas de mercurio (o en mm Hg) o en psi (o en bar) y debe tener un rango de medición de por lo menos dos veces la presión de succión máxima. Si existe la posibilidad de una presión de succión por debajo de 20 psi (1,3 bar), se requiere que el manómetro de succión sea capaz de registrar presiones negativas. Para las bombas verticales tipo turbina no aplica manómetro en la succión. No se requiere que los manómetros sean listados.

Apunte #17: En la tubería de descarga de las bombas contra incendios no se debe instalar dispositivos reguladores de presión. En la etapa de diseño se debe adaptar la bomba a las demandas de los sistemas de extinción para evitar sobre-presurización que requiera utilizar dispositivos de regulación de presión para compensar. Estos dispositivos reducen la confiabilidad general del sistema y deben evitarse. De ser necesarios estos dispositivos deben ubicarse después de la válvula de corte, de acuerdo a los requisitos de la norma aplicable, tales como NFPA 13 o NFPA 14. En muchos casos, se necesita una alta presión para cumplir con los requerimientos de diseño de los sistemas en edificios de gran altura y en sistemas de mangueras.

Apunte #18: Las bombas contra incendios listadas deben estar dotadas de una placa de identificación, la cual proporcionará los datos de desempeño específicos de la misma. La información que normalmente se indica en la placa es la siguiente: Datos del fabricante; tipo de bomba y modelo; tamaño y serial; capacidad, presión y velocidad nominal; presión al 150% del caudal nominal; presión neta máxima (churn); potencia máxima requerida; diámetro(s) de rotor(es); número de etapas; etiquetas de certificaciones; inmersión mínima (para bombas verticales tipo turbina).

Apunte #19: Los cuartos de bombas contra incendio deben estar libres de almacenamiento, equipos e instalaciones que no sean esenciales para el funcionamiento de la bomba y de los dispositivos relacionados con el sistema. Esto en pro de proporcionar protección tanto a los equipos como al personal operativo. Se permite que equipos relacionados con la distribución de agua doméstica se ubique dentro del mismo recinto que ocupa la bomba contra incendios pero no deben instalarse elementos como calentadores de agua con llama o similares.

Apunte #20: Las bombas contra incendios deben ser listadas y estar dedicadas para el servicio de protección contra incendios. Las bombas pueden ser accionadas por motores eléctricos o motores Diésel (también son aceptables las turbinas de vapor como medio de accionamiento). No se permite el uso de motores a gasolina. Los motores deben estar específicamente listados para el servicio de bombas contra incendios y cada bomba debe estar dotada con su propio motor dedicado.

Apunte #21: Cada unidad de bomba contra incendios y la bomba jockey debe contar con un controlador dedicado, los cuales deben ser listados para el servicio de bombas contra incendios, excepto el de la bomba jockey, que debe ser listado pero como tablero de control industrial. El controlador debe ser seleccionado según se trate de una bomba accionada por motor eléctrico o por máquina Diésel. Para motores eléctricos, si se utiliza además un tablero de transferencia, el mismo también debe ser listado para el servicio de bombas contra incendios. Los controladores deben venir marcados de fábrica mostrando su uso, nombre del fabricante, presión máxima de operación, tipo de cerramiento y datos eléctricos completos.

 

Está cordialmente invitado a participar en el «Diplomado Internacional de Diseño, Instalación y Mantenimiento de Bombas Contra Incendios«, que inicia próximamente, donde se tratarán en profundidad todos estos temas y muchos otros de igual o mayor relevancia. En este enlace puede ver información al respecto: https://drive.google.com/file/d/16lDaMAlhjv1q7it1z1yPWxXP3_-xi9EW/view

 

Ing. Luis Ybirma
Caracas – Venezuela

 

Notas:
1. El contenido de este artículo no es una Interpretación Formal de NFPA. Lo aquí expresado es la interpretación personal del autor y no necesariamente representa la posición oficial de las normas NFPA y sus Comités Técnicos. Por otra parte, el lector es libre de estar de acuerdo, en todo o en parte, con lo aquí expresado.
2. Todas las imágenes y marcas comerciales que se publican en este Blog son marcas registradas por sus propietarios, y se utilizan sólo con fines didácticos e informativos.

Artículo Anterior
Próximo Artículo
  •  
  •  
  •  
  •