TANQUES PARA AGUA CONTRA INCENDIO

INTRODUCCIÓN

Las normas de la NFPA relacionadas con sistemas de extinción basados en agua, tales como la NFPA 13, NFPA 14 y NFPA 15, establecen que se debe contar con un suministro de agua aprobado y confiable que satisfaga la demanda de los sistemas en cuanto a caudal, presión y duración.

En ese sentido, las normas permiten que el suministro de agua para los sistemas de extinción pueda provenir desde cualquiera de las siguientes fuentes o de una combinación de ellas:

  • Una conexión a una red de agua pública o privada.
  • Un tanque de almacenamiento de agua, el cual puede estar a nivel del terreno, subterráneo o elevado.
  • Un tanque presurizado (tanque hidroneumático).
  • Una represa, canal, río, lago, pozo o reservorio.

Cada una de esas fuentes de agua presenta sus particularidades y debe cumplir con ciertos requisitos para ser aceptable desde el punto de vista de la NFPA y de la Autoridad Competente.

La norma que trata sobre los tanques de almacenamiento de agua es la NFPA 22, Standard for Water Tanks for Private Fire Protection, la cual establece los requisitos mínimos para el diseño, construcción, instalación y mantenimiento de tanques que suministran agua para la protección privada contra incendios, así como de sus elementos y accesorios asociados.

Este artículo versará sobre aspectos generales de los tanques contemplados en la norma NFPA 22. Los tipos de tanque incluidos en dicha norma son los siguientes:

  • Tanques elevados
  • Tanques de succión
  • Tanques presurizados

 

TANQUES ELEVADOS

Los tanques elevados pueden fabricarse con láminas soldadas o apernadas de acero, o de concreto. Pueden estar soportados por múltiples columnas, por un pedestal, por una pilastra circular o pueden estar sobre una edificación.

 

 

Los requisitos básicos para los tanques elevados son: que estén a una altura suficiente para proporcionar la presión requerida en los sistemas de extinción y que tengan suficiente capacidad para suministrar el caudal necesario durante el tiempo estipulado en las normas.

Actualmente los tanques elevados son poco utilizados para el suministro de agua contra incendios. Están limitados a sistemas de poca a media demanda y donde no se puede o no se quiere instalar una bomba contra incendio. Eran más utilizados cuando los sistemas se diseñaban mediante el método de tablas de tuberías (pipe schedule), que exige una presión mínima en el rociador más alto del sistema y un caudal mínimo en la base del montante, requerimientos que pueden satisfacer estos tanques. No resulta económico ni conveniente instalar un tanque lo suficientemente grande y a suficiente altura como para proporcionar un suministro adecuado a los sistemas de rociadores y de mangueras con las densidades de diseño y los requerimientos de presión actuales.

TANQUES DE SUCCIÓN

Los tanques de succión pueden fabricarse con láminas soldadas o apernadas de acero, de concreto o de plástico reforzado con fibra de vidrio. Los preferidos son los fabricados con acero. La norma NFPA 22 también considera como tanques de succión a los reservorios de tela revestida soportada en terraplenes.

Los tanques de succión pueden estar ubicados a nivel del suelo o ser subterráneos. Pueden enterrarse los tanques de concreto y los de plástico reforzado con fibra de vidrio. Como lo indica su designación, para suministrar agua desde estos tanques a los sistemas de extinción es necesario succionar mediante una bomba contra incendio. En el caso de los tanques a nivel del suelo la bomba puede ser de carcaza partida, de succión por el extremo o en-línea; para los tanques subterráneos se debe utilizar bomba vertical tipo “turbina”.

 

Tanque fabricado con láminas de acero soldadas Tanque fabricado con láminas de acero apernadas

 

Tanque fabricado de concreto pretensado Tanque fabricado con plástico reforzado

 

Tanque fabricado de tela revestida

Los tanques de succión ubicados a nivel del suelo se dotan de una placa anti-vórtice en el extremo de la tubería de succión de la bomba, para evitar que se forme flujo turbulento cuando la bomba funcione, ya que se generarían burbujas de aire que pueden causar daño por cavitación. La placa anti-vórtice es una plancha metálica 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 (48”) por lado.

 

A los tanques subterráneos normalmente se les agrega un pozo de succión en el fondo, para lograr la sumersión de los tazones de la bomba vertical, y así poder aprovechar al máximo la capacidad del tanque. La profundidad del pozo de succión depende de la sumersión mínima requerida (información suministrada por los fabricantes de bombas). Esta sumersión mínima está destinada a evitar la formación de vórtices superficiales cuando la bomba esté funcionando. La profundidad del pozo de succión puede además incluir las 12 pulgadas mínimas que deben dejarse como separación entre el filtro y el fondo, y considerar si hay algún requerimiento de NPSH para evitar cavitación de la bomba.

 

 

 

Se recomienda que los tanques de succión se ubiquen de manera que no se requiera demasiado recorrido de tuberías hasta el cuarto de bombas. De ser posible se deben colocar al lado del cuarto de bombas para minimizar la longitud de la tubería de succión. Los tanques no deben ubicarse en lugares expuestos a daños físicos o a posibles incendios de materiales o construcciones combustibles adyacentes.

En el diseño y fabricación de los tanques debe considerarse la capacidad total, la capacidad neta y la capacidad útil de los mismos. Esta última debe ser tal que se garantice que la presión en la brida de succión de la bomba no baje de -3 psi una vez que se haya proporcionado la demanda máxima del sistema (caudal y duración), y la bomba esté funcionando al 150% de su capacidad nominal.

TANQUES PRESURIZADOS

Los tanques presurizados son recipientes de acero que normalmente mantienen lleno dos tercios de su volumen con agua y el tercio restante con aire a una presión manométrica de al menos 75 psi (517 kPa); y está permitida su utilización como suministro de agua para sistemas de protección contra incendios tales como rociadores de poca demanda, mangueras y agua pulverizada.

La capacidad del tanque presurizado se considera que es el contenido total, tanto de agua como de aire. Se dimensiona por el suministro de agua necesario para satisfacer la demanda (caudal y duración) del sistema de protección contra incendios según sea la norma NFPA que corresponda. Se pueden utilizar dos o más tanques en paralelo. La presión interna debe ser suficiente para expulsar toda el agua del tanque mientras se mantiene la presión residual requerida en el sistema.

Su utilización se limita a lugares donde no se puede instalar una bomba con el respectivo tanque de almacenamiento de agua. En algunas instalaciones se puede utilizar un tanque presurizado para recuperar la presión en el sistema, en vez de una bomba jockey.

Los tanques presurizados se deben construir de acuerdo con ASME Boiler and Pressure Vessel Code, “Rules for the Construction of Unfired Pressure Vessels”, Sección VIII; con las modificaciones indicadas en NFPA 22, entre las cuales se destaca una prueba hidrostática mínima a 150 psi (10 bar) y una prueba de estanqueidad.

 

Para inyectar el aire a los tanques presurizados debe contarse con compresores capaces de suministrar al menos 16 pies3/min (0,045 m3/min) de aire libre para tanques cuya capacidad total sea menor o igual a 7.500 gal (28,4 m3), y no menos de 20 pies3/min (0,057 m3/min) para tanques de capacidad mayor.

CONSIDERACIONES GENERALES

Los tanques utilizados para agua contra incendios no deben utilizarse para ningún otro fin ya que se puede afectar negativamente la cantidad de agua disponible y por ende no cumplir con la duración requerida. Los tanques de doble uso (incendio y doméstico o industrial) se deben rellenar con frecuencia para reponer el consumo constante, lo que a la larga hace que se acumulen sedimentos en su interior. Cuando se extrae agua del tanque, se arrastran esos sedimentos hacia el sistema de extinción, el cual puede bloquearse. Si el tanque es de acero, puede ser necesario reparar el recubrimiento interno más frecuentemente, lo que significa un mayor gasto y más tiempo fuera de servicio. En caso de que sea estrictamente necesario un tanque de doble uso, la salida para el suministro doméstico o industrial debe ubicarse a un nivel por encima del volumen de agua destinada al servicio de protección contra incendios.

En áreas donde los terremotos son probables o posibles, los tanques de almacenamiento de agua de protección contra incendios deben diseñarse para resistir movimientos sísmicos. El objetivo principal es mejorar la confiabilidad y la probabilidad de que el sistema de protección permanezca en servicio después de un sismo. En un terremoto, el movimiento del suelo crea una acción de balanceo y puede causar el derrame del agua, con los consecuentes daños.

Los sismos pueden producir tensiones que van más allá de las previstas en un diseño que solo considere las cargas normales muertas, vivas y de viento. El diseño sísmico de los tanques puede modificar la relación altura-diámetro de los mismos, debiéndose construir más anchos de lo esperado, para disminuir el balanceo, y con un mayor espacio libre sobre el nivel del agua, para contrarrestar el efecto del oleaje. También puede variar el espesor de las láminas de acero, las cuales deberán ser más gruesas para evitar la deformación conocida como “pata de elefante”.

La norma AWWA D-100, “Standard for welded steel tanks for water storage” de la American Water Works Association, y la norma API-650, “Welded tanks for oil storage”, del American Petroleum Institute, proporcionan criterios de diseño sísmico para tanques.

Los tanques de acero deben recibir un tratamiento anticorrosivo tanto internamente como externamente. Internamente el tanque debe limpiarse mediante chorro de arena en concordancia con los requerimientos de SSPC-SP-10. Externamente debe aplicarse el procedimiento según SSPC-SP-6. La pintura debe hacerse en concordancia con los requerimientos de la norma AWWA D102.

 

Ing. Luis Ybirma
Caracas – Venezuela

 

Fuentes: norma NFPA 22, Standard for Water Tanks for Private Fire Protection, edición 2018.
               NFPA Stationary Fire Pumps Handbook, Fifth Edition
               NFPA Fire Protection Handbook, Twentieth Edition

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 o no con lo aquí expresado.
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