INTRODUCCIÓN
El término agua pulverizada se refiere al agua que es descargada desde boquillas o dispositivos especialmente diseñados para producir un patrón predeterminado, tamaño de partícula, velocidad y densidad.
Los sistemas de pulverización de agua se proveen para proteger un equipo específico cubriendo su superficie con las gotas de la descarga. El patrón de la descarga de las boquillas de pulverización sobre una superficie puede ser elíptico o circular, y la sección transversal de la descarga proyectada es cónica. El chorro de agua es dirigido con fuerza hacia el objeto o superficie que se está protegiendo.
El patrón de descarga de la boquilla debe transportar el agua pulverizada a través de la distancia entre la boquilla y el objetivo, compensar las condiciones de viento, y chocar efectivamente contra la superficie a proteger. La densidad de descarga requerida (gpm/pie2) y la cobertura completa del área a proteger son elementos esenciales.
DEFINICIÓN
Es un sistema especial de protección contra incendios, de tubería fija, conectado a un suministro confiable de agua y equipado con boquillas de pulverización de agua para la descarga y distribución específica sobre la superficie o área a proteger. El sistema de tuberías se conecta al suministro de agua a través de una válvula de diluvio que se puede accionar tanto de forma automática como manual para iniciar el flujo de agua.
La válvula de accionamiento automático del sistema puede accionarse eléctricamente mediante el funcionamiento de equipos de detección automática, tales como detectores de calor, de gas o de llamas, o mecánicamente mediante sistemas hidráulicos o neumáticos.
Los sistemas de agua pulverizada suelen ser del tipo diluvio. Generalmente, las boquillas de pulverización no están equipadas con elementos de operación fusibles.
USOS DE AGUA PULVERIZADA PARA PROTECCIÓN
Generalmente, el agua pulverizada puede ser utilizada de manera efectiva para extinguir un fuego, controlar un fuego, proteger equipos expuestos, y/o prevenir un fuego.
EXTINCIÓN
El agua pulverizada extingue un fuego por enfriamiento, sofocándolo con el vapor producido, emulsionando o diluyendo algunos líquidos inflamables, o por una combinación de estos factores.
CONTROL DEL FUEGO
Se puede controlar una combustión si los combustibles incendiados no pueden ser extinguidos con agua pulverizada o si la extinción completa no se considera deseable; el efecto consiguiente es la limitación de la propagación del fuego.
PROTECCIÓN CONTRA LA EXPOSICIÓN
Las estructuras o equipos expuestos a un incendio se protegen mediante la aplicación directa de agua pulverizada para eliminar o reducir el calor transferido a ellos desde el fuego.
PREVENCIÓN DEL FUEGO
A veces es posible utilizar agua pulverizada para disolver, diluir, dispersar o enfriar materiales inflamables o combustibles, o reducir las concentraciones de vapores inflamables por debajo del límite inferior de inflamabilidad antes de que sean incendiados por una fuente de ignición cercana.
TIPOS DE SISTEMAS DE AGUA PULVERIZADA
SISTEMA DE ALTA VELOCIDAD
Como su nombre lo indica, toberas de alta velocidad descargan un chorro de agua a una gran velocidad y momentum. El diseño interno de estas boquillas es tal que el chorro toma la forma de un cono de pulverización gruesa de densidad uniforme.
El pulverizado grueso emitido desde estas boquillas es deseable cuando se usa en fuegos que envuelven aceites pesados y medios y productos similares, para penetrar en la zona de llama y así alcanzar la superficie del aceite en combustión.
SISTEMA DE VELOCIDAD MEDIA
Las toberas de velocidad media descargan agua en forma de una pulverización de gotitas finamente divididas a una velocidad media. Estas boquillas utilizan un deflector externo para conseguir el ángulo de descarga deseado y las características de pulverización.
Debido a las características de descarga proporcionadas por las toberas de velocidad media, el pulverizado emitido tiene una alta tasa de absorción de calor, lo que lo hace ideal para la protección de riesgos que implican aceites ligeros donde la emulsión no es posible. Estas mismas características de descarga también son deseables cuando se requiere una combustión controlada y/o protección contra la exposición.
APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE AGUA PULVERIZADA
El agua pulverizada se puede utilizar para proteger los siguientes tipos de materiales o equipos:
- Materiales combustibles ordinarios, tales como papel, madera y textiles, particularmente para extinguir incendios en tales materiales en lugar de controlarlos
- Instalaciones de equipos eléctricos, tales como transformadores, interruptores de aceite y maquinaria eléctrica rotativa
- Gases y líquidos inflamables, particularmente para controlar incendios en estos materiales y para extinguir incendios que involucran líquidos combustibles
- Tanques de líquidos y gases inflamables, equipos de procesamiento y estructuras, como protección contra incendios por exposición
- Bandejas de cable abiertas y trayectos que contengan cables o tubos eléctricos.
- Correas transportadoras de materiales combustibles.
- Torres de enfriamiento
Sistema de agua pulverizada en esfera de gas licuado
Sistema de agua pulverizada en tanque de gas licuado
Sistema de agua pulverizada en tanque de combustible
Sistema de agua pulverizada en transformador eléctrico
CONSIDERACIONES ACERCA DE LOS SISTEMAS DE AGUA PULVERIZADA
En el caso de líquidos volátiles, particularmente al aire libre, el propósito principal del sistema de diluvio es enfriar el equipo para que no sea dañado significativamente por el fuego. En muchos casos, es permisible perder el material que se almacena o procesa, siempre y cuando el equipo utilizado para almacenarlo o procesarlo pueda ser puesto de nuevo en servicio en un tiempo relativamente corto cuando el fuego se extingue.
El enfriamiento debe cumplir dos funciones importantes. Debe mantener la estructura por debajo de la temperatura a la que se produce la deformación o debilitamiento físico y debe limitar la entrada de calor al líquido o gas contenido en el equipo para mantener la presión interna dentro de límites tolerables.
Se puede esperar que el equipo esté expuesto al calor desde dos fuentes básicamente, ya sea un incendio de derrame donde el líquido ardiente o el gas está presente sobre, debajo o alrededor del equipo, o un incendio adyacente al equipo, pero sin involucrarlo. Se debe proporcionar un enfriamiento adecuado para proteger el equipo contra la transferencia excesiva de calor aplicada por contacto directo de llama o por radiación.
Un recipiente lleno de líquido tiene una capacidad considerable para absorber calor sin elevar significativamente su temperatura. El líquido actúa como un disipador de calor y debido a las buenas características de transferencia de calor entre el casco del recipiente y el líquido, el casco se mantiene relativamente frío.
Cuando el recipiente está vacío o se llena con un gas, sus capacidades de absorción de calor se reducen drásticamente, por lo tanto, un recipiente vacío es mucho más susceptible al daño de incendio que uno lleno. De manera similar, si un recipiente está parcialmente lleno, la parte superior es mucho más susceptible de daños que la parte inferior.
En la mayoría de los casos es necesario proteger todas las partes del equipo. Idealmente, se debe aplicar una densidad uniforme de agua sobre cada porción de la superficie expuesta. Esto a veces es casi imposible ya que los patrones de pulverización de las boquillas rara vez, si acaso, coinciden exactamente con los contornos del equipo. Los efectos del viento y la gravedad también influyen en la densidad de descarga real sobre el equipo.
Normalmente, el agua aplicada en la parte superior del equipo chorreará por los lados verticales; sin embargo, la cantidad real de mojado no es totalmente predecible debido a las corrientes de aire, el hecho de que el equipo puede no ser exactamente vertical, los salientes de los equipos que pueden «tapar» ciertas áreas y, quizás lo más importante, la pérdida de agua por vaporización debido al calor intenso del fuego. Además, el equipo puede estar sucio, lo que repele al agua en cierta medida y hace que el escurrido se «acanale» en lugar de distribuirse uniformemente. También, si el equipo está elevado del suelo, prácticamente no habrá ningún escurrido en el fondo.
Cuando se diseña un sistema de agua pulverizada siempre es recomendable seguir al pie de la letra las indicaciones dadas por el fabricante en las hojas de datos de las boquillas a utilizar.
En este enlace puede consultar un artículo que trata de la selección de las boquillas para sistemas de agua pulverizada.
Ing. Luis Ybirma
Caracas – Venezuela
Nota: 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.
Por favor Me puede compartir información de cómo diseñar una sistema de pulverización para tanques de GLP ?
Hola Julio.
En la web de The Viking Corporation puedes encontrar algo de información al respecto. http://www.vikinggroupinc.com/resources/technical-resources
cual es la diferencia entre un sistema de diluvio y el sistema de rociadores ?, en la API 2510 A nos muestran una tabla de métodos de aplicación de agua y esta el water deluge y water spray cual es la diferencia o como operan dichos sistemas a la hora de proteger un tanque ?.
cuales son las normas para diseñarlos? NFPA 13 o 15? cual es el campo de aplicación entre esas dos normas 15 y 13.
1) De acuerdo a NFPA 13, un sistema de diluvio es una clase de sistema de rociadores que utiliza rociadores abiertos (sin elemento sensor).
2) La misma publicación API 2510A diferencia y define los dos sistemas: water deluge (5.3.2) y water spray (5.3.4). Ambos sistemas pueden operar manual y/o automáticamente; esta última forma si se instala un sistema de detección de incendios en el tanque protegido o se utilizan toberas con elemento sensor.
3) Para diseñar los sistemas water spray se aplica NFPA 15, con algunas referencias a NFPA 13.
Por favor podría comentar como diseñar un sistema con rociadores en un patio de tanques de crudo.Son 14 tanques.
A todos los tanques se les instalaría un anillo completo (toda la circunferencia) con rociadores o existen otros criterios para el diseño.
Que Norma de la NFPA aplicaría.
Hola Luis Aurelio. Gracias por escribir.
Los tanques de crudo se protegen normalmente con una combinación de sistema a base de espuma y sistema de enfriamiento con agua pulverizada.
El sistema de enfriamiento es con toberas (no rociadores) acopladas a un anillo (o dos medios anillos) alrededor de la parte superior del tanque. En algunos casos puede requerirse más de un anillo, a diferentes alturas.
Para el sistema de espuma aplica la norma NFPA 11, mientras que para el sistema de agua pulverizada aplica la norma NFPA 15. También puede consultar las normas API, que tienen aplicación en la protección de patios de tanque.
YO TE PUEDO AYUDAR MODELANDO LOS SISTEMAS DE ROCIADORES, ESCRIBEME A MI GMAIL: FREDY.AGUDELO
Hola Fredy. Gracias por escribir.
Tendré en cuenta tu ofrecimiento…
Saludos.
Para generadores eléctricos que funcionan a Diesel que es lo recomendado instalar o donde puedo encontrar información?
Hola Nelson. Gracias por escribir.
Consulta la norma NFPA 37, Standard for the Installation and Use of Stationary Combustion Engines and Gas Turbines.
También puedes verificar si la Autoridad Competente o el fabricante establece algún requerimiento particular.
Estimado muy buenos dias,me podria indicar donde se indica la distancia de la boquilla pulverizadora a la cara del transformador.Tengo un proyecto en el cual creo estan colocando las boquillas muy alejadas,pero no tengo el respaldo de la norma.Saludos
Hola Jorge. Gracias por escribir.
No hay una distancia prescrita entre la boquilla y la superficie del transformador. La separación se determina en base al patrón de descarga de la boquilla seleccionada, que viene dado por el factor k, el ángulo de descarga y la presión. Esa información la suministra el fabricante en las hojas de datos. Lo importante es que la descarga de agua debe envolver todas las superficies del transformador.
Estimados, una pregunta, para una sala de calderas de vapor, la protección con rociadores es adecuada? Debe de ser de algún tipo especial de boquillas? pregunto, ya que son recipientes a presión con altas temperaturas y el choque térmico con el agua pudiese causar un efecto no deseado.
Hola Saverio. Gracias por escribir.
La gran mayoría de las ocupaciones se pueden proteger con sistema de rociadores. Pero, en ese caso, sería conveniente realizar una evaluación del predio para determinar la aplicabilidad de dicho sistema y, de ser aplicable, qué tipo de sistema sería el más adecuado.
Buenas tardes tengo almacén con recipientes móviles a presión de amoniaco y lo quiero diseñar según APQ con agua pulverizada Norma 23503 ¿valdria poner pulverizadores solo en techo orientados hacia los depósitos? ¿cuál es el tiempo de autonomia? no ,lo pone en la norma Gracias
Hola Vicente. Gracias por escribir.
No manejo la norma que mencionas…
Para proteger ese tipo de ocupaciones lo conveniente es realizar un estudio y análisis de riesgo previo, y en base a ello decidir el tipo de protección a implantar y establecer el modo de implantarla. En cuanto a la autonomía, si la norma no lo prescribe, debería también derivarse del análisis de riesgo.