INTRODUCCIÓN
La fase final de la instalación de un sistema de bombeo de agua contra incendio consiste en demostrar que se ha completado el trabajo adecuadamente y que se cumplen los requerimientos de la norma de diseño y que opera según lo previsto. En esta fase es cuando se realizan las pruebas de aceptación de la bomba contra incendio y del suministro de agua.
Las pruebas y verificaciones requeridas por las normas tienen la intención de mostrar que todos los componentes críticos están en su lugar, la bomba funciona de acuerdo con los requisitos de diseño y funciona sin vibraciones excesivas u otros problemas observables que podrían provocar un desgaste prematuro.
Durante las pruebas de aceptación, la bomba contra incendio debe funcionar de acuerdo con la curva certificada entregada por el fabricante. Por otro lado, dichas pruebas conforman la línea base para la comparación con las pruebas de desempeño anuales, requeridas como parte del programa de inspección, prueba y mantenimiento del sistema de extinción.
La norma NFPA 20, Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection, establece las pautas a seguir para realizar las pruebas de aceptación de las bombas contra incendio.
LAVADO INTERNO (FLUSHING) DE LA TUBERÍA DE SUCCIÓN
La tubería de succión debe lavarse internamente antes de conectarla a la bomba y antes de realizar la prueba hidrostática. La intención es descartar que hayan quedado objetos extraños dentro de la tubería que puedan afectar a la bomba o pasar hacia el sistema de extinción.
Para realizar el lavado interno, la norma NFPA 20 establece un caudal mínimo de agua, el cual debe ser el mayor entre la demanda del sistema de extinción y el que se indica en la siguiente tabla, según el diámetro de la tubería de succión:
Los caudales mostrados producirán una velocidad aproximada de 15 pie/s (4,6 m/s) en la tubería.
PRUEBA HIDROSTÁTICA DE TUBERÍAS DURANTE PRUEBA DE ACEPTACIÓN
Las tuberías de succión y de descarga de la bomba contra incendio deben probarse hidrostáticamente a una presión no menor de 200 psi (13,8 bar) o a 50 psi (3,4 bar) por encima de la presión máxima a la que se mantendrá el sistema, lo que sea mayor. La presión requerida se debe mantener durante dos (2) horas por lo menos.
En este sentido, conviene acotar que la presión máxima a la que puede estar sometido el sistema es la “presión de cierre” de la bomba más la presión máxima esperable en la succión.
La prueba hidrostática requerida comprende desde la válvula de control en la succión hasta la válvula de control en la descarga, y debe incluirse cualquier derivación (by-pass), el medidor de caudal, la bomba jockey, la tubería de agua de enfriamiento del motor y la tubería del cabezal de pruebas.
Si parte de la tubería de succión es enterrada, la prueba hidrostática de dicha parte debe realizarse de acuerdo con la norma NFPA 24.
¿POR QUÉ REALIZAR LA PRUEBA HIDROSTÁTICA?
Mediante la prueba hidrostática se pretende garantizar que todas las uniones de tuberías y los dispositivos estén instalados adecuadamente para soportar esa presión sin romperse ni presentar fugas. La prueba hidrostática permite descubrir accesorios agrietados, válvulas con fugas, juntas defectuosas, entre otros.
El criterio de aceptación para la prueba hidrostática realizada a las tuberías superficiales es que no haya fugas visibles ni disminución en la presión durante la prueba. Para las tuberías subterráneas se permite una pequeña fuga, la cual debe ser verificada con lo establecido en la norma NFPA 24.
PRECAUCIONES DURANTE LA PRUEBA HIDROSTÁTICA
La válvula de alivio de circulación se debe cerrar temporalmente durante la prueba hidrostática. Luego de la prueba se debe restablecer, ajustada a la presión requerida.
Cuando se tenga una válvula de alivio de presión en la descarga de la bomba, se debe ajustar temporalmente dicha válvula a la presión de la prueba hidrostática o por encima de ella, para que no haya descarga de agua. Luego de completada la prueba hidrostática, se debe restablecer y verificar el ajuste de presión de dicha válvula.
PRUEBA DE DESEMPEÑO DE LA BOMBA CONTRA INCENDIO
La prueba de aceptación evalúa el desempeño de la bomba contra incendio en un rango de condiciones para valorar el comportamiento de la instalación y garantizar que la bomba funcionará adecuadamente cuando sea requerido. La prueba de aceptación debe ser completamente documentada para que sirva como línea de base para las pruebas de desempeño posteriores, requeridas por la norma NFPA 25.
La norma NFPA 20 establece que durante la prueba de aceptación deben estar presentes representantes autorizados de los fabricantes de la bomba, del motor diésel (si es el caso), del controlador y del interruptor de transferencia (cuando se suministra). Bajo algunas circunstancias, este requisito se puede cumplir con la presencia de un único representante autorizado.
La presencia de los representantes de los fabricantes permite identificar y corregir cualquier problema con la calidad de la instalación, el equipo y el desempeño de la bomba, a satisfacción del propietario, de la autoridad competente, del contratista instalador y cualquier otra parte involucrada.
CURVA CERTIFICADA DE LA BOMBA CONTRA INCENDIO
Durante la prueba de aceptación se requiere contar con una copia de la curva de prueba de la bomba en taller, certificada por el fabricante, para compararla con los resultados de la prueba de desempeño en campo.
La curva característica de la bomba, certificada por el fabricante, proporciona una representación gráfica del desempeño de la bomba en condiciones controladas, antes de cualquier daño que puede ocurrir durante el transporte y en la etapa de instalación. Por lo tanto, dicha curva proporciona una referencia con la que se puede comparar la bomba una vez instalada.
Los datos obtenidos durante la obtención de la curva en taller son plasmados en la placa de identificación de la bomba; tales como presión nominal, presión de cierre, presión al 150% del caudal nominal, potencia requerida, entre otros.
INICIO DE LA PRUEBA DE DESEMPEÑO DE LA BOMBA CONTRA INCENDIO
Al iniciar la prueba de la bomba contra incendio debe seguirse el protocolo establecido para la puesta en marcha de la misma, ya sea que se trate de una bomba accionada por motor eléctrico o por motor diésel. Igualmente, deben hacerse los ajustes necesarios entre la bomba contra incendio y la bomba jockey.
Cuando se realiza la prueba de desempeño, la bomba contra incendio deberá funcionar sin sobrecalentamiento objetable de ningún componente, ya sea en carga mínima, nominal o máxima. Igualmente, las vibraciones del conjunto bomba-motor no deberán ser de una magnitud que represente un daño potencial a cualquier componente.
Algunas posibles causas de vibración excesiva son los siguientes:
- Rozamiento, por falta de lubricación.
- Vibraciones del rotor debido a residuos en el interior de la bomba, a causa de un lavado deficiente
- Problemas con los cimientos o fundaciones debido a un mal diseño o instalación
- Lechada (grouting) no adecuada de la base de la bomba
- Acoplamiento o alineación inadecuada entre el eje de la bomba y el eje del motor
EQUIPO DE PRUEBA DE DESEMPEÑO DE LA BOMBA CONTRA INCENDIO
CALIBRACIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA
Para determinar las presiones en la bomba, el caudal, el voltaje y amperios y la velocidad de giro de la bomba, se debe utilizar equipo de prueba calibrado. La calibración de los dispositivos debe ser con un nivel de precisión de ±1 por ciento, y no debe tener más de un año de haber sido realizada.
Las lecturas de voltaje y corriente pueden realizarse en el controlador de la bomba contra incendio si el mismo está calibrado en fábrica y ajustado a un nivel de precisión de ±2 por ciento.
Utilizar equipos para prueba de aceptación y pruebas anuales no calibrados dará lugar a resultados inexactos, pudiendo introducir errores del 15 al 30 por ciento en las mediciones. Además, una instrumentación de prueba imprecisa puede conducir a la aceptación de una bomba de desempeño no idóneo o al rechazo de una bomba que funciona correctamente. También proporcionará una base incorrecta para las pruebas futuras.
EQUIPO E INSTRUMENTOS A UTILIZAR EN LAS PRUEBAS
Entre los equipos e instrumentos a utilizar durante la prueba están los siguientes:
- Cuando se usa un cabezal de válvulas de prueba, generalmente se utilizan mangueras de 50 pies (15 m) de longitud y Ø2-1/2” (65 mm), incluyendo boquillas playpipe, según sea necesario para hacer fluir el caudal de agua requerido.
- Voltímetro/amperímetro de pinza
- Manómetros de prueba
- Tacómetro
- Tubo Pitot (para usar con manguera y boquilla)
PRUEBAS DE FLUJO DE BOMBAS CONTRA INCENDIO
Para propiciar la realización de las pruebas de desempeño, generalmente a la instalación de bombas contra incendio se dota de dispositivos para la medición de caudal, tales como un caudalímetro, un cabezal de pruebas con válvulas de manguera o ambos.
En lo que respecta al caudalímetro, se tienen 2 opciones para la instalación de su tubería de descarga. La primera opción es llevarla hasta el tanque de agua o hacia un drenaje. La segunda es crear un circuito cerrado con la tubería de succión de la bomba. Ambos arreglos permiten realizar las pruebas de desempeño de la bomba, pero la segunda opción no permite probar el suministro de agua, que es un requerimiento que se debe cumplir durante la prueba de aceptación.
Para probar el suministro de agua, es necesario liberar agua desde el sistema. Así que si la línea de prueba de la bomba es en circuito cerrado, se debe contar con un medio alterno, que si no es un cabezal de válvulas, puede ser las conexiones del sistema de mangueras o un hidrante.
PUNTOS DE MEDICIÓN DE BOMBAS CONTRA INCENDIO DURANTE PRUEBA DE ACEPTACIÓN
Las bombas de velocidad constante se deben probar, por lo menos, en 3 puntos: sin que haya flujo, al caudal nominal y al 150% del caudal nominal.
Las bombas de velocidad variable se deben probar en 7 puntos: sin flujo, al 25%, 50%, 75%, 100%, 125% y 150% del caudal nominal, en el modo de velocidad variable. También se deben probar sin flujo, al caudal nominal y al 150% del caudal nominal, con la bomba funcionando a su velocidad nominal.
Si durante la prueba, la bomba contra incendio no puede alcanzar el 150% del caudal nominal, la bomba deberá operarse al caudal nominal o a la demanda máxima de caudal del sistema de extinción de incendios, lo que sea mayor, para determinar su aceptación. Esta situación se puede presentar cuando el suministro de agua no es adecuado o la bomba está sobredimensionada.
PRUEBA DEL SUMINISTRO DE AGUA
Como se ha indicado antes, cuando se realiza la prueba de aceptación de las bombas contra incendio, también se debe comprobar que el suministro de agua es adecuado. Es decir, hay que corroborar que el suministro de agua será capaz de garantizar la demanda máxima del sistema durante el periodo estipulado en la correspondiente norma de diseño.
Dicho de otra manera, durante la prueba de aceptación es necesario comprobar que el suministro de agua tiene la capacidad de suplir a la bomba adecuadamente, sin que la presión en la succión baje más allá de un valor mínimo establecido.
El requerimiento de la norma NFPA 20 en ese sentido indica que cuando la bomba succiona desde un tanque a nivel del terreno, la presión manométrica en la brida de succión no debe caer por debajo de -3 psi, una vez que la demanda máxima del sistema ha sido satisfecha durante el tiempo requerido, y con un flujo del 150% del caudal nominal de la bomba.
Básicamente, esta comprobación se hace cuando se realiza la medición al 150% del caudal nominal de la bomba. La lectura de presión que se toma en ese momento en la succión de la bomba, luego se utiliza como dato para determinar si la presión será mayor al valor mínimo señalado en la norma NFPA 20, cuando se cumplan las condiciones establecidas en dicha norma. De no ser así, se deben hacer las correcciones necesarias.
Ing. Luis Ybirma
Caracas – Venezuela
Fuente: NFPA 20, Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection
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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