Análisis y diseño de sistema contra incendios de la planta procesamiento de palmito INAEXPO C.A. 2009.

(1)

i

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Campus Santo Domingo

ARTURO RUIZ MORA

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

Tesis de grado previo a la obtención del título de:

INGENIERO ELECTROMECÁNICO

ANALISIS Y DISEÑO DEL SISTEMA CONTRA INCENDIOS DE LA PLANTA PROCESAMIENTO DE PALMITO INAEXPO C.A. 2009.

Estudiante: LUIS ALBERTO INTRIAGO CHÁVEZ

Director de Tesis: ING. EDUARDO JAVIER DÍAZ

Santo Domingo – Ecuador

(2)

ii

“ANALISIS Y DISEÑO DEL SISTEMA CONTRA INCENDIOS DE LA PLANTA PROCESAMIENTO DE PALMITO INAEXPO C.A. 2009”.

Ing. Javier Díaz

DIRECTOR DE TESIS ________________________________

APROBADO

Ing. Marcelo Estrella.

PRESIDENTE DEL TRIBUNAL ________________________________

Ing. HolgerJami.

MIEMBRO DEL TRIBUNAL ________________________________

Ing. Carlos Centeno.

MIEMBRO DEL TRIBUNAL ________________________________

(3)

iii

El contenido del presente trabajo, esta bajo la responsabilidad del autor.

_________________________________ Luis Alberto Intriago Chávez 1715448369

Autor: LUIS ALBERTO INTRIAGO CHÁVEZ

Institución: UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL.

Título de Tesis: “ANALISIS Y DISEÑO DEL SISTEMA CONTRA

INCENDIOS DE LA PLANTA PROCESAMIENTO DE PALMITO INAEXPO C.A. 2009”

(4)

iv

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL Campus Santo Domingo

ARTURO RUIZ MORA

INFORME DEL DIRECTOR DE TESIS

Santo Domingo…....de………del 2012.

Ing. Marcelo Estrella

COORDINADOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Presente.

De mis consideraciones.-

Mediante la presente tengo a bien informar que el trabajo investigativo

realizado por el señor: LUIS ALBERTO INTRIAGO CHÁVEZ, cuyo tema es:

“ANÁLISIS Y DISEÑO DEL SISTEMA CONTRA INCENDIOS DE LA PLANTA DE PROCESAMIENTO DE PALMITO INAEXPO C.A. 2009”, ha sido elaborado bajo mi supervisión y revisado en todas sus partes, por lo cual autorizo su respectiva presentación.

Particular que informo para fines pertinentes

Atentamente.

____________________________

(5)

v

Dedicatoria

(6)

vi

Agradecimiento

A Dios sobre todas las cosas.

A Mónica y Eliana por confiar siempre en mí.

A mis padres y hermanos por la confianza y solidaridad recibida.

A mi tutor por su guía.

(7)

vii

ÍNDICE DE CONTENIDO

TEMA PAG.

Portada………...…i

Sustentación y Aprobación de los Integrantes del Tribunal…..………...…ii

Responsabilidad del Autor……..………..………..……..…...iii

Aprobación del Director de Tesis……….…………..………….…..…….iv

Dedicatoria……….………..………..………...v

Agradecimiento………..…vi

Índice de contenido…..………….……….……...vii

Resumen Ejecutivo..………...……….…..x

ExecutiveSummary………..……….…………xi

CAPÍTULO I Introducción...………...………...1

1.1 Antecedentes………...………...1

1.2 Importancia del estudio………...………..2

1.3 Limitaciones del estudio………3

1.4 Alcance del trabajo………...……….4

1.5 Objetivos………..………4

1.5.1 Objetivo general……….………4

1.5.2 Objetivos específicos……….4

1.6 Justificación de la Investigación…..………5

1.6.1 Justificación teórica……….……...5

1.6.2 Justificación metodológica………5

1.6.3 Justificación práctica……….6

1.7 Idea a defender………...…...6

1.8 Metodología de la investigación………..…6

1.8.1 Tipo de investigación……….6

1.8.2 Método de investigación………...………7

1.8.3 Técnicas de investigación………..………..7

1.9 Población y muestra………...7

CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1 Análisis de riesgos…...………..………..8

2.1.1 Introducción……...…….………8

2.1.2 Tipos de evaluaciones de riesgos………...………9

(8)

viii

2.1.2.3 Evaluación de riesgo que precisa métodos específicos de análisis...11

2.1.2.4 Evaluación general de riesgo………17

2.2 Sistemas contra incendio………...23

2.2.1 Abastecimiento de agua para sistemas contra incendio………..….…23

2.2.1.1 Fuentes de alimentación de agua………..…..24

2.2.1.2 Sistemas de impulsión……….……….…..26

2.2.2 Bombas empleadas en sistemas contra incendio………..26

2.2.2.1 Principios de funcionamiento……….……...27

2.2.2.2 Curvas características……….………...29

2.2.2.3 Altura de elevación total………...30

2.2.2.4 Cavitación……….30

2.2.2.5 Complementos y accesorios de las bombas………..31

2.2.2.6 Potencia de las bombas de incendio………..….32

2.2.2.7 Fuerza motriz para bombas de incendio………..…...32

2.2.3 Rociadores automáticos………33

2.2.3.1 Instalaciones normales de rociadores automáticos………...33

2.2.3.2 Situación y distancia entre rociadores………...……..33

2.2.3.3 Tuberías para rociadores………...34

2.2.3.4 Tipos de sistemas de rociadores automáticos………..36

2.2.3.5 Rociadores automáticos………37

CAPÍTULO III ANÁLISIS DE RIESGOS 3.1 Análisis y evaluación del riesgo de incendio………..………43

3.1.1 Introducción………..43

3.1.2 Método de cálculo GRETENER……….……...43

3.1.3 Desarrollo del cálculo de método GRETENER………...………...46

3.1.3.1 Peligro potencial………...………...46

3.1.3.2 Medidas normales………..………….55

3.1.3.3 Medidas especiales……….………...59

3.1.3.4 Medidas de protección inherentes a la construcción………63

3.1.3.5 Exposición al riesgo………..………..65

3.1.3.6 Riesgo de incendio efectivo………..66

3.1.3.7 Riesgo de incendio aceptado………66

3.1.3.8 Seguridad contra incendio………67

CAPÍTULO IV SISTEMA CONTRA INCENDIO 4.1 Diseño de detección y alarma de incendios……….…..69

4.1.1 Introducción………..69

4.1.2 Tablero central de control……….……….69

4.1.3 Detectores de incendio………..71

4.1.3.1 Detectores de humo……….……..71

(9)

ix

4.1.4 Estaciones manuales de alarma………...………76

4.1.4.1 Aplicación de las estaciones manuales de alarma………76

4.1.4.2 Ubicación y distribución de las estaciones manuales de alarma…....77

4.1.4.3 Instalación de las estaciones manuales de alarma………78

4.1.5 Activación de sistemas de extinción de incendios……….…78

4.1.6 Fuentes de alimentación eléctrica………...…….79

4.1.7 Sistemas de alarma de incendios……….…..……..79

4.2 Diseño del sistema de bombeo de agua contra incendio……….…....80

4.2.1 Sistemas de rociadores automáticos………..……….81

4.2.1.1 Sistemas de Rociadores de Diluvio………..81

4.2.1.2 Diseño del Sistema de Rociadores………..……82

4.2.2 Fuentes de Suministro de Agua………85

4.2.2.1 Capacidad……….85

4.2.3 Red de Distribución de Agua………86

4.2.3.1 Requerimientos Generales………86

4.2.3.2 Cálculo de Pérdida de Carga……….………88

4.2.3.3 Presión requeridapor el Sistema………..….90

4.2.4 Sistema de Bombeo……….….…….90

4.2.4.1 Capacidad del Sistema de Bombeo……….…..….91

4.2.4.2 Tipos de Sistemas de Bombeo………...….91

4.2.4.3 Componentes del Sistema de Bombeo………..……95

4.2.4.5 Sistema de Arranque……….……96

4.2.4.6 Parada de las Bombas Contra Incendio……….97

4.2.5 Hidrantes industriales………....98

4.2.5.1 Espaciamiento y Localización de Hidrantes………..…98

4.2.6 Gabinetes Contra Incendio……….………..98

CAPÍTULO V COSTOS GENERALES 5.1 Costo de la Propuesta………..………...…100

5.1.1 Materiales Eléctricos………..….100

5.1.2 Materiales Mecánicos e Hidráulicos………..100

5.1.3 Obra Civil………...101

CAPÍTULO VI CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1 Conclusiones………..…..102

6.2 Recomendaciones……….…..103

(10)

x

RESUMEN EJECUTIVO

(11)

xi

EXECUTIVESUMMARY

(12)

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

Una de las finalidades del progreso científico y tecnológico es la búsqueda constante de innovadores medios que hagan más segura la existencia humana y la protección de sus bienes.

En la mayoría de los incendios, el agua constituye el agente extintor ideal. Los rociadores utilizan agua mediante aplicación directa sobre las llamas y el calor, lo que enfría el proceso de combustión e impide la ignición de combustibles adyacentes. Su principal eficacia se demuestra durante su etapa inicial de desarrollo de las llamas en un incendio, mientras el fuego es relativamente fácil de controlar. Si un Sistema Contra Incendios se diseña correctamente, debe detectar el calor del fuego, iniciar la alarma y comenzar la supresión sólo momentos después de que aparezcan las llamas.

Esta tesis pretende hacer el mejor diseño de un Sistema Contra Incendios automático para la Planta de Procesamiento de Palmito INAEXPO C.A., partiendo desde el Análisis de Riesgo de Incendio hasta el dimensionamiento de redes de conducción de fluidos y los aspectos técnicos de dicho sistema en el que se analizarán la necesidad de implementar sistemas de rociadores automáticos.

Finalmente se busca contribuir con la difusión de un tema tan poco conocido en nuestro medio, además de estimular el deseo de investigación sobre el mismo.

1.1. Antecedentes

(13)

industriales, donde los procesos y sustancias generan altos niveles de riesgos por explosiones e incendios.

La Empresa Procesadora de Palmito INAEXPO C. A. ubicada en Santo Domingo, en la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas, se dedica a procesar, envasar, almacenar y exportar Palmito; dentro de estas actividades existen riesgos de incendios, razón por la cual INAEXPO C. A. mantiene extintores de incendio distribuidos por toda la planta de proceso, pero INAEXPO C. A. no cuenta con una línea independiente de agua, tampoco un reservorio de agua, ni un sistema de bombeo autónomo y exclusivo para combate de incendios, es decir, la Planta de Procesamiento de Palmito INAEXPO C. A. no cuenta con un Sistema Contra Incendio exclusivo para tal fin.

La adecuada protección de los procesos, mediante Sistemas Contra Incendios automáticos diseñados bajo las recomendaciones de normativas como NFPA (NationalFireProtectionAsociation), INEN e IESS, garantizará un nivel razonable de prevención y control de riesgos de incendios y explosiones a los ocupantes de estas instalaciones, así como reducir el impacto generado producto de un evento no deseado.

1.2. Importancia del Estudio

La protección por medio de Sistemas Contra Incendios ayudó al desarrollo de las prácticas industriales, comerciales y mercantiles modernas. Las grandes industrias, las edificaciones comerciales, las actividades peligrosas, las altas concentraciones de recursos humanos, que trabajan dentro de un área determinada, son factores que tienden a crear condiciones que serían intolerables si no existiera protección contra incendios fija y automática.

(14)

recurso humano en el momento de un incendio, ya que dan el aviso de la existencia de un fuego al mismo tiempo que liberan agua sobre la zona en la que se está produciendo el incendio.

Los rociadores automáticos, instalados y mantenidos adecuadamente, resultan de gran utilidad para evitar tanto la pérdida de vidas humanas como las pérdidas materiales de una industria.

Los Sistemas Contra Incendios automáticos normales están dotados de medios para dar automáticamente la alarma en caso de que entren en acción; de este modo, no solamente aplican el agua en el punto donde más se necesita, sino que, además, producen una señal acústica.

El agua descargada por un sistema de rociadores automáticos instalado, produce menos daños que los que produciría el agua de extinción lanzada a chorro con mangueras por el servicio de bomberos o por hidrantes instalados en la periferia del recinto.

La actuación de los rociadores no se ve impedida por el humo o el calor, como puede sucederles a los bomberos o al personal de la brigada institucional. Los rociadores automáticos pueden aplicar agua rápida y eficazmente sobre la base del incendio.

1.3. Limitaciones del Estudio

No existen registros por escrito de incendios o explosiones ocurridos en el desempeño de las actividades laborales, por cuanto la Empresa INAEXPO C.A. no ha hecho ningún seguimiento documentado de los mismos.

(15)

1.4. Alcance del Trabajo

El presente trabajo muestra el diseño y dimensionamiento del Sistema Contra Incendios, con la selección de todos los equipos y maquinaria, las implantaciones necesarias, desde el punto de vista práctico, con la finalidad de que la empresa INAEXPO C. A. cuente con un sistema independiente contra incendios tomando en cuenta que la protección contra el fuego, tiene como objetivo asegurar la vida de las personas, las instalaciones y el medio ambiente y que dicha protección habría de ser considerada como un conjunto de partes constitutivas, tales como el reservorio, sistema de tuberías, sistema de bombeo, el control de medidas contra el fuego, la prevención del inicio y propagación del fuego, siendo todas estas medidas complementarias, de tal manera que al faltar alguna de ella o al no haber sido valorada como le corresponde se perderá la eficacia del sistema.

1.5. Objetivos

1.5.1. Objetivo General

Realizar el diseño del sistema de detección, alarma, control y extinción de incendios a fin de garantizar un nivel aceptable de protección tanto al personal como a las instalaciones con la finalidad de evitar pérdidas económicas en la Planta de Procesamiento de Palmito de la Empresa INAEXPO C.A.

1.5.2. Objetivos Específicos

Realizar un análisis de riesgos de incendios de la Planta.

Aplicar las normas existentes para detección, alarma, control y extinción de incendios.

Seleccionar el tipo de sistema de detección y alarma de incendios más adecuado para cada área de la Planta.

(16)

Conocer el costodel método de extinción de incendios propuesto para la Planta.

1.6. Justificación de la Investigación

1.6.1. Justificación Teórica

En esta investigación se enmarcará en el estudio de Sistemas Contra Incendios y nuevos métodos de extinción además de realizar análisis de riesgos bajo índices basados en la carga de fuego y dentro de las normas INEN y NFPA para la realización del Diseño del Sistema de Detección, Alarma, Control y Extinción de Incendios en la Planta de Procesamiento de Palmito INAEXPO C.A.; en vista de todo lo expuesto, se pretende exponer y sustentar las ventajas que se obtendrán en cuanto a seguridad contra incendios.

1.6.2. Justificación Metodológica

Mediante la investigación y recopilación de documentación técnica se logrará con éxito la profundización de este trabajo investigativo.

En efecto, las normas para el diseño, prevención y extinción de incendios, establecen que previo a la decisión de colocar sistemas de extinción debe realizarse un análisis de riesgo de incendio de las instalaciones de la Planta, su importancia operacional, el valor de los activos y tiempo de reposición.

Estos estudios se regirán al método de análisis de riesgo bajo la técnica de

Gretener1, siendo este un método utilizado corporativamente por el grupo

empresarial al cual pertenece la Empresa INAEXPO C.A.; además de métodos teóricos para profundizar en el estudio de los Sistemas Contra Incendios Automáticos.

1_{CEPREVEN 1988 “Evaluación de Riesgo de Incendio. Método Gretener” Tomado del Internet}

(17)

1.6.3. Justificación Práctica

El resultado del desarrollo total de esta investigación apunta a una tecnología que representa una solución integral, que aparte de reducir los riesgos de las instalaciones, trae beneficios económicos directos e indirectos a la Planta.

Es importante resaltar que un sistema de extinción de fuego no elimina el riesgo de incendio, simplemente son medios para combatirlos cuando estos ocurran.

1.7. Idea a Defender

Con la aplicación de un Sistema Contra Incendios Automático se logrará disminuir el riesgo de incendio y así evitar pérdidas económicas a la Empresa INAEXPO C.A.

1.8. Metodología de la Investigación

Toda la investigación a realizar se definirá mediante la siguiente metodología:

1.8.1. Tipo de Investigación

Nuestra investigación será basada en un diseño metodológico: Descriptivo – Correlacional – No Observacional

Descriptivo, ya que se propone identificar todos los elementos y las características del problema involucrado en la investigación.

(18)

No Observacional, ya que en nuestra investigación se podrán modificar las variables para adecuar los resultados.

1.8.2. Método de Investigación

Esta investigación se desarrollará mediante el método inductivo ya que partiremos la misma desde el problema existente, observando y estudiando cada fenómeno particular para llegar a una solución general es decir la solución del problema planteado. Además desarrollaremos un método estadístico el cual nos permitirá realizar el análisis de los datos para transformarlos en información.

1.8.3. Técnicas de Investigación

Los medios que emplearemos para la recolección de datos necesarios para llevar a cabo esta investigación serán:

Consulta a Expertos. Revisión de archivos. Revisión de documentos. Revisión de literatura. Trabajo de campo. Internet.

1.9. Población y Muestra

(19)

CAPÍTULO II

2.1. ANALISIS DE RIESGOS

2.1.1. Introducción

Actualmente se reconoce que el análisis y evaluación de riesgos es la base para una gestión activa de la seguridad y la salud en el trabajo. De hecho la Ley de Seguridad Social del Ecuador, que traspone el Decreto 2393, establece

como una obligación generalizada del empresario: “Planificar la acción

preventiva a partir de una evaluación inicial de riesgos.” 2

El proceso de evaluación de riesgos se compone de las siguientes etapas:

Análisis del riesgo, mediante el cual se identifica el peligro y se estima el riesgo, valorando conjuntamente la probabilidad y las consecuencias de que se materialice el peligro.

Valoración del riesgo, con el valor del riesgo obtenido, y comparándolo con el valor del riesgo tolerable, se emite un juicio sobre la tolerabilidad del riesgo en

cuestión.3 Si de la Evaluación del Riesgo se deduce que el riesgo es no

tolerable, hay que controlar el riesgo.

Gestión del riesgo, se le suele denominar al proceso conjunto de Evaluación del Riesgo y Control del Riesgo.

De acuerdo con el Reglamento para el Sistema de Auditoría de Riesgos del Trabajo, el empresario deberá consultar a los representantes de los trabajadores, o a los propios trabajadores en ausencia de representantes,

2_{IESS DECRETO 2393 “Reglamento de Seguridad y Salud de los Trabajadores y Mejoramiento}

del Medio Ambiente de Trabajo” Artículo 11.

3_{CORTÉS DÍAZ, José María. “Técnicas de Prevención de Riesgos Laborales, Seguridad e}

(20)

acerca del procedimiento de evaluación a utilizar en la empresa o centro de trabajo. En cualquier caso, si existiera normativa específica de aplicación, el procedimiento de evaluación deberá ajustarse a las condiciones concretas

establecidas en la misma.4

La evaluación inicial de riesgos deberá hacerse en todos y cada uno de los puestos de trabajo de la empresa, teniendo en cuenta las condiciones de trabajo existentes, y la posibilidad de que el trabajador que lo ocupe sea sensible a alguna de dichas condiciones.

Según el Reglamento para el Sistema de Auditoría de Riesgos del Trabajo;deberán volver a evaluarse los puestos de trabajo que puedan verse afectados por:

a. La elección de equipos de trabajo, sustancias o preparados químicos, la introducción de nuevas tecnologías a la modificación en el acondicionamiento de los lugares de trabajo.

b. El cambio en las condiciones de trabajo.

c. La incorporación de un trabajador cuyas características personales o estado biológico conocido los hagan especialmente sensible a las

condiciones del puesto.5

2.1.2. Tipos de evaluaciones de riesgos

Las evaluaciones de riesgos se pueden agrupar en cuatro grandes bloques:

Evaluación de riesgos impuesta por legislación específica.

Evaluación de riesgos para los que no existe legislación específica pero están establecidas en normas internacionales, nacionales o en guías de Organismos Oficiales.

Evaluación de riesgos que precisa métodos especializados de análisis.

(21)

Evaluación general de riesgos.

2.1.2.1. Evaluación de riesgos impuesta por legislación específica.

En numerosas ocasiones gran parte de los riesgos que se pueden presentar en los puestos de trabajo derivan de las propias instalaciones y equipos para los cuales existe una legislación nacional de Seguridad Industrial y de Prevención y Protección de Incendios.

Por ejemplo, el Reglamento de Seguridad del Trabajo contra Riesgos en

Instalaciones de Energía Eléctrica6regula las características que han de cumplir

las instalaciones, la autorización para su puesta en servicio, las revisiones periódicas, las inspecciones, así como las características que han de reunir los instaladores autorizados.

2.1.2.2. Evaluación de riesgos para las que no existe legislación específica.

Hay riesgos en el mundo laboral para los que no existe una legislación específica, que limite la exposición a dichos riesgos. Sin embargo existen normas nacionales o internacionales, que establecen el procedimiento de evaluación e incluso, en algunos casos, los niveles máximos de exposición recomendados.

Por ejemplo: Exposición a campos electromagnéticos. En Ecuador no existe

una normativa específica pero la Norma Española ENV 501667trata de la

exposición a campos electromagnéticos de frecuencias comprendidas entre cero y diez KHz (Parte 1) y entre diez KHz y 300 GHz (Parte 2). La norma facilita:

6_{MINISTERIO DE TRABAJO DEL ECUADOR “Reglamento de Seguridad del Trabajo Contra}

Riesgos en Instalaciones de Energía Eléctrica” Acuerdo # 013, Quito 1998.

7_{UNE - ENV 50166-1 : 1994 “Exposición humana a los campos electromagnéticos de baja y}

(22)

El procedimiento de medida de campos electromagnéticos Los niveles de exposición recomendados

Los métodos de control de la exposición

2.1.2.3. Evaluación de riesgos que precisa métodos específicos de análisis.

“Existen legislaciones destinadas al control de los riesgos de accidentes graves, cuyo fin es la prevención de accidentes graves tales como incendios, explosiones, emisiones resultantes de fallos en el control de una actividad industrial y que puedan generar graves consecuencias para personas dentro y

fuera de la planta industrial.” 8

Algunas de estas legislaciones exigen utilizar métodos específicos de análisis cuantitativo de riesgos, denominados también índices, con el objeto de determinar cuáles son los factores más influyentes en los riesgos de incendio.

“Un índice es un valor numérico que pretende medir una característica determinada del objeto de un estudio. Un índice de riesgo de incendio, por tanto, intenta evaluar el riesgo inherente de una instalación o proceso industrial, por comparación con otro considerado estándar, mediante el uso de unas listas de comprobación más o menos detalladas según el índice a utilizar. Para su aplicación, es preciso estimar una serie detallada de parámetros mediante los

cuales se describe la instalación.” 9

Aunque los índices de riesgo no son una herramienta para la identificación de peligros, se aplican mediante la utilización de listas de comprobación y éstas permiten identificar los factores de riesgos presentes en la instalación.

Higiene del Trabajo.” 2007, 9ª edición, pp. 116.

9_{FUNDACIÓN MAPFRE “Factores de Riesgo en Instalaciones Químicas” Tomado del Internet}

(23)

Los índices de riesgo, pueden estructurarse en tres grandes categorías: índices basados en la definición matemática del riesgo, índices basados en la carga de fuego, e índices basados en la peligrosidad de las sustancias químicas.

2.1.2.3.1. Índices basados en la definición matemática del riesgo.

Aquí constan los índices cuya aplicación se hace siguiendo la definición

matemática del riesgo (Riesgo = Frecuencia x Consecuencia)10.

Dada su descripción abstracta de la realidad, no se restringen a ningún tipo de peligro concreto. A continuación se presentan algunos índices de esta categoría.

2.1.2.3.1.1. Índice FINE.

El método FINE fue elaborado y publicado en 1975 por William Fine, y se trata de un método apto para valorar cualquier tipo de peligro, de aplicación prácticamente universal y muy simple, pero con poca especificidad y

selectividad.11 El fundamente matemático es el siguiente:

( 1)

donde:

GP: Grado de peligrosidad

C: Coeficiente de las consecuencias E: Coeficiente de exposición al riesgo P: Probabilidad de ocurrencia de un suceso

10_{CASAL FÁBREGA, Joaquín. “Análisis de Riesgo en Instalaciones Industriales” Ediciones}

UPC 1999. pp. 19.

(24)

2.1.2.3.1.2. Método SEPTRI.

La denominación completa del método es “Sistema de Evaluación y Propuesta de Tratamiento de Riesgos”, y fue presentado por F. Martínez García, de la Fundación MAPFRE Estudios.

Este método se trata de una adaptación de la definición matemática del riesgo, aunque incorporando algunos parámetros que permiten describir mejor el

objeto de estudio.12 El cálculo fundamental viene dado por la siguiente

expresión:

(2)

donde:

R: Evaluación de riesgo P: Coeficiente de probabilidad E: Coeficiente de exposición I: Coeficiente de intensidad S: Coeficiente de seguridad

2.1.2.3.1.3. El Hazard Rating Number (HRN).

Su fundamento teórico es muy similar al de los índices FINE y SEPTRI, aunque en este caso se evalúa las consecuencias del evento en función del daño a las

personas, y no como valor económico del daño.13El fundamente matemático es

el siguiente:

(3)

www.mapfre.com/documentacion/publico/i18n/grupo.pdf. pp. 24.

13_{CASAL FÁBREGA, Joaquín. “Análisis de Riesgo en Instalaciones Industriales” Ediciones}

(25)

donde:

HRN: Evaluación del riesgo

E: Posibilidad de exposición al peligro F: Frecuencia de la exposición al peligro M: Número de personas sometidas al peligro G: Máxima pérdida probable.

2.1.2.3.2. Índices basados en la carga de fuego.

Se clasifican como índices basados en la carga de fuego, aquellos que por diseño son aplicables a instalaciones generales (edificios industriales, comerciales o residenciales), sin importar de forma significativa o el tipo de actividad desarrollada en su interior. A continuación se presentan los métodos más relevantes de esta categoría.

2.1.2.3.2.1. Índice MESERI.

El método MESERI, por sus siglas de Método Simplificado de Evaluación del

Riesgo de Incendio, fue desarrollado en 199014 y propone el cálculo de un

índice simplificado del riesgo de incendio y está especialmente orientado a evaluar el riesgo en edificios de uso general. Se basa en el cálculo del factor P, cuyo fundamento matemático es:

(4)

El factor X, es la sumatoria de los factores de protección pasivos (construcción, situación, proceso industrial, concentración, propagación y destructibilidad); y el factor Y, es la sumatoria de los factores activos (extintores, bocas de incendio equipadas, hidrantes exteriores, detectores automáticos de incendio, rociadores automáticos, instalaciones fijas de extinción).

(26)

2.1.2.3.2.2. Método GRETENER.

Este método fue desarrollado entre 1960 y 1965 por el ingeniero suizo Max

Gretener,15 y está orientado a la evaluación matemática del riesgo de incendio

de las construcciones industriales y de edificios.

Asume como punto de partida que el riesgo cumple las normativas vigentes en materias de seguridad, tales como distancia entre edificios, vías de evacuación, etc. El cálculo del índice se basa en:

(5)

donde:

R: Riesgo efectivo de incendio P: Factores de seguridad intrínseca

N: Coeficientes de las medidas de seguridad normales S: Coeficientes de las medidas de seguridad especiales

F: Coeficientes de las medidas constructivas de seguridad (pasivas) A: Riesgo de activación

El autor Joaquín Casal Fábrega dice: “el método GRETENER es exclusivamente un índice de riesgo de incendio, por lo que no toma en consideración otras situaciones de emergencia potencialmente peligrosas. No es un método específicamente desarrollado para la industria química, estando especialmente adaptado a la evaluación de riesgos en edificios con grado de ocupación alto (hospitales, hoteles, industrias). Su aplicabilidad es sencilla y no

requiere grandes conocimientos específicos sobre el riesgo analizado.” 16

2.1.2.3.2.3. Índice PURT.

15_{PUBLICACIONES VÉRTICE “Prevención de Incendios” Edición 2001, Folleto. pp. 103.}

(27)

El método fue desarrollado por Gustav Purt17, y se basa en suponer que la acción destructora del fuego se desarrolla en dos ámbitos distintos: los edificios y su contenido, por ello calcula dos coeficientes independientes.

Según el autor Joaquín Casal Fábrega “El riesgo del edificio radica en la posibilidad de que se produzca la destrucción del inmueble, y dependerá de dos factores que son, por un lado la intensidad y duración del incendio y por otro la resistencia de la construcción. El riesgo del contenido está constituido por el daño a las personas y a los bienes materiales que se encuentran en el

interior del edificio.”18

El cálculo se hace según la ecuación:

(6)

donde:

GR: Grado de peligro

Qm: Coeficiente de carga térmica del contenido

Qi: Coeficiente de carga térmica del inmueble

C: Coeficiente de combustibilidad

B: Coeficiente correspondiente a la superficie del sector L: Coeficiente correspondiente al tiempo de intervención

W: Coeficiente de resistencia al fuego de la estructura portante

Ri: Coeficiente de reducción del riesgo

2.1.2.3.3. Índices basados en la peligrosidad de las sustancias químicas.

Por último, dentro de categoría de índices basados en la peligrosidad de las sustancias químicas se contemplan aquellos desarrollados para valorar el riesgo en instalaciones industriales con actividad química, y, uso y manipulación de sustancias peligrosas. Algunos de estos métodos son:

17_{PUBLICACIONES VÉRTICE “Prevención de Incendios” Edición 2001, Folleto. pp. 104.}

(28)

Método IFAL.19

Índice de incendio y explosión de Dow Chemical.20

Índice MOND.21

2.1.2.4. Evaluación general de riesgos.

Cualquier riesgo que no se encuentre contemplado en los tres tipos de evaluaciones anteriores, se puede evaluar mediante un método general de evaluación.Un proceso general de evaluación de riesgos se compone de las siguientes etapas:

2.1.2.4.1. Clasificación de las actividades de trabajo.

Un paso preliminar a la evaluación de riesgos es preparar una lista de actividades de trabajo, agrupándolas en forma manejable.

Una posible forma de clasificar las actividades de trabajo es la siguiente:22

a. Áreas externas a las instalaciones de la empresa. b. Etapas en el proceso de producción.

c. Trabajos planificados y de mantenimiento.

d. Tareas definidas, por ejemplo: estibadores de carga.

Para cada actividad de trabajo puede ser preciso obtener información sobre los siguientes aspectos:

22_{INSTITUTO NACIONAL DE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO “Evaluación de}

riesgos laborales” Tomado del internet

(29)

a. Tareas a realizar. Su duración y frecuencia. b. Lugares donde se realiza el trabajo.

c. Quien realiza el trabajo, tanto permanente como ocasional.

d. Otras personas que puedan ser afectadas por las actividades de trabajo (por ejemplo: visitantes, subcontratistas).

e. Formación que han recibido los trabajadores sobre la ejecución de sus tareas.

f. Procedimientos escritos de trabajo, y/o permisos de trabajo. g. Instalaciones, maquinaria y equipos utilizados.

h. Herramientas manuales utilizadas.

i. Instrucciones de fabricantes para el funcionamiento y mantenimiento de maquinaria y equipos.

j. Tamaño, formade la superficie y peso de los materiales a manejar. k. Distancia y altura a las que han de moverse de forma manual los

materiales.

l. Energías utilizadas (por ejemplo: aire comprimido).

m. Sustancias y productos utilizados y generados en el trabajo.

n. Estado físico de las sustancias utilizadas (humos, gases, vapores, líquidos, polvo, sólidos).

o. Contenido y recomendaciones del etiquetado de las sustancias utilizadas.

p. Requisitos de la legislación vigente sobre la forma de hacer el trabajo. q. Medidas de control existentes.

r. Datos reactivos de actuación en prevención de riesgos laborales: incidentes, accidentes, enfermedades laborales.

s. Datos de evaluaciones de riesgos existentes, relativos a la actividad desarrollada.

(30)

2.1.2.4.2. Análisis de riesgos.

2.1.2.4.2.1. Identificación de peligros

Para llevar a cabo la identificación de peligros hay que preguntarse tres cosas:

a. ¿Existe una fuente de daño?

b. ¿Quién (o qué) puede ser dañado? c. ¿Cómo puede ocurrir el daño?

Con el fin de ayudar en el proceso de identificación de peligros, es útil categorizarlos en distintas formas, por ejemplo, por temas: mecánicos, eléctricos, radiaciones, sustancias, incendios, explosiones, etc.

Complementariamente se puede desarrollar una lista de preguntas, tales como:

durante las actividades de trabajo, ¿existen los siguientes peligros?23

a. Golpes y cortes.

b. Caídas de personas al mismo nivel. c. Caídas de personas a distinto nivel.

d. Caídas de herramientas, materiales, etc., desde altura. e. Espacio inadecuado.

f. Peligros asociados con manejo manual de cargas. g. Incendios y explosiones.

h. Sustancias que pueden inhalarse.

i. Sustancias o agentes que pueden dañar los ojos. j. Sustancias que pueden causar daño por el contacto. k. Sustancias que pueden causar daños al ser ingeridas. l. Ambiente térmico inadecuado.

m. Condiciones de iluminación inadecuadas.

(31)

La lista anterior no es exhaustiva. En cada caso habrá que desarrollar una lista detallada, teniendo en cuenta el carácter de las actividades de trabajo y los lugares en los que se desarrollan.

2.1.2.4.2.2. Estimación del riesgo.

Para cada peligro detectado en los listados anteriores, debe estimarse el riesgo, determinando la potencial severidad del daño (consecuencias) y la

probabilidad de que ocurra el hecho.24

Severidad del daño, para determinar la potencial severidad del daño, debe considerarse:

a. partes del cuerpo que se verán afectadas

b. naturaleza del daño, graduándolo desde ligeramente dañino a extremadamente dañino.

Ejemplos de ligeramente dañino:

o Daños superficiales: cortes y magulladuras pequeñas, irritación

de los ojos por polvo.

o Molestias e irritación: dolor de cabeza, disconfort.

Ejemplos de dañino:

o Laceraciones, quemaduras, conmociones, torceduras

importantes, fracturas menores.

o Sordera, dermatitis, asma, trastornos músculo-esqueléticos,

enfermedad que conduce a una incapacidad menor.

Ejemplos de extremadamente dañino:

(32)

o Amputaciones, fracturas mayores, intoxicaciones, lesiones múltiples, lesiones fatales.

o Cáncer y otras enfermedades crónicas que acorten severamente

la vida.

Probabilidad de que ocurra el daño, la probabilidad de que ocurra el daño se puede graduar, desde baja hasta alta, como sigue:

o Probabilidad alta: El daño ocurrirá siempre o casi siempre.

o Probabilidad media: El daño ocurrirá en algunas ocasiones.

o Probabilidad baja: El daño ocurrirá raras veces.25

Cuadro 2.1. Niveles de riesgo

Probabilidad Baja B Media M Alta A Consecuencias Ligeramente Dañino LD Dañino D Extremadamente Dañino ED Riesgo trivial T Riesgo tolerable TO Riesgo moderado MO Riesgo tolerable TO Riesgo moderado MO Riesgo importante I Riesgo moderado MO Riesgo importante I Riesgo intolerable IN Fuente:www.insht.es/portal/site/Insht/menuitem/Evaluacion_de_Riesgos_Laborales.cmd

Elaborado por: Intriago Luis, UTE/2009

(33)

Cuadro 2.2. Valoración de Riesgos

Riesgo Acción y temporización

Trivial (T) No se requiere acción específica. Tolerable

(TO)

No se necesita mejorar la acción preventiva. Sin embargo se deben considerar soluciones más rentables o mejoras que no supongan una carga económica importante. Se requieren comprobaciones periódicas para asegurar que se mantiene la eficacia de las medidas de control.

Moderado (M)

Se deben hacer esfuerzos para reducir el riesgo, determinando las inversiones precisas. Las medidas para reducir el riesgo deben implantarse en un período determinado.

Cuando el riesgo moderado está asociado con consecuencias extremadamente dañinas, se precisará una acción posterior para establecer, con más precisión, la probabilidad de daño como base para determinar la necesidad de mejora de las medidas de control.

Importante (I)

No debe comenzarse el trabajo hasta que se haya reducido el riesgo. Puede que se precisen recursos considerables para controlar el riesgo. Cuando el riesgo corresponda a un trabajo que se está realizando, debe remediarse el problema en un tiempo inferior al de los riesgos moderados.

Intolerable (IN)

No debe comenzar ni continuar el trabajo hasta que se reduzca el riesgo. Si no es posible reducir el riesgo, incluso con recursos ilimitados, debe prohibirse el trabajo.

Fuente:www.insht.es/portal/site/Insht/menuitem/Evaluacion_de_Riesgos_Laborales.cmd

(34)

A la hora de establecer la probabilidad de daño, se debe considerar si las medidas de control ya implantadas son adecuadas. El cuadro 2.1 da un método simple para estimar los niveles de riesgo de acuerdo a su probabilidad estimada y a sus consecuencias esperadas.

Valoración de riesgos: Decidir si los riesgos son tolerables, los niveles de riesgos indicados en el cuadro 2.1, forman la base para decidir si se requiere mejorar los controles existentes o implantar unos nuevos. En el cuadro 2.2 se muestra un criterio sugerido como punto de partida para la toma de decisión.

2.1.2.4.2.3. Preparar un plan de control de riesgos.

“El resultado de una evaluación de riesgos debe servir para hacer un inventario de acciones, con el fin de diseñar o mejorar los controles de riesgos. Es necesario contar con un buen procedimiento para planificar la implantación de las medidas de control que sean necesarias después de la evaluación de

riesgos.” 26

2.2. SISTEMAS CONTRA INCENDIO

2.2.1. Abastecimiento de agua para sistemas contra incendio.

Las instalaciones de almacenamiento de agua abarcan cualquier masa de agua disponible como fuente de suministro. Los depósitos de almacenamiento de agua elevados o a ras de suelo, son ejemplos de instalaciones de almacenamiento artificial. Los ríos, lagunas y puertos son ejemplos de instalaciones de almacenamiento natural.

El método más común usado consiste en disponer de depósitos a ras de suelo que funcione por aspiración de las bombas contra incendios. Los depósitos a

26

INSTITUTO NACIONAL DE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO “Evaluación de

(35)

presión, debido a su limitada capacidad, sólo y únicamente deben usarse en

los casos en que las necesidades de agua sean relativamente pequeñas.27

2.2.1.1. Fuentes de alimentación de agua.

El agua a utilizar en las instalaciones de protección contra incendios será preferiblemente dulce y limpia.

2.2.1.1.1. Tipos y Aplicaciones de las Fuentes de Alimentación.

Los tipos y aplicaciones de las fuentes de alimentación de agua son los siguientes:

2.2.1.1.1.1. Redes Públicas de Distribución.

Las redes públicas de distribución son fuentes de alimentación de agua de estructura y componentes similares a un abastecimiento de agua privado, pero destinados a satisfacer las demandas en uno o varios usos. Las redes públicas pueden tener las siguientes aplicaciones:

Suministro de agua a la red de incendios, si es capaz de garantizar las condiciones de presión y caudal necesarios.

Suministro de agua a la red general de incendios, con equipo de bombeo de refuerzo, si es capaz de garantizar las condiciones de caudal necesarias.

Fuentes de reposición de agua.

2.2.1.1.1.2. Fuentes Inagotables.

Las fuentes inagotables son aquellas naturales o artificiales que mantienen el agua a suministrar en el control de un incendio permanentemente sin agotarse.

27_{QUINTELA CORTÉS, Jesús Manuel “Instalaciones Contra Incendios” Editorial UOC, 2008 pp.}

(36)

Fuentes de alimentación de agua inagotables naturales son:

Ríos. Lagos. Mares. Océanos.

Fuentes de alimentación de agua inagotables artificiales son:

Canales. Embalses. Pozos.

2.2.1.1.1.3. Depósitos

Los depósitos de reserva se emplean para el almacenamiento de agua. Los depósitos pueden agruparse en los siguientes tipos:

Depósitos bajo o sobre superficie. Este tipo de depósito va asociado a un equipo de bombeo y se les denominan depósitos de aspiración.

Depósitos elevados. Son aquellos en los que existe una diferencia de altura entre el nivel del agua en el depósito y los puntos de aplicación de los sistemas de protección contra incendios. También se les denomina depósitos de gravedad.

(37)

2.2.1.2. Sistemas de impulsión.

Los tipos de sistemas de impulsión que se emplean en sistemas de protección contra incendios son:

Presión propia (redes de uso público). Presión de altura (depósitos elevados). Equipos de bombeo.

Presurización neumática (depósitos de presión).

Para el diseño y cálculo de un abastecimiento de agua se deberán tener presentes las prestaciones del mismo (presión, Caudal y tiempo) y, además, las condiciones de fiabilidad que garanticen su perfecto funcionamiento en cualquier circunstancia y ocasión.

2.2.2. Bombas empleadas en sistemas contra incendio

Las primeras bombas modernas de sistemas contra incendio eran a la vez aspirantes e impelentes, de rueda y manivela, movidas por una correa de

transmisión, conectada a algún tipo de maquinaria industrial.28 Si el

funcionamiento de la fábrica se detenía durante un incendio, la bomba quedaba fuera de servicio, este tipo de protección era inadecuado.

Hoy día la bomba contra incendios normal es de tipo centrífuga, de eje horizontal y de carcasa partida como indica la figura 2.1.

Su solidez, fiabilidad, fácil mantenimiento y características hidráulicas, así como la variedad de formas de accionamiento (motores de combustión interna, turbinas de vapor, motores eléctricos) han dejado a las demás anticuadas.

28_{GRIMALDO VALENCIA, Luis Ángel. “Diseño hidráulico de sistemas contra incendios}

(38)

Figura 2.1Bomba de incendios centrífuga de una etapa de eje horizontal.

Fuente: Catálogo electrónico de bombas GRUNDFOS

Una característica destacable de las bombas centrífugas es la relación entre el caudal y la presión a la velocidad constante, en el sentido de que al aumentar

la presión se reduce el caudal.29

Existen bombas contra incendios verticales y horizontales, con capacidades nominales de hasta 5000 galones por minuto (GPM).Las presiones nominales

varían desde 40 a 200 libras/pulg2 (PSI) en las horizontales, y entre 75 y 280

libras/pulg2 (PSI) en las de turbina vertical.

2.2.2.1. Principios de funcionamiento.

Los dos componentes principales de las bombas centrífugas son el disco llamado impulsor y la caja dentro de la que gira, tal como se lo representa en la figura 2.2. El principio del funcionamiento es la conversión de la energía cinética en energía de velocidad y de presión.La energía del motor de combustión interna se transmite directamente a la bomba por su eje, haciendo girar al impulsor a gran velocidad.

29

(39)

Figura 2.2Bomba centrífuga horizontal, impulsor y caja.

La bomba centrífuga con difusor de caracol, de doble aspiración, de una sola etapa y eje horizontal es el tipo más comúnmente empleado por los sistemas de protección contra incendios.

En estas bombas, el flujo del agua tras entrar por el orificio de aspiración y pasar por el interior de la caja se divide y entra por ambos lados del impulsor a través de una abertura llamada “ojo” de la bomba. La rotación del impulsor conduce el agua por fuerza centrífuga desde el “ojo” hacia el borde y a través

del caracol hasta el orificio de descarga.30

Los tres tipos principales de bombas de este tipo se conocen como de flujo radial, de flujo mixto y de flujo axial, estas bombas se identifican por la dirección del flujo a través del impulsor con referencia al eje de rotación, esto se lo representa gráficamente en la figura 2.3.

(40)

Figura 2.3Flujo de los tres principales tipos de bombas de incendios.

2.2.2.2. Curvas características

Figura 2.4 Curva característica típica de bombas contra incendios.

Las curvas que se muestran corresponden a una bomba movida con motor de gasolina, a 2000 r.p.m., 100 PSI y 500 GPM con impulsor de 360 mm y una elevación de aspiración máxima de 1,95 m. Nótese que la presión a caudal cero es de 110 PSI la potencia máxima efectiva es de 55 HP y el máximo rendimiento se consigue al 75 % de la presión nominal y al 150 % de la capacidad nominal, a la velocidad nominal.

(41)

Las curvas características de las bombas centrífugas horizontales o de las de turbina vertical se componen de:

Altura piezométrica total frente a descarga. Potencia efectiva frente a descarga.

Rendimiento frente a descarga.

En la figura 2.4 presentamos una curva característica típica de una bomba que alimenta agua a un sistema de protección contra incendios.

2.2.2.3. Altura de elevación total

La altura de elevación o presión total suministrada por una bomba es la energía transmitida al líquido al pasar por la misma. La presión total se calcula restando

la energía del líquido al entrar a la bomba de la energía del líquido que sale.31

La altura de elevación total a la capacidad nominal sirve para establecer la presión nominal de una bomba, que realmente, es la cantidad de energía que se transfiere al agua. Las pérdidas hidráulicas y de potencia que se producen en el interior de la bomba (turbulencia, impacto, etc.) vienen representadas por el coeficiente de rendimiento.

2.2.2.4. Cavitación

La cavitación es un fenómeno complejo que puede ocurrir en las bombas o en cualquier otro equipo hidráulico. En las bombas centrífugas, el flujo del líquido a través de la tubería de aspiración y su entrada en el “ojo” del impulsor, originan que la velocidad aumente y la presión disminuya. Si la presión desciende debajo de la presión de vapor correspondiente a la temperatura del líquido, se forman burbujas de vapor. Cuando las burbujas de vapor contenidas en el líquido circulante llegan a una zona de mayor presión, se rompen produciendo

31_{FRANZINI, Joseph “Mecánica de fluidos con aplicaciones en ingeniería” McGraw – Hill 1999.}

(42)

un efecto de golpe de ariete que causa ruido y vibración. Las pruebas han demostrado que en estas circunstancias, se pueden formar presiones instantáneas extremadamente altas que producen el picado de varias partes

internas de la bomba y del impulsor.32

La condición resultante puede ser de mayor o menor gravedad. En ocasiones se produce una cavitación moderada sin que se alcance mucho ruido. La cavitación más grave puede producir la reducción del rendimiento e incluso la avería de la bomba, si no se toman las medidas adecuadas para eliminar la causa.

2.2.2.5. Complementos y accesorios de las bombas

Los elementos auxiliares son indispensables para el funcionamiento completo de las bombas que suministran agua para la protección contra incendios, a continuación enunciamos los más importantes:

2.2.2.5.1. Válvulas de seguridad

Son necesarias en la descarga de la bomba por si se produjera presiones excesivas durante su funcionamiento. Las bombas con motor de velocidad regulable o de combustión interna necesitan obligatoriamente válvulas de seguridad.

2.2.2.5.2. Válvulas desaireadoras

Para las bombas que se ponen en marcha por métodos manuales o automáticos, es deseable disponer de una válvula automática de escape de aire incluso si las bombas tienen la caja normalmente llena de agua, se instalan en la parte superior de la caja de la bomba.

32_{FRANZINI, Joseph “Mecánica de fluidos con aplicaciones en ingeniería” McGraw – Hill 1999.}

(43)

2.2.2.6. Potencia de las bombas contra incendios.

Antes de acoplar a la bomba un motor o medio impulsor es necesario conocer la demanda máxima de potencia efectiva de la bomba a su velocidad nominal. Esto puede determinarse directamente a partir de la curva de potencia suministrada por el fabricante de la bomba.

La potencia puede calcularse, de no haber curvas disponibles, por medio de la siguiente fórmula:

(7)

donde:

bhp = potencia efectiva

Q = Caudal en galones por minuto

P = Presión neta o altura de elevación total en PSI

E = Rendimiento

El rendimiento a la máxima potencia efectiva, es usualmente del 60 al 80%.

2.2.2.7. Fuerza motriz para bombas contra incendios

El tipo de energía necesaria para accionar las bombas de incendio se escoge con base en su fiabilidad, adecuación, economía y seguridad. La fiabilidad del suministro de energía eléctrica de la red pública puede ser un problema a la hora de un incendio.

(44)

2.2.3. Rociadores automáticos

Los términos protección por rociadores, instalación de rociadores y sistemas de rociadores, generalmente significan: una combinación de dispositivos para la descarga de agua, una fuente de agua, dispositivos para controlar el paso del agua, tuberías de distribución para suministrar el agua y equipo auxiliar como alarmas.

2.2.3.1. Instalaciones normales de rociadores automáticos

Los fundamentos de la protección mediante rociadores automáticos giran sobre el principio de la descarga automática del agua con densidad suficiente para

controlar o extinguir los fuegos incipientes.33

Al diseñar un sistema que cumpla con este objetivo, deben considerarse muchos factores. Sin embargo, pueden agruparse en cuatro grandes categorías: el propio sistema de rociadores, las características de la construcción de la edificación, los riesgos que plantea la actividad que se vaya a realizar en la edificación y los medios de abastecimiento de agua.

2.2.3.2. Situación y distancia entre rociadores

El fin principal de la selección de los puntos de instalación y de las distancias entre rociadores en una edificación es garantizar que no quede ningún espacio carente de protección donde pueda declararse un incendio, más aún, sea cual sea la dirección en que el fuego se propague, deberá encontrar otro rociador en su camino que le cierre el paso.

2.2.3.2.1. Limitaciones en superficie y distancia

(45)

La Norma NTE INEN 1536:98 para rociadores34 estipula las distancias máximas permisibles entre líneas de rociadores que deben aplicarse para determinar la superficie máxima que cada rociador tenga que proteger, al proyectar un sistema con una distribución de tuberías convencional. No se establecen distancias exactas; se permite cierta libertad de acción según las distintas configuraciones de los rociadores, pero no debe sobrepasarse la superficie máxima de cobertura permitida para cada rociador.

2.2.3.2.2. Distancias entre los rociadores y el techo

La distancia entre los rociadores y el techo es muy importante. Cuanto más lejos estén los rociadores del techo, antes entrarán en acción; por otra parte, si se colocan demasiado cerca del techo, pueden producirse serias interferencias en la distribución del agua por los elementos estructurales.

La Norma NTE INEN 1536:98 para rociadores, establece las distancias máximas a que deben colocarse los rociadores por debajo de los techos según una amplia variedad de tipos de edificaciones.

2.2.3.3. Tuberías para rociadores

Las líneas de tubería a las que se acoplan directamente los rociadores se llaman ramales. La tubería que alimenta directamente a los ramales se designa línea de cruce. La tubería que alimenta a la línea de cruce se denomina tubería de distribución principal.

En la figura 2.5 se presenta la disposición de las tuberías en una sección de una edificación.

34

(46)

Figura 2.5 Disposición de tuberías para rociadores.

(A) línea ascendente; (B) conducción principal de alimentación o tubería de distribución principal; (C) conducción transversal o tubería de distribución; (D) ramal o tubería de rociadores y (E) abastecimiento subterráneo o línea de cruce.

Fuente: Diseño hidráulico de sistemas contra incendios. Luis Ángel Grimaldo.

2.2.3.3.1. Conexiones para el abastecimiento de agua.

La tubería que transporta el agua en las edificaciones industriales desde la fuente de abastecimiento principal, y que alimenten simultáneamente a rociadores e hidrantes no deben ser de diámetro inferior a 6 pulgadas.

En las instalaciones industriales, los sistemas de conducción principales de agua para incendio tienen válvulas de mando seccionales que proporcionan flexibilidad en el empleo del suministro de agua. Es importante que dichas válvulas estén claramente identificadas y señalizadas para indicar el sistema que se regula o se manda desde ellas.

2.2.3.3.2. Accesorios de las tuberías

(47)

deben ser clase 150. Si los accesorios son de acero al carbono negro, se pueden aceptar los de cédula 40 en diámetros nominales de hasta 6 pulgadas si la presión nominal no excede de 300 PSI.

2.2.3.4. Tipos de sistemas de rociadores automáticos

Existen cinco clasificaciones principales de los sistemas de rociadores automáticos estas son:

2.2.3.4.1. Sistema de tubería húmeda

En estos sistemas los rociadores automáticos están acoplados a un sistema de tuberías que contienen en todo momento agua a presión. Cuando se declara un incendio, los rociadores se activan separadamente mediante calor y el agua

fluye a través de ellos inmediatamente.35

2.2.3.4.2. Sistema de tubería seca

Los sistemas de tubería seca normales tienen los rociadores acoplados a una tubería que contiene aire o nitrógeno a presión. Cuando el calor del fuego abre un rociador, se reduce la presión, se abre la válvula de tubería seca por la presión del agua y el agua fluye a través de todos los rociadores que se hayan

abierto.36

2.2.3.4.3. Sistema de acción previa

Los sistemas de acción previa son sistemas de tubería seca en los que el aire puede estar o no a presión. Cuando se declara un incendio, un dispositivo detector suplementario situado en la zona protegida, entra en acción, abriendo

35 _{QUINTELA CORTÉS, Jesús Manuel “Instalaciones Contra Incendios” Editorial UOC, 2008}

pp. 164.

(48)

la válvula que permite el paso del agua hacia el sistema de tuberías y su descarga a través de los rociadores automáticos que se hayan abierto por el

calor producido por el fuego.37

2.2.3.4.4. Sistema de diluvio

El sistema de diluvio es similar al de acción previa, excepto que todos los rociadores están constantemente abiertos. Cuando el calor del fuego activa el detector, el agua fluye hacia los rociadores y se descarga a través de todos

ellos, produciendo un diluvio o inundación total en la zona protegida.38

2.2.3.4.5. Sistema combinado de tubería seca y acción previa.

Estos sistemas combinan las características esenciales de los dos tipos descritos. El sistema de tuberías contiene aire a presión. Un detector de incendios suplementario la válvula de paso del agua y un expulsor de aire situado al extremo de la conducción principal de alimentación. A continuación, el sistema se llena de agua y funciona como sistema de tubería húmeda. Si

fallase el detector, el sistema funcionaría como si fuese de tubería seca.39

2.2.3.5. Rociadores automáticos

Los rociadores automáticos son dispositivos que distribuyen agua automáticamente sobre un fuego en cantidad suficiente para extinguirlo totalmente o para impedir su propagación en caso de que el foco inicial estuviera fuera de su alcance o si el fuego fuese un tipo que no pudiese extinguirlo por medio del agua descargada por los rociadores. El agua pasa a las boquillas de descarga de los rociadores a través de un sistema de tuberías,

pp. 166

pp. 167

(49)

generalmente elevado, estando los rociadores conectados a intervalos a lo

largo de las tuberías.40

Desde que empezó a emplearse este sistema, el comportamiento y la fiabilidad de los rociadores automáticos ha ido mejorando continuamente gracias a la experiencia adquirida y a los esfuerzos de los fabricantes y los laboratorios de ensayos. En 1952 y 1953 se realizó un cambio radical en la configuración de la descarga del agua de los rociadores que mejoró considerablemente su eficacia. En un principio, este tipo de rociador mejorado se lo llamó de pulverización. En 1958 se convirtió en el normal y los modelos anteriores comenzaron a conocerse como tipo antiguo. La nueva configuración del deflector fue la principal característica que contribuyó a la mejora del nuevo rociador standard.

2.2.3.5.1. Principio de funcionamiento de los rociadores automáticos

En condiciones normales la descarga de agua de los rociadores automáticos se impide por medio de una válvula que se mantiene rígidamente unida contra el orificio de descarga por medio de un sistema de palancas y de enlaces que la

oprimen y la retienen firmemente.41

2.2.3.5.1.1. Rociador de enlace fusible

El rociador automático de enlace fusible común actúa al fundirse una aleación metálica cuyo punto de fusión está predeterminado. Diversas combinaciones de palancas, enlaces y otros elementos soldados sirven para producir la fuerza que actúa sobre la aleación fusible de modo que el rociador se mantenga

mediante simulación numérica” Tesis de ingeniería, Universidad Nacional Mayor de San Marcos. 2004. pp. 48

(50)

cerrado.42 En la figura 2.6 se muestra el rociador de enlace fusible y sus partes constitutivas.

Figura 2.6 Rociador automático de enlace fusible.

2.2.3.5.1.2. Rociador de ampolla

Otro tipo de rociador automático tiene el elemento funcional que consiste en un bulbo frágil o ampolla. La pequeña ampolla de vidrio especial contiene un líquido que está totalmente lleno, puesto que queda atrapada en su interior una pequeña burbuja de aire. Al expandirse el líquido a causa del calor, la burbuja se comprime y finalmente el líquido la absorbe, tan pronto como desaparece la burbuja la presión aumenta rápidamente y la ampolla se rompe soltando la válvula. La temperatura exacta de la activación se regula graduando la cantidad

de líquido y el tamaño de la burbuja al momento de sellarse la ampolla.43En la

figura 2.7 se muestra el rociador de ampolla.

mediante simulación numérica” Tesis de ingeniería, Universidad Nacional Mayor de San Marcos. 2004. pp. 62

(51)

Figura 2.7 Rociador de ampolla.

2.2.3.5.1.3. Rociador de cápsula

Otro tipo de rociador tiene una cápsula de fundente, que se funde a una temperatura predeterminada permitiendo el movimiento de los mecanismos de activación. En este tipo de rociador, la cápsula fusible se encuentra en un pequeño cilindro que tiene un pistón. Al declararse un incendio, el fundente se escapa por los costados del pistón activando las partes del mecanismo que

mantiene cerrada la válvula.44

2.2.3.5.2. Rociadores automáticos normales o standard

Los rociadores standard tienen generalmente el mismo aspecto que los de tipo antiguo, que poseen el mismo tipo de estructura.

La diferencia esencial se encuentra en el deflector, unas diferencias aparentemente mínimas en la forma del deflector producen grandes diferencias

(52)

en las características de la descarga.45 En la figura 2.8 se ilustran ejemplos de rociadores normales standard.

Figura 2.8 Rociadores automáticos normales standard

Arriba: tipo de enlace fusible y palanca; tipo recolector de calor perforado que es una variación del palanca y enlace fusible. Abajo: tipo ampolla; tipo cápsula.

Las investigaciones demostraron que se podría lograr una extinción más efectiva y cubrirse una superficie mayor, dirigiendo toda el agua hacia abajo y horizontalmente.

Las investigaciones también demostraron que con esta configuración del chorro de descarga se puede lograr efectivamente el dominio de incendios que suceden en el techo, por encima de los rociadores, debido al efecto enfriador de la pulverización, mejor distribución del agua a altos niveles y una disminución de la exposición del techo al calor debido a una descarga directa