DISEÑO DE UN SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS PARA EL

TEATRO DE BOGOTA DE LA UNIVERSIDAD CENTRAL

EDDIE MAURICIO LUNA RIVERA

Director: Carlos Eduardo Cotrino Badillo

Trabajo de Grado para optar al título de Magister en Ingeniería Electrónica

Pontificia Universidad Javeriana

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Electrónica

Bogotá D.C., Mayo de 2016

Contenido Contenido ................................................................................................................ 2

1 INFOGRAFÍA PARA DESCRIBIR EL PROYECTO .......................................... 5

2 OBJETIVOS ...................................................................................................... 6

2.1 Objetivo General ........................................................................................ 6

2.2 Objetivos Específicos ................................................................................. 6

3 INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 6

4 MARCO TEÓRICO ........................................................................................... 7

4.1 Combustión .............................................................................................. 10

4.1.1 Límites de Inflamabilidad o explosividad ........................................... 11

4.2 Detección ................................................................................................. 11

4.2.1 Aparición de los fenómenos .............................................................. 11

4.2.2 Recomendaciones generales para la instalación de Detectores ....... 12

4.2.3 Cubrimiento de los detectores: .......................................................... 12

4.3 Alarma ...................................................................................................... 13

4.3.1 Alarmas de Incendio .......................................................................... 13

4.3.2 Dispositivos de notificación y sistemas de comunicación de emergencias ................................................................................................... 14

4.3.3 Recomendaciones para el manejo de Retardos ................................ 14

4.4 Controlador Lógico Programable ............................................................. 15

5 DISEÑO .......................................................................................................... 16

5.1 Definición de zonas .................................................................................. 17

5.2 Selección de detectores y alarmas........................................................... 24

5.2.1 Detector multicriterio: ......................................................................... 24

5.2.2 Detector de chispa o brasa. ............................................................... 24

5.2.3 Detector puntual ................................................................................ 24

5.2.4 Estaciones Manuales ......................................................................... 24

5.2.5 Cámaras de vigilancia ....................................................................... 25

5.2.6 Distribución ........................................................................................ 25

3

5.2.7 Selección de Alarmas ........................................................................ 28

5.2.8 Señales lumínicas .............................................................................. 28

5.2.9 Señales sonoras ................................................................................ 28

5.2.10 Parlantes de Emergencia ............................................................... 28

5.2.11 Distribución ..................................................................................... 28

5.3 Iniciación de la señal de alarma ............................................................... 29

5.4 Cableado y accesorios ............................................................................. 31

5.5 Centro de comando de emergencias ....................................................... 31

5.5.1 Operaciones ...................................................................................... 32

5.6 Fuentes de alimentación. ......................................................................... 33

5.6.1 Fuentes de alimentación Ininterrumpida. ........................................... 33

5.6.2 Fuentes de alimentación primaria ...................................................... 33

5.6.3 Fuente de alimentación secundaria. .................................................. 34

5.7 Programa de verificación de alarmas en un Controlador Lógico Programable ...................................................................................................... 34

5.8 Rociadores ............................................................................................... 36

5.8.1 Rociadores recomendados ................................................................ 37

5.8.2 Espaciamiento entre rociadores ........................................................ 37

6 RESULTADOS ............................................................................................... 38

7 CONCLUSIONES ........................................................................................... 40

8 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... 41

ANEXO 1: Definiciones ......................................................................................... 42

ANEXO 2: PROGRAMA EN PLC PARA VALIDAR SENSORES EN UNA ZONA . 45

ANEXO 3: PLANOS .............................................................................................. 47

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TABLA DE FIGURAS Figura 1: Plano de Zonas ..................................................................................... 17 Figura 2: Escenario y platea del teatro ................................................................. 18 Figura 3: Cabina de proyección. ........................................................................... 19 Figura 4: Camerinos ............................................................................................. 20 Figura 5: Áreas comunes. .................................................................................... 21 Figura 6: Áreas de servicios ................................................................................. 22 Figura 7: Baños .................................................................................................... 23 Figura 8: Cubiertas ............................................................................................... 23 Figura 9 Diagrama de flujo programa de validación. ............................................ 36

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1 INFOGRAFÍA PARA DESCRIBIR EL PROYECTO

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2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo General

Diseñar un sistema para la detección, verificación de alarmas y generación de señales de comando para el sistema de mitigación de incendios de un teatro construido hace más de treinta años basándose en las recomendaciones de las normas NFPA.

2.2 Objetivos Específicos

• Establecer número y tipo de detectores y su distribución a partir de una caracterización del teatro.

• Definir las estrategias para el manejo de alarmas, disparos falsos, generación de señales de comando.

• Hacer una recomendación de distribución de aspersores, se hará un estimado del consumo de potencia de las bombas, no se hará estudio hidráulico.

• Evaluar el funcionamiento del sistema diseñado, mediante el uso de un Controlador Lógico Programable, realizando la simulación las señales de los detectores.

• Documentar todos los hallazgos y diseño del sistema y entregar un programa sobre un Controlador Lógico Programable validando el conteo de entradas, redundancia y respuesta del sistema.

3 INTRODUCCIÓN

Ante la creciente necesidad de implementar sistemas de protección para la seguridad humana en lugares de reunión, y debido a la exigencia permanente por parte de los organismos de control, se ha propuesto diseñar, bajo criterios de ingeniería, un sistema que funcione como el principal medio de protección contra posibles conatos de incendios para el Teatro de Bogotá. Este teatro no cuenta con sistemas que le permitan la detección temprana de fenómenos como el humo y facilite la notificación oportuna de cualquier eventualidad relacionada con estos riesgos, debido a que fue construido en los años setenta, donde la implementación de sistemas de detección no era común en lugares como teatros. Hoy en día el

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uso de sistemas de detección y alarma se está volviendo popular, especialmente en lugares cerrados como hospitales, edificios de oficinas, estudios de televisión, centros de datos, centros comerciales, aeropuertos, grandes cadenas hoteleras y edificios industriales, en este contexto los detectores de humo juegan un rol muy importante[1]. El teatro, que en la actualidad acoge y agrupa gran variedad de manifestaciones artísticas y culturales, ha sido restaurado por la Universidad Central para ser convertido en una sala de música, cuenta con equipos modernos y un sistema de iluminación de alto consumo. Asimismo, durante la presentación de un espectáculo puede albergar una cantidad cercana a setecientas personas.

En la actualidad no existen metodologías establecidas para el diseño de sistemas de detección de incendios. Las entidades encargadas del control y vigilancia de la seguridad humana en Colombia, frente a su obligación de garantizar la protección de la seguridad de las personas, han acudido a utilizar normas internacionales como punto de referencia para verificar las condiciones mínimas de seguridad en casas y edificios. En el momento de realizar un diseño, el constructor no cuenta con las herramientas necesarias para brindar una solución frente a la detección de fenómenos asociados con el fuego para una edificación en particular, ya que sus únicas herramientas son las normas, las cuales hacen una gran cantidad de recomendaciones, más no un detallado de cómo abordar el problema de diseño y posterior instalación. Establecer una metodología, y a su vez emplearla para el diseño de un sistema de detección, permitirá brindar dichas herramientas y facilitar el cumplimento de las exigencias. El presente trabajo tiene como propósito diseñar de un sistema de detección y alarma, más no pretende ser un estudio de riesgos para los lugares como el Teatro de Bogotá.

4 MARCO TEÓRICO

El concejo de Bogotá, mediante la emisión del Acuerdo 20 de 1995 [2], estableció cuales son los requerimientos de protección mínimos, que han de ser instalados en lugares de reunión cultural. Así mismo, el Departamento de Bomberos de Bogotá se encarga de verificar las construcciones que se encuentran en la obligación de instalar sistemas de protección apropiados para la prevención de siniestros y hacer las recomendaciones necesarias para la instalación de sistemas de seguridad, basándose en las normas emitidas por la Organización de Seguridad Humana y Protección Contra Incendios (NFPA). Luego de esto emite conceptos favorables o recomendaciones de mejora para la edificación que inspeccione.

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En el campo de la prevención y protección contra incendios se clasifican los edificios, vehículos, etc., por la ocupación, o el empleo a que se destinan. Por ejemplo, los lugares donde la gente se reúne para celebrar servicios religiosos se clasifican como iglesias, y aquellos donde se sirve comida al público se clasifican como restaurantes. La importancia de estas clasificaciones radica en que los riesgos de incendio de la mayor parte de los edificios vienen determinados en gran parte por lo que se realiza dentro de ellos. El código uniforme No 901 de la NFPA para protección de incendios, realiza un análisis de porcentaje de pérdidas por incendio según la secuencia de ignición, a continuación se presenta el análisis realizado para Escuelas y Universidades [5]:

Punto de Origen: Empleo al que se destina el espacio o habitación, o parte de ella, donde haya comenzado el fuego.

Lugar de Reunión 33.4% Función primaria 8.1% Función auxiliar 14.5% Almacenes 16.4% Instalaciones de servicios 4.9% Partes estructurales o espacios ocultos 8.4 Otros 14.3 Tabla 1 Punto de origen.

Fuente de calor causante de la Ignición: Aparato o elemento que produce la ignición.

Sistema de calefacción 5% Aparatos de cocina 2.5% Distribución eléctrica 13.5% Aparatos eléctricos 2.0% Equipamiento especial de laboratorio 1.5% La misma que el tipo de calor causante de la ignición 75% Tabla 2 Fuente de calor.

Tipo de calor causante de la ignición: Naturaleza de la energía calorífica que dio por resultado el comienzo del fuego

Aparatos que emplean combustible 4.5% Arco eléctrico o corto circuito 15.5% Material de fumador 1.5% Llamas abiertas varias 47.0% Objetos calientes 3.0% Explosivos 24.8% Otros 3.7% Tabla 3 Tipo de calor causante de la ignición.

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Tipo de material inflamado: Clase o naturaleza del material que ardió inicialmente y que dio como resultado el incendio. Se indica si este material era sólido, líquido o gaseoso; si era grasa, aceite madera o papel, etc.

Gas 5.9% Líquido inflamable 25.0% Productos químicos, plásticos y pinturas 5.5% Goma y cuero 29% Madera y papel 34.6% Tabla 4 Tipo de material inflamado.

Formas del material inflamado: forma y uso del material que produjo la ignición

Componentes estructurales 14.0% Mobiliario 5.9% Tejidos y prendas de vestir 3.9% Elementos de adorno y recreativos 22.5% Material almacenado y suministros 11.0% Equipo de transmisión de energía 3.4% Gas o combustible derramado 22.5% Otros 16.8% Tabla 5 Formas del material inflamado

Acción u omisión: Acción o inacción (omisión) que dio como resultado la ignición (quedan incluidos los sucesos naturales que tienen como resultado un incendio)

Incendio intencionado 61.7% Acto sospechoso 12,8% Mal empleo del calor causante de la ignición

4,8%

Manipulación errónea del material inflamado

3,1%

Fallo mecánico 9,5% Otros 8,1% Tabla 6 Acción u omisión

Según el acuerdo 20 de 1995, en el subgrupo de uso lugares de reunión culturales (L-2), se clasifican las edificaciones o espacios utilizados para la realización o presentación de eventos culturales o políticos y en general, donde se reúnen o agrupan personas con fines culturales y existen instalaciones escénicas tales como proscenios o tablados, cortinas, iluminación artística, cuartos de proyección y de accesorios o equipos de teatro. En la tabla 7 se presenta una lista indicativa de edificaciones o espacios que deben clasificarse en el subgrupo de uso L-2

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SUBGRUPO DE USO DE LUGARES CULTURALES (L-2) Auditorios Salones de

Exhibición Salones de Convención

Salas de Cine Salas de Concierto

Salas de Teatro

Teatros al aire Libre

Cinematecas Planetarios Teatros

Tabla 7 Clasificación lugares de reunión.

Aclara también el acuerdo, que las áreas mayores a 1000m2 que por su uso no puedan dividirse en la forma estipulada, deberán equiparse con medios de extinción de fuego consistentes en rociadores y/o extinguidores. El capítulo D, dicta las disposiciones necesarias para la instalación de sistemas de detección y de rociadores. En el mismo capítulo se define un sistema de detección como el sistema destinado a señalar, descubrir y localizar automáticamente un principio de incendio, el cual comprende: detectores, tablero de señalización y elementos intermediarios.

4.1 Combustión

La combustión es el proceso de las reacciones exotérmicas auto catalizadas en las que participa un combustible en fase condensada, en fase gaseosa o ambas. Este proceso, generalmente, aunque no necesariamente, está asociado con la oxidación de un combustible por el oxígeno atmosférico. A la combustión en fase condensada se le suele denominar combustión incandescente, mientras que a la de la fase gaseosa nos referimos como combustión con llama. Si este proceso de combustión ocurre en un lugar cerrado, de forma que se produce un aumento apreciable de la presión, se le denomina explosión. Si la onda de combustión se propagase a velocidad supersónica, se forma un frente de choque que avanza delante de la onda. A este proceso se le llama detonación.

La temperatura de ignición es la temperatura mínima a la que debe ser calentada una sustancia en el aire para que en ella se pueda iniciar y mantener una combustión independiente de la fuente de calor.

Generalmente, para que exista una interacción química entre una molécula combustible y otra de oxígeno, debe aplicarse a ambas suficiente energía, lo que pueda originar su colisión y consiguiente transformación química que viene a su vez acompañada de desprendimiento de calor. La energía mínima que deben poseer las moléculas para propiciar la interacción química se denomina energía umbral, siendo esta energía generalmente mayor que la energía de las moléculas a temperatura ambiente. También se suele conocer como energía de activación.

El aumento de la temperatura incrementa el número de moléculas portadoras de una energía igual a la energía umbral, aumentando así la velocidad de reacción. Al continuar aumentando la temperatura, se llega al punto en que un número

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suficiente de moléculas de oxígeno y de combustible reacciona entre si originando la suficiente liberación de energía para continuar la reacción de combustión sin aporte externo de energía hasta que uno de los dos reaccionantes, o ambos se hayan consumido.

4.1.1 Límites de Inflamabilidad o explosividad

Para que sea posible la ignición, debe existir una concentración de combustible suficiente en la atmosfera oxidante dada. Una vez que esta comienza, mantener el estado de combustión, exige un suministro continuado de combustible y oxidante. En el caso de líquidos vapores o gases combustibles, pueden existir dos tipos de mezcla en la atmosfera: homogénea o heterogénea.

Se llama mezcla homogénea aquellas cuyos componentes están mezclados íntima y uniformemente, de tal modo que una muestra de poco volumen sea verdaderamente representativa de la totalidad de la mezcla. Una mezcla homogénea inflamables aquella cuya composición se encuentra dentro de los límites de inflamabilidad del gas combustible o vapor, referido a una composición atmosférica dada y a temperaturas y presiones determinadas.

4.2 Detección

La detección es el hecho de descubrir los fenómenos y notificar una amenaza de incendio por medio de dispositivos electrónicos o manuales antes de que se conviertan en otro fenómeno inevitable.

4.2.1 Aparición de los fenómenos

Debido a que los fenómenos aparecen sucesivamente después de iniciado un incendio, la respuesta de un detector de humo o de gases es, por lo general, más rápida que la de un detector de temperatura que precisa que el fuego haya tomado un cierto incremento antes de detectarlo. Lo más relevante es conocer cómo se manifiestan estos fenómenos y cuáles son los factores más importantes a tener en cuenta.

Luego de aparecidos los fenómenos es necesaria una acción de señalización y localización visual-manual o automática de fenómenos físicos, químicos o ambos, que preceden o acompañan un principio de incendio, es como se conoce al proceso de detección y es el eje para el desarrollo de este proyecto.

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4.2.2 Recomendaciones generales para la instalación de Detectores

Los detectores que se instalen en cualquier tipo de edificación deben cumplir con los siguientes criterios:

• Cuando estén expuestos a daño mecánicos deben estar protegidos. • Los dispositivos iniciadores deben estar soportados, independientemente

de su sujeción, a los conductores del circuito. • Deben estar instalados de tal manera que permitan accesibilidad para

revisiones periódicas. • Los iniciadores deben ser instalados en todas las áreas, compartimientos y

ubicaciones donde sean requeridos por otras leyes, códigos o estándares. • Donde sean instalados detectores de humo en ubicaciones ocultas a más

de tres metros del piso terminado, y donde las alarmas del detector no sean visibles al personal de respuesta, los detectores deben tener alarma remota o indicadores supervisora en una ubicación aceptable.

• Si un indicador de alarma remoto es proporcionado para un detector automático de fuego en una ubicación oculta, la ubicación del detector y el área protegida por el detector debe ser prominentemente indicada en donde quede instalado el indicador remoto, por una placa de sujeción permanente o por cualquier otro medio.

• Los detectores nunca deben instalarse incrustados, a menos que los sean diseñados para tal fin.

• Donde existan divisiones que se encuentren dentro del 15 por ciento de la altura del techo, los espacios separados por la división deben ser considerados como cuartos separados.

4.2.3 Cubrimiento de los detectores:

• Cubrimiento total: Donde sea requerido por otras leyes, códigos o estándares el cubrimiento total debe incluir todos los cuartos, corredores, áreas de almacenamiento, sótanos, áticos, salas, espacios sobre techos suspendidos y otras divisiones y espacios accesibles así como al interior de todos los closets, huecos de ascensores, escaleras encerradas, ductos de aire y chutes de basura.

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4.3 Alarma

De acuerdo con la norma NFPA 72, tan importante como los detectores, destinados a la detección temprana de fenómenos como el humo, o cambios en el ambiente como en la temperatura, son las alarmas. Los sistemas de alarma, según lo indicado en la norma, están destinados a la protección de la vida, la propiedad o ambas, y son los encargados de indicar la existencia de: calor, fuego, humo o cualquier otra emergencia que impacte las premisas de protección:

Sistemas requeridos:

Las instalaciones protegidas por sistemas de alarma en caso de incendio, deben incluir una o más de las siguientes funciones o sistemas:

• Iniciación manual de alarma de fuego • Iniciación automática de señal de alarma y de señal de supervisión. • Monitoreo de condiciones anormales en los sistemas de supresión del

fuego • Activación de los sistemas automáticos de supresión del fuego • Activación de funciones de control de emergencias. • Activación de los aparatos de notificación de alarmas. • Servicio de recorrido de supervisión para Guardas. • Sistemas supervisores de monitoreo del proceso • Activación de señales de apagado de las instalaciones • Sistemas de combinación.

Es necesario diferenciar las alarmas para avisar a un operador de la existencia de un riesgo de las alarmas para notificar a los asistentes que deben realizar algún tipo de acción, estas últimas deben ser adecuadas para cualquier tipo de asistente, por lo tanto deben ser sonoras y lumínicas y se deben instalar en los puntos más apropiados del teatro

4.3.1 Alarmas de Incendio Es el sistema que permite generar una alerta contra incendio con localización del punto de llamada. Pueden ser de dos tipos:

4.3.1.1 Manuales • De alarma simple. Aquella que emite una señal audible al ser accionada

una estación manual de alarma

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• De alarma con señal previa. Aquella que envía una señal previa audible y visible a un tablero de control al ser accionada una estación manual de alarma.

• De comunicación verbal.

4.3.1.2 Automáticas • De alarma con señal previa. Aquella que envía una señal previa a un

tablero central de control al activarse un sistema de detección. • De señal inmediata. Aquella que emite una señal audible o visible al

activarse un equipo de detección.

4.3.2 Dispositivos de notificación y sistemas de comunicación de emergencias Los sistemas de notificación de emergencias están diseñados para la protección de la vida, indicando la existencia de una situación de emergencia y comunicando la información necesaria para facilitar unas respuestas y acciones apropiadas.

Funciones para proporcionar soporte o ayuda.

• No deben proporcionar la operación requerida de los sistemas de comunicación de emergencias.

• Altavoces utilizados para comunicaciones de emergencias deben cumplir con las siguientes condiciones:

Los altavoces y los equipos de audio asociados se instalan o ubican con salvaguardas que resistan los daños o desbarajusten su funcionamiento.

Los requerimientos de monitoreo de la Integridad deben ser utilizados, aun cuando el sistema no sea utilizado con propósitos de emergencia.

4.3.3 Recomendaciones para el manejo de Retardos Las respuestas no oportunas son inherentes tanto a las personas como a los sistemas, conformados por equipos, que necesitan reaccionar tan pronto como el fuego es detectado. Los retardos asociados con el sistema de detección incluyen:

• El tiempo que se demoran en llegar los fenómenos producto de la combustión al detector.

• El tiempo de verificación de la alarma.

• El tiempo de procesamiento del detector.

• El tiempo de procesamiento de la unidad de control.

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Los ocupantes, la mayoría de las veces, tampoco responden inmediatamente ni de manera adecuada, los siguientes aspectos deben tenerse en cuenta:

• El tiempo que tardan los ocupantes en escuchar las alarmas (debido al ruido de los equipos en modo espera o ruido de fabricación)

• El tiempo que tardan los ocupantes en descifrar las alarmas

• El tiempo que tardan en decidir si desalojan

• El tiempo en llegar a una salida

La respuesta del departamento de Bomberos o de la brigada de incendios involucra varias acciones que deben ocurrir secuencialmente incluso antes de que los esfuerzos por contener o extinguir el fuego inicien y deben ser detalladas durante el proceso de construcción de un plan de emergencias, que es el complemento de los sistema de detección y alarma.

4.4 Controlador Lógico Programable

El controlador lógico programable (PLC) nació como solución al control de circuitos complejos de automatización. Por lo tanto se puede decir que un PLC no es más que un aparato electrónico que sustituye los circuitos auxiliares o de mando de los sistemas automáticos, a el se conectan los sensores y los actuadores [8]. Se puede decir que el PLC es un computador especializado utilizado para controlar maquinarias y procesos, sin embargo comparte muchas características comunes con los computadores como una unidad central de procesos, memoria, sistema operativo y puertos de comunicaciones. A diferencia de los computadores personales el PLC está diseñado para soportar atmosferas industriales. Los componentes que hacen que un PLC funcionen son los siguientes:

• Fuente de alimentación • Unidad Central de Procesos (CPU) • Sección de entradas y salidas

La fuente se encuentra instalada en la base del controlador, y se conecta a la base así como las fuentes de voltaje DC y otros módulos, los voltajes más comúnmente manejados son 120VAc y 24 VDC.

La CPU consiste en un microprocesador, un chip de memoria y otros circuitos que controlan las operaciones lógicas el monitoreo y las comunicaciones, la CPU tiene diferentes módulos de operación. En modo de programación, acepta que las operaciones lógicas sean descargadas desde un computador.

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Cuenta con módulos de entradas y salidas. Las entradas consisten en dispositivos análogos y digitales, una entrada digital puede manejar dispositivos discretos que le envían una señal al controlador, tales como pulsadores, interruptores o sensores; una entrada análoga convierte el voltaje o la corriente en un número digitalmente equivalente. Las salidas también cuentan con módulos digitales y análogos, una salida digital puede encender luces como leds, motores pequeños y relevos, mientras que las salidas análogas convertirán un número digital enviado por la CPU a voltaje o a corriente.

5 DISEÑO

De acuerdo con lo propuesto para el desarrollo del siguiente proyecto, se abordará v de tal manera que permita conocer realmente las necesidades del lugar y seleccionar la solución más apropiada dependiendo de criterios consistentes y soportándose en lo que recomienden las normas de protección contra incendios, la metodología aplicada será la siguiente:

1. Caracterización del espacio: se definirán zonas, para caracterizarlas independientemente y decidir qué tipo de detector instalar de acuerdo con los riesgos que se identifiquen y con lo que exige cada una de las normas asociadas a dicha caracterización.

2. Selección de detectores: de acuerdo con las características de cada una de las zonas, se realizará un listado de los detectores seleccionados y se dictaran las directrices para su instalación y las recomendaciones de ubicación de los mismos.

3. Rutas de cableado y centro de control: una vez ubicados los detectores se establecerán las rutas de cableado, junto con sus recorridos y tipos de cable a utilizar.

4. Selección y ubicación de alarmas: se definirán las alarmas más apropiadas de acuerdo con la zona en la que esté ubicada.

5. Realización de un programa en PLC que permita clarificar cual será el manejo que se le dará a las situaciones de riesgo.

Igualmente se hace referencia al anexo B de la norma NFPA 72 [3], donde se pueden establecer las etapas de diseño de un sistema de incendio en los siguientes pasos:

• Definir el alcance del proyecto. • Identificar las metas. • Identificar los objetivos de los interesados.

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• Definir los objetivos de diseño. • Definir los criterios de desempeño del sistema. • Desarrollar escenarios de fuego y diseño de fuego. • Desarrollar y Evaluar los diseños candidatos. • Seleccionar y documentar el diseño final.

5.1 Definición de zonas

Del teatro se identificaron siete (7) zonas, como se pueden apreciar en la figura 1, y se caracterizaron de acuerdo con: materiales de construcción, dotación de mobiliario, materiales combustibles y tipo de actividades que allí se realizan.

Figura 1: Plano de Zonas

Zona 1: Escenario, área del público y platea

En este espacio hay instaladas 703 sillas, construidas con materiales como espuma, textiles y estructura en hierro colado; paneles en madeflex que van desde el piso hasta el techo, con altura promedio de 8 metros, anclados a una estructura en ángulo; alfombra en textil y en el escenario piso en madera, como se puede apreciar en la figura 2. El escenario es el lugar donde se realizan diversos tipos de montajes para la presentación de obras de teatro, musicales o eventos de diferentes características que involucran la instalación de luces adicionales, extensiones de corriente, cámaras de humo entre otros.

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Materiales combustibles:

• Textil • Espuma • Madera • Alfombra

Riesgo eléctrico: Tomas instaladas en el escenario y al respaldo del mismo, cables tipo par trenzado para envío de video, cable encauchetado para extensiones eléctricas temporales.

Altura: en el escenario se alcanza una altura de 9.0 m y en las primeras sillas se tiene una altura al techo de 11 m

Forma del Techo: Paneles de madeflex suspendidas desde el techo.

Figura 2: Escenario y platea del teatro

Zona 2: Cabina de proyección y área técnica

Esta zona está construida en concreto y dotada con muebles en madera, el piso está terminado con láminas de vinilo y alma de textil; se encuentran ubicados todos los equipos de control, tableros eléctricos y el sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) principal del teatro. El techo es terminado en drywall y paredes en mampostería lo cual se puede apreciar en la figura 3.

Materiales combustibles

• Madera • Piso en vinilo • Textil • Espuma

Riesgo eléctrico: Tableros de distribución, sistema de alimentación ininterrumpida, equipos tales como consolas de audio y video, extensiones temporales en cable encauchetado.

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Altura: en techo en drywall se encuentra a 2.2 m y es uniforme en toda su extensión.

Forma del Techo: Techo con formaleta metálica liviana, en drywall, plano, zona central con láminas de fibra mineral, separadas 0.20m del techo.

Figura 3: Cabina de proyección.

Zona 3: Camerinos

Esta zona tiene paredes de ladrillo y cemento, techos en drywall, pisos en madera. Cuenta con camerinos separados, para mujeres y hombres, muebles en pino y piso laminado. En esta área también se encuentran ubicadas baterías de baños y un cuarto destinado a la ubicación del tablero para iluminación artística, al cual llegan 26 acometidas en cable encauchetado calibre 12x3 y un tablero con una acometida trifásica.

Materiales combustibles

• Madera • Vinilo • Textil

Riesgo eléctrico: Tableros de distribución, equipos de control de iluminación, cableado temporal.

Altura: 6 metros en la parte más alta

Forma del Techo: Techo con formaleta metálica liviana, construido en drywall, plano con divisiones diseñadas para permitir el acceso de luz natural

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Figura 4: Camerinos

Zona 4: Áreas comunes,

Esta zona es construida con ladrillo, piso en mármol; cuenta con techos falsos en madera, recubrimiento de paredes en láminas de madera. La iluminación se realiza por medio de bombillos de 50 W de consumo alimentados a 110 VAC. Se divide en dos partes, y da directamente a la entrada del teatro. Allí se instalan los puntos de servicios temporales tales como estaciones de café, puntos de registro de asistentes, y está destinada a la recepción y permanencia de público, al principio, intermedios y final de las presentaciones artísticas.

Materiales Combustibles:

• Madera.

Altura: 3.5 metros del piso al cielo falso. 2 metros entre el cielo falso y la placa del techo.

Forma del Techo: Estructura de entramado en madera, como se puede apreciar en la figura 8, suspendida de una placa de concreto.

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Figura 5: Áreas comunes.

Zona 5: Cafeterías y área de servicios Esta zona cuenta con una cocina integral compuesta de muebles y enchapes en madera, fórmica y granito. Está ubicada muy cerca al tablero de distribución de circuitos eléctricos del lobby y zonas comunes.

Materiales combustibles:

• Madera • Fórmica

Riesgos eléctricos: Estufa eléctrica de cuatro posiciones, un horno microondas y tomas y conexiones para ubicación de grecas, dos tableros eléctricos, bombillos incrustados en el techo.

Altura: La altura del espacio es de 2.20 m.

Forma del techo: Liso, construido en drywall.

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Figura 6: Áreas de servicios

Zona 6: Baños Esta zona tiene muros construidos en ladrillo y concreto, piso en láminas de mármol y divisiones en aluminio y puertas en madera.

Materiales combustibles:

• Madera

Riesgo eléctrico: Tablero de operación de motobombas, motobombas.

Altura del techo: El techo está a una altura de 3.5m, es una placa de concreto a la vista, con tubería a la vista y un entramado metálico que sirve como decoración.

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Figura 7: Baños

Zona 7: Espacio entre techos suspendidos: Esta zona, que corresponde al espacio que existe entre la cubierta del teatro y el techo suspendido de la estructura que sostiene la misma cubierta, está construida con estructuras metálicas, paredes en ladrillo y paneles colgantes elaborados en madeflex. El espacio cuenta con alta contaminación por polvo y es oscuro.

Materiales combustibles

• Madera.

Riesgo eléctrico: Las conexiones que alimentan cada uno de los bombillos que iluminan el auditorio, se transportan por bandejas porta cables perimetrales, están construidas con cable encauchetado 3x12 AWG. Bombillas incrustadas a los paneles.

Figura 8: Cubiertas

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5.2 Selección de detectores y alarmas.

5.2.1 Detector multicriterio: Se emplearán detectores de este tipo para todas las zonas del teatro, debido a las características combustibles de las mismas y ya que este tipo de detectores de se basan en el efecto óptico según el cual, el humo visible que penetra el aparato, afecta el haz de rayos luminosos generados por la fuente de luz, de forma que varía la luz recibida en una célula fotoeléctrica, y se activa una alarma al llegar a cierto nivel.

5.2.2 Detector de chispa o brasa.

Se utilizarán este tipo de detectores debido a que la presencia de lámparas de alto consumo, el cableado aéreo que las alimenta. Además las pocas condiciones de iluminación hacen que los detectores multicriterio puedan no ser suficientes para generar las señales de activación más apropiadas.

5.2.3 Detector puntual

Estos detectores funcionan con el principio de ionización, que consiste en ionizar el aire en una cámara detectora con una pequeña cantidad de material radioactivo convirtiéndolo en conductor y haciendo que una corriente circule a través de dos electrodos cargados, son utilizados puesto que se destinaras para espacios confinados que se formaron luego de instalar paneles acústicos en las paredes del teatro

5.2.4 Estaciones Manuales

Serán ubicadas en cada una de las entradas a la sala, en la cabina de proyección, que cuenta con dos pisos y en los camerinos que son dos y cuentan con un área común. Además en todas las zonas donde exista circulación de personas deben instalarse de manera visible estaciones manuales para que se cumpla el requerimiento de que el sistema

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5.2.5 Cámaras de vigilancia

El bajo costo y la facilidad de instalación hará de las cámaras de vigilancia un mecanismo valido de verificación y permanente vigilancia de las áreas más sensibles del edificio

5.2.6 Distribución

Zona 1

Altura máxima 11 m

Altura mínima 1.75 m

9 Detectores Multicriterio

Se seleccionan ya que son recomendados para salas con techos elevados, debido a la altura de esta zona estarán dispuestos de manera que formen una grilla, con una separación entre ellos de 9 m, debido a que el cubrimiento de este dispositivo es de 100 m2.

2 Detectores Puntuales

Existen divisiones al interior de la sala, que resultan entre paneles de madera y paredes estructurales, las cuales generan espacios confinados donde se hace necesaria la respuesta de un detector puntual.

4 Estaciones manuales

Es indispensable instalar estaciones en las entradas y salidas de la sala, adicionalmente en un punto al interior de la sala donde esté a la vista del público asistente

Zona 2

Altura máxima 2.4 m

Altura mínima 2.2m

5 Detectores multicriterio

Debido a las características constructivas de esta zona se ubicará un detector de este tipo en cada una de las divisiones que se formen, el detector es adecuado para los riesgos presentes en la zona

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4 Estaciones manuales

Se instalarán estaciones en cada una de las entradas a esta zona, en el cuarto que alberga la UPS, en la salida de esta zona que colinda con las áreas comunes.

2 Cámaras de vigilancia

Debido a que el riesgo es más alto se necesita mayor supervisión desde el cuarto de comando

Zona 3

Altura máxima 6m

Altura mínima 2.2m

4 Detectores multicriterio

Por sus características constructivas y los materiales combustibles se permite el uso de este tipo de detectores.

3 Estaciones manuales

1 Cámara de vigilancia

Zona 4

Altura máxima 5m

Altura mínima 0,9m

1 Detector multicriterio

La zona cuenta con un alto contenido combustible y se requiere una respuesta rápida, es sensor es el apropiado debido a que la forma del techo es lisa sin pendientes.

2 Detectores de chispa o brasa

Debido a que esta zona cuenta con un techo suspendido es necesario brindar cubrimiento en la división que se genera, se seleccionan detectores de este tipo debido al tipo de iluminación.

1 Estación manual

Se instalará junto a la entrada al auditorio, debe permitir a cualquier persona notificar sobre alguna situación de riesgo.

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Zona 5

Altura máxima 5m

Altura mínima 2.2m

3 Detectores multicriterio

Se instalarán por el contenido combustible y por la variedad de riesgos presentes.

1 Detector Puntual

En la zona de cafetería es probable que se presentes fenómenos como cambios bruscos de temperatura que el detector multicriterio no sea capaz de sensar.

1 Estación manual

Se instalará junto a la segunda entrada al auditorio que se encuentra ubicada en esta zona.

Zona 6

Altura máxima 6m

Altura mínima 2.2m

7 detectores Multicriterio

Debido a que cada uno de los baños es una división y además se brindará cubrimiento a los pasillos que conducen a los baños.

Zona 7

8 Detectores multicriterio

El área es de un tamaño considerable al cubrir todo el teatro.

8 Detectores de Chispa o brasa

Debido a las condiciones de oscuridad y a que las conexiones de las luminarias presentan la posibilidad de generar chispas es necesario reforzar con este tipo de detector para el área que comprende la cubierta.

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5.2.7 Selección de Alarmas

5.2.8 Señales lumínicas Se ubicarán en cada uno de los puntos donde se haya destinado para la instalación de una estación manual y en los lugares donde sea necesario notificar ya que habrá presencia de personas.

5.2.9 Señales sonoras Se ubicarán en cada uno de los puntos donde se necesite notificar a las personas a las que no es posible notificar por medio de señales lumínicas

5.2.10 Parlantes de Emergencia Se ubicarán en el escenario, camerinos, lobby del primer piso y cabinas de proyección, estarán conectados al panel de control y permitirán emitir las señales de emergencias que notificarán al público la necesidad de evacuar.

5.2.11 Distribución

Zona 1

4 Alarmas lumínicas

2 Alarmas sonoras

1 Parlante de Emergencia

Zona 2

3 Alarmas lumínicas

2 Alarmas sonoras

1 Parlante de emergencia

Zona 3

3 Alarmas lumínicas

1 Alarma Sonora

1 Parlante de Emergencia

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Zona 4

1 Alarma lumínica

1 Alarma Sonora

1 Parlante de Emergencia

Zona 5

1 Alarma lumínica

Zona 6

1 Alarma lumínica

La Zona 7 no tendrá instaladas alarmas pero se garantiza que está cubierta por las alarmas sonoras debido al que el nivel de presión sonora de este tipo de alarmas puede ser ajustado entre 75dB a 105 dB

5.3 Iniciación de la señal de alarma

Los dispositivos de alarma deben tener señales de notificación en caso de que sean removidos, accidental o premeditadamente.

Las zonas de notificación deben ser consistentes con la respuesta a las emergencias o el plan de evacuación para las edificaciones protegidas, sus límites deben coincidir con las paredes exteriores de la edificación, zonas de humo o incendio, separación entre pisos y otras subdivisiones de seguridad.

De acuerdo con la norma las señales visibles no deben estar ubicadas en escaleras de salida encerradas. Estos dispositivos están conectados al sistema de alimentación ininterrumpida destinado para tal fin.

Si existen alarmas de notificación para detectores de monóxido de carbón, deben estar indicadas como tal dentro de su señalización.

Si alguna alarma está conectada a un dispositivo de iniciación manual y a la vez al sistema automático de alarma debe verificarse que no hay interferencia entre las señales.

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Se deben utilizar dispositivos para verificar la integridad del cableado que le da alimentación a la señal.

Estrategias para el control de Alarmas

Las señales de alarma de incendio deben tener prioridad sobre cualquier tipo de señales existentes en el espacio. A las notificaciones y mensajes de emergencia se les permitirá prioridad sobre las señales del sistema de alarma de incendio.

De acuerdo con la norma deben existir alarmas en las siguientes situaciones:

• Detección de una situación anormal • Varios detectores ubicados en una misma zona reportan condiciones

diferentes • El personal de seguridad detecta algo fuera de lo normal, como un olor

diferente o como condiciones de fuego o altor riego a través de inspección por recorrido o por medio del sistema de vigilancia

5.3.1.1 Detección de una condición de Alarma

• La señal generada desde uno de los detectores de humo de una zona determinada llega al centro de control

• Una persona verifica que hay una situación que presenta inminencia de fuego o humo.

•

5.3.1.2 Detección de una condición de pre alarma

• Detección de una condición de supervisión • Detección de una condición de problema en las señales • Detección de Condiciones normales.

5.3.1.3 Detección de una condición que necesita supervisión

• Disparo falso • Humo en uno de los detectores

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Cada una de las señales de notificación de alarmas, (Alarma prioritaria, alarma de incendio, señales supervisoras, señales de pre alarma, y problemas en las señales) deben diferentes y anunciadas con anterioridad.

5.4 Cableado y accesorios

Para el desarrollo de esta etapa del diseño se tuvo en cuenta lo recomendado en el capítulo 12 de la norma NFPA y las secciones 520 y 760 del Código eléctrico Colombiano NTC 2050

Se deben garantizar características ignifugas en el cableado seleccionado, por esto se elige un cable de cobre con aislamiento en polipropileno que cuenta con un revestimiento externo de policloruro de vinilo.

La canalización del cableado se realizará por medio de bandejas porta cables, con características retardantes, que tendrán un recorrido desde la cabina hasta el punto más lejano del teatro (ver planos) y la salida a cada uno de los detectores se realizará con tubería conduit CPVC, conduletas y terminales aprobadas para dicha aplicación. todas las uniones contarán con cajas de paso para las conexiones y cumplir con el artículo 760 de la norma RETIE para la instalación de cableado de emergencias contra incendios, se habilitará un punto de conexión permanente desde dos puntos de control. Llegará el tipo de cable recomendado a cada uno de los altavoces, permitidos para el uso en emergencias , ubicados en los lobbies y en las partes delantera y trasera de la zona 1 y en la zona 3, camerinos. Por otra parte se instalará un equipo que permita rodar una grabación de voz en la que se indiquen las acciones a seguir, así como un micrófono que permite a un jefe de brigadas dar indicaciones de emergencia.

5.5 Centro de comando de emergencias

Se le llamará así al lugar que permitirá visualizar permanentemente el estado general del sistema y por tanto tomar las decisiones pertinentes al operador que sea el encargado de hacerlo, de acuerdo a las características del teatro.

Es importante analizar los factores humanos, también llamados ergonomía o leyes de trabajo, al referirse a la relación del hombre con su espacio de trabajo. Al diseñar el centro de comando de emergencias es importante analizar qué actividades particulares se realizaran allí, para cumplir con los requerimientos funcionales específicos y además tener en cuenta factores tales como la humedad, la temperatura o la iluminación. Se tendrán en cuenta la ubicación de las unidades de visualización y de las unidades de alarma. El procesamiento de

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las señales de alarma depende del procedimiento que se establezca para tales efectos, consecuentemente deberá ser claro que acá se permitirán visualizar las alarmas pero el sistema como tal, tiene la autonomía suficiente para realizar las acciones de activación de las alarmas de emergencia dentro de la sala.

Para el diseño del centro de comando se han tenido en cuenta los siguientes criterios:

Su ubicación debe ser de fácil acceso al personal de seguridad, debido a que no todo el tiempo se encuentra un operario dedicado a monitorear el sistema de alarma permanentemente.

El apoyo de cámaras de vigilancia, será de fundamental importancia para realizar la validación de los eventos, que en caso de presentarse en cualquiera de las zonas ya identificadas, la persona que se encuentre validándolo se encuentre en capacidad de verificar visualmente si hay o no conatos de incendio

Se instalará un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) que funcione únicamente para el sistema, que no dependa de la UPS principal del auditorio y que permita que en caso de fallos en la energía el sistema siga operando con normalidad. Debido a que la exigencia de la norma es que exista un segundo sistema de alimentación.

La ubicación dentro del teatro será en lobby de acceso por el costado occidental del teatro, cerca al cuarto de enfermería y los equipos a instalar son los siguientes:

• Monitor de Cámaras • DVR • UPS • Panel de control de incendios • Puntos de reacción como controles de alarmas manuales. • Teléfono de emergencias

5.5.1 Operaciones

Las siguientes acciones deben realizarse desde este espacio

• Verificar cuales son las zonas que están presentando alarma • Verificar por las cámaras de vigilancia, realmente que está pasando en esa

zona

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• Inspección para alarmas de advertencia. • Llamado al centro de emergencias más adecuado. • Apagado en caso de falsas alarmas.

Encargados

• Guarda o personal de mantenimiento o atención de eventos que permanece 24 horas en las instalaciones del auditorio, para ello debe existir un plan de capacitación básico que les permita maniobrar de manera adecuada

Controles y equipos:

• Debe existir un botón de control para apagar alarmas falsas • Un botón para encender cada una de las alarmas del teatro para su

verificación y mantenimiento • Una pantalla para la ubicación de la DVR de las cámaras • Una pantalla para hacer el barrido de los detectores • Una unidad de control.

5.6 Fuentes de alimentación.

5.6.1 Fuentes de alimentación Ininterrumpida. Se debe instalar una UPS, para la alimentación del sistema de detección y alarma, de conexión bifásica que irá conectada al tablero principal del teatro a donde llega la acometida principal del prestador de servicios.

Potencia Recomendada: 3KVA

La falla de la UPS debe iniciar una señal de condición problemática

UBICACIÓN: La ubicación de este equipo será en el cuarto de control y tendrá su propio ramal de alimentación desde el tablero principal del teatro

5.6.2 Fuentes de alimentación primaria

La fuente de alimentación primaria será tomada desde el tablero principal del teatro, el cual se encuentra ubicado a 4 metros del cuarto seleccionado como cuarto de control (que a futuro contará con una transferencia automática conectada a una planta eléctrica que suplirá el teatro)

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5.6.3 Fuente de alimentación secundaria.

Según la recomendación de la norma, se debe instalar una fuente de alimentación secundaria que esté en capacidad de proporcionar alimentación al sistema de detección y alarma durante un periodo mínimo de 24 horas.

Para tal efecto se recomienda la instalación de una planta eléctrica que sirva para la alimentación del sistema:

Potencia recomendada: mayor o igual a 75KW

Justificación: Esta potencia está calculada con base en la cantidad de luminarias y equipos con los que cuenta el auditorio.

Transferencia automática: debe ser instalado un tablero auxiliar para alojar los elementos utilizados para realizar dicha operación, la cual consiste en hacer un traslado de la carga, en cuestión de segundos, desde la acometida principal a la acometida proveniente de la planta eléctrica.

La planta eléctrica debe contar con las siguientes características:

• Instalación de un sistema de encendido automático • Sistema de encendido manual • Una estación de supervisión • Capacidad Suficiente para operar el sistema a la máxima capacidad de

carga. • El combustible de alimentación debe ser suficiente para 6 meses de

pruebas además de la capacidad especificada para su periodo de operación mínimo.

• Las baterías y el cargador de las mismas que sean destinadas para el arranque automático del generador no deben ser utilizadas para ningún otro propósito

• Se hace la recomendación de que el tablero tenga un sistema de transferencia automática que permita hacer el cambio de red en un tiempo no mayor a 20 segundos.

5.7 Programa de verificación de alarmas en un Controlador Lógico Programable

Uno de los compromisos del diseño es demostrar, mediante un programa realizado en un controlador lógico programable (PLC), el comportamiento del

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sistema en una de una de las zonas de riesgo, para replicarlo en las demás y poder ejecutar las acciones de prevención adecuadas. Esta parte del diseño es una herramienta que permite clarificar a los interesados del proyecto cómo se cumplen las expectativas de protección, no tiene como propósito determinar el funcionamiento general del sistema, en lugar de ello respalda los criterios para verificar los medios de protección a instalar

Se utilizó un PLC twido TWDLCAE40DRF del fabricante Schneider, el cual cuenta las siguientes características:

• Base compacta • 24 Entradas discretas TON con alimentación de 24 Voltios DC • 14 Salidas con relevador con alimentación a 24 Voltios DC • 2 Salidas con transistor 24 Voltios DC • Cuenta con 7 entradas y salidas con módulo de expansión • Tipos de conexión integrada: TCP/IP RJ45, INTERFCE SERIAL RS232,

MODBUS Modo maestro esclavo [9]

La manera en que se realizó esta secuencia de validación, consistió en verificar que los indicadores de alarma se encuentren en funcionamiento; luego de ello validar las señales que presentan desde en los detectores y compararlas entre ellas con el fin de que el controlador pueda determinar las acciones que puede realizar.

A las entradas de los sensores se les denominó con el nombre de las variables:

DH: Detectores de humo

EM: Estaciones manuales

A las salidas de para las alarmas se les denominó con el nombre de las variables

AS: Alarmas sonoras

AL: Alarmas lumínicas

El controlador cuenta con 256 posiciones de memoria para utilizar variables temporales que ayudan al programador a realizar labores de validación.

SECUENCIA DEL PROGRAMA:

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Figura 9 Diagrama de flujo programa de validación.

5.8 Rociadores

El acuerdo 304 de 2007 en su artículo tercero indica que, a excepción de los teatros al aire libre, las edificaciones correspondientes al Subgrupo de uso lugares de reunión culturales L-2 y Subgrupo de uso Lugares de Reunión Sociales y Recreativos L-3, deberán contar con sistemas adecuados de ventilación, de detección y alarmas contra incendio, sistemas de control de incendio por medios automáticos de rociadores, extintores portátiles y equipos necesarios para extinguir el fuego y permitir la ventilación y evacuación del lugar, lo que lleva a incluir dentro del diseño una recomendación para la instalación de rociadores. Esta recomendación se fundamenta en los principios establecidos en la norma NFPA 13 [7].

El edificio, al momento de realizar la planeación para la instalación de rociadores automáticos, debe estar provisto con rociadores en todas las áreas excepto en aquellas donde secciones específicas de la norma indique que pueden haber excepciones. La clasificación del teatro de Bogotá puede determinarse como Ocupación de Riesgo Ordinario (grupo 2), lo cual define las ocupaciones o partes de las ocupaciones donde la cantidad y combustibilidad de los contenidos es de moderada a alta, donde las pilas de almacenamiento de contenidos con un índice de liberación de calor moderado no superan los 3,66 metros, y las pilas de almacenamiento de contenidos con un índice de liberación de calor elevado no superan los 2,4 metros [7], es válido recalcar que en el teatro no se apilan

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contenidos combustibles, pero su alto contenido de elementos en madera hace que su combustibilidad lo hagan pertenecer a este grupo.

5.8.1 Rociadores recomendados

Se recomienda instar rociadores con cobertura extendida, ya que estos deben instalarse únicamente como sigue

• Construcción sin obstrucciones compuesta de cielo rasos lisos, planos, con una pendiente que no exceda de uno en seis (un incremento de dos unidades en un trayecto de 12 unidades, una pendiente del techo de 16,7 por ciento)

• Construcción sin obstrucciones o incombustible con obstrucciones, cuando estén específicamente listados para tal uso.

• Entre cerchas o viguetas cuyos miembros de alma tengan una dimensión máxima no mayor a 25,4 mm, o cuando las cerchas estén separadas más de 2,3 m entre centros y cuando la pendiente del techo no excede a una pendiente de uno en seis (un incremento de dos unidades en un trayecto de 12 unidades, una pendiente del techo de 16,7 por ciento)

5.8.2 Espaciamiento entre rociadores

Deben tenerse en cuenta los requisitos establecidos en el numeral 8.5 de la norma NFPA 13, para la posición, ubicación, espaciamiento y uso de los rociadores. El área de protección para el teatro se determinara como sigue

𝐴 = 𝑆𝑆𝑆

S= Distancia entre rociadores corriente arriba y corriente abajo

L= Distancia perpendicular al rociador del ramal adyacente a ambos lados del ramal sobre el cual se ubica el rociador en cuestión.

El área máxima de cobertura no podrá exceder 36 m2.

La distancia máxima permitida entre rociadores deberá basarse en la distancia entre los centros de los rociadores adyacentes y deberá medirse a lo largo de la pendiente del techo. La distancia de los rociadores a las paredes no deberá ser mayor que la mitad de la distancia máxima permitida entre rociadores.

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6 RESULTADOS

Luego del análisis que se realizó al espacio fue posible hacer un estudio de ubicaciones y características del teatro. Es posible determinar un grado de protección suficiente contra siniestros relacionados con la aparición temprana de incendios.

Se realizaron los planos arquitectónicos del espacio, con los cuales fue posible demarcar las siete zonas de riego del teatro, caracterizadas por sus diferencias constructivas y el mobiliario instalado para tener un criterio de selección muy sólido. Los planos del lugar fueron elaborados en AutoCAD®, y en ellos fue posible indicar la ubicación de detectores, alarmas, recorrido de cableado, ubicación del cuarto de control entre otros (Ver anexos 1 al 8).

Una vez caracterizadas las zonas y conociendo la respuesta de cada uno de los detectores fue posible asignarlos. La ubicación dentro del espacio se realizó teniendo en cuenta las recomendaciones dictadas por la norma NFPA72, que indican la separación entre detectores, la manera de ubicarlos en techos suspendidos, la distancia mínima de instalación cuando se encuentra cerca de una pared o división, la siguiente tabla contiene un resumen de los detectores:

TIPO DE DETECTOR

ZONAS Multicriterio Chispa o Brasa

Puntual Estación Manual

Cámara de vigilancia

ZONA 1 9 0 2 4 0

ZONA 2 5 0 0 4 2

ZONA 3 4 0 0 3 1

ZONA 4 2 0 0 1 0

ZONA 5 3 0 1 1 0

ZONA 6 7 0 0 0 0

ZONA 7 8 8 0 0 0

TOTAL 38 8 3 13 3

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Producto del análisis, fue posible determinar el lugar en el que deben estar instaladas las señales de alarma, a continuación se presenta una tabla resumen de las mismas:

TIPO DE ALARMA

LUMÍNICA SONORA PARLANTE DE

EMERGENCIA

ZONA 1 4 2 1

ZONA 2 3 2 1

ZONA 3 3 1 1

ZONA 4 1 1 1

ZONA 5 1 0 0

ZONA 6 1 0 0

ZONA 7 0 0 0

TOTAL 13 6 4

Una vez conocidas las rutas de cableado y establecidos los criterios para su instalación, se considera pertinente indicar un estimado de la cantidad de cableado que se hace necesario para dicha instalación y sugerir características como la marca y el tipo de fabricación los cuales se indican a continuación:

DESCRIPCIÓN CANTIDAD UNIDAD DE

MEDIDA

MARCA SUGERIDA

APLICACIÓN

Cable calibre 18 AWG de 4 conductores

900 Metros Honeywell Detectores y Cámaras

Cable 7 hilos AWG THNTHI Calibre 8

150 Metros Centelsa Alimentación UPS

Tubería plástica CPVC ½”

300 Tramos. Pavco. Canalizar cableado

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7 CONCLUSIONES

Como resultado del análisis de las normas existentes en materia de incendios, es posible realizar la caracterización de un espacio para determinar cuál es la protección que este realmente necesita, acogiendo las recomendaciones hechas en las normas y definiendo puntualmente los equipos más apropiados para el espacio particular. El diseño de un sistema de protección de contra incendios, como el realizado durante este trabajo, debe ser ejecutado responsablemente, lo cual implica un seguimiento riguroso a la literatura existente en materia de protección. Se han realizado muchos estudios sobre los efectos del humo en los seres humanos, igualmente sobre las pérdidas humanas y materiales que llevan consigo los incendios, pero en materia de protección las autoridades locales se limitan a hacer exigencias a partir de normas internacionales que, aunque adaptadas a lo local, dejan muchos vacíos en materia de diseño, debido a que en términos constructivos, existen muchas diferencias entre el lugar para el cual fueron concebidas y los lugares donde van a ser aplicadas. A partir de una caracterización del espacio y el uso de las normas se puede realizar un diseño, aunque básico, primordial para satisfacer los objetivos de protección.

La apropiación de las normas internacionales, que no son de fácil acceso ni consulta, pues el organismo encargado de controlar y emitir normas en Colombia no tiene normas equivalentes para los sistemas de detección y alarma, o cuenta con ediciones completamente desactualizadas para las necesidades actuales de construcción en Colombia. Luego de haber consultado diferentes fuentes de información, como los organismos encargados del tema, se encuentra que existen muy pocos proveedores de normas internacionales y los costos de las mismas son elevados.

La oferta de detectores en el mercado local es muy limitada, en las situaciones en las que se requieren detectores especializados se encuentran con las dificultades de que los distribuidores deben hacer la solicitud al fabricante expresamente, por lo cual en el momento de tomar las decisiones sobre la instalación de detectores es importante que el diseñador conozca cual es la oferta del mercado y cuáles son las mejores alternativas en caso de que no se encuentren equipos específicos.

La instalación de un sistema de rociadores para el teatro, es un tema que puede generar un trabajo responsable de investigación y diseño, debido a que existe una norma tan completa para este tema, así como la que existe para el sistema de rociadores. Una de las exigencias de las autoridades de control es que este tipo de teatros cuenten con sistema de rociadores automáticos, pero habrá que realizar la recomendación completa del sistema hidráulico, el diseño de tuberías

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suspendidas y subterráneas, el arrostramiento y la sujeción de las tuberías, la generación de planos y cálculos

8 BIBLIOGRAFÍA

[1] R. Machado, “Fire Safety Standards in Brazil on Smoke Detectors: Why was the Commissioning with Real Smoke Stopped?” Fire Tecnnology, No 51,p 499 -502,2015

[2] Secretaría general de la Alcaldía Mayor de Bogotá, “Acuerdo 20 de 1995” Bogotá, octubre 20, 1995.

[3] National Fire Protection Asociation, <<National Fire Alarm and Signaling code >> NFPA 72, 2013 Edition.

[4] National Fire Protection Asociation, <<Código de seguridad humana >> NFPA 101, Edición 2000.

[5] Mapfe, <<Manual de protección contra incendios>> NFPA, 2013 Edición 1978.

[6] Icontec, <<Código Eléctrico Colombiano NTC 2050>>, Bogotá, Edición 2000.

[7] National Fire Protection Asociation, <<Norma para la instalación de sistemas rociadores >> NFPA 13, Edición 2007.

[8] El controlador lógico programable [EN LINEA] disponible en: www.efn.uncor.edu/departamentos/electro/cat/eye.../a.../CAP%209%20Pco.pdf [Último acceso Abri 2016]

[9] TWDLCAE40DRF Datasheet [EN LINEA] disponible en: http://pdf.schneider-electric.nu/files/partnumbers/TWDLCAE40DRF_document.pdf]

[10] Concejo de Bogotá, “Acuerdo 304 de 2007” Bogotá, Diciembre 24, 2007.

[11]J. Milke, “Fire protection as the underpinning of good process safety programs” Journal of loss prevention in the process industries, No 40,p 329 -333,2016

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ANEXO 1: Definiciones

Prevención: Conjunto de disposiciones destinadas a impedir la aparición, la propagación o ambas, de un incendio

Detector de Incendio Dispositivo destinado a denunciar automáticamente los fenómenos físicos o químicos que preceden o acompañan un principio de incendio

Instalación de detección

Aquella destinada a señalar, descubrir y localizar automáticamente un principio de incendio. La instalación comprende:

• Un conjunto de órganos sensibles (detectores) • Uno o varios tableros de señalización. • Unos elementos intermediarios.

Detector de muestras de aire Detector que consiste en un tubo, o una red de tubos distribuidos, que se va desde el detector hasta el área a ser protegida. Funciona con un aspirador que toma muestras de aire constantemente, del área protegida.

Detector automático de fuego Dispositivo diseñado para detectar la presencia de fuego e iniciar una acción inmediata, están clasificados de la siguiente manera:

• Extinguidores automáticos de fuego. • Detectores de gases derivados de fuego • Detectores de calor • Otros detectores de fuego. • Detectores de fuego sensibles a la radiación de energía • Detectores de humo.

Extintor automático de fuego Dispositivo que detecta automáticamente la operación de un sistema de extinción o de supresión de fuego por medio del sistema empleado.

Detector combinado Dispositivo que responde a más de un fenómeno originado por el fuego o emplea más de un principio de operación para detectar uno de estos fenómenos. Los

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ejemplos más típicos son los que combinan detección de humo con detección de temperatura.

Detector de calor por conductividad eléctrica Elemento de tipo lineal o puntual que varía su resistencia en función de la temperatura.

Detector de gas de fuego Elemento que detecta gases producidos por el fuego.

Detector de temperatura fija Dispositivo que responde cuando su elemento operante se calienta a un nivel predeterminado.

Detector de llama Dispositivo detector de energía radiante del fuego que detecta la energía radiante proveniente del fuego.

Detector de gas Dispositivo que detecta la presencia o la concentración especifica de un gas, puede ser puntual o lineal.

Detector de Calor. Detector de fuego que detecta altas temperaturas anormales o el crecimiento de la temperatura.

Detector Lineal Dispositivo en el cual la detección es continua a lo largo de una trayectoria.

Detector Multicriterio. Dispositivo que contiene múltiples detectores, que responden por separado a estímulos físicos tales como el calor, el fuego o los gases que son producidos por el fuego o emplea más de un sensor para detectar el mismo estimulo. Este detector es capaz de generar solo una señal de alarma de los detectores empleados en el diseño, independientemente o combinados.

Detector Multidetector Dispositivo que contiene múltiples detectores que responden por separado a los estímulos físicos tales como el calor, el humo o los gases generados por el fuego, o emplea más de un detector para determinar los mismos estímulos. Es un dispositivo capaz de generar múltiples señales de alarma.

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Detector tipo Beam Dispositivo detector de humo que obscurece una luz fotoeléctrica donde el rayo se expande por el área protegida.

Detector de energía radiante Dispositivo que detecta energía radiante, tal como los rayos ultravioleta, visibles o infrarrojos que son emitidos como producto de la combustión y obedecen a las leyes de la óptica.

Detector de compensación de cambio Dispositivo que responde cuando la temperatura del aire que lo rodea, alcanza un nivel predeterminado, sin tener en cuenta el crecimiento de la tasa de temperatura.

Detector de tasa de crecimiento Dispositivo que responde cuando la temperatura crece a una tasa que excede un valor predeterminado.

Detector de Humo Dispositivo que detecta partículas visibles o invisibles de la combustión.

Detector de Chispa o brasa Detector de fuego que detecta la energía radiante, es diseñado para detectar chispas o carbón o ambos. Está diseñado para operar en ambientes oscuros y en la parte infrarroja del espectro

Detector puntual Dispositivo en el cual los detectores están concentrados en una ubicación particular. Los ejemplos más comunes son los detectores bimetal.

Alarma de regadera Dispositivo construido e instalado en forma tal, que el flujo de agua a través de un sistema de regaderas igual o mayor que el requerido para una cabeza única de regadera, produzca una señal audible.

Luz estroboscópica Dispositivo utilizado como indicador de alarma, que basa su funcionamiento en el efecto óptico que se produce al iluminar mediante destellos , que son producidos, generalmente, mediante una lámpara de descarga gaseosa.

Extinción Acción destinada a combatir un incendio hasta su neutralización o terminación.

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ANEXO 2: PROGRAMA EN PLC PARA VALIDAR SENSORES EN UNA ZONA

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ANEXO 3: PLANOS