diseño de sistema contra incendios de agua nebulizada para
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FACULTAD DE INGENIERÍA
Carrera de Ingeniería Industrial
DISEÑO DE SISTEMA CONTRA INCENDIOS DE AGUA NEBULIZADA PARA REDUCIR LAS PÉRDIDAS EN
INFRAESTRUCTURA DE PROCESADORA AGRÍCOLA
Tesis para optar el Título Profesional de Ingeniero Industrial
HOMERO LIZA YUNQUE
JUAN RAMON PIZARRO QUISPE
Asesor:
Mg. Ing. Pedro Pablo Rosales Lopez
Lima – Perú
2019
I
JURADO DE LA SUSTENTACIÓN ORAL
.............................................
Presidente
.............................................
Jurado 1
.............................................
Jurado 2
Entregado el: .......................... Aprobado por:
......................................
Graduandos: Asesor de Tesis:
Homero Liza Yunque Pedro Pablo Rosales López
Juan Ramon Pizarro Quispe Pedro Pablo Rosales López
II
DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD
Yo, Homero Liza Yunque, Identificado con DNI N.º 41649783, Bachiller del
Programa Académico de la Carrera de Ingeniería Industrial, de la Facultad de
Ingeniería de la Universidad San Ignacio de Loyola, presento la tesis titulada:
“DISEÑO DE SISTEMA CONTRA INCENDIOS DE AGUA NEBULIZADA PARA
REDUCIR LAS PÉRDIDAS EN INFRAESTRUCTURA DE PROCESADORA
AGRÍCOLA”.
Declaro en honor a la verdad, que el trabajo de tesis es de mí autoría; que los datos,
los resultados y su análisis e interpretación, constituyen a mí aporte.
Todas las referencias han sido debidamente consultadas y reconocidas en la
investigación.
En tal sentido, asumo la responsabilidad que corresponda ante cualquier falsedad u
ocultamiento de la información aportada. Por todas las afirmaciones, ratifico lo
expresado, a través de mi firma correspondiente.
Lima, 07 de febrero de 2019
……......................................
Homero Liza Yunque
DNI N.º 41649783
III
DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD
Yo, Juan Ramon Pizarro Quispe, Identificado con DNI N.º 10231279, Bachiller del
Programa Académico de la Carrera de Ingeniería Industrial, de la Facultad de
Ingeniería de la Universidad San Ignacio de Loyola, presento la tesis titulada:
“DISEÑO DE SISTEMA CONTRA INCENDIOS DE AGUA NEBULIZADA PARA
REDUCIR LAS PÉRDIDAS EN INFRAESTRUCTURA DE PROCESADORA
AGRÍCOLA”.
Declaro en honor a la verdad, que el trabajo de tesis es de mí autoría; que los datos,
los resultados y su análisis e interpretación, constituyen a mí aporte.
Todas las referencias han sido debidamente consultadas y reconocidas en la
investigación.
En tal sentido, asumo la responsabilidad que corresponda ante cualquier falsedad u
ocultamiento de la información aportada. Por todas las afirmaciones, ratifico lo
expresado, a través de mi firma correspondiente.
Lima, 07 de febrero de 2019
…..….........................................
Juan Ramón Pizarro Quispe
DNI N.º 10231279
IV
EPIGRAFE
Para empezar un gran proyecto,
Solo hace falta, la valentía. Para
Terminar un gran proyecto, hace
Falta perseverancia. (Anónimo).
V
DEDICATORIA
Este trabajo, se lo dedicamos a
Nuestros familiares, ya que ellos
Fueron la motivación de nuestro
Desarrollo como profesionales.
VI
ÍNDICE DE CONTENIDOS
Pág.
RESUMEN 1
ABSTRACT 2
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 3
IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA 3
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 5
PROBLEMA GENERAL 6
PROBLEMAS ESPECÍFICOS 6
MARCO REFERENCIAL 7
ANTECEDENTES DE TESIS NACIONALES 7
ANTECEDENTES DE TESIS INTERNACIONALES 9
ESTADO DEL ARTE 13
MARCO TEÓRICO 16
Diagrama de Flujo de Procesos de Procesadora Agrícola 16
SISTEMAS DE EXTINCIÓN 29
TIPOS DE EXTINCIÓN 30
OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN 36
OBJETIVO GENERAL 36
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 36
VII
JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN 37
JUSTIFICACIÓN PRÁCTICA 37
JUSTIFICACIÓN SOCIAL 37
JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA 38
JUSTIFICACIÓN AMBIENTAL 38
HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN 39
HIPÓTESIS GENERAL 39
HIPÓTESIS ESPECÍFICAS 39
ALCANCES DE LA INVESTIGACIÓN 40
LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN 41
MATRIZ DE CONSISTENCIA 42
MARCO METODOLÓGICO 43
METODOLOGÍA 43
PARADIGMA 43
ENFOQUE 43
MÉTODO 43
VARIABLES 44
VARIABLE INDEPENDIENTE 44
VARIABLE DEPENDIENTE 45
VIII
POBLACIÓN Y MUESTRA 46
POBLACIÓN 46
MUESTRA 46
UNIDAD DE ANÁLISIS 46
INSTRUMENTOS Y TÉCNICAS 47
INSTRUMENTOS 47
TÉCNICAS 48
PROCEDIMIENTOS 49
MÉTODO DE ANÁLISIS 52
RESULTADOS 69
DISCUSIÓN 70
CONCLUSIONES 71
RECOMENDACIONES 72
SUGERENCIAS 73
REFERENCIAS 74
ANEXOS 77
FORMATO DE INSTRUMENTOS 81
IX
INDICE DE ILUSTRACIONES
Pág.
ILUSTRACIÓN 1 INCENDIOS POR AÑO 4
ILUSTRACIÓN 2 MAPA MENTAL DEL SCI DE AGUA NEBULIZADA 13
ILUSTRACIÓN 3. SIMBOLOGÍA DE PROCESOS 16
ILUSTRACIÓN 4. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO 17
ILUSTRACIÓN 5 TRIANGULO DEL FUEGO 22
ILUSTRACIÓN 6 TETRAEDRO DEL FUEGO 24
ILUSTRACIÓN 7 SISTEMA DE CONTROL ELECTRÓNICO 28
ILUSTRACIÓN 8 ROCIADOR DE AGUA 32
ILUSTRACIÓN 9 INYECTOR DE AGUA 33
ILUSTRACIÓN 10 PULVERIZADOR DE AGUA 33
ILUSTRACIÓN 11 AGENTES GASEOSO DE EXTINCIÓN 34
ILUSTRACIÓN 12 AGENTE QUÍMICO DE EXTINCIÓN 35
ILUSTRACIÓN 13 TIPOS DE AGENTES 35
ILUSTRACIÓN 14 CRONÓMETRO DIGITAL 50
ILUSTRACIÓN 15 ROCIADOR DE AGUA 51
ILUSTRACIÓN 16 PULVERIZADOR DE AGUA 51
ILUSTRACIÓN 17 SCI AGUA NEBULIZADA 53
ILUSTRACIÓN 18 TIEMPO DE EXTINCIÓN 57
ILUSTRACIÓN 19 ÁREA DE DISTRIBUCIÓN 59
ILUSTRACIÓN 20 CONSUMO DE AGUA 61
ILUSTRACIÓN 21 PRESUPUESTO 63
X
INDICE DE TABLAS
Pág.
TABLA 1 MATRIZ DE CONSISTENCIA 42
TABLA 2 VARIABLE INDEPENDIENTE 44
TABLA 3. VARIABLE DEPENDIENTE 45
TABLA 4. MUESTREO DE ÁREAS 55
TABLA 5. MUESTREO TIEMPOS 56
TABLA 6 ÁREA DE DISTRIBUCIÓN 58
TABLA 7 CONSUMO DE AGUA 60
TABLA 8 PRESUPUESTO DE INSTALACIÓN 62
TABLA 9 PRUEBAS DE NORMALIDAD 64
TABLA 10 TIEMPO DE EXTINCIÓN 65
TABLA 11 IGUALDAD DE MEDIAS 65
TABLA 12 ÁREA DE DISTRIBUCIÓN 66
TABLA 13 ÁREA DE DISTRIBUCIÓN 66
TABLA 14 CONSUMO DE AGUA 67
TABLA 15 CONSUMO DE AGUA 67
TABLA 16 PRESUPUESTO DE INSTALACIÓN 68
TABLA 17 TIEMPO DE EXTINCIÓN 68
XI
INDICE DE ANEXOS
Pág.
ANEXO I EMPRESA PROCESADORA AGRÍCOLA 77
ANEXO II EMPRESA PROCESADORA AGRÍCOLA 77
ANEXO III PLANO DE PLANTA PROCESADORA AGRICOLA 78
ANEXO IV MÓDULOS DE PRUEBA 79
ANEXO V SISTEMA NUEVO 79
ANEXO VI EXTINCIÓN CON NUEVO SISTEMA 80
ANEXO VII HOJA DE INSTRUMENTOS 81
ANEXO VIII HOJA TOMA DE DATOS 82
ANEXO IX PRESUPUESTO SISTEMA ANTIGUO 83
ANEXO X PRESUPUESTO SISTEMA NUEVO 84
ANEXO XI PRESUPUESTO SISTEMA NUEVO 85
ANEXO XII PRESUPUESTO SISTEMA NUEVO 86
ANEXO XIII HOJA TÉCNICA BOMBA DE SPRINKLER 87
ANEXO XIV HOJA TÉCNICA TUBERÍAS 88
ANEXO XV HOJA TÉCNICA VÁLVULAS 89
ANEXO XVI HOJA TÉCNICA ROCIADORES 90
1
RESUMEN
En la actualidad en nuestro país, existen muchas pérdidas materiales por la presencia
de los incendios, ya que no se cumplen estrictamente, con las normas de seguridad
contra incendios en edificaciones; siendo el Reglamento Nacional de Edificaciones
(RNE), el documento, que rige las normas de seguridad para todo tipo de edificación,
el cual viene siendo modificado año tras año.
Es por eso, que se desea reducir los posibles daños materiales, dentro de una
empresa de procesamiento agrícola, ante un posible incendio, que no cuenta con un
sistema de control y extinción del fuego, para poder proteger los bienes materiales, y
brindar la seguridad a las personas dentro de la empresa.
Observando esta problemática, se diseñó un sistema de protección contra
incendios, mediante el sistema de agua nebulizada, que cumple con las normativas y
estándares requeridos por el mismo, para así, poder reducir las pérdidas materiales en
la infraestructura de la empresa de procesamiento agrícola.
Este diseño contiene un sistema de detección electrónica, y a la vez un sistema
de extinción por agua nebulizada, que conjuntamente, dan como resultado la reducción
de tragedias, o pérdidas irrecuperables, dando un nivel de seguridad dentro de la
empresa.
Para este diseño se aplicó metodología de ingeniería, la cual puede ser aplicable
a cualquier tipo de entidad pública o privada y además puede ser auditada, supervisada
e inspeccionada por las autoridades competentes. A su vez el diseño de este sistema
contra incendios, fue guiado según los estándares de la Asociación Nacional de
Protección Contra el Fuego (NFPA), que en su norma 750, establece los criterios
mínimos para la utilización de agua nebulizada y su instalación.
Palabras Claves:
Agua Nebulizada, Pérdidas en Infraestructura y Sistemas Contra incendios.
2
ABSTRACT
At present in our country, there are many material losses due to the presence of fires,
since they do not strictly comply with the norms of fire safety in buildings; being the
National Building Regulation (RNE), the document, which governs the safety
standards for all types of buildings, which is being modified year after year.
That is why, it is desired to reduce the possible material damages, within an
agricultural processing company, before a possible fire, which does not have a fire
control and extinguishing system, to be able to protect the material goods, and to
provide security to the people within the company.
Observing this problem, a fire protection system was designed, using the
nebulized water system, which complies with the regulations and standards required
by it, in order to reduce material losses in the infrastructure of the agricultural
processing company.
This design contains an electronic detection system, and at the same time a
water mist extinguishing system, which together, result in the reduction of tragedies,
or irrecoverable losses, giving a level of security within the company.
For this design engineering methodology was applied, which can be
applicable to any type of public or private entity and can also be audited, supervised
and inspected by the competent authorities. At the same time, the design of this fire
system was guided according to the standards of the National Fire Protection
Association (NFPA), which in its 750 standard, establishes the minimum criteria for
the use of water mist and its installation.
Keywords:
Nebulized Water, Losses in Infrastructure and Fire Systems.
3
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA
Debido al crecimiento en las infraestructuras de diversas edificaciones, donde se
encuentran personas, maquinarias, y equipos; éstas, están sujetas a sufrir daños o
pérdidas perjudiciales producidos por un incendio, no controlado a su debido tiempo.
Muchas de estas, diversas edificaciones, necesitan de un sistema de protección
contra incendios, donde se pueda proteger a las personas u objetos, ubicadas dentro de
las infraestructuras.
Ahora en la actualidad, la gran mayoría de edificaciones nuevas o antiguas
requieren de un sistema de protección contra incendios, según normativas
internacionales NFPA, y estándares de seguridad industrial en edificaciones RNE,
regidos en nuestro país. Para poder implementar estos sistemas de protección, es
necesario contar con un diseño de instalación previo a la construcción de las
edificaciones, ya que estos diseños ocupan en su gran mayoría grandes dimensiones.
Cuando se presenta un siniestro, como puede ser un incendio, las pérdidas en
la infraestructura y equipos son considerables. El sistema contra incendios está
diseñado para extinguir el fuego; pero un sistema tradicional apaga el incendio a través
de la inundación, pero no evita las pérdidas, ya que tanto las infraestructuras, los
materiales y equipos quedan inservibles. Lo cual ocasiona grandes pérdidas
económicas, es decir el sistema tradicional no evita o reduce las pérdidas económicas,
pero cumple el objetivo de extinguir el fuego, para evitar daños colaterales o la
ampliación de la zona afectada. Por este motivo, es necesario encontrar una alternativa
que reduzca las pérdidas económicas, tanto en la infraestructura, materiales y equipos,
al mismo tiempo que garantice la extinción del fuego.
4
Otro de los problemas a mencionar es el tiempo de extinción, ya que un incendio no
controlado rápidamente, podría generar pérdidas graves, y esto se debería a que actúen
muy tarde los agentes de detección informáticos, o que sufran defectos en la parte
mecánica e hidráulica del sistema de extinción frente a un incendio.
Además, cabe mencionar que el agua, al ser un medio necesario para la
extinción del fuego, se limita a las cantidades almacenadas en los reservorios o
almacenes de abastecimiento, hacia el sistema de protección contra incendios.
Así mismo, estos sistemas utilizan grandes dimensiones de superficie, ya que
se necesitan equipos y materiales adecuados para la instalación.
El presupuesto para implementar estos sistemas de protección contra
incendios, es otro de los particulares que se detallan en el siguiente trabajo, ya que se
realizan, según los criterios necesarios, para poder proteger los bienes ante un posible
incendio.
Los incendios, ponen en peligro la vida los trabajadores y los bienes materiales
de las empresas, cuando no se toman las medidas correctivas frente al problema. Así
pues, podemos apreciar la cantidad de incendios año por año en nuestro país en la
siguiente ilustración 1:
Fuente: Estadísticas de Incendios Bomberos del Perú
2013 2014 2015 2016 2017
11264
9430 9473
12648
12114
IN
CE
ND
IO
S A
NU
AL
ES
INCENDIOS A NIVEL NACIONAL
Ilustración 1 incendios por año
5
A raíz de esta problemática, se diseñó un sistema de protección contra incendios, a
través del sistema de agua nebulizada a alta presión, para poder reducir las pérdidas
materiales en la infraestructura de una planta procesadora agrícola, ubicada en el
departamento de Ica, que cumpla con las normativas y estándares requeridos por el
mismo.
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
La reducción de las pérdidas materiales, dentro de una edificación industrial, se rigen
a muchos factores; como el uso de agentes extintores, y sistemas de protección contra
incendios, las cuales son guiados en base a las normativas NFPA, y RNE, para brindar
seguridad ante un posible incendio.
Además, los sistemas de protección contra incendios, están comprendidos en
los subsistemas de protección pasiva (sistemas de control electrónicos y eléctricos) y
los subsistemas de protección activa (sistema de protección hidráulica y agentes
extintores), la protección en conjunto, brinda seguridad ante un posible incendio, tanto
a las personas, como a los bienes materiales.
Pero se tiene mayor importancia a la protección activa, para el diseño y la
construcción de las edificaciones; porque influyen en la definición y distribución de
las áreas de instalación mecánica e hidráulica del sistema de protección activa contra
incendios. (Antonio Neyra Rodríguez, 2008).
Es así, que las edificaciones protegidas con el antiguo sistema tradicional, no
reducen las pérdidas materiales, pero si dan protección al personal ante un posible
incendio.
Por eso es fundamental reducir las pérdidas cuando existan los incendios, en
las edificaciones industriales.
6
Viéndolo del ángulo de reducción, dentro de la infraestructura de la procesadora
agrícola, fue necesario diseñar un sistema contra incendios de agua nebulizada a alta
presión, que cumpla con la reducción de las pérdidas materiales y a su vez brinde
protección al personal, ante un posible incendio.
PROBLEMA GENERAL
¿Cuánto se reducen las pérdidas en la infraestructura de la procesadora agrícola
con el nuevo sistema de protección contra incendios de agua nebulizada?
PROBLEMAS ESPECÍFICOS
¿Cuánto se reduce el tiempo de extinción con el nuevo sistema de protección
contra incendios de agua nebulizada para brindar protección en la
infraestructura de la procesadora agrícola?
¿Cuánto se reduce el área de distribución con el nuevo sistema de protección
contra incendios de agua nebulizada para brindar protección en la
infraestructura de la procesadora agrícola?
¿Cuánto se reduce el consumo de agua con el nuevo sistema de protección
contra incendios de agua nebulizada para brindar protección en la
infraestructura de la procesadora agrícola?
¿Cuánto varía el presupuesto con el nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar protección en la infraestructura de
procesadora agrícola?
7
MARCO REFERENCIAL
Dentro de nuestro marco referencial mencionaremos trabajos de tesis nacionales e
internacionales, que apoyaron en el desarrollo y estudio de nuestra investigación.
ANTECEDENTES DE TESIS NACIONALES
Cachay, (2016), realizó la tesis: “Sistema contra incendios de la planta de compresión
del EPC – 30, Malvinas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú.
Los sistemas contra incendios y el conjunto de tuberías (Piping), tema por demás
compleja, completa y hermosa de la Ingeniería Mecánica de Fluidos, pues la dificultad
en el trabajo y por la diversidad de problemas que se manifiestan en lo que corresponde
a las etapas de cálculo, selección, montaje, inspección y finalmente reparación”.
Según Cachay, “El Objetivo es calcular, seleccionar y sistematizar los
elementos del sistema de control y definir un sistema de seguridad contra incendios
mediante de tuberías para la Planta de Gas de Malvinas. Emplear un sistema normativo
para la identificación de los peligros en función a la norma. La metodología de acuerdo
a la tesis es de tipo bibliográfico y de campo. La investigación llegó a la conclusión,
que el caudal nominal del sistema contra incendios ha sido apreciado en la hipótesis
más extrema o desfavorable, que corresponde a una presión máxima de operación”
(2016). La relación con el proyecto nos permite saber cómo poder calcular la tubería
necesaria y sus pérdidas por fricción
En la tesis de Mendoza.R, (2016): “Cálculo de la red de abastecimiento para
un sistema contra incendios para la bahía de lavado de volquetes y almacenamiento
de llantas en el campamento minero Toquepala”, Universidad Mayor de San Marcos,
ubicada en lima, explica con énfasis los requerimientos mínimos de cálculo de
abastecimiento de agua para un sistema contra incendios por agua para la bahía de
lavado de volquetes y el taller de almacenamiento de llantas de los nuevos talleres de
mantenimiento. Se puede iniciar un incendio por fallas en el área de servicios y por la
naturaleza misma de los trabajos que se desarrollan en el área, con la posibilidad de
tener algunos pocos en caliente. Incluso está la posibilidad de tener derrames de
combustibles, grasas, aceites o solventes.
8
La protección de estas áreas estará dada primordialmente por hidrantes exteriores que
se conectaran mediante tubería de polietileno al hacer el recorrido bajo suelo se
necesitará la ejecución de excavaciones en el terreno.
El ingeniero en energía Mendoza. B, (2014), realizó la tesis: “diseño
hidráulico de un Sistema de Protección Contra incendios para el patio de tanques de
almacenamiento de-diésel 85- unidad minera toquepala, Universidad del Callao,
ubicada en el Callao, idóneo para atender los escenarios de incendio posibles de ocurrir
en el nuevo patio de tanques de almacenamiento y así brindar un nivel razonable de
protección a la vida, a las instalaciones y al medio ambiente”.
Según Mendoza “El Objetivo en esta investigación es diseñar un Sistema de
Protección Contra incendios sustentado en un indicado Cálculo Hidráulico que permita
conseguir el Patio de Tanques de Almacenamiento de Diésel 85-850 seguro en la
Unidad Minera Toquepala” (2014).
“La Metodología usada es investigación tecnológica y diseño no experimental.
La conclusión es haber elaborado los cálculos hidráulicos logrando definir los criterios
mínimos necesarios para el sistema de protección contra incendios con los cuales se
logró diseñar el mencionado sistema, por lo tanto, se garantiza la confiabilidad y
seguridad del sistema en conformidad con los estándares aplicables. Se relación con
nuestro proyecto es como llega a calcular el volumen de agua a utilizar para este
sistema combinado con espuma” Mendoza. B, (2014).
Alcarraz Fernández, Enrique, (2014), “ingeniero mecánico de fluidos, de la
universidad nacional mayor de san marcos, ubicada en lima, realizó la tesis: Diseño de
sistema de protección contra incendios con agua para el Centro Comercial Open
Plaza Primavera”, comprende la construcción del centro comercial con 122,413.14
m2 de área total techada en un sótano de primer nivel, una tienda por departamento en
3 niveles, un hipermercado, una tienda de mejoramiento del hogar, galerías
comerciales en 3 niveles, cines, patio de comida y estacionamientos en 4 niveles”.
9
Olivarez Olano, Olivia, (2014), “ingeniero sanitario, de la universidad nacional de
ingeniería, ubicada en lima, realizó la tesis: Instalaciones sanitarias para el edificio
de oficinas link tower, explica los componentes del sistema de agua contra incendios
pasando por los gabinetes, toma para bomberos, sistema de rociadores, etc. Explica el
uso de estos componentes que varían con la altura de la edificación, así como el cálculo
hidráulico para rociadores según las normas NFPA 13, 14 y 20, cálculo que está
últimamente siendo exigido por los revisores municipales para las aprobaciones de los
proyectos”.
ANTECEDENTES DE TESIS INTERNACIONALES
La tesis: Análisis del Volumen óptimo de un tanque de almacenamiento para un
sistema contra incendios, Universidad de Especialidades Espíritu Santo, Guayaquil,
Ecuador, describe la investigación sobre el cálculo para el almacenamiento de agua
para un sistema contra incendios, utilizando las normas de diseño internacional NFPA,
y las políticas del cuerpo de bomberos el cual controla a toda construcción, que
disponga un correcto sistema contra incendios el cual en muchas ocasiones no tenían
el volumen correspondiente, a través del diseño del tanque de almacenamiento
utilizando un sistema de extinción, para dar a conocer la demanda de agua. El objetivo
de la siguiente tesis es analizar y evaluar, técnica y ambientalmente, el diseño de un
sistema de protección contra incendios de una bodega de depósito.
La metodología utilizada en esta tesis es de tipo analítica y cualitativa. Una de
las conclusiones de este proyecto es que la mejor fuente de información lo obtuvo de
las normas NFPA, en las que se puede realizar un estudio con mayor exactitud para la
selección del mejor método de extinción, y a través de esta norma logró calcular la
cantidad de agua que sale de un rociador que fueron 45 GPM. La relación con el
proyecto está en función al volumen de agua a consumir por el cálculo utilizado según
la Norma y el volumen de agua a utilizar comparado con el agua nebulizada. (Bermeo.
A, 2017).
10
Molano Pinzón, Alejandro; Rodríguez L.F., 2017, ingeniero mecánico, de la
Universidad Distrital Francisco José Caldas, Bogotá - Colombia, realizó la tesis de
“Diseño del sistema contra incendios de extinción y detección para la facultad
tecnológica de la universidad distrital José de conforme a la norma NFPA, NSR-10”,
quien busca rediseñar la red del sistema contra incendios de la universidad distrital de
la facultad de tecnología, aplicando conocimientos de mecánica de fluidos, así como
el sistema de detección y alarma contra incendios cumpliendo con la normativa vigente
de su país, realizando un diseño en AutoCAD, detallando cada uno de los sistemas de
protección contra incendios.
El Objetivo es diseñar el sistema de extinción y detección de incendios para la
Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, conforme
a la norma NFPA y la NSR-10. La metodología utilizada es tecnológica No
Experimental.
La conclusión es lograr contribuir aún más a la protección de la facultad, no
limitándose únicamente al diseño de la red de Extinción, sino realizando también un
sistema de detección de incendios, simplificando de esta manera las tareas de aviso
oportuno y evacuación del personal involucrado en un incendio.
La relación con este proyecto es, que este sistema también ayuda a la
implementación de que todo proyecto contra incendios, se requiere un sistema de
detección contra incendios.
Cedeña Alban, Edison, 2016, ingeniero industrial, de la universidad de
Guayaquil, ubicada en Guayaquil – Ecuador, realizó la tesis de “Diseño, Construcción
y montaje de un sistema protección contra incendios en una empresa Litográfica”
explicando los riesgos laborales de las personas y la práctica sobre la seguridad y su
actividad, describe y detalla la evaluación del riesgo aplicando la norma NFPA,
método Grettener, realizando pruebas técnicas mediante presiones, caudales, diseños
de planos considerando la aplicación de los planos, para cumplir con las exigencias
solicitadas por las autoridades ecuatorianas cumpliendo la normativa internacional.
11
El objetivo de esta tesis es elaborar un diseño, mediante el cálculo de los requisitos
técnicos para la construcción y montaje de un sistema protección contra incendios en
una empresa litográfica. En lo referente al método teórico utilizado es el deductivo y
analítico, porque se deriva de diferentes casos de estudio de experiencias y casos
similares para poder llevar a cabo el presente trabajo.
Esta tesis concluye que un buen uso de las normas NFPA no solo disminuyen
los riesgos laborales sino también garantizan la seguridad de los recursos más valiosos
de la empresa que incluyen el personal, los activos fijos y el inventario. La relación
con nuestro proyecto de esta tesis se basa no solo en el diseño de agua contra incendios
si no enfoca su análisis en la protección de las personas y bienes materiales.
La tesis de grado “Investigación numérica de la termodinámica de extinción
de fuego mediante agua nebulizada en un centro de cómputo, empleando la dinámica
de fluidos computacional, Universidad libre de maestría en ingeniería, Bogotá,
Colombia, tiene como principal investigación extinguir fuego en centros de cómputo
por medio de agua nebulizada utilizando un programa comercial de dinámica
computacional, planteando ecuaciones que permitan precisar los principales residuos
de las variables que intervienen en la combustión, realizando una serie de simulaciones
que pueden comprobar que los tiempos de extinción son menores bajo una presión de
203 psi, por consiguiente, la velocidad de descarga de agua es directamente
proporcional al tiempo de extinción del fuego” Arce, A. ( 2016).
Según Arce “El Objetivo de esta tesis es investigar numéricamente la
termodinámica de la extinción del fuego mediante agua nebulizada en un centro de
cómputo empleando la dinámica computacional de fluidos. La metodología del
presente proyecto se enfoca en la investigación numérica termodinámica experimental.
(2016). Además, Arce “Realizó la comparación entre un sistema de agua nebulizada y
un sistema de rociadores; se tiene que el sistema de agua nebulizada consume
aproximadamente el 20 % de potencia de lo que consume un sistema de rociadores
tradicional” (2016).
12
“Referente a la comparación de consumo de agua de los sistemas de agua nebulizada
existe un ahorro de un 95% menos comparado contra un sistema de rociadores. El agua
nebulizada es un agente eficaz para reemplazar los sistemas de extinción por medio de
agentes limpios y de gases inertes, ya que se vaporiza rápidamente, no deja residuos y
adicional no produce problemas ambientales y no es perjudicial para la salud humana.
La relación con nuestro proyecto se basa en que el autor realiza la prueba experimental
de un sistema de rociadores tradicional comprado con sistema de rociadores de agua
nebulizada dando por resultado el ahorro del consumo de agua”. (Arce, A, 2016).
Choy, J, (2015), “ingeniero mecánico, realizó la tesis: Diseño de sistemas
contra incendios con rociadores y agua nebulizada, Universidad Simón Bolívar,
ubicada en Caracas - Venezuela, aprobado como SOBRESALIENTE, el mismo que
consistió en el diseño mecánico de un sistema de agua pulverizada y un sistema de
rociadores para proteger un patio de tanques y un depósito en la planta de metanol de
un complejo petroquímico el cual recopiló información teórica referente a los
incendios así como los mecanismos de extinción y control bajo la normativa NFPA,
ejecutando el diseño y su posterior simulación en el programa Hidcal, demostrando
cumplir con los requerimientos mínimos de presión y caudal de acuerdo a la norma”.
El Objetivo de esta tesis es identificar e implementar en el diseño mecánico de
sistemas activos de control y extinción de incendios las consideraciones y criterios
técnicos estandarizados por las normas NFPA, API, para reducir los daños que pueden
generar los incendios en instalaciones de carácter industrial.
La metodología empleada para diseñar se basa en diseñar un sistema contra
incendios y la simulación experimental hidráulica. Esta tesis concluye el caudal total
requerido por un sistema de agua pulverizada, demostrando un consumo mínimo
requerido, y la presión aceptable, obteniendo un resultado de menor daño a los bienes
industriales. La relación de esta tesis se basa a que siendo este un sistema de agua
pulverizada a media presión obtiene como resultado un menor consumo de agua y
menos daños materiales a la propiedad. Finalmente concluye mediante una simulación
y con presiones diferentes que un sistema de agua pulverizada por la velocidad que
tiene es directamente es proporcional al fuego.
13
ESTADO DEL ARTE
En la ilustración 2, se muestra el mapa mental del estado del arte del sistema contra
incendios del agua nebulizada.
.
Ilustración 2 Mapa mental del SCI de agua nebulizada
Fuente: Elaboración Propia
Antiguamente la creación de las embarcaciones marinas echas de madera lonas
cuerdas entre otros materiales, solo favorecían a la propagación de incendios en
cualquier buque a bordo teniendo el combustible que estos trasladaban y el calor
generados por antorchas, lámparas solo quedaba un componente para hacer que el
triángulo de fuego esté completado y este es el oxígeno que ya lo tenemos en el medio
ambiente, solo falta que se unieran para generar el incendio. (Hoff, Hassel-Hoff, 1945).
14
Tras el desarrollo de la industria de la embarcación aún siguen interviniendo el fuego
como agente principal de su destrucción por una u otra razón. (Hoff, Hassel-Hoff,
1945).
En la edad moderna a la actualidad se registran modernos cambios en la
construcción de embarcaciones marítimas, así como los medios de defensa y ataques
utilizando armas de fuego de largo alcance desde cañones hasta proyectiles modernos
de alta propagación. (Hoff, Hassel-Hoff, 1945).
En el año 1646, nacen las fragatas que, aunque la construcción se basa en una
alta tecnología no deja de preocupar los riesgos de incendio, al contrario, esta aporta
nuevas causas a pesar de eliminar otras (Hoff, Hassel-Hoff, 1945).
En 1637 fue construido el Sovereing of the seas (El soberano de los Mares),
todo un orgullo de las embarcaciones y flotas británica que fue destruido a causa de
incendio interno de manera fortuita.
La posterior llegada de los buques con casco acero hicieron que los incendios
disminuyan pero que no dejan suprimir en su totalidad que cuando estos son
provocados
En la actualidad, ya se tiene diversos tipos de equipos contra incendios que
generan menos espacios y peso en una embarcación marina incluyendo daños
materiales en la misma embarcación. (Hoff, Hassel-Hoff, 1945).
15
En el año 1985 fue fundada por Gran Sundholm Marioff, hoy proveedor líder de
sistemas contra incendios de agua nebulizada especialmente para embarcaciones
marinas, cruceros, yates.
En el año 1991 Marioff crea HI-FOG, a Través de miles y diversas pruebas que
se venían realizando la compañía obtiene más de 100 homologaciones, expandiendo
sus operaciones a industrias de generación de energía, alimentaria, industria
automotriz, industria aeroespacial y otras aplicaciones ya conocidas.
En el año 1993 HI-Fog logra establecer un comité en conjunto con la (NFPA)
de los Estados Unidos, creando la norma de seguridad contra incendios NFPA 750,
para estandarizar las instalaciones del sistema de protección contra incendios mediante
agua nebulizada.
En el año 1996 se publica la primera edición NFPA 750 respecto la norma
internacional de seguridad contra incendios para sistemas de agua nebulizada realizada
por la NFPA, asociación nacional de protección contra el fuego.
En el año 2015 siendo esta la última publicación se hace mención a la
clasificación de ocupantes y el capítulo 10 que hace mención a la dinámica de
ocupación en el diseño de un sistema de agua de niebla, así como las distancias de las
instaladas en viviendas de una a dos familias. (Hoff, Hassel-Hoff, 1945).
16
MARCO TEÓRICO
Nuestro proyecto se basa en la aplicación de nuevas tecnologías así como conceptos y
técnicas de diferentes actividades de detección y extinción del fuego, con el fin de
desarrollar un proyecto estandarizado automatizado de acuerdo a las normas exigidas
que faciliten el diseño, y los métodos, de los elementos necesarios para generar un
sistema de protección a través de agua nebulizada y den como resultado la ejecución
un buen proyecto de ingeniería que cumpla con las normativas y estándares requeridos
por el mismo.
La NFPA, según su norma 750, establece las pautas mínimas para la utilización
de agua nebulizada y su instalación; deben hacerse de acuerdo a ella, teniendo en
cuenta las directrices, diseños del fabricante, que tendrían que disponer de manuales y
procedimientos de instalación, así como los usos y riesgos ensayados. (Grupo
Aguilera, 2011).
Diagrama de Flujo de Procesos de Procesadora Agrícola
El diagrama de flujo representa gráficamente cada uno de los procesos de la empresa
de procesamiento agrícola. Cada simbología contiene una breve descripción de las
etapas de procesos, y las flechas indican la dirección de flujo de los procesos. Su
simbología se demuestra como se aprecia en la ilustración 3:
Ilustración 3. Simbología de procesos
Fuente: Estudio del Trabajo: Ingeniería de Métodos
17
En la siguiente ilustración 4, se aprecian los procesos de la empresa procesadora
agrícola para la exportación de uvas de mesa, empaquetados en cajas.
Ilustración 4. Diagrama de flujo del proceso
Fuente: Elaboración propia
DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE PROCESADORA AGRICOLA EXPORTADORA DE UVAS
Actividades
Etap
as d
el p
roce
so d
e em
paqu
e de
uva
s par
a ex
port
ació
n
INICIO
Recepción de la materia prima
(racimos de uvas)
Guías de recepción de la materia prima
Inspección y selección de las uvas de mesa
Sirven para el proceso de
exportaciòn?
Lavado de las uvas de mesa
Secado de las uvas de mesa
Embolsado de las uvas de mesa
Empacado de las bolsas en cajas de
cartòn
noSe fabrican otros
productos
si
FIN
Almacenamiento de los productos para exportciòn
18
“El sistema contra incendios de agua nebulizada es un sistema de control y abolición
del fuego, que al momento de su activación expulsa partículas de agua a alta presión,
dividas en tamaños inferiores a 1000 micras; de esta forma, extingue, y enfría el fuego,
haciendo desplazar el oxígeno por parte del vapor generado y la disminución del calor
radiante” (Grupo Aguilera, 2011).
Además, para la extinción del fuego, es necesario disponer de los medios de
extinción, lo suficientemente, capaz de actuar, eficazmente y en un corto intervalo de
tiempo. Esta lucha comprende de tres fases: El reconocimiento del incendio, La
transmisión de la información y por último la extinción. (R. BAYON, 1998).
Cuando se trata de diseñar una nueva distribución de área en planta, para un
sistema productivo existente, se puede evaluar la superficie por un procedimiento de
extrapolación, que no tiene por qué ser lineal, ni tiene porque extrapolar de la misma
forma para cada una de las partes del sistema. También se pueden realizar mediante
croquis a escala de los elementos del sistema y ubicarlas en diversas posiciones hasta
obtener una disposición satisfactoria a partir de la cual se puede estimar el espacio
necesario. (JOSEP & ALBERT, 1991).
Por lo general el presupuesto será efectuado considerando el tiempo de
implementación, la inflación y el uso de equipos necesarios para el diseño general del
proyecto; incluyendo los costos y gastos necesarios para la implementación del nuevo
sistema. (Macchía, 2007).
La eficacia del agua se basa en la acción conjunta de 3 acciones diferentes que
son Enfriamiento por absorción de calor, evaporación, disminución de la
transmisión de calor radiación, desplazamiento del oxígeno en el foco del
fuego, dilución, cuando el sistema de agua nebulizada a alta presión se activa,
al instante, ataca el fuego, penetrando en la llama directamente, haciendo que
enfríe y de manera rápida se activen sin dañar los materiales a proteger,
utilizando una poca cantidad de agua el incendio es reprimido antes que se
extienda y provoque daños mayores.(GRUPO Aguilera, 2011).
19
Prevención y realidad nacional
Durante los últimos años en nuestro país se ha registrado una elevada cantidad de
incendios de gran volumen, dejando muchos heridos y muertos de manera grave, los
cuales pudieron ser evitados teniendo en cuenta sistemas de seguridad contra el fuego
que tengan estándares internacionales y que ayuden a prevenir y a dar seguridad a las
personas y los bienes materiales.
La gravedad del problema se basa en la actitud de las personas y empresarios
ya que muchas de ellas no toman las medidas preventivas para librarse de cualquier
tipo de incendio desde su detección a través de un sistema de monitoreo automatizado
hasta la extinción general de la manera más segura, esto a causa de diversos problemas
ya sean económicos, accesibilidad o falta de información.
Es por ello la necesidad de implementar a todo nivel un sistema de detección y
extinción contra incendios, para disminuir la inseguridad y los daños materiales
empleando y aplicando lo último en tecnología.
Lamentablemente a falta de información el estado y muchas empresas a nivel
nacional, incluso proyectistas, arquitectos, ingenieros y diversos grupos de interés,
como inversionistas y propietarios muchos de ellos no consideraron en las
instalaciones un sistema de detección y extinción adecuado considerándolo como un
gasto mas no como una inversión, esto debido al exceso de confianza y conformismo
creyendo que la estructura o infraestructura no se vea afectada por un incendio,
evitando de esta manera prevenir y tomar medidas adecuadas para salvar vidas
humanas y reducir el daño material.
El sistema de detección y extinción reduce la posibilidad de ocasionar tragedias
dando un nivel de seguridad pese que actualmente no se siguen estrictamente en
nuestro país siendo el documento vinculado a la seguridad del Perú el Reglamento
Nacional de Edificaciones RNE, el cual viene siendo modificado año tras año.
20
Hoy en día que muchas empresas nacionales o internacionales adoptan de manera
oficial las normas internacionales, National Fire Protection Association NFPA, por lo
que direccionan sus expectativas a tecnologías más sofisticadas con diferentes tipos de
detección y extinción de manera tradicional, pero aun así existe falta de información
de sistemas de automatización que podrían ayudar a salvar vidas y bienes materiales.
El mercado del sistema de detección y extinción de incendio en el Perú, alcanza
los 190 millones de dólares al año para el 2016, y se tiene previsto que para el 2017 y
2018 tendrán un crecimiento de 20% anual, las razones residen en la renovación de y
actualización del reglamento nacional de edificaciones para adoptar y citar normas
internacionales, , así también de diversos programas de capacitación, seminarios,
congresos y exposiciones referentes al sistema adecuado de seguridad contra incendios
que vienen desarrollando diversas institución y empresas en convenio con la NFPA.
Normativa aplicada a sistemas contra incendios
Las normas del diseño e implementación de sistemas de protección contra incendios
en distintas edificaciones del sector vivienda e industrial, se encuentran regidas por un
organismo regulador que determina normas especiales según sea el caso en el área de
diseño a implementar, en el Perú de acuerdo a la RNE, la implementación de sistemas
de seguridad contra incendios se encuentran Influenciados por las normas de la
Asociación Nacional de Protección Contra el fuego NFPA, que indica, y da , las pautas
fundamentales para incrementar los índices de seguridad en el diseño y desarrollo un
sistema de detección y extinción contra incendios.
“La National Fire Protection Association (NFPA), reconocida alrededor del
mundo como autoridad principal ya que es la fuente de códigos y normas que dirige la
industria contra incendios y seguridad humana, con conocimientos técnicos, datos y
consejos para el consumidor sobre la problemática del fuego, la protección y
prevención”.
21
EL FUEGO
La definición de fuego es, según “The International Organization for Standartization
(I.S.O), en su norma (I.S.O. 3621), El proceso de combustión caracterizado
por la emisión de calor acompañado por humo y/o llamas".
La organización de seguridad humana y protección contra incendios más
grande y reconocido en el mundo con el nombre National Fire Protection Association
(NFPA), define el fuego como:
“La consecuencia de una combustión, la cual sería una reacción consistente
en la combinación continua de un combustible (agente reductor) con ciertos
elementos, entre los cuales predomina el oxígeno libre o combinado (agente
oxidante)”.
Estas condiciones del fuego se originan por la existencia en conjunto de estos tres
elementos:
Un comburente o agente oxidante, compuesto por el oxígeno del aire en
cantidades adecuadas.
Un combustible o agente reductor, suministra al fuego la energía que demanda
para su mantenimiento y/o propagación.
Cualquier fuente de energía calórica, la cual origine la ignición o incendio del
combustible (calor).
TRIÁNGULO DE FUEGO
Según HI-FOG; es necesario, enfriar el fuego, bloquear calor radiante, eliminar el
oxígeno del asiento del fuego, para poder extinguir el fuego en el menor tiempo
posible. En la ilustración 3 se muestra el triángulo del fuego.
22
Fuente: Hi-fog
Según HI-FOG “El oxígeno, el combustible y el calor, son los tres elementos
que combinados forman la trilogía o también el triángulo equilátero simple, en el cual
su cierre representa las condiciones beneficiosas para que existiera fuego”.
Los tres elementos del triángulo son mutuamente dependientes, cumpliendo cada uno
de ellos ciertos criterios de longitud y posición para que el triángulo esté completo.
Cada elemento individual es dependiente de los otros dos para que se produzca
la combustión. Si falta alguno de ellos, o si no están en proporción y combinación
adecuadas, el fuego no podrá existir. (Hernández y Jirón, 2017).
Componentes Del Triángulo Del Fuego
“El primer componente del triángulo de fuego es el oxígeno. El oxígeno es el elemento
básico de la vida no inflamable. El oxígeno por sí mismo no arde, solamente alimenta
la combustión, en otras palabras, es el elemento comburente (agente oxidante) de la
combustión” (Zurita. D, 2016).
Ilustración 5 Triangulo del Fuego
23
“El segundo componente del triángulo es el combustible o agente reductor de la
combustión. El combustible puede ser sólido, líquido o gaseoso. Con excepción del
estado gaseoso, el combustible debe sufrir cambios, para convertirse en vapor antes de
que la combustión se inicie” (Zurita. D, 2016).
“La tercera parte del triángulo es el calor. El calor es la energía que se necesita
para aumentar la temperatura del combustible, al punto que desprenda suficientes
vapores para que ocurra la ignición” (Zurita. D, 2016).
“El calor es también la forma de energía que causa la ignición. Por lo tanto, la
relación única, directa y simultánea de los tres elementos del triángulo: calor de
ignición, agente oxidante (oxígeno), agente reductor (combustible), en la proporción
correcta, es lo que causa el fuego” (Zurita. D, 2016).
Hernández y Jirón, aclaran sobre el modelo triangular:
“Este modelo triangular del fuego no serviría, sin embargo, para explicar debidamente
la producción y propagación de un incendio. En la actualidad, la teoría moderna de la
combustión representa al fuego como un tetraedro” (2017).
Durante los últimos cuarenta años, los investigadores han llegado a la conclusión de
que es necesario que exista un cuarto factor para que un incendio se sostenga y aumente
de tamaño. En general se ha descubierto la existencia de una reacción en cadena que
se denomina "sangre de la vida del fuego" y que se produce entre el combustible
(agente reductor) y el comburente (agente oxidante).
Lo mismo que el cuerpo humano necesita aire, alimentos, temperatura normal
del cuerpo y un sistema circulante, así el fuego necesita aire, combustible, temperatura
de llama adecuada y un sistema de reacciones en cadena sin impedimentos que lo
mantenga vivo. En la ilustración 4, se muestra la diferencia del proceso del fuego.
24
Fuente: Grupo Prointex.
El triángulo del fuego se altera al incluir en él la reacción en cadena,
formándose así una figura multidimensional, con cuatro caras interdependientes
(tetraedro). A medida que el fuego arde, las moléculas del combustible se reducen a
moléculas más simples dentro de la llama.
Mientras el proceso de combustión continúa, el aumento de temperatura hace que el
oxígeno adicional sea atraído al área de candela, más moléculas se parten, se rompen,
entran en la reacción, alcanzan su punto de ignición, empiezan a arder y aumenta la
temperatura, lo cual a su vez demanda más oxígeno y continúa la reacción en cadena.
Este proceso de reacción en cadena continuará hasta que las sustancias
involucradas se trasladen a áreas más frías de la llama. Mientras exista suficiente
combustible y oxígeno y la temperatura se mantenga, la reacción en cadena propagará
el proceso de combustión. El fuego ciertamente vive de su propio calor, generando una
serie de radiaciones que continúan el proceso de combustión. (p.16).
Ilustración 6 Tetraedro del fuego
25
CLASES DE FUEGOS
De acuerdo al tipo de elemento extintor; se ha clasificado las clases de fuego que
existen.
Fuegos de clase “A”
Son los que tienen lugar con materiales sólidos comunes tales como la madera, el
papel, el cartón, los textiles, cauchos y plásticos termoestables. La acción de
sofocación y enfriamiento del agua o de soluciones que la abarque en porcentajes altos,
son de importancia principal en la extinción de esta clase de fuego.
“Existen, además agentes de polvos químicos secos especiales (multiusos) que
extinguen inmediatamente las llamas y produce un manto que retrasa la combustión.
Si fuese necesaria o imperiosa una extinción total, se aconseja continuar con agua o
con otro agente de la clase A” (Hernández y Jirón, 2017).
Fuegos de clase "B"
Son los que tienen lugar a causa de la presencia de una mezcla de vapor-aire sobre la
superficie de un líquido inflamable, como gasolina, aceite, grasa, ceras, parafinas,
pintura, alcohol y otros disolventes. El restringir el aire (oxígeno) y frenar los efectos
de la combustión son muy importantes para extinguir esta clase de fuegos incipientes.
Los chorros de agua aumentan la propagación del fuego, aunque en ciertas condiciones
las boquillas de niebla de agua han demostrado ser oportuno. Básicamente se usan para
extinción polvos químicos secos (multiusos), anhídrido carbónico, espuma e
hidrocarburos halogenados.
Fuegos de clase “C”
Son los que tienen lugar en equipos e instalaciones eléctricas energizadas, donde se
necesitan usar agentes extinguidores no conductores. El polvo químico seco, el
anhídrido carbónico y los líquidos evaporables (pulverizados), son agentes
extinguidores aptos para esta clase de fuego.
26
Para este tipo de fuego no debe usarse espuma ni chorro de agua, puesto que estos
agentes, son buenos conductores de la electricidad y pueden comprometer a quien los
usa a una fuerte descarga eléctrica. En fuegos de equipos eléctricos como
transformadores, a veces, puede usarse una niebla muy fina, ya que el agua pulverizada
es peor conductora de electricidad que en chorro sólido.
Fuegos de clase “D”
Esta clase de fuegos se producen en metales combustibles como el magnesio, el titanio,
el circonio, el litio, el potasio, el sodio y el aluminio en polvo. Existen técnicas, agentes
extinguidores y equipos de extinción especiales para extinción. Por lo regular no
deberían emplearse agentes extinguidores comunes sobre fuegos metálicos, por lo que
existe el peligro, en la mayoría de los casos, de aumentar la intensidad del fuego,
debido a una reacción química entre algunos de los agentes extinguidores y el metal
que se está quemando.
Fuegos de clase “k”
El fuego de clase K (a base de Acetato de Potasio), tiene lugar dentro de las áreas de
cocinas. Son producidos por aceites y grasas animales o vegetales.
El crecimiento de esta actividad, los equipos de cocina han empleado
últimamente más el uso de aceites vegetales no saturados, se necesita un agente
extintor y su aplicación específica no solo por la extinción y sus características de
agente limpio, sino que debe obtener el efecto de enfriamiento.
27
SISTEMA DE DETECCIÓN Y ALARMA CONTRA INCENDIOS
Los sistemas de detección de central de alarma contra incendios, se encuentran
catalogados como un sistema de protección pasiva es decir no juegan un rol para lucha
contra incendios, pero son fundamentales para prevenir los incendios evitar su
propagación y alertar de forma inmediata a las personas con el fin de reducir las
consecuencias que podría tener en salvar vidas y bienes materiales.
En la tesis: “Diseño de un sistema centralizado inalámbrico para detección y
alarma contra incendios utilizando tecnología moderna, se destaca, que también son
desarrollados con el objetivo de detectar eventos de incendio en áreas estructurales de
inmuebles que no son monitoreados de forma constante por un personal de
mantenimiento, seguridad” (PACHECO, R, 2009).
Actualmente las tecnologías más usadas están determinadas por sistemas
convencionales direccionales e inteligentes contra incendios, caracterizado por una
transición de datos por medio de cableado interconectados entre sí.
Según Pacheco “El objetivo principal del diseño de una red inteligente de
detección es tener la capacidad de direccionar cada uno de los componentes para
reconocer áreas del inmueble de forma totalmente independiente a través de un entorno
inalámbrico, de igual manera la gestión y organización de los datos obtenidos en panel
de control basado en un micro controlador anexado a un módulo coordinador” (2009).
Diseño de un sistema de detección y alarma contra incendios. Ver ilustración 5.
28
Fuente: Mercor Tecresa
Una red de detección y alarma contra incendios con tecnología moderna, tiene
un alto rendimiento comparando sus características con la de un sistema de detección
usados hoy en día.
Ya que estos equipos vienen equipados con un software moderno, para dar
mayor seguridad en el uso de los equipos electrónicos, y a su vez emitir señales de
peligro si el sistema tuviera averías, para así poder tomar las medidas correctivas más
rápido.
Ilustración SEQ Ilustración \* ARABIC 5: Sistema de detección Ilustración 7 Sistema de control electrónico
29
SISTEMAS DE EXTINCIÓN
El principio para extinguir un incendio se basa en la eliminación de uno o más de los
cuatro elementos que forman el tetraedro de fuego (calor, comburente, combustible, y
reacción química en cadena). Según qué elemento se llegue a eliminar, esto, originará
la interrupción o rotura de la reacción en cadena.
Enfriamiento O Reducción Del Calor
La eliminación del calor se consigue suministrado un agente refrigerante que
disminuya la temperatura del combustible, por debajo de su punto de ignición.
Generalmente, el agua más utilizada de ellos; el agua se aplica sobre las superficies
calientes.
Dilución o remoción del combustible
También llamado "Desalimentación” en el cual se logra la extinción del fuego
separando el combustible.
Sofocación
Se consigue la extinción del fuego por mediante la eliminación del oxígeno de la
combustión. Esto se obtiene, apartando el oxígeno a través de una determinada
concentración de gas inerte, o también cubriendo la superficie en llamas con una
sustancia o elemento incombustible.
Rotura de las reacciones de combustión en cadena
Cuando la temperatura de las llamas aumenta gradualmente en presencia de
combustible y oxígeno, ocurre una reacción en cadena. Para su extinción se emplean
determinados productos químicos inhibidores del fuego.
Los agentes químicos inhibidores más eficientes son: hidrocarburos
halogenados, sales alcalinas y sales de amoníaco. Estos compuestos químicos
reaccionan con los diferentes componentes de los vapores combustibles
neutralizándolos.
30
TIPOS DE EXTINCIÓN
Extinción con agua
“Indudablemente el agua es el recurso más utilizado desde tiempos remotos para
extinguir incendios. Su fácil accesibilidad y bajo son componentes cruciales para su
empleo actual. Sin embargo, el agua posee otras características físicas y químicas que
la tornan ideal” (Demsa, 2017).
“El agua extrae el calor de los cuerpos unas cuatro veces más rápido que
cualquier otro líquido no inflamable convirtiéndose en un excelente agente enfriador.
No tóxica y puede almacenarse a presión y temperaturas normales. Su punto de
ebullición (100°C) está por debajo de los límites de pirolisis de la mayoría de los
combustibles sólidos (250°C a 400°C) con lo cual el enfriado de la superficie por
evaporación del agua es altamente eficiente. Sin embargo, el agua se congela a la
temperatura de 0°C y es conductora de la electricidad. El agua es el elemento a escoger
cuando se trata de un incendio que involucra a sólidos no reactivos al agua” (Demsa,
2018, p.38)
Extinción con niebla de agua
La extinción con niebla de agua basa su acción en las propiedades del agua
mencionadas en el apartado anterior, pero su aplicación física en gotas finas en forma
de niebla se corresponde con los siguientes efectos:
Las gotitas de agua que componen la niebla se convierten en vapor absorbiendo
el calor de la superficie del combustible o bien dentro de la llama (enfriamiento del
incendio).
La niebla se evapora en el ambiente antes de alcanzar a la llama, extenuado en
consecuencia el contacto de la misma con el oxígeno o bien suplantando el porcentual
de oxígeno presente por el vapor (ahogamiento del incendio).
La niebla bloquea directamente la transferencia del calor radiante entre el fuego
y el combustible (aislamiento o interrupción de la reacción en cadena).
31
“La niebla se emplea mediante instalaciones fijas o bien por extintores portátiles”
(Demsa, 2017, p.39).
Extinción con gases inertes
El dióxido de carbono es el elemento más frecuente, aunque también son empleados
el vapor y el nitrógeno. Estos gases inertes pueden generar efectos dañinos para las
personas.
“La extinción por medio de gases inertes funciona esencialmente con la
creación de una atmósfera enrarecida que reduce la concentración porcentual del
oxígeno en el área de combustión”. (Demsa-Seguridad Contra incendios, 2017).
Extinción con polvos químicos secos
“Se entiende como una mezcla de compuestos en forma de polvo químico fino entre
los cuales son a base de: bicarbonato sódico, bicarbonato potásico, bicarbonato urea-
potásico y fosfato mono-amónico” (Duque Granja, 2015).
“Las ventajas en la ampliación de polvos secos en la extinción de incendios
son la nula toxicidad y alta constante dieléctrica, y tiene las siguientes desventajas:
ligero efecto corrosivo y dificultad de limpieza después de la aplicación” (Duque
Granja, 2015).
“Los polvos secos no crean atmósferas inertes alrededor de la superficie de los
líquidos inflamables; consecuentemente, su aplicación no origina una extinción
permanente si las fuentes de reignición, tales como superficies metálicas calientes o
rescoldos incandescentes, continúan estando presentes” (YUKON1-Extintores, 2016).
Extinción Con Agentes Espumígenos
Los agentes espumígenos (también llamados espumas o agentes agua - espuma), basan
su acción en la sofocación del fuego formando un tapiz que logra la separación
combustible-oxígeno. (Duque Granja, 2015) Se logra mediante la creación de una
masa de burbujas a través de una solución en agua de distintos concentrados.
32
“Como la espuma es mucho más liviana que el líquido inflamable, flota sobre este
produciendo una capa continua de material acuoso, que separa el aire, enfría el
combustible y aísla los vapores de las llamas, previniendo o extinguiendo un incendio.
(Demsa-Seguridad Contra incendios, 2017) Su utilización no es tóxica y puede cubrir
grandes áreas. Sin embargo, no se puede utilizar en fuegos de origen eléctricos”
(Duque Granja, 2015).
Extinción con gases limpios
“Los agentes limpios extinguen el fuego removiendo a los mecanismos físicos,
químicos o ambos a la vez, no deja residuos y no son conductivos de electricidad. Los
principales gases limpios podemos distinguir a los alquenos con contenido de Bromo,
los perfluorocetonas, hidrocloro fluorocarbonos (HCFCs), hidrofluoro carbonos
(HFCs), y la mezcla de algunos gases inertes (Ar, N2 y CO2), entre otros” (Demsa-
Seguridad Contra incendios, 2017, p.40).
EQUIPOS DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS SISTEMAS DE
EXTINCIÓN MEDIANTE AGUA
Por Rociadores Automáticos
Los rociadores automáticos (sprinklers), son parte de un sistema de extinción contra
incendios, formado por una reserva de agua para el suministro del sistema y una red
de tuberías de la cual son elementos terminales roscados. En la ilustración 6, se
muestra un rociador automático tradicional.
Fuente: Proinelcom
Ilustración 8 Rociador de agua
33
Por Agua Pulverizada
Los sistemas de extinción por agua pulverizada funcionan esencialmente como un
sistema de rociadores, con boquillas de extinción abiertas. Está diseñado para apagar
un incendio rápidamente, descargando grandes cantidades de agua sobre el área
afectada. En la ilustración 7, se muestra un inyector de agua pulverizada.
Fuente: Marioff
Por Agua Nebulizada
Es un sistema de protección contra incendios que utiliza partículas muy pequeñas de
agua, esparciéndose por boquillas nebulizadoras, para combatir el fuego. Como se
puede apreciar en la ilustración 8.
Fuente: Marioff
Ilustración 9 Inyector de agua
Ilustración 10 Pulverizador de agua
34
Por Espuma
Los sistemas de extinción automática por espuma son utilizados principalmente para
la extinción de incendios de Clase B, los que pueden afectar a líquidos inflamables y
combustibles.
Por Bocas de Incendio Equipadas (BIE´s)
Están equipadas con un sistema manual, el cual es operado pon un técnico. Además,
estos equipos van empotrados en gabinetes ubicados en los muros, a una altura de un
metro, para poder facilitar sus maniobras ante un posible incendio; ya que las
mangueras que se encuentran dentro del gabinete vienen enrolladas y estos tienen una
longitud de 30 metros.
SISTEMAS DE EXTINCIÓN POR AGENTES GASEOSOS
En la ilustración 9, se muestra los agentes gaseosos de extinción que son del tipo:
CO2, MX1230 (NOVEC), MX200 (HFC-227ea), y ARGÓN.
Fuente: Grupo Coyma.
Ilustración 11 Agentes gaseoso de extinción
35
SISTEMAS DE EXTINCIÓN POR AGENTES QUÍMICOS
En la ilustración 10, se muestra los agentes químicos de extinción, que son del tipo
polvo seco (Formado por sales químicas).
Ilustración 12 Agente químico de extinción
Fuente: Grupo Amerex
En la ilustración 11, se muestra los diversos tipos de agentes de extinción, por clases
de fuego.
Fuente: Demsa-prevención de incendios
Ilustración 13 Tipos de Agentes
36
OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN
OBJETIVO GENERAL
Calcular cuánto se reducen las pérdidas en la infraestructura de procesadora
agrícola con el nuevo sistema de protección contra incendios de agua
nebulizada.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar cuánto se reduce el tiempo de extinción con el nuevo sistema de
protección contra incendios de agua nebulizada para brindar protección en la
infraestructura de procesadora agrícola.
Calcular cuánto se reduce el área de distribución con el nuevo sistema de
protección contra incendios de agua nebulizada para brindar protección en la
infraestructura de procesadora agrícola.
Calcular cuánto se reduce el consumo de agua con el nuevo sistema de
protección contra incendios de agua nebulizada para brindar protección en la
infraestructura de procesadora agrícola.
Calcular cuánto varía el presupuesto con el nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar protección en la infraestructura de
procesadora agrícola.
37
JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
Para reducir los posibles daños, dentro de las instalaciones de la procesadora agrícola,
se diseñó un sistema de extinción y control de incendios, con la intención de disminuir
sustancialmente su propagación e intensidad de tal manera que proteja los bienes
materiales y brinde la seguridad necesaria a las personas dentro de la infraestructura.
Para este tipo de diseño se aplicó, metodología de ingeniería, y además, este
diseño contra incendios, puede ser aplicable a cualquier tipo de entidad pública o
privada y puede ser auditada, supervisada e inspeccionada por las autoridades
competentes.
JUSTIFICACIÓN PRÁCTICA
El diseño de un sistema contra incendios, mediante agua nebulizada a alta presión se
realizará, según la norma internacional NFPA (National Fire Protection Association),
mediante un análisis de riesgo, con el objetivo de mejorar la protección en la
infraestructura de la planta de procesamiento agrícola.
Por otro lado, incentiva a la práctica y aplicación de este novedoso sistema en
el país, anticipando y disminuyendo los posibles daños, logrando obtener un sistema
de protección de alta calidad, cumpliendo la normativa citada.
JUSTIFICACIÓN SOCIAL
Este presente diseño de investigación es muy importante y es de interés nacional e
internacional aplicado a cualquier edificación, el desarrollo, aplicación e
implementación generará un impacto positivo, ya que salvará vidas humanas y
contribuye a la seguridad social del país.
Por otra parte, un sistema de agua nebulizada a alta presión, permitirá cumplir
una estrategia de seguridad nacional al implementarse a todo nivel de edificación
nueva y existente, disminuyendo el consumo de agua siendo así mucho más seguro y
económico con fuentes energéticas de menor consumo y tecnología de punta más
segura.
38
JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA
El diseño y la implementación de un sistema contra incendios de agua nebulizada,
genera un costo más elevado en el equipamiento; pero esta inversión, reduce en el
consumo de agua, minimiza las pérdidas materiales y sobre todo el tiempo de
inactividad ante un siniestro de fuego.
En caso de un siniestro de fuego atacado, con el sistema contra incendios
tradicional, tanto la infraestructura, los bienes materiales y equipos, que se encuentran
en un lugar, quedaran malogrados o inservibles, lo cual ocasiona pérdidas económicas.
En cambio, este nuevo sistema contra incendios de agua nebulizada extingue el fuego,
y reduce los daños en la infraestructura, bienes materiales y equipos, por lo tanto, las
pérdidas económicas, en caso de un siniestro, se reducen, lo cual justifica
económicamente esta investigación.
Por otro lado, elimina la construcción de la cisterna para almacenamiento de
grandes volúmenes de agua, permitiendo que este sistema contra incendios sea más
eficiente y económico a la vez.
JUSTIFICACIÓN AMBIENTAL
Este nuevo sistema contra incendios, origina un impacto ambiental, ya que reduce
considerablemente el uso de la materia prima como agente extintor, que es el agua;
siendo este sistema de agua nebulizada un mejor distribuidor en el uso considerable
del agua ante un incendio.
39
HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN
HIPÓTESIS GENERAL
Se reducen las pérdidas en la infraestructura de procesadora agrícola con el
nuevo sistema de protección contra incendios de agua nebulizada.
HIPÓTESIS ESPECÍFICAS
Se reduce el tiempo de extinción con el nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar protección en la infraestructura de
procesadora agrícola.
Se reduce el área de distribución con el nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar protección en la infraestructura de
procesadora agrícola.
Se reduce el consumo de agua con el nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar protección en la infraestructura de
procesadora agrícola.
El presupuesto varía con el nuevo sistema de protección contra incendios de
agua nebulizada para brindar protección en la infraestructura de procesadora
agrícola.
40
ALCANCES DE LA INVESTIGACIÓN
Debido a los distintos sistemas de detección y extinción de incendios, todas ellas
basadas en las normas RNE, NFPA, y su efectividad para distintos tipos de
edificaciones generales, determinaremos que el alcance del presente proyecto de
investigación se limitará y desarrollará a abordar el diseño del sistema de protección
contra incendios mediante agua nebulizada a alta presión.
La propuesta del diseño y desarrollo, propone y analiza los criterios de
metodologías e ingeniería, para el diseño del sistema de protección activa, el cual
servirá de un modelo tipo, basado en el desarrollo de proyectos de investigación
futuras, bajo la normativa NFPA, y RNE, que desde el año 1896, supervisa y clasifica
el desarrollo, con diferentes códigos y normas internacionales para la implementación
y mantenimiento de estos sistemas de protección.
NFPA 750, Norma referente a los sistemas de protección contra incendios de
neblina de agua, dedica orientación sobre las buenas prácticas de sistemas de neblina
de agua en donde el sistema ha sido específicamente listado para el riesgo a proteger,
y reducir pérdidas. (Spaziani, 2018)
Además, este nuevo sistema se implementará en el departamento de Ica en una
empresa Agrícola procesadora, provincia de Ica.
Así mismo se desarrolló el proyecto en genera, en un tiempo aproximado de
dos años desde su inicio hasta su implementación. Periodo 2017-2018.
41
LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN
Se conoce diversas formas de detección y extinción de incendios, por lo que esta
investigación solo contempla únicamente al diseño de protección contra incendios
mediante un sistema de agua nebulizada a alta presión.
Para dar protección al área de almacenamiento de los productos terminados de
la empresa procesadora agrícola. Ya que estos productos terminados están empacados
en cajas de cartón y apilados sobre unas parihuelas de madera, la cuales son materiales
inflamables sin protección alguna, ante un posible incendio.
Para la investigación se analizó y se clasificó, la interpretación de las diversas
formas de extinción recomendadas y citadas según la normativa NFPA, mencionando
y detallando cada uno de ellos, sin profundizar en el análisis especializado de la
ingeniería de los sistemas tradicionales.
El desarrollo de esta investigación se realizó mediante la normativa
mencionada con el fin de cumplir con el reglamento y sus procedimientos, para así
evitar la distorsión de las variables que puedan generar un sesgo en la interpretación
de los resultados.
Ya que los costos de generar un incendio a gran escala, no lo permiten, solo se
recolectaron datos, de unos módulos de simulación de incendios, para la cual se
obtuvo, los datos necesarios, en escenarios de simulación de peligro, dentro de la
empresa agrícola procesadora.
42
MATRIZ DE CONSISTENCIA
Tabla 1 Matriz de consistencia
DISEÑO DE SISTEMA CONTRA INCENDIOS DE AGUA NEBULIZADA PARA REDUCIR LAS PERDIDAS EN LA INFRAESTRUCTURA DE PROCESADORA AGRICOLA
PROBLEMAS OBJETIVOS HIPOTESIS VARIABLES METODOLOGIA
Problema General Objetivo General Hipótesis General
¿Cuánto se reduce las pérdidas en la
infraestructura de procesadora agrícola con
el nuevo sistema contra incendios de agua
nebulizada?
Calcular cuánto se reducen las pérdidas en la
infraestructura de procesadora agrícola con el
nuevo sistema contra incendios de agua
nebulizada.
Se reducen las pérdidas en la
infraestructura de procesadora agrícola
con el nuevo sistema contra incendios de
agua nebulizada.
Variable Independiente
Implementación de un nuevo
sistema contra incendios de agua
nebulizada.
0-Sistema tradicional (sin
presencia de agua nebulizada)
1-Nuevo sistema (con presencia
de agua nebulizada)
Metodología:
Descriptiva
Causal.
Paradigma:
Positivista
Enfoque:
Cuantitativo
Método:
Pre-experimental
Problema especifico Objetivo especifico hipótesis especificas
¿Cuánto se reduce el tiempo de extinción con
el nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar
protección en la infraestructura de
procesadora agrícola?
Determinar cuánto se reduce el tiempo de
extinción con el nuevo sistema de protección
contra incendios de agua nebulizada para
brindar protección en la infraestructura de
procesadora agrícola.
Se reduce el tiempo de extinción con el
nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar
protección en la infraestructura de
procesadora agrícola.
¿Cuánto se reduce el área de distribución con
el nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar
protección en la infraestructura de
procesadora agrícola?
Calcular cuánto se reduce el área de
distribución con el nuevo sistema de
protección contra incendios de agua
nebulizada para brindar protección en la
infraestructura de procesadora agrícola.
Se reduce el área de distribución con el
nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar
protección en la infraestructura de
procesadora agrícola.
Variable Dependiente
Pérdidas en infraestructura de
procesadora agrícola.
Dimensiones:
Tiempo de extinción,
Área de distribución,
Consumo de agua,
Presupuesto de implementación.
¿Cuánto se reduce el consumo de agua con el
nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar
protección en la infraestructura de
procesadora agrícola?
Calcular cuánto se reduce el consumo de agua
con el nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar
protección en la infraestructura de procesadora
agrícola.
Se reduce el consumo de agua con el
nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar
protección en la infraestructura de
procesadora agrícola.
¿Cuánto varía el presupuesto con el nuevo
sistema de protección contra incendios de
agua nebulizada para brindar protección en la
infraestructura de procesadora agrícola?
Calcular cuánto varía el presupuesto con el
nuevo sistema de protección contra incendios
de agua nebulizada para brindar protección en
la infraestructura de procesadora agrícola.
El presupuesto varía con el nuevo sistema
de protección contra incendios de agua
nebulizada para brindar protección en la
infraestructura de procesadora agrícola.
Fuente: Elaboración propia
43
MARCO METODOLÓGICO
METODOLOGÍA
Esta tesis es una investigación Pre - experimental, ya que solo existirán cambios
mínimos de las variables, es descriptiva causal, ya que se observará la relación causa
efecto de una variable sobre otra, porque define al “sistema de protección contra
incendios mediante agua nebulizada” sobre la “la reducción de las pérdidas en la
infraestructura de la empresa de procesamiento agrícola”. (Hernández, 2014)
Para la prueba del proyecto se desarrollaron las siguientes metodologías:
PARADIGMA
Este proyecto, se basa en la investigación enmarcada científicamente, en el paradigma
positivista, el cual solo acepta criterios objetivos.
ENFOQUE
El proceso de investigación el cual se realizó, se orientó al enfoque cuantitativo. El
cual consiste estudiar de manera Objetiva la realidad, utilizando instrumentos de
medición que nos permitan Observar y probar una hipótesis previamente trabajada en
función a un análisis teórico y estadístico.
MÉTODO
Pre experimental, ya que solo se harán pruebas en diferentes escenarios de muestra
para poder tomar valores y así poder simular las posibles variantes de las variables.
44
VARIABLES
VARIABLE INDEPENDIENTE
Implementación de un nuevo sistema contra incendios de agua nebulizada
El estándar de un sistema de protección contra incendios con agua nebulizada se basa
de acuerdo a normativa NFPA 750, el cual contiene requisitos mínimos para el diseño
y la instalación, el propósito es proporcionar protección de vidas humanas e
infraestructura, aplicando la tecnología del agua nebulizada en dos principios sólidos
que son los datos del ensayo y experiencia en campo. (Norma NFPA 750 Capitulo 1)
El sistema contra incendios tradicional de baja presión, requiere de un gran
volumen y mayores cantidades de agua; y su forma de extinción frente a un incendio,
es a través de la inundación; ya que al momento de la propagación del incendio el
sistema hace el arranque del equipo contra incendios y este envía el 100% de capacidad
de su caudal hacia el punto iniciándose el proceso de extinción por inundación,
desfavorablemente estos sistemas pueden originar daños colaterales mayores que el
mismo incendio haya podido generar. (Grupo aguilera - MICROAQUA).
El sistema contra incendios de agua nebulizada consiste en expulsión del agua
a altas presiones, utilizando el agua divididas en gotas de tamaño inferior a 1000
micras, para no provocar inundación, de esta manera aumenta la humedad ambiental,
se produce el enfriamiento del fuego, desplazando al oxígeno por parte del vapor
generado, maximizando la superficie del intercambio de calor, y dando facilidad de
una evaporación. (Grupo aguilera-MICROAQUA, p.2).
Por su metodología de estudio son de tipo cuantitativa y escala continua; y su
operacionalización de la variable, esta descrita en la Tabla 2.
Tabla 2 Variable independiente
Indicadores Unidades de Medida Abreviatura Tipo Escala
sistema tradicional metros cúbicos agua m3 cuantitativa continua
sistema agua nebulizada metros cúbicos agua m3 cuantitativa continua
Fuente: Elaboración propia
45
VARIABLE DEPENDIENTE
Pérdidas en infraestructura de procesamiento agrícola.
Se define como disminución de una o varias partes de los bienes de la empresa a
consecuencia de cualquier tipo de incendio y las consecuencias que este ocasiona
(María del Pilar 2008).
Por otro lado, los investigadores como Daniel Linares de (linares abogados
2016), indica que a consecuencia de un incendio no solo se tendrá pérdidas en
infraestructura, sino que también se determinarán si se produjeron omisiones que
constituyan en delitos, multas y cierre de la planta o industria y responsabilidad civil,
es por ello que se debe de ampliar la información de las consecuencias a diferentes
grupos de interés.
En esta tesis de investigación se demuestra: El tiempo de extinción del fuego,
el volumen del agua a utilizar, el presupuesto de implementación, y el área para la
distribución, de un sistema contra incendios tradicional, frente a un nuevo sistema
contra incendios de agua nebulizada.
Esta variable dependiente de tipo cuantitativa y escala continua tomó valores
de un intervalo real, en un tiempo determinado de prueba, se caracteriza en la tabla 3.
Tabla 3. Variable dependiente
Identificación Definición Dimensiones Indicadores Técnica e
instrumentos
Pérdidas en
infraestructura
Reducción de
bienes materiales
por presencia de
un incendio no
controlado.
Industrias.
Edificaciones.
Tiempo de
extinción.
Área de
distribución.
Consumo de
agua.
Presupuesto de
implementación.
Observación.
Hoja de datos.
Medidores.
Caudalímetro.
Manómetros.
Fuente: Elaboración propia
46
POBLACIÓN Y MUESTRA
POBLACIÓN
Dentro de la población tomamos a las empresas industriales, dedicadas a la venta y
exportación de productos agrícolas, en el departamento de Ica y Distrito de Ica.
MUESTRA
Una empresa agrícola exportadora de productos agrícolas, dedicada a la exportación
de variedades sin semilla. Esta empresa está dedicada al negocio a partir del año 1995.
Los fundadores. Actualmente la empresa está ubicada en el Valle de Ica. Provincia y
departamento de Ica y cuenta con 500 hectáreas en producción.
UNIDAD DE ANÁLISIS
Esta investigación enfoca su unidad de análisis, en el “consumo de agua, el tiempo de
extinción y la reducción del espacio de la implementación”, tomando como referencia
al antiguo sistema contra incendios tradicional, para poder determinar qué tan eficaz
es este nuevo sistema contra incendios de agua nebulizada.
47
INSTRUMENTOS Y TÉCNICAS
INSTRUMENTOS
Los instrumentos utilizados han sido seleccionados en la investigación, un software de
análisis estadístico informático, donde fue posible realizar la recopilación de datos
crear cualquier tipo de análisis de decisiones de gestión, exportar los resultados,
formatos de recolección de datos, equipos de medición y los instrumentos necesarios
para la toma de muestras.
Para los formatos de recopilación de datos en el software SPSS estadístico e
informático, que nos permitió de manera más simple y rápida obtener rápidamente la
comprensión e ideas en conjunto para impulsar una buena toma de decisión que se
obtendrá de la investigación.
Para las fichas de recolección de datos se ha recurrido a diversas fuentes
bibliográficas especializadas relacionadas con el trabajo de investigación, fuentes
documentales, manuales de ayuda, cuadros de registro a fin de obtener un formato que
permitió trabajar los resultados de la investigación.
Las máquinas y equipos de medición, nos permitió y facilitó el empleo de
alguna forma de energía mostrando valores, mediante mediciones, control, regulación
y habilidades auxiliares.
Para los instrumentos de medición nos permitió hacerla de manera directa,
indirecta o por comparación el cual se obtiene información de los valores utilizadas
durante la investigación.
Esta verificación ayudara a comparar los resultados que se obtendrán en la
documentación teórica para demostrar lo propuesto en nuestra hipótesis específica
comparada mediante el software.
48
TÉCNICAS
Las técnicas que se utilizaron fueron, la recolección de datos numéricos, con la
finalidad de hacer comparativos entre los sistemas contra incendios; además su
enfoque es cuantitativo continuo. Ya que se tomaron valores reales en un tiempo
determinado.
Para recolectar la información se utilizó procedimientos y actividades que nos
permitió obtener información necesaria para cumplir con nuestro objetivo. (Hernández
2003)
Es importante señalar que se usó un conjunto de técnicas que a continuación se indican:
Observación: Se tomó de forma directa el fenómeno de trabajo de manera
visual.
Recopilación documental: Se interpretó los datos secundarios y se procesó de
manera crítica.
En esta tesis de investigación se buscó la comparación entre sistemas, para
demostrar si el sistema contra incendios de agua nebulizada es más eficaz que el
sistema contra incendios tradicionales; en la extinción del fuego, y la disminución de
las perdidas materiales.
De manera externa se utilizarán consultas a expertos del cuerpo general de
bomberos quienes nos darán su opinión en función a su experiencia.
49
PROCEDIMIENTOS
La tesis de investigación del sistema contra incendios de agua nebulizada consiste en
los enfoques muéstrales, contra un sistema tradicional y la comparación de las tomas
de muestras enfocadas a tener un impacto positivo en la confianza de la
implementación del nuevo sistema contra incendios.
Este procedimiento se realizó mediante la medición y observación de cuatro etapas.
Diagnóstico del tiempo de extinción o apagado de incendio
Como ya se ha considerado este trabajo, se busca encaminar la extinción del incendio
de manera más rápida, utilizando una cantidad de agua (Caudal = Q), y la calidad del
agua (gota / alcance) disponibles en los dos factores de baja y de alta presión.
El ensayo realizado en el espacio cerrado mide el comportamiento del incendio
y se puede determinar que este se divide en dos partes; la primera es la etapa fría que
se queda por debajo y la segunda es la parte caliente que sube inmediatamente
haciendo que los rociadores se activen a una determinada temperatura.
La prueba se realizó sobre parihuelas de madera seca y se obtuvo la misma
cantidad en cada muestra.
Se realizó la observación y se tomó el tiempo de extinción de cada sistema que
debe apagar el incendio, se tomó el tiempo mediante un cronometro y se convirtió en
minutos, cual debe tomarse en el formato de recolección de datos, para luego pasar al
Software de información y obtener los datos estadísticos. En la ilustración 12 se
muestra un cronómetro digital.
50
Ilustración 14 Cronómetro digital
Fuente: Elaboración Propia
Reducción de área de distribución y abastecimiento de los equipos
Es importante obtener el área de los equipos en función al tamaño y el área que este se
tiene que proteger, teniendo en cuenta también que a medida que el área de protección
crezca aumenta el volumen de agua y el área de almacenamiento.
Para poder calcular el volumen de almacenamiento que se requiera para la
prueba se tomó la siguiente formula:
V = Q TOTAL * T
Dónde:
V = Volumen
Q = Caudal
T = Tiempo
Para calcular el tiempo se citó la norma NFPA indicada en la tabla 11.2.3.1.2, el cual
indica que para un tipo de riesgo ordinario este se deberá tomar 60 minutos.
51
Consumo de agua en litros
Para el cálculo de consumo de agua en cada sistema se debe tener en cuenta el sistema
de bombeo en cada uno, se obtiene en función a la bomba colocada para muestra en
baja presión y el sistema de nebulización en la bomba de alta presión.
Se utilizó un rociador automático para el sistema de agua nebulizada que
extinguió el incendio por agua a altas presiones, y un rociador tradicional que extinguió
el incendio por inundación, además se utilizó un medidor de caudal de medición para
obtener el volumen utilizado por cada sistema.
Rociador automático tradicional. Ver ilustración 13.
Rociador automático por agua nebulizada. Ver ilustración 14.
Fuente: HI-FOG
Fuente: HI-FOG
Presupuesto de implementación del sistema de agua nebulizada
Se tomó en cuenta los materiales, los accesorios y detalles a usar en el presupuesto; el
cual se obtiene un detalle de todo. Como se puede apreciar en el anexo 08
Ilustración 15 Rociador de agua
Ilustración 16 Pulverizador de agua
52
MÉTODO DE ANÁLISIS
En cuanto al procesamiento de datos se ejecutaron mediante técnicas de modelamiento
y simulación de tiempos de ambos sistemas, para determinar la causa-efecto del
“nuevo sistema contra incendios de agua nebulizada” frente a la “reducción de
pérdidas en infraestructura de la empresa agrícola” así pues veremos la correlación
causal, entre los índices de consumo de agua y tiempo de extinción, mediante el
software estadístico IBM SPSS 22.
ANÁLISIS DESCRIPTIVO
La investigación contempló dos variables de investigación:
Implementación de un nuevo sistema contra incendios de agua nebulizada,
como variable independiente.
Pérdidas en infraestructura de procesadora agrícola, como variable
dependiente.
A continuación, se describen ambas variables, a partir de los datos recopilados
en el trabajo de campo.
Estos datos recopilados de las pruebas de ensayos en los diferentes escenarios
se detallan según el tipo de variable.
IMPLEMENTACIÓN DE UN NUEVO SISTEMA CONTRA INCENDIOS DE
AGUA NEBULIZADA
En la ilustración 15, se muestra el diseño del nuevo sistema contra incendios de agua
nebulizada, según diseño de la empresa HI-FOG.
53
Ilustración 17 SCI agua nebulizada
Fuente: Hi-fog
01 línea de prueba
02 entrada de agua
03 panel control de alarma
04 tanque de agua
05 fuente de agua externa
06 bomba para agua de alimentación
07 junta T
08 válvula de paso
09 cuerpo de montaje
10 rociados
11 unidad de filtro
12 válvula solenoide
Señal de control para otras aplicaciones.
falla y fuego
fuente de alimentación
54
Un sistema de agua nebulizada es un sistema de protección contra incendios que
emplea partículas muy diminutas de agua nebulizada. Las casi microscópicas gotas
conceden que el agua nebulizada controle, sofoque y suprima incendios por medio de:
El enfriamiento tanto de la llama, como de los gases generados.
En la combustión, el desplazamiento de oxígeno.
Este nuevo sistema comprende una variedad de componentes en su implementación.
Tales como:
Splinker de pulverización.
Tuberías de acero inoxidable.
Válvulas de comando.
Bombas centrifugas.
Acumuladores o depósitos de agua presurizada.
Suministro de agua.
Panel de control electrónico.
Sensores automáticos y manuales.
55
PÉRDIDAS EN INFRAESTRUCTURA DE PROCESADORA AGRÍCOLA
Las pérdidas consideradas contemplan cuatro aspectos: tiempo de extinción del fuego,
costo de inversión, área para la implementación, y consumo de agua.
Para tal propósito se consideraron diez puntos de muestreo y áreas de
simulación, tal como se indica en la Tabla 4.
Tabla 4. Muestreo de áreas
cuadro de áreas
N° PRUEBA DE SIMULACIÓN PRUEBA DE SIMULACIÓN EN M2
1 1.5
2 3.2
3 4.3
4 4.8
5 5.2
6 5.9
7 6.4
8 6.9
9 7.4
10 8.2
fuente: elaboración propia
56
Tiempo de extinción o apagado de incendio
Se han considerado dos escenarios: con los rociadores tradicionales y con los
rociadores que utilizan agua nebulizada. Las mediciones se realizaron en minutos y los
resultados se muestran en la tabla 5.
Tabla 5. Muestreo tiempos
Cuadro de Tiempo de extinción del incendio (minutos)
N° PRUEBA DE
SIMULACION
ROCIADORES
TRADICIONALES
ROCIADORES CON AGUA
NEBULIZADA
1 0.91 0.37
2 1.94 0.79
3 2.60 1.07
4 2.91 1.19
5 3.15 1.29
6 3.57 1.46
7 3.88 1.59
8 4.18 1.71
9 4.48 1.83
10 4.97 2.03
Fuente: Elaboración propia
El tiempo de extinción del incendio es mucho menor cuando se utilizan los
rociadores de agua nebulizada. Esto se aprecia en la ilustración 16 y la Tabla 5.
57
Ilustración 18 Tiempo de Extinción
Fuente: Elaboración propia
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tiempo de Extinción del Incendio
ROCIADORES TRADICIONALES ROCIADORES CON AGUA NEBULIZADA
58
Área de distribución para la implementación del sistema contra incendios
También en este caso se han considerado los puntos de muestreo indicados y los dos
escenarios: para los rociadores tradicionales y los rociadores que utilizan agua
nebulizada. Como se puede apreciar en la tabla 6.
Tabla 6 Área de distribución
Cuadro de Área de distribución según tipo de sistema (m2)
N° PRUEBA DE
SIMULACION
ROCIADORES
TRADICIONALES
ROCIADORES CON
AGUA NEBULIZADA
1 5.36 1.33
2 11.43 2.84
3 15.35 3.81
4 17.14 4.26
5 18.57 4.61
6 21.07 5.23
7 22.85 5.67
8 24.64 6.12
9 26.42 6.56
10 29.28 7.27
Fuente: Elaboración propia
Respecto al área de distribución del agua requerida para el funcionamiento del
sistema de protección contra incendios, el uso de agua nebulizada en los rociadores es
significativamente menor que en el caso de los rociadores a chorro. Ello se muestra en
el Tabla 6 y la ilustración 17.
59
Ilustración 19 Área de distribución
Fuente: Elaboración propia
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Área de distribución
ROCIADORES TRADICIONALES ROCIADORES CON AGUA NEBULIZADA
60
Consumo de agua en el proceso de extinción del incendio
En este caso se ha medido el agua utilizada, por cada sistema, para la extinción del
incendio, en los diez puntos de muestreo. Los resultados se muestran en la siguiente
tabla 7.
Tabla 7 Consumo de agua
Cuadro de Consumo de agua para extinción del incendio (litros)
N° PRUEBA DE
SIMULACION
ROCIADORES
TRADICIONALES
ROCIADORES CON
AGUA NEBULIZADA
1 1719.02 214.88
2 3667.24 458.41
3 4927.86 615.98
4 5500.86 687.61
5 5959.27 744.91
6 6761.48 845.18
7 7334.48 916.81
8 7907.49 988.44
9 8480.50 1060.06
10 9397.31 1174.66
Fuente: Elaboración propia
Tanto en la Tabla 7, como en la ilustración 18, se muestra la reducción notoria
del consumo de agua cuando se utilizan los rociadores con agua nebulizada, respecto
a los rociadores tradicionales (chorro de agua).
61
Ilustración 20 Consumo de agua
Fuente: Elaboración propia
0.00
1000.00
2000.00
3000.00
4000.00
5000.00
6000.00
7000.00
8000.00
9000.00
10000.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Consumo agua
ROCIADORES TRADICIONALES ROCIADORES CON AGUA NEBULIZADA
62
Presupuesto de instalación del sistema contra incendios
En la Tabla 8, se muestran los presupuestos de implementación de ambos sistemas
contra incendios.
Tabla 8 Presupuesto de instalación
cuadro de presupuestos de instalación (USD)
N° PRUEBA DE
SIMULACIÓN
ROCIADORES
TRADICIONALES
ROCIADORES CON
AGUA NEBULIZADA
1 850.00 1400.00
2 1813.33 2986.67
3 2436.67 4013.33
4 2720.00 4480.00
5 2946.67 4853.33
6 3343.33 5506.67
7 3626.67 5973.33
8 3910.00 6440.00
9 4193.33 6906.67
10 4646.67 7653.33
Fuente: Elaboración propia
Al proyectar los presupuestos de instalación de cada sistema y considerando
cada escenario, se observa con claridad que el monto es mayor cuando se trata de los
rociadores que utilizan agua nebulizada, respecto a los rociadores tradicionales (chorro
de agua). Como se observa en la ilustración 19.
63
Ilustración 21 Presupuesto
Fuente: Elaboración propia
0.00
1000.00
2000.00
3000.00
4000.00
5000.00
6000.00
7000.00
8000.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Presupuesto
ROCIADORES TRADICIONALES ROCIADORES CON AGUA NEBULIZADA
64
ANÁLISIS INFERENCIAL
Para verificar la hipótesis general de investigación se procedió a verificar cada una de
las hipótesis específicas.
Previamente, se realizó la prueba de normalidad para evaluar el tipo de prueba
(paramétrica o no paramétrica) a utilizar. En general, el tipo de prueba corresponde a
comparación de dos muestras independientes. Como se aprecia en la Tabla 9.
Ho: las variables son normales
H1: las variables no son normales
Tabla 9 pruebas de normalidad
Cuadro de Pruebas de normalidad
Shapiro-Wilk
Estadístico gl Valor p
Tiempo extinción rociado tradicional 0,976 10 0,939
Tiempo extinción rociado agua nebulizada 0,975 10 0,929
Área distribución rociado tradicional 0,976 10 0,937
Área distribución rociado nebulización 0,976 10 0,937
Consumo agua rociado tradicional 0,975 10 0,936
Consumo agua rociado nebulización 0,975 10 0,936
Presupuesto rociado tradicional 0,975 10 0,936
Presupuesto rociado nebulización 0,975 10 0,936
Fuente: Elaboración propia
El test de Shapiro-Wilk, apropiado para muestras pequeñas, presenta, en el
cuadro anterior, un valor p, para cada una de las variables en estudio, mayor que 0.05.
Esto significa, que a un nivel de confianza del 95%, no se rechaza Ho, manteniéndose
el criterio de normalidad en cada caso.
Esto permite utilizar la prueba t de Student para comparar medias
independientes.
65
Hipótesis específica 1
Enunciado: Sí se reduce el tiempo de extinción con el nuevo sistema de protección
contra incendios de agua nebulizada para brindar protección a la infraestructura de
procesadora agrícola. Se observa, en la Tabla 10, que el tiempo de extinción con
rociado con agua nebulizada es menor que en el rociado tradicional.
H0: el promedio del tiempo de extinción es igual en ambos sistemas.
H1: el promedio del tiempo de extinción es menor con el sistema de
rociado con agua nebulizada.
Tabla 10 Tiempo de extinción
Cuadro de Estadísticas en tiempo de extinción
Grupo N Media Desviación
estándar
Tiempo de
extinción
Rociado tradicional
mediante inundación 10 3,2590 1,22812
Rociado mediante
agua nebulizada 10 1,3330 0,50231
Fuente: Elaboración Propia
El valor p que se obtuvo, fue igual a 0.000, y permitió rechazar Ho. Esto
significa que la diferencia observada, es estadísticamente significativa. Como se
aprecia en la Tabla 11.
Tabla 11 Igualdad de medias
Cuadro de prueba (t) para la igualdad de medias - tiempo extinción
t gl Valor p
Tiempo de extinción Se asumen varianzas iguales 4.590 18 0.000
Fuente: Elaboración propia
66
Hipótesis específica 2
Enunciado: Sí se reduce el área de distribución con el nuevo sistema de
protección contra incendios de agua nebulizada para brindar protección a la
infraestructura de procesadora agrícola. Se observa, en la Tabla 12, que el área de
distribución con rociado con agua nebulizada es menor que en el rociado tradicional.
Ho: el promedio del área de distribución es igual en ambos sistemas
H1: el promedio del área de distribución es menor con el sistema de
rociado con agua nebulizada
Tabla 12 Área de distribución
Cuadro de Estadísticas Área distribución
Grupo N Media Desviación estándar
Área distribución
Rociado tradicional
mediante inundación 10 19.21 4.57
Rociado mediante agua
nebulizada 10 4.77 1.08
Fuente: Elaboración Propia
El valor p que se obtuvo, fue igual a 0.000, y permitió rechazar Ho. Esto
significa que la diferencia, es estadísticamente significativa. Como se aprecia en la
tabla 13.
Tabla 13 Área de distribución
Cuadro de prueba (t) para la igualdad de medias – área de distribución
t gl Valor p
Área distribución Se asumen varianzas
iguales 6.123 18 0.000
Fuente: Elaboración propia
67
Hipótesis específica 3
Enunciado: Sí se reduce el consumo de agua con el nuevo sistema de
protección contra incendios de agua nebulizada para brindar protección a la
infraestructura de procesadora agrícola. Se observa, en la Tabla 14, que el tiempo de
consumo de agua con agua nebulizada es menor que en el rociado tradicional.
H0: el promedio del consumo de agua es igual en ambos sistemas
H1: el promedio del consumo de agua es menor con el sistema de
rociado con agua nebulizada
Tabla 14 Consumo de agua
Cuadro de Estadísticas para el consumo agua
Grupo N Media Desviación estándar
Consumo de
agua
Rociado tradicional
mediante inundación 10 6165.55 2323.14
Rociado mediante
agua nebulizada 10 770.69 290.25
Fuente: Elaboración Propia
El valor p que se obtuvo, fue igual a 0.000, y permitió rechazar Ho. Esto
significa que la diferencia observada, es estadísticamente significativa. Como se
aprecia en la tabla 15.
Tabla 15 Consumo de agua
Cuadro: prueba t para la igualdad de medias – consumo de agua
t gl Valor p
Consumo de
agua
Se asumen varianzas
iguales 7.286 18 0.000
Fuente: Elaboración propia
68
Hipótesis específica 4
Enunciado: Sí se incrementa el presupuesto con el nuevo sistema de protección contra
incendios de agua nebulizada para brindar protección a la infraestructura de
procesadora agrícola. Se observa, en la tabla 16, que el presupuesto de instalación para
el nuevo sistema de protección con agua nebulizada es mayor que en el sistema de
protección de rociado tradicional.
H0: el promedio del presupuesto es igual en ambos sistemas
H1: el promedio del presupuesto es mayor con el sistema de rociado
con agua nebulizada
Tabla 16 Presupuesto de instalación
Cuadro de Estadísticas de Presupuesto instalación
Grupo N Media Desviación estándar
Presupuesto
instalación
Rociado tradicional
mediante inundación 10 3048.75 1148.12
Rociado mediante
agua nebulizada 10 5021.33 1892.36
Fuente: Elaboración Propia
El valor p que se obtuvo, fue igual a 0.000, y permitió rechazar Ho. Esto
significa que la diferencia, es estadísticamente significativa. Como se estima en la
Tabla 17.
Tabla 17 Tiempo de extinción
Cuadro de prueba (t) para la igualdad de medias - tiempo extinción
t gl Valor p
Presupuesto
instalación
Se asumen varianzas
iguales -2.818 18 0.000
Fuente: Elaboración propia
69
RESULTADOS
Los resultados que se obtuvieron mediante la simulación de los análisis de datos
recolectados fueron los esperados, ya que la implementación del nuevo sistema contra
incendios de agua nebulizada, si disminuye, las pérdidas en daños materiales y físicos
dentro de la empresa agrícola procesadora.
Es, así pues, que la primera hipótesis específica, es comprobada, ya que, con el
nuevo sistema contra incendios de agua nebulizada, se demostró que el tiempo de
extinción del fuego, se reduce en comparación al antiguo sistema contra incendios
tradicional. Como se aprecia en la tabla 10.
Asimismo, la segunda hipótesis específica, es comprobada, ya que, con el
nuevo sistema contra incendios de agua nebulizada, se demostró que el área de
distribución para la implementación del nuevo sistema, se reduce en comparación al
antiguo sistema contra incendios tradicional. Como se aprecia en la tabla 12.
También la tercera hipótesis específica, es comprobada, ya que, con el nuevo
sistema contra incendios de agua nebulizada, se demostró que el consumo de agua para
combatir un incendio, se reduce en comparación al antiguo sistema contra incendios
tradicional. Como se aprecia en la tabla 14.
La cuarta hipótesis específica, nos detalló, que, si varía el presupuesto de
implementación con el nuevo sistema contra incendios de agua nebulizada, en
comparación al antiguo sistema contra incendios tradicional. Como se aprecia en la
tabla 16.
Tomando todos estos resultados, quedó demostrado que el proyecto, para
implementar el nuevo sistema contra incendios de agua nebulizada, es una buena
inversión, ya que se reducen los recursos necesarios para combatir un incendio, y a su
vez se reducen las pérdidas materiales dentro de la empresa agrícola procesadora.
70
DISCUSIÓN
En la tesis de investigación numérica de la termodinámica realizada por Arturo Arce
en el año 2016, indicó que el sistema de agua nebulizada para un centro de cómputo
podría remplazar el sistema de agentes limpios y gases inertes, y concluyó que este
sistema de agua nebulizada no es perjudicial para la salud humana. Además, se enfocó
en la comparación de dos sistemas contra incendios; siendo así, un sistema de agua
nebulizada y un sistema de rociadores tradicional.
En nuestra tesis también demostramos que el agente extintor (agua nebulizada)
extingue en menor tiempo un incendio, en comparación a un sistema de rociadores
tradicional; donde, se tiene referente a la comparación de consumo de agua de ambos
sistemas. Es así que se reafirmó que el agua nebulizada es un agente eficaz y
alternativo.
Según la NFPA, para el diseño de un rociador tradicional la capacidad de
volumen del agua es de 45 GPM, (Galones por minuto), sin embargo, para un rociador
de agua nebulizada corresponde solo al 11% del volumen de agua consumido por un
rociador tradicional.
En la tesis de Andrés Manuel Bermeo, noviembre 2017 indicó que el sistema
este activo, por 60 minutos y la capacidad de agua a eliminar debe ser de 178 m3,
siendo esto un volumen alto de consumo de agua. En nuestra tesis con el nuevo sistema
de agua nebulizada, el consumo de agua es de menor capacidad, frente a un incendio.
Existe una relación de nuestro proyecto, frente al autor Arce, A. que realizó la
prueba experimental de un sistema de rociadores tradicional comparado con sistema
de rociadores de agua nebulizada dando por resultado el ahorro del consumo de agua.
Además, vemos que, en todas las tesis de consulta, que aportaron a nuestro proyecto,
detallan que los distintos sistemas de protección brindan mayor seguridad tanto a los
trabajadores, como a los bienes materiales, es así, que sabemos que el proyecto de
implementación de un nuevo sistema de agua nebulizada, reducirá las pérdidas
materiales, dentro de la empresa procesadora agrícola.
71
CONCLUSIONES
Se demostró que este nuevo sistema contra incendios; reduce los medios necesarios
para combatir un incendio. A su vez, se demostró que se economizara el uso del agente
exterior (m3 de agua).
Este nuevo sistema originó un impacto ambiental, porque es 100% ecológico,
ya que su agente extintor, es el agua nebulizada. En estas condiciones las pérdidas se
reducen garantizando la mantención del medio ambiente, en su forma natural.
Las áreas para la implementación y distribución de este nuevo sistema
ocuparon menos espacio dentro de la planta agrícola. Quedando demostrado, que, en
un sistema contra incendios tradicional, el área que se requiere es mayor para poder
implementar este sistema; en cambio el nuevo sistema contra incendios con agua
nebulizada, ocupo menos área para su implementación.
Se demostró que este nuevo sistema contra incendios extinguió más rápido al
fuego mediante neblinas de agua a alta presión, y a su vez redujo las pérdidas
materiales dentro de la planta. Hemos comprobado que el tiempo de extinción del
fuego, es menor en comparación con el sistema tradicional, y tiene la misma
efectividad en la extinción del fuego y reduce las perdidas en mayor medida.
Además, se concluyó, que este nuevo sistema contra incendios, es de mayor
inversión que el antiguo sistema tradicional para su implementación, pero es más
beneficioso al combatir un siniestro de un incendio, ya que las pérdidas a la hora de
combatir un incendio, serán muchos menores comparándolas contra un sistema contra
incendios tradicional.
72
RECOMENDACIONES
La investigación que se realizó al sector agro industrial, tiene aplicación en otros
sectores, como, por ejemplo: Embarcaciones marítimas, sector minero, sector
construcción, edificaciones nuevas y antiguas. Lo cual quiere decir, que esta
investigación se puede aplicar a otros campos de la actividad económica, manteniendo
los mismos niveles de eficiencia y eficacia en la extinción del fuego y reducción de
pérdidas materiales.
Analizar las normas existentes nacionales RNE, con el fin de implementar la
seguridad a las edificaciones antiguas protegidas por la RNC. La universidad a través
de sus medios de comunicación, podría proponer a los órganos competentes del estado,
esta normatividad para implementar normas nacionales que mejoren el bienestar de la
sociedad.
Analizar con mayor detalle la Norma NFPA 750, debido a su mayor
complejidad y dar a conocer a nivel nacional una nueva forma de extinguir un incendio,
a través del nuevo sistema de agua nebulizada, para el país. Al contar el país con estas
normas aumentaría la competitividad de las empresas y del país, reduciendo las
inversiones e incrementando la productividad.
73
SUGERENCIAS
Se sugiere que para cualquier otro investigador a futuro evalué el costo de energía en
los equipos, ya que el tamaño del motor de un sistema tradicional es mucho mayor en
consumo de kilowatts (kW), comparado contra un sistema de agua nebulizada.
Es importante realizar planteamientos previos en la industria de agua
nebulizada seguir desarrollando otras investigaciones que ayuden a la disminuir los
riesgos de un incendio.
Es indispensable que nuestras autoridades difunden y promuevan proyectos de
ley que obliguen a todos los sectores a contar con un sistema de protección contra
incendios.
Para evitar futuros incendios en lugares que cuenten con la antigua RNC
(reglamento nacional de construcción) sea eliminado para este tipo de protección,
ayudando de esta manera a prevenir desastres y muertes humanas.
Se sugiere instalar estos sistemas de protección en las diferentes edificaciones
antiguas, ya que este nuevo sistema se adapta a pequeñas áreas de implementación en
comparación del antiguo sistema contraincendios convencional.
Todas las entidades y sectores económicos, deberían usar este nuevo sistema,
ya que está demostrado que brinda mayor seguridad tanto a las personas, como a los
bienes materiales.
74
REFERENCIAS
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Comercial Open Plaza Primavera. Tesis para Optar el Título de Ingeniero Mecánico
de Fluidos. Universidad Mayor de San Marcos. Año 2014.
Arce A. Investigación numérica de la termodinámica de extinción de fuego mediante agua
nebulizada en un centro de cómputo, empleando la dinámica de fluidos
computacional. Tesis para Optar el Título de Ingeniero Mecánico. Universidad libre
de maestría en ingeniería, ubicada en Bogotá. Año 2016.
Bermeo A. Análisis del Volumen óptimo de un tanque de almacenamiento para un sistema
contra incendios. Tesis para Optar el Título de Ingeniero Civil. Universidad de
especialidades espíritu santo, ubicado en Guayaquil. Año 2017.
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http://www.bomberosperu.gob.pe/portal/net_estadistica.aspx.
Cachay A. Sistema contra incendios de la planta de compresión del EPC – 30, Malvinas. Tesis
para Optar el Título de Ingeniero Mecánico de Fluidos. Universidad Mayor de San
Marcos. Año 2016.
Cedeña E. Diseño, Construcción y montaje de un sistema protección contra incendios en una
empresa Litográfica. Tesis para Optar el Título de Ingeniero Industrial. Universidad
de Guayaquil. Año 2016.
75
Choy J. Diseño de sistemas contra incendios con rociadores y agua pulverizada. Tesis para
Optar el Título de Ingeniero Mecánico. Universidad Simón Bolívar, ubicada en
Caracas. Año 2015.
HI-FOG (2018), Catálogos. Recuperada:
http://www.marioff.com/es/sobremarioff/multimedia/catalogos.
HI-FOG (2018), Normativa. Recuperada de:
http://www.marioff.com/es/water-mist/normas-deseguridad-contra-
incendios.
HI-FOG (2018), Sistema de Protección Contra Incendios. Recuperada de:
http://hidrinco.com/index.php/suministros/sistemas-de-proteccion-con-agua-
nebulizada/.
Iccsafe. 2009. Sistema de Protección Contra Incendios.
Manual de seguridad contra incendios (2006), Sistema de agua nebulizada. Recuperada de:
http://biblioteca.iplacex.cl/RCA/Manual%20seguridad%20contra%20incendios.pdf.
Mendoza L. Diseño Hidráulico De. Un Sistema De Protección Contra Incendios Para El Patio
De tanques De almacenamiento De-diésel 85- Unidad Minera Toquepala. Tesis Para
Optar El Título Profesional De Ingeniero En Energía. Universidad Nacional Del
Callao. Año 2014.
76
Mendoza R. Cálculo de la red de abastecimiento para un sistema contra incendios para la bahía
de lavado de volquetes y almacenamiento de llantas en el campamento minero
Toquepala. Tesis para Optar el Título de Ingeniería Mecánica. Universidad Mayor de
San Marcos. Año 2016.
Molano A. R. L.F. Diseño del sistema contra incendios de extinción y detección para la
facultad tecnológica de la universidad distrital José de conforme a la norma NFPA,
NSR-10. Tesis para Optar el Título de Ingeniero Mecánico. Universidad Distrital
Francisco José Caldas, Bogotá. Año 2017.
Neira, R. J. (2008). Instalaciones de protección contra incendios. Madrid: Fundación
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NFPA 750 (2006), Estándar sobre Sistemas de protección contra incendios con agua
nebulizada. Recuperada de: https://es.slideshare.net/LuisAlejandroCeaCifu/norma-
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Pefipresa (2016), Sistemas de PCI mediante Agua Nebulizada de Baja Presión MINIFOG y
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baja-presi-n-minifog---econaqua-im-genes-comprimidas.pdf.
77
ANEXOS
ANEXO I Empresa Procesadora Agrícola
Fuente: Elaboración Propia
ANEXO II Empresa Procesadora Agrícola
Fuente: Elaboración Propia
78
ANEXO III plano de planta procesadora agrícola
Fuente: Elaboración Propia
79
Fuente: Elaboración Propia
ANEXO V sistemas contra incendios agua nebulizada
Fuente: Elaboración Propia
ANEXO IV Módulos de prueba de sistema contra incendios
ANEXO IV sistema nuevo
ANEXO IV sistema nuevo
ANEXO IV sistema nuevo
80
Fuente: Elaboración Propia
ANEXO VI extinción con nuevo sistema
ANEXO V extinción con nuevo sistema
ANEXO V extinción con nuevo sistema
ANEXO V extinción con nuevo sistema
81
FORMATO DE INSTRUMENTOS
HOJA DE DATOS ANEXO VII hoja de instrumentos
HOJA DE INSTRUMENTOS Versión
Fecha
FECHA:
H. INICIAL
H. FINAL
DATOS GENERALES:
CLIENTE
DIRECCION
MARCA DE EQUIPOS MODELO
TIPO DE SERVICIO:
EXTINCION A&D EVAC ACCESO
INSPECCION
MANTENIMIENTO
PREVENTIVO
MANTENIMIENTO CORRECTIVO
DESACTIVACION
COMPONENTES INSPECCIONADOS:
SISTEMA EXTINCION
SISTEMA A&D / EVAC
SISTEMA DE ACCESO SISTEMA DE CCTV SISTEMA ACI
TANQUES
PANEL DE CONTROL PANEL
CONTROL DE VIDEO
VALV DE CONTROL
TIPO DE AGENTE/GAS
DETECTOR TECLADOS
MULTIPLEXOR
VALV DE SECTORIZACI
CANTIDAD
MODULOS LECTORAS DE TARJ
DVR / NVR
INTER DE PRESION
BOQUILLAS
SIRENAS LECTORAS BIOMET
MONITORES
DETECTOR DE FLUJO
MANOMETRO
PARAMETRO ALIMENTACION
ALIMENTACION
MANOMETRO
PLACA
ALIMENT. CERRADURA
CAMARAS
OTRO______________
SOL / GCA / IVO
SEÑALET. PULSADOR
OTRO______________
ANCLAJES
DISPLAY REMOTO
OTRO______________
PINTURA
INTER DE DESHAB
82
ANEXO VIII hoja toma de datos
83
ANEXO IX presupuesto sistema antiguo
84
ANEXO X presupuesto sistema nuevo
85
ANEXO XI presupuesto sistema nuevo
86
ANEXO XII presupuesto sistema nuevo
87
ANEXO XIII hoja técnica bomba de sprinkler
ANEXO XI hoja técnica bomba de sprinkler
ANEXO XI hoja técnica bomba de sprinkler
ANEXO XI hoja técnica bomba de sprinkler
88
ANEXO XIV hoja técnica tuberías
89
ANEXO XV hoja técnica válvulas
90
ANEXO XVI hoja técnica rociadores