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Bombas Contra IncendioBombas Contra Incendio

NFPA 20NFPA 20

Juan Carlos Guilbe

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Listado• Equipos o MaterialesEquipos o Materiales incluidos en una lista

publicada por una organización aceptada por la autoridad con jurisdicción y concerniente con la evaluación del producto que certifica que éste cumple con estandares señalados o que ha sido evaluado y aprobado su uso de manera específica.

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Propósito de las Bombas Contra Incendio Caudal o FlujoCaudal o Flujo: Representa el volumen de

agua que pasa por un punto dado en un período de tiempo. Usualmente representado en galones por minuto (GPM) o metros cúbicos por hora (m³/h).

PresiónPresión: Es la energía que permite al agua moverse a través de un sistema hidráulico usualmente representada en libras por pulgadas cuadrada (psi) o Kg/cm².

DuraciónDuración: Es la cantidad de tiempo que la fuente puede suplir el caudal representado en minutos.

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Peso Especifico del Peso Especifico del aguaagua

62.4 Lbs / P³

62.4 Lbs / P³ = 62.4 Lbs / P²

62.4 Lbs ÷144 Pulgadas² = 0.433 Lbs/Pulg² (psi)

Resumen de Hidraúlica Básica

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Ejemplo: Ejemplo: Consideremos un tanque de almacenamiento de agua que está a una elevación de 150 Ft., ¿Que presión producirá en un Hidrante que se encuentra en la base del tanque?

P = 0.433 psi/p * HP = 0.433 psi/p * H

P = 0.433 psi/p * 150 pP = 0.433 psi/p * 150 p

P = 65 psiP = 65 psi

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PS = Presión de SucciónPresión de Succión

PPDD = = Presión de Presión de DescargaDescarga

PPNN = = Presión NetaPresión Neta

PPD D == PPN N + P+ PSS

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Flujos Laminar y Turbulentos

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Componentes de un Sistema de Bombeo

BombaBomba MotorMotor ControladorControlador Jockey PumpJockey Pump

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• Una Bomba Contra IncendioUna Bomba Contra Incendio es cualquier dispositivo que toma agua de cualquier fuente tal como la municipalidad, cisterna, tanque, río, piscina, mar, etc., incrementando la presión de la misma con el propósito de suplir el flujo necesario a cualquier sistema de protección de incendios (sistemas de rociadores, mangueras, espuma, etc.)

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Tipos de Bombas Contra Incendio

CentrífugaCentrífuga Desplazamiento PositivoDesplazamiento Positivo

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Equipo Diseñado para Salvar Equipo Diseñado para Salvar Vidas y Propiedades, por lo Vidas y Propiedades, por lo que:que:

a) Tienen un “Alto Factor a) Tienen un “Alto Factor de de Sacrificio” Sacrificio”

b) Es un equipo sin b) Es un equipo sin protección.protección.

Característica Principal de las Bombas Contra Incendio

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Desplazamiento Positivo

• Las Bombas de Desplazamiento PositivoLas Bombas de Desplazamiento Positivo operan en base al principio del movimiento (desplazamiento) del agua a través de pistones.

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Bombas Centrífugas

• Fuerza CentrífugaFuerza Centrífuga: Es la fuerza que tiende a mover un objeto hacia fuera de su centro de rotación.

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Clasificación de acuerdo a la Succión

• Succión SimpleSucción Simple: Cuando el agua entra por un solo lado del ojo del impelente (impeller).

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• Doble SucciónDoble Succión: Es cuando el agua entra por ambos lados del ojo del impelente.

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• Dos Etapas en ParaleloDos Etapas en Paralelo: Es cuando tenemos dos impelentes que toman el agua de la misma fuente y ambos proveen la misma presión a una descarga común.

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• Dos Etapas en SerieDos Etapas en Serie: Tenemos dos impelentes, uno descarga en la succión del otro incrementando la presión total de descarga de la bomba y por ende del sistema, el flujo se mantiene igual.

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Tipos de Bombas Centrífugas

• VerticalesVerticales: Son bombas cuyo eje se encuentra en posición vertical.

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• Turbina VerticalTurbina Vertical: Posee impelentes al final del eje de la bomba, a la vez que éste se encuentra sumergido en una cisterna, pozo, o río. El eje de la bomba se encuentra encerrado dentro de la columna, cuando la bomba se encuentra en operación, el agua pasa a través de la columna hasta los platillos de descarga.

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• Carcaza Bi-PartidaCarcaza Bi-Partida: Posee la carcaza dividida en dos en dirección paralela el eje del impelente.

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• End SuctionEnd Suction: Es una bomba del tipo horizontal que posee la succión en el centro de la carcaza, en el lado opuesto del eje de la bomba.

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Rango de Operación Rango de Operación

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Capacidad de Diseño Una bomba etiquetada para servicio contra incendio debe

estar diseñada en rangos de capacidad desde 25 GPM hasta 5000 GPM a una presión neta no menor de 40 PSI.

gpm L/min gpm L/min gpm L/min

25 95 400 1514 2000 7570

50 189 450 1703 2500 9462

100 379 500 1892 3000 11355

150 568 750 2839 3500 13247

200 757 1000 3785 4000 15140

250 946 1250 4731 4500 17032

300 1136 1500 5677 5000 18925

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Bomba Sostenedora de Presión (Jockey)

Están instaladas en los sistemas de protección de incendios con el objetivo de mantener el sistema presurizado evitando así encender la bomba contra incendio para estos fines.

La jockey pump y sus componentes no tienen que ser listados para sistemas de protección contra incendio.

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MotoresTres tipos de motores están permitidos por NFPA 20 para ser usados en sistemas de protección de incendios:

1. Eléctrico

2. Diesel

3. Turbina de Vapor

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Motores Eléctricos (Cápitulo 6)• A partir de 1/1/98 los motores nuevos deben

de ser listados.

• Donde se va a instalar motores eléctricos la fuente de energía debe de ser “confiable”.

• El factor de servico máximo que permite la norma es de 1.15

• Los motores eléctricos no son de alta eficiencia.

• De no ser confiable, una de las siguientes opciones deberá de instalarse :

a) Una fuente alterna de energía.

b) Un generador (NFPA 110).

c) Una Bomba Diesel.

d) Una bomba de turbina de vapor.

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Diesel (Cápitulo 8)• El motor debe de ser listado para Sistemas

de Protección Contra Incendio.

• Motores de gasolina y GLP no son permitidos por NFPA 20.

• Se deberá proveer de una desconexión en caso de que el motor sobrepase el 20% de los rpm para los cuales está diseñado.

• Los motores son arrancados por medio de baterías. Cada motor deberá de ser provisto de dos juegos de baterías.

• Las baterias deberán de cargarse de dos maneras :

a) Por medio del mismo motor.

b) Por medio de un cargador listado.

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• El enfriamiento del motor puede ser de dos maneras :

a) Por intercambiador de calor.

b) Por radiador.

• EL tanque de combustible deberá tener una capacidad de por lo menos 1 galón por cada HP del motor, más 5% para expansión y un 5% para sedimentación.

• Deberá estar a una altura tal que pueda proveer al motor de succión positiva.

• Los motores deben de prenderse por lo menos una vez a la semana por no menos de 30 minutos.

• El tanque de combustible no deberá estar nunca por debajo del 50% de su capacidad.

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Controlador• Es el cerebro del sistema de bombeo contra

incendio.

• El controlador monitorea las condiciones del sistema y manda a encender la bomba bajo situaciones específicas.

• Cuando se produce una caída en la presión del sistema causado porque un rociador se disparó o se abrió una manguera, el sensor de presión detecta esta caída en la presión e inmediatamente manda a encender el motor de la bomba.

• Detectores de humo, de calor, u otros sensores, tambien pueden estar conectados al controlador y mandar a encender el motor de la bomba.

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• Poseen un swicht sensor de presión que está conectado a la bomba por medio de un tubo de pequeño diametro (1/2”).

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Controladores Eléctricos (Cap. 7)• Todos los controladores deben de ser

específicamente listados para motores eléctricos de bombas contra incendio.

• Los controladores deberán estar localizados lo más cercano posible a los motores que ellos sirven.

• Estos deberán estar colocados a una altura no menor de 12” del piso.

• El panel deberá cumplir por lo menos con NEMA tipo 2.

• Deberá tener las siguientes señales de manera visible:

a) Energía disponible.

b) Fase inversa.

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• Los Swichts de Transferencia (Transfer Swicht) deberán ser especificamente listados para bombas contra incendio.

• Swichts de Transferencia manuales no podrán ser usados en el controlador de la bomba contra incendio.

• Los cables de conducción deben de calcularse a un 125% de la capacidad del motor, si tenemos un motor de 100 Hp, debemos de calcular los cables para 125 Hp.

• El arranque del motor no puede probocar más de un15% de la caida de tensión del sistema.

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•A diferencia de los arrancadores de motores eléctricos típIcos, los controladores de motores de bomba contra incendio no poseen reles de sobre carga, ya que el motor no pude ser protegido por sobrecarga.

•El breaker principal solo abrirá el circuito cuando detecte una corriente de un 600% mayor que la corriente máxima de carga (Full Load Amps) durante un tiempo entre 8 y 20 segundos.

•Posee un arrancador manual para permitir al operador arrancar la bomba en caso de que el coil del contactor o el circuito de control no funcionen.

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Controladores Diesel (Cap. 9)• Todos los controladores deben de ser

específicamente listados para motores Diesel de bombas contra incendio.

• Los controladores deberán estar localizados lo más cercano posible a los motores que ellos sirven.

• Estos deberán estar colocados a una altura no menor de 12” del piso.

• El panel deberá cumplir por lo menos con NEMA tipo 2.

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Deberá tener las siguientes señales de manera visible y audible :

1. Baja presión de aceite en el sistema de lubricación.

2. Alta temperatura en el sistema de enfriamiento del motor.

3. Falla en el arrancador automático.

4. Falla en las baterías.

5. Falla en la carga de las baterías.

6. Apagado por sobrevelocidad.

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Cuarto de Máquinas• La bomba contra incendio, el motor y el

controlador deberán estar protegidos en contra de daños causados por: Inundaciones, fuego, terremotos, insectos, explosiones, congelamiento, actos terroristas, etc. u otras acciones vandálicas o condiones adversas que puedan presentarse.

• El cuarto no podrá bajar de los 5ºC (40ºF).

• Deberá estar provisto de luz artificial.

• Deberá de ser provisto de luces de emergencia, éstas no podrán estar conectadas al set de baterías del motor diesel.

• El piso del cuarto de maquinas deberá tener la capacidad de drenar toda agua que escape de la bomba o cisterna.

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Relleno Lechada

Base

Calzas

Cimbra

ConcretoPerno de Anclaje

Camisa del Perno

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Tubería y Accesorios Toda la tubería deberá ser de acero al carbon.

Deberá mantenerse pintada.

Podrá usarse como método de unión:

a) Platillos

b) Acoples ranurados

c) Soldadura

d) Roscado

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Una válvula listada de vástago ascencente (OS&Y) deberá ser instalada en la succión de la bomba.

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Una válvula listada de no-retorno (check) deberá ser instalada en la descarga de la bomba.

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Las válvulas instaladas en la succión, descarga, bypass, etc. deberán estar constantemente supervisadas.

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Donde la presión de cero flujo más la presión de succión de la bomba exceden la presión para los cuales los componentes del sistema han sido especificados, una Válvula de AlivioVálvula de Alivio deberá de instalarse en la succión de la bomba.

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Toda bomba deberá tener instalada una válvula de alivio de recirculación listada para sistemas contra incendio. Deberá proveer suficiente agua con el objetivo de prevenir el sobrecalentamiento de la bomba cuando está operando en el punto de no descarga.

El tamaño mínimo deberá ser de ¾” para bombas de menos de 2500 gpm, y de 1” para bombas con capacidad entre 3000 y 5000 gpm.

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Un manómetro de presión con un diámetro no menor de 3½” deberá ser conectado tanto en la succión como en la descarga de la bomba..

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Las válvulas doble de no-retorno deberán ser especialmente listadas para servicio en sistemas de protección contra incendio.

Cuando las bombas toman agua de un tanque de agua almacenado, una placa anti-remolino (vortex) deberá ser instalada en la entrada de la tubería de succión.

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Sistema Típico

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Reducción Excéntrica (2-9.6.d)

• Donde la succión de la bomba no es del mismo diámetro que la tubería de succión, se deberá instalar una reducción excéntrica.

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Fire ProtectionIncorrecto

Trayectoria del Agua

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Fire ProtectionCodo de Succión

Brida de Succión de la Bomba

Impulsor

Anillos de Desgaste

Carcaza de la BombaLa presión del agua se incrementa

aquí, causando un mayor flujo hacia un lado del Impulsor

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NFPA 25 (Cap. 7)

EquipoEquipo ActividadActividad FrecuencFrecuenciaia

Cuarto de máquinas Inspección SemanalOperación de la bomba (No flujo)

Prueba Semanal

Operación de la bomba

Prueba Anual

Sistema Mecánico Mantenimiento

Anual

Sistema Eléctrico Mantenimiento

Anual

Manómetros Inspección SemanalValvulas Check,

OS&YMantenimient

o5 años

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Preguntas….

¿?¿?