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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. Eso no impide que se pueda utilizar un tanque ubicado en un nivel alto como suministro a una bomba contra incendios.

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 inmersión de los tazones de la bomba vertical, y así poder aprovechar al máximo la capacidad del tanque sin que ésta se afecte. La profundidad del pozo de succión depende de la inmersión mínima requerida (información suministrada por los fabricantes de bombas). Esta inmersión 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 deberían 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 atascarse o llegar a 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.
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.
   
 

Esta entrada tiene 49 comentarios

  1. Daniel

    Interesante post. Por si acaso la nfla 22 indica si es obligatorio el uso de filtro para un sistema con bomba centrífuga y tanque de succión y la distancia minima desde el filtro al fondo del tanque?

    1. admin-ybirma

      Hola Daniel.
      No es obligatorio usar filtro en la succión de la bomba cuando se toma agua desde un tanque de succión. Es obligatorio el filtro cuando se toma agua desde una fuente abierta.
      En todo caso, tampoco está prohibido el uso de filtro, sólo que debe instalarse separado de la brida de succión a una distancia mínima de 10 veces el diámetro de la tubería de succión.

    2. admin-ybirma

      Hola Daniel.
      Para tanques de succión no es obligatorio la colocación de filtros en la tubería de succión. En todo caso, si se coloca, debe estar a una distancia mínima de 15 metros de la brida de succión.

  2. Edilson

    Ing, he leido unos 10 de sus articulos y son muy enriquecedores, muchas gracias! por su aporte. Dios lo bendiga

    1. admin-ybirma

      Gracias por tu comentario Edilson.

  3. JOSE GARCIA

    Buen día:

    No sé si sea una consulta un poco tirada de los pelos, pero cuando se usa un tanque de succión de agua, se usa algún tipo de químico (por ejemplo: hipoclorito de sodio) para mantener las propiedades del agua y evitar que se formen hongos?

    1. admin-ybirma

      Hola José.
      Preferiblemente el agua en el tanque debe ser limpia. Debe evitarse en lo posible que contenga sales. Se recomienda tratamiento con agentes químicos cuando existe la sospecha que el agua contenga bacterias que induzcan corrosión por influencia microbilógica.

  4. Rolando Martin Rivera

    Hay un tema de controversia con respecto a la cantidad de agua de almacenamiento con rociadores esfr.
    El volumen de agua es el de los 12 rociadores mas el flujo de manguera ó el equivalente al 150% del nominal.

    1. admin-ybirma

      Sin importar el tipo de rociadores utilizados, el almacenamiento de agua debe ser el necesario para satisfacer la demanda máxima del sistema de extinción durante el tiempo (duración) estipulado en las normas de acuerdo al riesgo. El «flujo de mangueras» se agrega sólo si existen conexiones para manguera anexadas al sistema de rociadores (puedes leer artículo al respecto en este Blog).
      El tema del 150% del caudal nominal tiene que ver con las pruebas del sistema, donde se debe cuidar que la presión en la succión de la bomba no baje de un cierto valor cuando funcione al 150% de su capacidad nominal; este aspecto puede que obligue a contar con un volumen de agua mayor en el tanque para poder mantener la presión por encima de ese valor.

  5. JAIME HERNANEEZ

    Sr ybirma los tanques de almacenamiento de agua deben estar cubierto o es aceptable un tanque abierto y que consideraciones habrían de hacerse en el caso

    1. admin-ybirma

      El tanque de agua contra incendio puede ser abierto; de hecho NFPA acepta fuentes de agua como lagunas, lagos, embalses, etc. Lo que se debe evaluar es la posibilidad de que caigan desperdicios o elementos extraños dentro del tanque, y aplicar inspecciones rutinarias y el debido mantenimiento; además, se debe considerar si es necesario utilizar filtro en la tubería de succión de la bomba.

  6. Andres

    Una consulta ingeniero la tubería de recarga del tanque de succión donde debe estar ubicada? tengo entendido que la tubería de sobrellenado debe estar nimiamente a 50 mm del techo pero hay una parte en la norma que dice :
    The filling pipe shall be of at least 2 in. (50 mm) and, except as noted in 14.4.7, shall be connected directly into the tank discharge pipe, in which case a listed indicating control valve and a check valve shall be placed in the filling pipe near
    the tank discharge pipe, with the check valve located on the
    pump side of the listed indicating valve.

    me da a entender que la tuberia de recarga debe estar conectada a la tuberia de descarga??

    1. admin-ybirma

      Hola Andrés. Gracias por escribir.
      Si se utiliza una bomba para rellenar el tanque se tiene la opción de conectar la tubería de recarga a la tubería de descarga del tanque, que vendría siendo la tubería de succión de la(s) bomba(s). Eso es para el rellenado manual; lo cual debe completarse en un lapso máximo de 8 horas. Pero 14.4.7 da la opción de rellenado automático, en cuyo caso la tubería debe ir directo al tanque, de acuerdo a 14.4.10.

      1. Andres

        Entonces si se tiene una bomba que recarga al tanque la tubería de descarga de esa bomba puede ir conectada directamente al tanque como dice la norma en el punto 14.4.10.1:
        14.4.10 Suction Tanks.
        14.4.10.1 Pipes for the automatic filling of suction tanks shall
        discharge into the opposite half of the tanks from the pump
        suction pipe.

        o a que se refiere la norma con un llenado automático ?

        1. admin-ybirma

          El tanque puede llenarse manualmente o automáticamente. Se automatiza mediante flotante e instrumentación que arrancaría la bomba cuando el nivel del tanque baje a un nivel predeterminado, y la apagarían cuando se recupere el nivel de diseño…

  7. Julio Mendez

    Estimado,
    Para aumentar la capacidad disponible de agua para la red de incendio industrial, vamos a construir un nuevo estanque del mismo volumen (estanque de succión). Mi duda es como conectar ambos estanques. ¿Se pueden unir las tuberías de succión o es necesario unir mediante tubería ambos estanques?
    ¿Hasta que distancia pueden estar separados los estanques?
    He estado buscando información en la norma NFPA22, pero no logro encontrar la respuesta.
    Agradezco tu ayuda.
    Saludos
    Julio Mendez

    1. admin-ybirma

      Hola Julio. Gracias por escribir.
      Si ya tienes las bombas succionando de un tanque, lo más recomendable sería interconectar los tanques, mediante una tubería de diámetro igual o mayor a la tubería de succión.
      Dependiendo de la configuración de la instalación, también podrías extender la tubería de succión, pero deberías realizar un nuevo cálculo de NPSHd, por el tema de cavitación.
      En cuanto a la separación entre tanques, recomendaría aplicar el buen juicio y la buena práctica.
      Saludos

      1. Julio Mendez

        Muchas gracias por la respuesta.
        Tendré en consideración las recomendaciones.

  8. Andres

    Buenas tardes cuál es el mantenimiento que se debe realizar a un tanque de concreto y cada cuánto se cambia el agua

    1. admin-ybirma

      Hola Andrés. Gracias por escribir.
      Consulta la NFPA 25 que tiene recomendaciones al respecto.

  9. Javier Enrique Guerrero Granados

    Solicitud de cual es la normativa vigente para el diseño e instalación de Sistemas Contra Incendio para la Industria de los Gases Combustibles (redes GN y recipientes GLP).

    Muy agradecido por su amable colaboración.

    Éxitos.

    1. admin-ybirma

      Hola Javier.
      Si en tu país no existe una normativa o códigos al respecto, puedes utilizar las normas NFPA que tienen aceptación internacional. La NFPA tiene normas que aplican a la industria que referencias.

  10. JOSE LUISALVAREZ MANCILLA

    Muy buenas tardes compañeros alguien podria proporcionar la NFPA-22
    o donde puedo buscar la información de los tanques y sistemas

  11. Mirna

    Buenas noches, para tanques australianos, hay alguna distancia minimaque cumplir? el cuarto de bombas sabemos que son 15,30 mt pero la reserva de agua? gracias!!!

    1. admin-ybirma

      Hola Mirna. Gracias por escribir.
      ¿Podrías plantear tu consulta de manera más clara y específica? La verdad es que no entiendo tu requerimiento.

  12. Pedro

    por norma para cuanto tiempo de operacion se debe de diseñar un tanque contra incendios

    1. admin-ybirma

      Hola Pedro. Gracias por escribir.
      No hay un tiempo de operación único. Depende de la norma que aplique al sistema que estás alimentando (rociadores, mangueras, espuma, étc). También puede depender de un requerimiento de la Autoridad Competente.

  13. Juan

    Hola muy bueno el post. ¿La NFPA es de obligado cumplimiento en Venezuela? Somos un fabricante de tanques empernados de España, buscando representantes en Latinoamérica y estamos explorando esa certificación. De momento contamos con la Europea y CEPREVEN (española) http://www.ilurco.com

    1. admin-ybirma

      Hola Juan. Gracias por escribir.
      La NFPA no es de cumplimiento obligatorio en Venezuela; se aplica de manera voluntaria, como buena práctica.

  14. Oscar garcia

    Buenas tardes Ingeniero,
    Hay alguna distancia minima a considerar del tanque de almacenamiento de un almacen de residuos solidos abierto? El tanque es de 10 Mts de diamentro x 6 Mts de altura. En Mexico

    1. admin-ybirma

      Hola Oscar. Gracias por escribir.
      En esas situaciones hay que aplicar la buena práctica y el sentido común; no sé si existen respuestas directas. Hay que tratar de evitar que el agua en el tanque pueda contaminarse con agentes extraños, sobretodo si los contaminantes pueden ser agresivos y pueden afectar los materiales de los sistemas de extinción; también hay que evitar que el tanque mismo pueda verse afectado en su integridad por algún elemento externo más allá de lo normal, que conlleve a realizarle mantenimiento más asiduamente. Adicionalmente, se debe considerar la posibilidad de incendios en los alrededores del tanque. Por lo tanto, se debe analizar y evaluar las amenazas del entorno donde se va a ubicar y tomar la decisión más conveniente al respecto.

  15. MARIA CAMILA BALBIN OSSA

    HOLA BUENAS TARDES
    CUANTO SERIA EL RANGO NORMAL DEL DIAMETRO DE UN TANQUE?

    1. admin-ybirma

      Hola María Camila. Gracias por escribir.
      No hay nada prescrito al respecto. Normativamente no se establecen diámetros máximos ni mínimos; depende del diseñador del tanque, quién debe tomar en cuenta, entre otros factores, la relación de aspectos (diámetro/altura) adecuada.

  16. Alejandro Garcia

    Buen dia. Existe alguna limitante para los materiales de los tanques de almacenamiento?, Se pueden utilizar cisternas prefabricadas tipo «rotoplas» o algo por el estilo ?

    1. admin-ybirma

      Hola Alejandro. Gracias por escribir.
      El tema de los tanques para almacenamiento de agua contra incendios lo contempla la norma NFPA 22. En principio, el material del tanque debe cumplir tales condiciones que garanticen la disponibilidad del agua en sistemas relacionados directamente con la protección de vidas y bienes.
      Por otro lado, el tanque debe tener ciertas condiciones de capacidad y dimensiones que cumplan con la duración de aplicación estipulada en la norma correspondiente y a la vez eviten que la presión en la brida de succión de la bomba sea menor a -3 psi cuando la bomba opera al 150% de su capacidad nominal una vez cumplida la duración.

  17. Erick Salvatierra

    Buen día Ing.
    Estamos por diseñar una ingeniería de una red contra incendio, en la que la opción más viable es hacer un tanque de agua contra incendio, que será llenado por auto tanques (ya que la distancia a un río se encuentra a 1 km, y se tendrían que utilizar racks, sería un proyecto muy costoso) NFPA permite que el llenado del tanque pueda ser por autotanques? Se aseguraría el que el tanque pueda surtir el caudal requerido por el tiempo para la peor situación, se tendrán las 3 bombas de servicio contra incendio, pendiente a tus comentarios, saludos y gracias

    1. admin-ybirma

      Hola Erick. Gracias por escribir.
      El llenado del tanque agua puede ser manual o automático. La norma NFPA 22 lo que establece como requisito es que la reserva de agua pueda ser repuesta en un máximo de 8 horas. El volumen de la reserva sería la demanda máxima del sistema por la duración especificada en la norma correspondiente (sin dejar de considerar el volumen no útil debajo de la línea de succión de la bomba más la columna de agua que garantice que la bomba no entre en cavitación).

  18. jair Gustavo

    EN UNA RED CONTRA INCENDIO PARA UN UN EDIFICIO DE PARQUEADEROS SE DEBE CONTAR CON UN TANQUE INDEPENDIENTE PARA GARANTIZAR EL SUMINOSTRO DE AGUA O PUEDE SER EL MISNO TANQUE QUE PROVEE EL AGUA A LOS APARTAMENTOS. GRACIAS

    1. admin-ybirma

      Hola Jair. Gracias por escribir.
      Se puede utilizar el mismo tanque; eso sí, diferenciando los niveles de agua utilizable para cada servicio. La toma de succión para agua de uso diario debe estar por encima del nivel de la reserva de agua para incendios.

  19. N P

    Que punto en la NFPA indica tamaños/numero de válvulas para dren para limpieza o emergencia se debe utilizar? Que criterio utiliza

    1. admin-ybirma

      Hola Narda. Gracias por escribir.
      En la NFPA 13-2019, los drenajes están contemplados en la Sección 16.10. Allí puedes ver los criterios.

  20. andres ruiz

    buen dia

    con que periodicidad se debe realizar el lavado de un tanque subterraneo en concreto

    1. admin-ybirma

      Hola Andrés. Gracias por escribir.
      Los tanques deben inspeccionarse por lo menos cada 5 años. De la inspección se determinará si hay que lavar o realizar mantenimiento del tanque o de algún accesorio del mismo. En el capítulo 9 de la norma NFPA 25 se dan indicaciones al respecto.

    1. admin-ybirma

      Hola Luis. Gracias por escribir.
      A menos que la Autoridad Competente, una norma nacional o un reglamento nacional le imponga un color, el tanque lo puede pintar como le guste al dueño.

  21. Javier

    Hola Estoy en un proyecto en el cual se instalara un tanque para agua potable e incendio, pero tenemos una duda respecto a la tubería de llenado del tanque, en la nfpa22 no vemos de que material debe ser esta tubería podrias orientarnos al respecto.

    saludos

    1. admin-ybirma

      Hola Javier. Gracias por escribir.
      Los materiales para las tuberías están especificados en las normas NFPA 13 y 20.

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