10 Factores que Deberían Tenerse en Cuenta al Momento de Diseñar un Sistema de Bombeo de Protección Contra Incendios
Como consultores y diseñadores, es importante tener en cuenta que la responsabilidad por el correcto y apropiado diseño, valga la redundancia, de estos sistemas, es vital ,(vea también 7 Hábitos que todo Consultor en Protección Contra Incendios debería seguir) dada su crucial importancia, puesto que representan el suministro de agua del sistema de protección contra incendios que esté alimentando, es por ello, que a continuación se describen diez (10) factores que deben tenerse en cuenta para ofrecer soluciones efectivas y eficientes, cuando de diseñar estos sistemas se trata.
1.La selección de la capacidad (GPM) del equipo de bombeo esta dada por la demanda de agua mas alta del riesgo a proteger
Durante diversas inspecciones realizadas a sistemas de protección contra Incendios a base de agua, se ha evidenciado que en muchas de las ocupaciones inspeccionadas, cuentan con sistemas de bombeo sobre o sub dimensionados; esto se debe en su gran mayoría de veces a inapropiados o inexistentes análisis de riesgos, los cuales son primordiales para poder establecer, tanto el sistema de protección contra incendios a utilizar para ese riesgo, como los criterios de diseño requeridos y posteriormente la demanda de agua del mismo. No es lo mismo un sistema de bombeo para un edificio con ocupaciones de negocios (oficinas), que un sistema de bombeo para ocupaciones de almacenamiento con estantería elevada, que tenga para su protección contra incendios un sistema de rociadores automáticos con rociadores Tipo ESFR (Early Supression Fast Response), las demandas de agua son muy diferentes y por lo tanto el equipo de bombeo también.
2.Motor Diésel o Eléctrico? La selección del motor para el equipo de bombeo, está determinada por la confiabilidad en el suministro de energía.Usualmente, la selección del tipo de motor para un sistema de bombeo de protección contra incendios, está dada por factores diferentes a los que realmente deberían tenerse en cuenta, por ejemplo, reducción de coste de operación y de mantenimiento, ruido , entre otros, los cuales, si bien son importantes, no son el punto primordial para la selección de este componente, trascendental para este tipo de equipos, por lo que, se deja de tener en cuenta la razón primordial, como es la confiabilidad de la energía que alimentará el equipo.
Es importante que previamente, a optar por una decisión final sobre el tipo de motor que se seleccionará , se considere, como mencioné anteriormente, la confiabilidad del suministro de energía, ya que, la norma NFPA 20 (Norma para la instalación de bombas estacionarias contra incendios, estipula que todos los abastecimientos de energía, para un motor eléctrico, deben tener la capacidad de operar la bomba de protección contra incendios de manera contínua y en caso de que esta condición no pueda cumplirse, será el momento de optar por un motor diésel, que como bien se sabe es mucho mas autónomo en este caso aun cuando su operación y mantenimiento tienen un costo un poco mas elevado.
3. El cuarto de Bombas debe ser accesible y aún así estar alejado del potencial riesgo de incendio
La ubicación del cuarto de bombas contra incendios, debe permitir que los equipos allí instalados, se encuentren seguros de que la fuente de donde proviene el fuego (o humo) no afecte la operación del sistema, ya que, el humo generaría problemas y daños irreparables en los equipos, además, como se cita en el código NFPA 1 (Código de incendios), por ejemplo, si el cuarto de bombas se encuentra dentro de la edificación que se esta protegiendo (indoor), debe garantizarse que la construcción del cuarto tenga al menos dos horas de resistencia al fuego, o de lo contrario alejado no menos de 15,3m del riesgo de incendio mas próximo, la misma distancia a la que, si llegado el caso, el cuarto de bombas se encontrara en el exterior (outdoor) de la edificación o planta; con esto se asegura la oportuna y correcta operación de estos equipos en caso de presentarse un incendio.
4. La distribución de los elementos, equipos y accesorios en el cuarto de bombas debe hacerse de acuerdo a lo dispuesto por la norma NFPA 20 (Norma para la instalación de bombas contra incendios)
Es común, encontrar equipos de bombeo contra incendios con errores de instalación importantes, por ejemplo, uno de los mas usuales, son los accesorios mal dispuestos en la succión (codos en posición horizontal a menos de diez diámetros de separación de la brida de succión de la bomba, válvulas distintas a las OS&Y también en la succión, entre otros), es por eso, que para evitar este tipo de situaciones, NFPA 20 (Norma para la instalación de bombas contra incendios) ha dispuesto el capítulo 4, en el que se encuentran los requerimientos generales para la correcta disposición de equipos y accesorios en el cuarto de bombas, lo que permite realizar una disposición adecuada, que evitará daños posteriores al conjunto bomba-motor, y optimizará el desempeño de la misma, puesto que todos conocemos los efectos adversos que pueden generarse por una mala instalación de estos equipos; fenómenos como el de Cavitación, por ejemplo, el cual esta ligado directamente con la reducción de la vida útil de la bomba contra incendios
5.Tener Cuidado para NO Seleccionar equipos inapropiados
Cuando estamos en la fase de selección del equipo de bombeo adecuado, para determinada instalación de Protección contra incendios, es determinante, analizar detenidamente, el tipo de bomba que se piensa utilizar, puesto que es común encontrar equipos de bombeo mal seleccionados, específicamente, con respecto al tema del tipo de succión que presenta, ya que, se pueden ver actualmente, que se utilizan por ejemplo, bombas de succión positiva, en instalaciones que demandan obligatoriamente bombas de tipo vertical, dado que este tipo de bombas solo pueden trabajar con succión negativa.
Otro factor determinante en la selección del equipo de bombeo, es sin duda, la aprobación de los equipos por parte de Factory Mutual (FM) para el servicio de protección contra incendios, puesto que NFPA 20 (Norma para la instalación de bombas contra incendios) exige que estos equipos tenga esta aprobación, por lo que se hace un tema mandatorio, obedeciendo claro está, al objetivo y filosofía de operación de estos equipos, el cual está basado en la confiabilidad y alta exigencia de los mismos, pues la curva de Presión Vs Caudal de un equipo de bombeo contra incendios con esta aprobacion, ha sido objeto de incontables modelados utilizando para ello diversas herramientas computacionales como CFD (Computational Fluid Dynamics), que aseguran que cuando nuestra demanda de agua este por el orden del 150% del caudal Nominal de nuestro equipo de bombeo, la presión no decaerá, por debajo del 65% de la presión nominal, premisa que también esta citada en NFPA 20 (Norma para la instalación de bombas contra incendios) y que por razones lógicas no cumplen las bombas de suministro de agua potable, ampliamente comercializadas en nuestro país como bombas contra incendios por empresas nacionales.
6. La cimentación debe dimensionarse de acuerdo a las características del equipo de bombeo seleccionado
al momento de dimensionar la cimentación del sistema de bombeo de protección contra incendios, deben tenerse en cuenta las recomendaciones del Instituto Hidráulico de los estados unidos, pues, estipulan que ésta debería calcularse teniendo como referencia de 2,5 a 5 veces el peso del equipo de bombeo, incluyendo el peso de la tubería con agua que este sistema pueda utilizar para su normal funcionamiento. Ya con este valor y la densidad del concreto que se utilice, puede hallarse un volúmen mínimo para apoyar el equipo de bombeo, teniendo como referencia también otros factores como la altura de la brida de succión (en caso de usar bomba horizontal de carcasa partida), esto con el fin de aprovechar al máximo la capacidad del tanque que alimente la bomba.
El adecuado dimensionamiento de la cimentación del equipo de bombeo, evitará entre otras cosas , vibraciones excesivas que puedan alterar el desempeño y la confiabilidad de estos equipos, pues el régimen de velocidad al que se llevan los motores destinados a transmitir potencia a unidades de bombeo contra incendios son normalmente altos, por lo que siempre son continuamente exigidos y no pueden presentar falla mecánica al momento de su activación.
7. El cabezal de prueba debería tener la capacidad de tener retorno al tanque de suministro.
Si bien, la prueba de desempeño hidráulico de los equipos de bombeo contra incendios, debe realizarse cada año, según los requerimientos de NFPA 25, siempre que se lleva a cabo, se descarta un gran volumen de agua, al momento de su extracción del sistema mediante un cabezal de pruebas, por lo que es imperativo el minimizar el desperdicio de este importante recurso, mediante la optimización de este dispositivo de medición el cual, debe usarse así se tenga instalado un caudalímetro, al menos cada tres años, según requerimiento puntual de NFPA 25, además el caudalímetro muchas veces se hace ineficiente, pues este debe calibrarse o tenerse la certeza de su calibración cada año y de momento en Sur américa no se cuenta con un laboratorio que pueda emitir este certificado de calibración
Dadas estas condiciones el cabezal de prueba debería disponerse de tal manera que el agua pudiese de algún modo regresar al tanque, lo cual mecánicamente es posible, siempre que el diseñador del sistema tenga prevista esta información y la interventoría de obra avale que se efectuaron los cálculos hidráulicos correspondientes para tal fin y que dicha disposición no afectara al cliente final, por lo que hay que cerciorarse previamente.
8. La disposición del sistema de bombeo debe permitir que las labores de Inspección, prueba y mantenimiento del sistema de Bombeo pueda ser llevado a cabo con facilidad
Por lo general, las labores de inspección, Prueba y mantenimiento de los sistemas de bombeo no entran en consideración al momento de diseñar el sistema de bombeo de y casi para ningún sistema de protección contra incendios, pues no se preveen las actividades mencionadas anteriormente y en muchas ocasiones no se dejan los espacios adecuados para llevar a cabo dichas rutinas, ocasionando que muchas veces el inspector encargado de esta tarea omita o deje de visualizar en su totalidad cada uno de los parámetros que se deben analizar en estos equipos o sistemas, por ejemplo el acceso para visualización del estado del aceite en los equipos diésel o incluso poder realizar la extracción del mismo es una tarea realmente engorrosa al no proyectarse durante la fase de diseño, la manera en la que esta y otras actividades iban a llevarse a cabo, por lo que aquí la recomendación es simple. “imagine como lo haría Ud.” si definitivamente, su labor no se relaciona con las rutinas de IPM, consulte con un técnico de IPM, que labores son vitales durante esta tarea (seguramente le dirá que todas) pero céntrese específicamente en las que requieren mayor espacio y/o atención permanente y después plasme estas recomendaciones en un diseño “limpio” que obviamente cumpla los requerimientos normativos de NFPA 20.
9. El manual de operaciones y mantenimiento NO es únicamente un catalogo de piezas del fabricante
este es quizás uno de los puntos al que el diseñador debe poner mas atención cuando se encuentra en la fase de planeación de estos sistemas, pues, muchas veces por querer entregar un gran dossier técnico compuesto de infinidad de hojas y documentos, (acorde a lo que el cliente final pago por el),se acaba finalmente por olvidar lo mas importante; las instrucciones de uso y filosofía de operación del equipo.
Durante diversas inspecciones realizadas a sistemas de protección contra incendios, me he encontrado con la sorpresa que el Sistema de Bombeo se encuentra apagado, por el motivo que sea… (nunca sobran las excusas), este componente vital en cada sistema de protección contra incendios debe permanecer en posición automática y listo para encenderse cuando se requiera y el Manual de Operaciones así debe estipularlo, al igual que las válvulas que deben permanecer Normalmente abiertas como la de succión y descarga (causantes de mas del 67% de las fallas de los sistemas de protección contra incendios operativos y/o funcionales) o normalmente cerradas, como por ejemplo la del cabezal de pruebas u otras como las válvulas del sistema de refrigeración de los motores diésel, (son cuatro, dos normalmente cerradas para emergencias (Bypass) y dos normalmente abiertas (provenientes de la válvula solenoide del sistema de refrigeración), estos componentes son claves pues por ejemplo el sistema descrito anteriormente es de falla continua por no tenerse la certeza de cuales válvulas deben estar abiertas y cuales cerradas, lo que conlleva a equipos “fundidos” por falta de refrigeración.
10. Debe tener instalado su respectivo sistema de protección Contra Incendios (equipos de motor diésel)
la NFPA 37 y la norma NFPA 20, establecen los requerimientos de protección contra incendios para los sistemas de protección contra incendios con motor diésel, pues al manejarse combustible diésel para su combustión, siempre esta latente el riesgo de incendio dentro del cuarto de bombeo, por lo que debe diseñarse e instalarse un sistema de rociadores automáticos basado en los requerimientos de NFPA 13 para tal fin, punto que en ocasiones es omitido por los diseñadores de sistemas de protección contra incendios
Germán Augusto Ripe Jaime
Ingeniero Mecánico – Especialista Certificado en Protección Contra Incendios por la NFPA
Director de Inconin Fire de Colombia Ltda.
