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BOMBAS CONTRA INCENDIO – TIPOS Y CARACTERÍSTICAS

INTRODUCCIÓN

En este artículo expongo los tipos y características de las bombas contra incendio. Las bombas son componentes esenciales de muchos sistemas de extinción de incendios a base de agua, incluyendo los sistemas de rociadores, de mangueras, de agua pulverizada, redes de hidrantes, etc. Las bombas contra incendio proporcionan el flujo y presión de agua requerida por estos sistemas para cumplir su función satisfactoriamente.

El funcionamiento adecuado de una bomba es vital para el éxito de un sistema de extinción de incendios. Hasta cierto punto, ese funcionamiento depende de un diseño efectivo y de buenas prácticas de instalación, lo que se logra siguiendo un conjunto de pautas uniformes, como las establecidas en la norma NFPA 20, Instalación de Bombas Estacionarias para Protección contra Incendios, en la cual se establecen los requerimientos y detalles sobre las fuentes de energía, la construcción de las bombas, la instalación y los métodos de control y operación.

TIPOS DE BOMBAS CONTRA INCENDIO

Las bombas utilizadas en sistemas de extinción de incendios a base de agua son de la clase centrífugas; y son de los siguientes tipos:

Tipos de bombas contra incendio

1. BOMBA CONTRA INCENDIO DE ROTOR SUSPENDIDO

En esta configuración, el rotor o impulsor está montado en el extremo del eje en una condición en voladizo o colgando de los cojinetes de soporte. A este grupo pertenecen las bombas de succión axial y las bombas en-línea.

BOMBAS DE SUCCIÓN AXIAL

En estas bombas, la cara de la brida de succión está alineada con el eje y la descarga es perpendicular a la succión.

Existen modelos de acoplamiento cercano, en los cuales el motor está adjunto a la carcasa de la bomba y el rotor está montado en el extremo del eje del motor. Y existen modelos de acoplamiento separado, en los cuales el eje de la bomba se conecta con el eje del motor mediante un elemento espaciador.

Impulsor bomba de succión axial

Rotor de bomba de succión axial

Bomba de succión axial de acoplamiento cercano

Bomba de succión axial de acoplamiento separado

BOMBAS EN LÍNEA

Una bomba de eje vertical, cuyo motor va soportado por carcasa de la bomba y tiene sus bridas de succión y descarga aproximadamente en la misma línea central.

Estas bombas son de impulsor cerrado, succión simple. El rotor va montado en el extremo del eje, colgando de los cojinetes de soporte. En este tipo de bombas también existen los modelos de acoplamiento cercano y de acoplamiento separado.

Los modelos de acoplamiento cercano tienen el motor montado sobre la carcasa de la bomba y el rotor va instalado en el extremo del eje del motor. En los modelos de acoplamiento separado, el motor está apoyado sobre un pedestal; el eje del motor se conecta al eje de la bomba mediante un elemento espaciador.

Rotor de bomba en línea

Bomba en línea de acoplamiento cercano

Bomba en línea de acoplamiento separado

2. BOMBA CONTRA INCENDIO DE ROTOR ENTRE RODAMIENTOS

Este tipo de bomba es conocido como «de carcasa partida o bi-partida», y eso es porque la carcasa que aloja el eje y el impulsor es dividida axialmente y se puede separar. Esto permite un fácil acceso para reparar o reemplazar los componentes internos.

Estas bombas tienen su impulsor ubicado entre los rodamientos que soportan el eje. Pueden ser de eje horizontal o de eje vertical, el cual se apoya en rodamientos en sus extremos; el impulsor es cerrado y de doble succión (el agua se divide e ingresa por los dos lados del impulsor).

Bomba de carcasa partida horizontal

Bomba de carcasa partida horizontal

Bomba de carcasa partida vertical

Bomba de carcasa partida vertical

Estas bombas pueden ser también de 2 o 3 etapas, para satisfacer requerimientos de presión alta.

Bomba contra incendio carcasa partida 2 etapas

Bomba de carcasa partida 2 etapas

Bomba contra incendio carcasa partida 3 etapas

Bomba de carcasa partida 3 etapas

Las bombas multietapas son como bombas conectadas en serie conformadas en una sola unidad. Están dotadas con varios rotores montados sobre un mismo eje y el agua va pasando por ellos desde la succión hasta la descarga.

3. BOMBA CONTRA INCENDIO VERTICAL TIPO “TURBINA”

Una bomba de eje vertical con impulsor o impulsores que descargan a un conducto coaxial con el eje.

Mediante el eje vertical se transmite la energía desde el motor a los impulsores contenidos dentro de tazones y normalmente acoplados en serie; éstos hacen fluir el agua a través de un tubo que la conduce hacia la brida de descarga.

Este tipo de bombas se debe utilizar cuando el reservorio de agua está por debajo del cuarto de bombas, dado que no está permitido por la normativa utilizar bombas con «succión negativa».

En la gran mayoría de sus aplicaciones, estas bombas requieren contar con más de un impulsor, para poder alcanzar la presión demandada por el sistema, es decir, para su conformación se unen más de una etapa.

Bomba vertical tipo turbina

Bomba vertical tipo turbina

Cuerpo de tazones y difusores de bomba vertical tipo turbina

4. BOMBA CONTRA INCENDIO MULTIETAPA Y MULTIPUERTO

Hay bombas multietapas que además son multipuertos, es decir, que tienen más de una brida de descarga. Cada puerto descarga el agua a una presión diferente. Este tipo de bombas son ideales para edificaciones altas con más de una zona de presión. El primer puerto suministra a la zona más baja y el último puerto suministra a la zona más alta, cada uno con su respectiva tubería montante.

Bomba contra incendios de multietapasBomba multietapas – multipuertos

ACCIONAMIENTO DE BOMBAS CONTRA INCENDIO

Las bombas contra incendio pueden ser accionadas mediante motor eléctrico o por motor Diésel.

Bomba contra incendio con motor eléctrico

Bomba contra incendio con motor eléctrico

Bomba contra incendio con motor Diésel

De acuerdo a la norma NFPA 20, las bombas contra incendio deben ser listadas para dicho servicio, al igual que los motores, ya sean eléctricos o Diésel, utilizados para su operación.

CAUDALES NOMINALES DE BOMBAS CONTRA INCENDIO

El caudal nominal de una bomba es su punto de diseño; es asignado por el fabricante. Ese es el caudal que impulsará la bomba a una determinada presión, denominada presión nominal.

En la norma NFPA 20 se establecen los caudales nominales que deben tener las bombas contra incendio listadas, los cuales se indican a continuación:

Caudales nominales de bombas contra incendio de acuerdo a la norma NFPA 20

En la práctica, la mayoría de los fabricantes ofrecen bombas listadas a partir de 250 gpm, por lo que encontrar una de menor caudal (listada) es una tarea bastante difícil. Bombas listadas de más de 5.000 gpm se fabrican bajo pedido especial.

RANGO DE PRESIÓN DE BOMBAS CONTRA INCENDIO

Los rangos de presión de las bombas contra incendio varían según su tipo y de acuerdo al fabricante. La norma NFPA 20 establece una presión nominal mínima de 40 psi (276 kPa). La presión máxima puede llegar en algunos casos hasta los 400 psi (2.758 kPa) para bombas horizontales y hasta los 500 psi (3.448 kPa) para bombas verticales tipo “turbina”.

CURVA CARACTERÍSTICA DE LAS BOMBAS CONTRA INCENDIO

La curva característica de las bombas contra incendio es un tanto diferente a la curva de otras bombas centrífugas para otras aplicaciones. De acuerdo con la norma NFPA 20, debe cumplir con el siguiente criterio: a caudal cero la presión no debe ser mayor al 140% de la presión nominal, y al 150% del caudal nominal, la presión no debe ser menor al 65% de la presión nominal.

Curva característica de bombas contra incendioCurva característica límite para las bombas contra incendio acuerdo a la norma NFPA 20

En la práctica, la mayoría de las bombas contra incendio proporcionan menos del 140% de la presión nominal a caudal cero, y más del 65% de la presión nominal al 150% del caudal nominal. Esto da como resultado curvas “aplanadas” que permiten que la presión en la descarga varíe “suavemente” con las variaciones de caudal.

CONDICIONES DE INSTALACIÓN DE BOMBAS CONTRA INCENDIO

La NFPA 20 no permite el uso de bombas centrífugas horizontales que succionen por debajo de su plano de ubicación. Dichas bombas deben siempre operar bajo presión de succión positiva. Si el suministro de agua es tal que no se puede evitar que la presión de succión sea negativa, se debe instalar una bomba vertical tipo “turbina”.

La capacidad y la presión nominal de las bombas contra incendio deben ser adecuadas para satisfacer la demanda de caudal y de presión compatibles con los requerimientos de suministro de agua para la propiedad protegida.

Las bombas contraincendios están diseñadas para proporcionar su capacidad nominal con un factor de seguridad incorporado (150% de la capacidad nominal al 65% de la presión nominal) para proporcionar cierta protección en caso de una demanda mayor a la esperada en el momento del incendio. Al seleccionar una bomba, es recomendable que el punto de operación del sistema esté entre el 90% y el 140% del caudal nominal de la misma.

Ing. Luis Ybirma
Caracas – Venezuela

Fuentes:

  • NFPA Fire Protection Handbook, Twentieth Edition
  • NFPA 20: Standard for the Installation of Pumps for Fire Protection. Edición 2.016
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 53 comentarios

  1. LUIS ALVARADO

    Buenos dias,
    Por favor me puede ayuda con una informacion tecnicas sobre las bombas de carcaza partida horizontal, si la normas NFPA-20 me menciona si debe de llevar sello mecanico

    1. admin-ybirma

      Buenos días Luis. Ese tipo de bombas llevan sello mecánico. Ver figura A.6.1.1(f) de NFPA 20.

  2. Henry Piscoya

    Una consulta. Todas las bombas para proteccion contra incendios deben ser listadas>??. O las menores a 500gpm no necesariamente deben ser listadas, sino bombas certificadas

    1. admin-ybirma

      Hola Henry.
      Las normas NFPA establecen que los elementos críticos de los sistemas contra incendio deben ser Listados, es decir, que las bombas deben serlo, cualquiera sea su capacidad. Ahora bien, conseguir bombas Listadas de menos de 250 gpm es difícil; en ese caso, la bomba debería ser Aprobada por la Autoridad Competente.

  3. Hector Peñaloza

    Gracias por los artículos publicados
    ¿Podrias ayudarme con la busqueda del articulo de NFPA 13 que condiciona el nivel de riesgo de bomba incendio con motor Diesel para su protección con sprinklers’
    saludos
    Hector

  4. Lincoln Alaba

    Una consulta que siempre algunas veces me han hecho..
    ¿Porque la bomba contraincendio debe tener la capacidad de operar hasta el 150 % del caudal nominal?
    En la NFPA 20 es un requisito, pero no lo indica por que motivo .
    saludos

    1. admin-ybirma

      Hola Lincoln.
      En realidad, si no todas, la mayoría de las bombas centrífugas tienen la capacidad de operar al 150% de su caudal nominal. Eso las diferencia de las bombas de desplazamiento positivo.
      La norma NFPA 20 lo que requiere es que cuando la bomba opere al 150% de su caudal nominal, la presión no sea menor al 65% de su presión nominal. Lo que se intenta con esto es que la curva característica de las bombas contra incendio sea casi plana, de manera que la presión en la descarga varíe “suavemente” con las variaciones de caudal.

  5. asdrubal araujo

    Hola, he revisado la parte electrica de las bombas de incendio y me he encontrado que la mayoria no posee bomba Jockey, sino que utilizan una conexion contuberia al hidroneumatico y el sistema de control y supervisión es con presostatos y/o flujo switch. Estas aplicaciones son aceptadas y cual son los incovenientes, la mayoria no esta funcionando en automatico sino en manual

    1. admin-ybirma

      La bomba Jockey no es obligatoria. Lo que sí es obligatorio es mantener la presión en las tuberías del sistema, y eso se puede lograr utilizando un tanque hidroneumático.
      En cuanto al arranque del sistema con presostato o sensor de flujo, esa es una práctica común para sistemas pequeños y/o cuando no se quiere invertir en un controlador listado; aunque no está de acuerdo a las normas NFPA, es aceptable por las normas nacionales y Autoridades Competentes en algunos países.

  6. Ing.Fernando Díaz

    Excelente información muchas gracias.

  7. Luis

    Buenas noches,segun especialistas de williams fire and hazard ,las bombas centrifugas deben llevar sello por empaquetaduras para una mayor confiabilidad . Pero segun la norma dice lo contrario.

    Es asi??

    1. admin-ybirma

      Las bombas contra incendio llevan sello mecánico.

  8. martin

    Pregunta:
    En un sistema de agua nebulizada de baja presión (175psi o menor) .¿Es factible usar tuberías de acero al carbono para el cuarto de bombas y para las redes de rociadores usar un materiales plásticos como CPVC ?

    1. admin-ybirma

      Hola Martín.
      Para sistemas de agua nebulizada se debe utilizar tuberías de acero inoxidable, de cobre o de otro material que esté listado para utilizarse en dichos sistemas. Revisa la norma NFPA 750.

  9. cezar zuta vega

    buenas noches tengo una consulta.la linea sensora de una motobomba también se puede instalar con tubería de acero inoxidable shel 40? por que?

    1. admin-ybirma

      Hola César.
      Sí, la línea sensora se puede construir con acero inoxidable clase 300, así como con bronce o cobre. Se quiere evitar que la línea se obstruya con el tiempo debido a la corrosión interna que puede presentar una tubería de acero.

  10. Carlos Cobos

    En caso de una succión negativa ,qué es lo conveniente.

    1. admin-ybirma

      Hola Carlos. Gracias por escribir.
      Lo más conveniente en esas situaciones es instalar una bomba vertical tipo «turbina».

  11. Norman Gougain

    Estimado
    para el calculo, en una emergencia real en el peor escenario, en la bomba de incendio, debo considerar el caudal nominal o el 150%

    1. admin-ybirma

      Hola Norman. Gracias por escribir.
      Cuando se realiza el cálculo hidráulico del sistema se obtiene la demanda (presión y caudal). Con esos resultados se selecciona la bomba, la cual se especifica mediante sus valores nominales («abc» gpm @ «xyz» psi).

  12. Alfredo Carbajal

    Buenos días, para consultar si en un sistema contra indendio en el que se tienen escenarios de riesgo de incendio que requieran agua de enfriamiento y espuma, los monitores pueden operar con agua y/o espuma conforme al tipo de incendio es decir que tenga alimentación tanto de agua como de espuma. de antemano gracias

    1. admin-ybirma

      Hola Alfredo. Gracias por escribir.
      Los monitores como tal pueden operar con agua y/o con espuma, pero, por supuesto, hay que realizar la instalación adecuadamente. Si los monitores se instalan en una red de espuma aplicarían espuma, pudiendo aplicar agua con ellos si se corta el suministro de concentrado; y si se instalan en una red de agua aplicarían agua, pero se puede aplicar espuma si se utilizan los aditamentos necesarios, como pitón para espuma y eductor. Generalmente, en una instalación cada monitor tiene su función, de acuerdo a la evaluación de riesgos y la estrategia de protección; hay que tomar en cuenta que el alcance del monitor es distinto si utiliza agua o espuma.

  13. jimmy

    buenas noches quisiera saber si existe en el mercado bombas verticales tipo turbina que puedan llenar un tanque de 2000 litros en 30 o 45 seg, la misma debe ser de bajo peso o ademas de la bomba deberia colocar otra que apoye el caudal

    1. admin-ybirma

      Hola Jimmy. Gracias por escribir.
      Sí existen bombas verticales que cumplen ese propósito… El resto de la consulta no lo entiendo.

  14. Mayra Borja

    Buenos Días al momento de calcular una bomba contra incendios salen demandas de menos de 250 gpm se puede mantener la demanda calculada o necesariamente se debe adoctar los 250 gpm gracias por su respuesta

    1. admin-ybirma

      Hola Mayra. Gracias por escribir.
      No es muy precisa tu pregunta; 250 gpm no es límite para un sistema ni para una bomba contra incendios. La boma tiene que garantizar la demanda calculada del sistema y es el parámetro lo que lleva a seleccionar el punto nominal de la bomba (caudal y presión), siempre tratando que el punto de operación del sistema (calculado) esté en la zona de mejor eficiencia de la bomba.
      Ahora bien, es sabido que resulta difícil conseguir una bomba listada con caudal nominal menor a 250 gpm; en ese caso, se debería instalar la que se consiga que mejor se adapte al sistema, no quedaría otro remedio.

  15. Agustin Verdugo

    Como se logra en las Pruebas que una Bomba de Incendio llegue al 150% de su Capacidad Nominal ???

    1. admin-ybirma

      Hola Agustín. Gracias por escribir.
      Si el sistema está bien diseñado e instalado, para llegar al 150% del caudal nominal de la bomba se debe abrír totalmente la válvula antes del medidor de caudal y luego ir abriendo la válvula después del medidor paulatinamente; probablemente haya que abrirla completamente también. Si se tiene un cabezal de pruebas, se debe abrir todas las válvulas del cabezal. Si haciendo esto no se llega al 150%, el sistema está mal diseñado.

  16. Irvin

    hola buenas tardes como puedo obtener el articulo

    1. admin-ybirma

      Hola Irvin. Gracias por escribir.
      Este artículo y otros están compilados en un fascículo el cual puedes adquirir. En este enlace tienes la información: https://www.contraincendio.com.ve/tienda/
      A tu orden. Saludos

  17. JEFFERSOON

    QUIEN ME COLABORA CON LA DEFINICION DE UNA BOMBA ESTACIONARIA PORFAVOR MUCHAS GRACIAS

    1. admin-ybirma

      Hola Jeffersoon. Gracias por escribir.
      No hay mucho que definir. Una bomba estacionaria es la que está instalada de manera fija o permanente en un lugar, como las bombas contra incendios para sistemas de extinción. Lo contrario son las bombas móviles, como las que utilizan los Bomberos en sus labores de extinción.

  18. carlos

    Porque las bombas utilizadas deben ser centrifugas y no de otro tipo?
    Que las diferencia de las demas?

    1. admin-ybirma

      Hola Carlos. Gracias por escribir.
      Las bombas centrífugas son las más adecuadas para los sistemas contra incendios por el perfil de su curva característica. Aunque en sistemas de espuma y de agua nebulizada se puede utilizar bombas de desplazamiento positivo.

  19. Alejandro

    Hola que tal, por no norma tenemos que teneru una bomba electrica, y una bomba de combustion interna?, o solo con la de combustion interna basta.

    1. admin-ybirma

      Hola Alejandro. Gracias por escribir.
      Eso depende del Código, Reglamento o Norma que aplique en su país. Por normativa NFPA no es obligatorio instalar 2 bombas contra incendios.

  20. Raul Arboleya

    Hola Buenas tardes, con los cálculo hecho tengo que abastecer 1000 GPM y ocupo una presión de 170 psi. Puedo obtener una ficha técnica de una bomba con esos datos o requiero agregar más?

    1. Ing. Luis Ybirma

      Hola José. Gracias por escribir.
      Con esos datos es suficiente para seleccionar la bomba contra incendios.

  21. Oscar Ivan Triana

    Buenos días, después de que la bomba contra incendio cumple con su función (dar su máximo funcionamiento durante un incendio) el equipo rci queda sirviendo o es necesario cambiarlo?
    agradezco tu respuesta.

    1. Ing. Luis Ybirma

      Hola Oscar. Gracias por escribir.
      El sistema de extinción de incendios no es un sistema desechable… A menos que alguna parte del sistema sufra daños durante el incendio, no es necesario realizar cambios o reemplazos; excepto los rociadores activados (si es el caso), y por supuesto, reponer el agua gastada, si la bomba succiona desde un tanque.

  22. Rene Soto

    Cuál es el tiempo mínimo para el cálculo del volumen del tanque estacionario de donde se abastece la bomba contraincendios sin reposición de agua a este.

    1. Ing. Luis Ybirma

      Hola René. Gracias por escribir.
      El tiempo de duración para calcular la reserva de agua lo establece la norma correspondiente, dependiendo del sistema que se vaya a suministrar. Puede ser la norma NFPA 13, norma 14, etc.

  23. Edgar Condo

    Saludos cordiales me pueden ayudar con la capacidad de descarga de agua y la capacidad de carga del tanque de un vehículo de bomberos con una bomba hale centrifuga standard? Gracias

    1. Ing. Luis Ybirma

      Hola Edgar. Gracias por escribir.
      Esos son datos particulares de cada camión de bomberos. Consulte las especificaciones técnicas del fabricante del camión.

  24. Nitger

    Me interesa este documento del nfpa 20 , 14, 13 y 25

  25. Ruben Medina

    Hola buenas tardes, necesito un requerimiento en estos momentos.. Donde podria conseguir un catalogo de bomba vertical (turbina) Es para mi informe final de grado. Si me pueden ayudar se lo agradeceria mucho. Gracias

  26. roger

    una pregunta, por que la bomba contra incendio puede encender sin actividad alguna de incendio?

    1. Ing. Luis Ybirma

      Hola Roger. Gracias por escribir.
      La bomba contra incendio arranca de manera automática cuando la presión en la tubería baja al nivel ajustado en el controlador.

  27. Azcue

    Buen día Ingeniero, tengo un sistema de rociadores en techo ESFR K25.2 y estoy haciendo el balanceo con un sistema de rociadores en racks con K11.2, por el acomodo de racks (dobles), altura de los mismos (12m) y la altura máxima del almacén (18m) me dice que mi sistema requiere 2,480.38 gpm@155.931 psi y estoy proponiendo una bomba de 2,500gpm @ 175psi, tengo la inquietud de saber si me recomienda dejar estos valores o mejor aumentar mi caudal y disminuir la presión

    1. Ing. Luis Ybirma

      Hola Omar. Gracias por escribir.
      La primera recomendación sería tratar de bajar la presión (156 psi), que parece demasiado alta. Esto se puede lograr (como seguramente sabes) aumentando algunos diámetros de tuberías, o mejorando el arreglo de tuberías. La idea es que la presión de la bomba a caudal cero no sea muy alta, para no tener problemas por «sobrepresiones».
      Lo otro es que una demanda de 2480 gpm se puede satisfacer sin problemas con una bomba de 2000 gpm, así se evitan sobrecostos innecesarios. Puedes repasar este artículo al respecto: https://www.contraincendio.com.ve/seleccion-de-bomba-contra-incendio/

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