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Manual de instalaciones contra incendios




Enviado por Alejandro Creus



    Introducción

    El presente manual, ha sido producido para brindar al
    lector, una comprensión general de las distintas
    instalaciones fijas contra incendio. Para su cabal entendimiento
    recomendamos la lectura previa del capítulo 6, referido a
    espumas sintéticas, en el libro de prevención de
    incendios de Demsa
    (http://www.demsa.com.ar/manual_prevencion_incendios.pdf).

    El Manual de Instalaciones Demsa, no intenta ser
    un sustituto de la normativa que rige el diseño de las
    mismas. El diseño, ejecución y mantenimiento de las
    instalaciones fijas contra incendio, se adecuan a normativas y
    leyes locales, que deben ser respetadas por la seguridad de las
    personas, instalaciones y establecimientos que se protegen y
    deben cumplir con normas de mantenimiento preestablecido en
    programas específicos.

    En todos los casos, estas tareas deben ser realizadas
    por profesionales especialistas en este tipo de
    operación.

    Deseamos que esta publicación, le sea de su
    agrado y de utilidad.

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    Capítulo 1.

    Concentrado de
    espumas

    Introducción

    Todos los sistemas fijos o móviles
    que involucren a la extinción de incendios basados en
    agentes espumígenos, consisten de los siguientes 4
    elementos.

    1Concentrado de espuma

    2Dispositivo mezclador (llamado también
    indistintamente dosificador o proporcionador)

    3Una provisión de agua

    4Un dispositivo generador de la espuma

    En el mercado, muchos términos se utilizan
    indistintamente para hacer mención a la espuma y sus
    concentrados (ej. emulsores, concentrados de espumas, espumas,
    etc.). Con la intención de clarificar la nomenclatura que
    utilizaremos en este manual, es que efectuamos las siguientes
    definiciones.

    Concentrado de espuma

    Es el líquido correspondiente al
    agente espumígeno concentrado, tal como lo distribuye
    desde su unidad productiva Demsa.

    Solución de espuma

    Es la mezcla homogénea y proporcionada del
    concentrado de espuma con el agua.

    Espuma o espuma final

    Es el producto final de la
    expansión, con el agregado de aire y agitación
    mecánica, de la solución de espuma.

    Se trata de una masa de burbujas que flota
    sobre el combustible cubriendo la superficie ardiente del mismo,
    eliminando los vapores inflamables, separando el combustible del
    aire y enfriándolo.

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    Para mayor información ver la página 59
    del manual de prevención de incendios de Demsa
    http://
    www.demsa.com.ar/manual_prevencion_incendios.pdf

    Almacenaje y
    manejo de los concentrados de espumas

    Todos los concentrados de espumas Demsa,
    están probados para brindar una gran efectividad incluso
    luego de permanecer almacenados por largos períodos de
    tiempo. La forma de almacenarlos, afectan significativamente la
    vida del producto.

    Las condiciones óptimas de almacenaje se
    encuentran dentro de los recipientes provistos por nuestra
    fábrica (bidones de 25L, tambores de 200L y contenedores
    de 1000L). Los tanques construidos específicamente para
    dicho uso (tanques de almacenaje de concentrado), ofrecen
    condiciones de almacenamiento igualmente ventajosas.

    Los tanques de almacenaje pueden estar montados en
    instalaciones fijas o móviles y son capaces de entregar
    inmediatamente grandes volúmenes de este
    líquido.

    El tanque, se encuentra cerrado al medio ambiente, por
    excepción de una válvula de presión /
    vacío, montada en un domo de expansión. En general
    el volumen de dicho domo es del 2% de la capacidad total del
    tanque. Con el objetivo de reducir el contacto entre la mezcla de
    aire y el concentrado, el nivel de este líquido debe
    mantenerse en un punto medio en el domo.

    Muchos contenedores estándar construidos en
    polietileno, no poseen domo de expansión, en dicho caso se
    sugiere el empleo de un aceite sellador para suplir la
    función de aislarlo del aire.

    No exceder las temperaturas máximas de
    almacenamiento (49ºC), el hacerlo puede resultar en el
    deterioro de la calidad del concentrado.

    Así mismo, la mínima temperatura de uso de
    un concentrado, no es su punto de congelamiento, sino que
    más bien será la temperatura mínima por
    medio de la cual el concentrado puede ser proporcionado
    adecuadamente por los dispositivos tipo Venturi (ANEXO 1
    – Tubos Venturi), de los distintos dosificadores de la
    línea.

    La calidad de los concentrados, no se verá
    negativamente afectada por las bajas temperaturas, pero pueden
    tornarse demasiado viscosos para ser distribuidos
    adecuadamente.

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    Tip Demsa

    Mantenimiento y
    monitoreo del concentrado de espumas
    sintéticas

    1 Mantenga almacenado el concentrado de espuma, de
    manera de reducir al mínimo la superficie de contacto con
    el aire en el interior del tanque (si el tanque cuenta con un
    domo de expansión, llenarlo hasta la mitad con el
    concentrado).

    2 Instale una válvula de venteo para reducir la
    condensación y evaporación que resultarían
    perjudiciales al concentrado. Esta válvula debe seguir
    inspecciones periódicas de mantenimiento.

    3 Evite almacenar los concentrados en temperaturas
    superiores a las máximas recomendadas
    (49ºC).

    4 Nunca mezcle diferentes marcas o tipos de
    concentrados.

    5 Evite la dilución de concentrado
    con agua.

    6 Evite la contaminación del
    concentrado con otras sustancias químicas.

    En el caso del uso de aceites selladores
    evitar la agitación y el mezclado.

    7 Construir las válvulas, acoplamientos y
    tuberías que están en contacto íntimo, con
    idénticos metales a modo de evitar óxido o el
    deterioro por efecto galvánico.

    8 Efectúe análisis anuales de los
    concentrados. El Centro de Ensayos Normalizados de Agentes
    Extintores (CENAEwww.cenae.com.ar) de
    Demsa, brinda al usuario la posibilidad de realizar dichas
    pruebas de acuerdo a las normas que los rigen (ANEXO 2
    Ensayos del concentrado de formadores de espumas
    sintéticas).

    Capítulo 2.

    Dosificación del concentrado de
    espumas

    NOTA: Los conceptos y sistemas aquí
    expuestos, se han desarrollado en orden creciente de complejidad,
    es necesaria la lectura secuencial del capítulo para el
    cabal entendimiento de los mismos. En algunos casos, se provee de
    un diagrama sintético para su rápido entendimiento
    y un esquema técnico para su descripción en
    detalle.

    La selección del sistema de dosificación,
    su diseño, construcción y posterior mantenimiento
    debe estar a cargo de profesionales. Los conocimientos
    aquí vertidos son meramente académicos.

    Introducción

    La dosificación, es el proceso de mezclar
    componentes en cantidades predeterminadas, para obtener un
    producto único. En nuestro caso, los elementos a mezclar
    de forma dosificada, son el concentrado de espuma con el agua
    para obtener así la solución de espuma. Existen
    varios métodos para dosificar estas mezclas. Cada uno
    cuenta con pros, contras y limitaciones; de allí que
    deberá seleccionarse cuidadosamente el sistema a utilizar.
    La elección errónea puede conducir a graves
    consecuencias tales como el incremento de costo de una
    instalación (costos fijos derivados del
    sobredimensionamiento o costos variables de mantenimiento), hasta
    que la misma no sea efectiva para combatir potenciales incendios
    debido a su pobre efectividad.

    Tip Demsa

    Es importante que el dosificador mantenga un correcto
    ratio de mezcla de concentrado de espuma y agua.

    Si la mezcla fuese pobre (poco concentrado) la calidad
    de la espuma final decrece, en consecuencia se obtendrá
    una espuma débil con un bajo tiempo de escurrimiento y con
    un espesor muy fino que será fácilmente vulnerado
    por el calor de las llamas.

    Si la mezcla es rica (mayor concentrado en la mezcla que
    el sugerido) la espuma será más espesa, perdiendo
    su capacidad de fluir fácilmente, pudiendo no cubrir
    espacios intrincados del incendio. Adicionalmente se
    agotará el suministro de concentrado más
    rápidamente y como consecuencia puede resultar no ser
    suficiente para extinguir el incendio en
    cuestión.

    Métodos de dosificación de
    concentrados de espumas AFFF y AR-AFFF (2-1)

    1 Solución premezclada

    2 Dosificación del tipo
    Venturi

    3 Dosificación a través de
    tanque tipo vejiga

    4 Dosificador de presión
    balanceada

    5 Dosificador de presión balanceada
    en línea

    6 Dosificación en torno de la
    bomba

    7 Toberas de aspiración

    8 Dosificación con
    turbina

    1Solución
    premezclada

    Es el método más simple de
    dosificación. Se trata de mezclar en proporciones exactas,
    dentro de un contenedor, las cantidades de concentrado y de
    agua.

    El contenedor es en general un recinto
    presurizado, que utiliza un gas inerte como propulsor (este es el
    caso de los extintores portátiles a base de
    espumas).

    La pre-mezcla también puede ser
    utilizada en tanques a presión atmosférica y
    utilizar una bomba para llevar la solución a través
    de la línea y hacia el elemento de descarga (lanza,
    monitor, etc.).

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    Ventajas:

    1. Facilidad de mezcla. Independencia de
    cañerías de agua.

    2. Exactitud de la mezcla

    Desventajas:

    1. El tanque de almacenaje debe contener el
    agua y el concentrado, en consecuencia su tamaño
    es de importancia y se transforma en un
    limitante.

    2. No todos los concentrados de espumas
    pueden ser premezclado (ej. Protéicas y fluoro
    protéicas).

    3. Se desconoce la vida útil de las
    soluciones premezcladas.

    2Dosificadores del tipo Venturi

    Los dosificadores del tipo Venturi, comúnmente
    llamados dosificadores de línea, introducen el concentrado
    dentro de un flujo constante de agua en una proporción
    determinada. El dispositivo recibe nombres tales como eductor o
    inductor y consta de un funcionamiento sencillo, basado en un
    principio de la física de los fluidos (ANEXO 1
    – Tubos de Venturi).

    A medida que el agua fluye a través del Venturi a
    una alta velocidad, se produce un diferencial de presión
    negativo (baja de presión) en el orificio de suministro
    del concentrado, ocasionando la succión e
    introducción del mismo dentro del torrente del agua en una
    proporción exacta. Las variaciones de presión de la
    línea de agua, influyen directamente en el flujo del
    concentrado, asegurando la correcta dosificación de la
    mezcla.

    Debido a que la producción de la mezcla viene
    determinada por la relación de presión entre la
    entrada y salida del Venturi, el rango operativo se encuentra
    limitado. En consecuencia cada modelo de dosificador de
    línea, tendrá su propio rango de presión de
    trabajo y para mantenerlo el suministro de entrada de agua
    deberá conservarse a determinadas presiones.

    Una presión de alimentación de agua, mayor
    a la operativa, resultará en una mezcla pobre de
    concentrado con agua. Contrariamente con una presión menor
    a la sugerida se obtendrá una mezcla rica.

    Adicionalmente, este tipo de sistemas dosificadores, son
    sensibles a la denominada presión de fondo. Se entiende
    por presión de fondo a la presión necesaria a la
    salida del dosificador para descargar el total de la
    solución de espuma.

    Esto incluye la presión requerida en la entrada
    de los dispositivos de descarga (lanzas, monitores, etc.), las
    pérdidas por rozamiento en la línea y la
    elevación de descarga. Es por ello que la máxima
    presión de fondo admisible a la salida del dosificador es
    del orden del 65% que la presión de entrada de
    agua.

    Si la presión de fondo excediese dicho valor, el
    dosificador podría no incorporar el concentrado de una
    forma adecuada, resultando una mezcla pobre de solución de
    espuma.

    Los dosificadores de línea del tipo Venturi
    pueden ser utilizados en equipos portátiles o bien en
    instalaciones fijas.

    Para el caso de equipos portátiles, el
    dosificador es equipado con conexiones para mangueras facilitando
    así su instalación a una línea. El
    suministro de concentrado en dicho caso, se realiza por medio de
    bidones a los cuales se les inserta un tubo de
    succión.

    Como mencionamos, estos dispositivos son sensibles a la
    presión de fondo, por lo tanto debe prestarse
    atención en la compatibilidad entre el dosificador y la
    tobera de descarga, y en la longitud de manguera entre dichos
    elementos. En el siguiente diagrama se pueden apreciar los
    distintos elementos.

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    Ventajas:

    1. Método de dosificación
    económico y confiable, dado que no tiene partes
    móviles, requiriendo un mantenimiento
    mínimo.

    2. Su capacidad de operación, abarca
    presiones de agua, que van desde los 5 hasta 14 bares, siendo la
    presión óptima de operación alrededor de los
    9 bares.

    3. El concentrado de espuma puede ser
    reabastecido durante la operación.

    Desventajas:

    1. Se requiere alta presión de
    agua.

    2. Son sensibles a las presiones de
    fondo.

    3. No son indicados para trabajar en
    sistemas de aplicación que requieran presiones
    variables.

    4. No son indicados en instalaciones con sistemas de
    rociadores o con orificios de descarga pequeño, dado que
    un eventual taponamiento del mismo, resultaría en un
    aumento de presión que podría desequilibrar el
    sistema de dosificación del concentrado.

    3Tanque dosificador tipo vejiga

    El tanque tipo vejiga, es un sistema de
    dosificación de presión balanceada, que para su
    operación, sólo requiere una provisión de
    agua adecuada.

    Un tanque del tipo vejiga, con su correspondiente
    dosificador (uno o varios), inyecta el concentrado de espuma
    dentro del flujo de agua del sistema contra incendio y resulta
    operativo en un amplio rango de flujos y presiones.

    El tanque de almacenamiento del concentrado, es un
    recinto de acero presurizado, que en su interior tiene una vejiga
    que permite que el concentrado esté físicamente
    separado de la provisión de agua.

    Durante la operación, el agua que suple el
    mecanismo de dosificación, es desviada hacia el tanque
    para presurizarlo. Al aumentar la presión dentro del
    tanque, se comprime la vejiga, y esto hace fluir el concentrado
    hacia la cámara de mezcla a una presión
    aproximadamente igual que la de alimentación del agua.
    Allí, la dosificación se realiza a través de
    un dispositivo similar a un Venturi.

    Mientras el agua fluye a través de la
    cañería, se crea un diferencial de presión
    entre el torrente y el orificio vertedor del concentrado
    permitiendo la mezcla. Al incrementarse el torrente de agua, se
    incrementa análogamente el diferencial de presión,
    dejando pasar más concentrado. Es así que la mezcla
    adecuada, se consigue simplemente al dejar que las presiones del
    agua y del concentrado sean idénticas al entrar a la
    cámara de dosificación.

    Diagrama simplificado

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    Ventajas:

    1. Este sistema de dosificación no
    requiere manipulación ni automatización. Opera bajo
    un simple principio físico. No requiere mucho más
    que una provisión de agua para operar.

    2. No se ve afectado por variaciones de
    presión.

    3. Bajo mantenimiento.

    4. El sistema de vejiga puede ser aislado permitiendo
    que fluya solamente agua.

    Desventajas:

    1. Dado que el sistema está
    presurizado, no se puede recargar la vejiga con concentrado
    durante la operación.

    2. La capacidad de provisión de concentrado,
    está limitada al volumen de la vejiga.

    3. Se requiere tiempo y cuidado al recargar
    la vejiga. Se debe drenar todo el contenido y prestar
    atención al llenado.

    4Dosificador de presión
    balanceada

    Los dosificadores de presión
    balanceada, son los sistemas más comunes por su
    versatilidad operativa y exactitud de mezcla.

    Al igual que en el sistema de vejiga, la
    dosificación se alcanza por medio de la adaptación
    de un Venturi. Mientras el agua fluye a través de la
    cañería, se crea un diferencial de presión
    entre el torrente y el orificio vertedor del concentrado
    permitiendo la mezcla. Al incrementarse el torrente de agua se
    incrementa análogamente el diferencial de presión,
    dejando pasar más concentrado. Es así que la mezcla
    adecuada se consigue simplemente al dejar que las presiones del
    agua y del concentrado sean idénticas al entrar a la
    cámara de dosificación.

    En este caso el tanque de concentrado se
    encuentra a presión atmosférica. La presión
    de mezcla se da por medio de una bomba. Para mantener constante
    la presión de agua y concentrado en la
    cámara de dosificación, un sensor de presiones y
    una válvula de diafragma son instalados en el sistema. De
    esta forma, cuando el circuito de concentrado alcanza una
    presión mayor que el agua, la válvula de diafragma
    la compensa dejando descargar parte del concentrado al tanque.
    Para asegurar la operación, se ubican manómetros en
    la línea de agua y concentrado. El sistema cuenta
    también con válvulas de apertura manual, en el
    eventual caso de que la válvula de diafragma resultase
    inoperativa.

    Algunas consideraciones del
    diseño del sistema radican en:

    – El dimensionamiento de la bomba de
    suministro de concentrado.

    – La necesidad de instalar una malla
    filtrante en la línea de provisión de concentrado,
    para eliminar posibles sedimentos del tanque.

    Diagrama simplificado

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    Ventajas:

    1. Versatilidad y exactitud.

    2. Permite seleccionar agua o espuma
    indistintamente.

    3. Se puede recargar el concentrado durante
    la operación.

    4. Operativos frente a variaciones de
    presión.

    Desventajas:

    1. Requiere conexión de
    energía eléctrica.

    2. Requiere mantenimiento de bombas y de
    circuito eléctrico.

    3. Instalación más
    cara.

    4. Pueden requerir de motores diésel
    u otros medios generadores de energía en áreas
    donde la misma no está disponible.

    5Dosificador de presión
    balanceada en línea

    Este sistema es utilizado para proveer una
    adecuada dosificación en múltiples lugares, incluso
    alejados del tanque de concentrado de espumas y de la respectiva
    estación de bombeo.

    Este tipo de sistema dosifica de forma
    exacta y automática la cantidad de concentrado de espuma,
    sin importar la presión.

    Al igual que en la dosificación
    balanceada, la mezcla adecuada se consigue simplemente al dejar
    que las presiones del agua y del concentrado sean
    idénticas al entrar a la cámara de
    dosificación.

    Este sistema resulta ideal
    en:

    1Operación simultánea de agua
    y espuma, ya sea en uno, o en todos los suministros de descarga
    de espuma (salidas o erogadores).

    2Múltiples suministros de espumas
    con diferentes presiones de trabajo.

    3Sistemas de suministro de espuma, alejados
    del tanque de concentrado y del dosificador.

    4Capacidad de poder elegir el dosificador
    más apto para proteger el área, utilizando un mismo
    tanque de concentrado y un mismo sistema de bombeo.

    La dosificación de presión
    balanceada en línea, se constituye en dos subsistemas bien
    diferenciados:

    A) El sistema de bombeo de concentrado,
    para aprovisionar a los módulos dosificadores.

    B) El sistema de módulos
    dosificadores, que controla la cantidad de concentrado a verter
    dentro de la línea de agua.

    Diagrama simplificado

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    Tip Demsa

    El concentrado de espuma, normalmente es suministrado a
    la línea de agua a una presión entre 1.70 y 2 bares
    mayor que la mayor presión instalada de agua. Asegurando
    así el suministro de concentrado a todas las estaciones de
    módulos dosificadores.

    El balanceo de la presión de concentrado se logra
    con una válvula reguladora reductora de presión,
    operada por un sensor que mide la presión de la
    línea de agua.

    La bomba de impulsión de concentrado es
    generalmente eléctrica (del tipo Jockey, dado que
    mayormente, la longitud de cañerías, exceden los 15
    metros) y está dimensionada con una potencia tal que pueda
    operar, sin sobrecargar al motor, aún con las
    válvulas de alivio del sistema abiertas. En lugares donde
    la energía eléctrica no está disponible se
    suelen utilizar bombas diésel.

    Ventajas:

    1. Dosifica automáticamente, dentro de un amplio
    rango de flujos.

    2. La dosificación no es afectada por variaciones
    de presión.

    3. El concentrado puede ser provisto durante la
    operación.

    4. Permite instalar los dosificadores lejos del sistema
    de bombeo del concentrado.

    5. Permite dimensionar los dosificadores
    para riesgos particulares, optimizando así la
    operación del sistema.

    6. Permite seleccionar el uso de agua o espuma durante
    la extinción.

    Desventajas:

    1. Requiere energía para propulsar las
    bombas.

    2. Requiere mantenimiento de los sistemas de bombas y de
    electricidad.

    3. Más caro que otros sistemas de
    dosificación.

    6Dosificación entorno a la
    bomba

    El sistema de dosificación "en torno a la bomba",
    desvía una porción del agua impulsada por la bomba
    de agua a un eductor (dosificador tipo Venturi), donde se
    encuentra con el concentrado y produce una mezcla muy
    rica.

    Esta solución de espuma, es conducida nuevamente
    a la entrada de la bomba para ser mezclada nuevamente con agua,
    es en este punto donde se obtiene una mezcla de concentrado a la
    proporción indicada (solución de espuma al 3% o 6%
    de dilución de concentrado).

    Una vez que el ciclo inicial se completa,
    el sistema se estabiliza y brinda una mezcla consistente a un
    flujo constante y específico.

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