estudio de consultores en instalaciones - universidad simÓn … · 2020. 6. 12. · sistema de...

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR Decanato de Estudios Profesionales

Coordinación de Mecánica

ELABORACIÓN DE UNA GUÍA PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO EN

PLANTAS DE PROCESO EN EMPRESAS Y&V.

Por: Giselle Sabarich Scattaglia

Sartenejas, Octubre del 2008



ELABORACIÓN DE UNA GUÍA PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO EN PLANTAS DE PROCESO EN

EMPRESAS Y&V.

Por: Giselle Sabarich Scattaglia

Realizado con la Asesoría de:

Prof. Nathaly Moreno (Tutor académico) Ing. Thais Mesones (Tutor Industrial)

INFORME DE PASANTÍA LARGA

Presentado ante la ilustre Universidad Simón Bolívar Como requisito parcial para optar al título de

Ingeniero Mecánico

Sartenejas, Octubre del 2008

i



Elaboración de una Guía para el Diseño de Sistemas de Protección Contra Incendios en Plantas de Proceso en Empresas Y&V.

INFORME DE PASANTÍA presentado por: Giselle Sabarich Scattaglia

Realizado con la Asesoría de:

Prof. Nathaly Moreno (Tutor académico) Ing. Thais Mesones (Tutor Industrial)

RESUMEN

El trabajo de pasantía consistió en la Elaboración de una Guía de Diseño de Sistema de Protección Contra Incendio en Plantas de Proceso y la Revisión del Sistema Contra Incendio del Proyecto IV Tren San Joaquín. La estrategia de trabajo consistió, en principio en la revisión bibliográfica tanto de libros, manuales y bases de conocimiento así como también de todas las normativas de diseño como son Normas NFPA, Normas COVENIN, Normas API, Normas PDVSA. Luego se procedió a revisar la información ya existente sobre proyectos realizados para identificar los criterios de diseño y elementos de prevención en distintas plantas de proceso, tomando en consideración el Análisis Cuantitativo de Riesgos con el cual se determino los posibles escenarios en los cuales un incendio provocara grandes daños a sistemas importantes dentro de la planta. Con el Plot Plan y los Planos de Instrumentación y Procesos si simuló en WaterCAD el anillo principal del Sistema Contra Incendio considerando los escenarios más desfavorables en caso de existir fuego, concluyendo que para el peor caso donde se requiere mayor demanda de agua para apagar el incendio el sistema funciona satisfactoriamente. Se procedió a calcular el sistema de diluvio para una serie de equipos específicos, esto se realizo en el software HIDCAL y Autocad en conjunto ya que trabajan mediante un enlace, se verificó que las velocidades y presiones en las tuberías y nodos fueran las aceptadas por las normas. Finalmente se procedió a elaborar la Guía para el Diseño de sistemas de Protección Contra Incendio luego de haber pasado por la revisión del proyecto de IV Tren ya que de esta manera se tuvo una visión mucha más clara de las especificaciones y requerimientos que debían tener en su contenido avalado por las normas antes mencionadas. Esta guía se encuentra sometida a las revisiones pertinentes por el departamento de Calidad y Sha para poder introducirla como herramienta útil para todos los que trabajan en Empresas Y&V.

PALABRAS CLAVES

Sistemas contra incendio, Requerimientos de Agua, Plot Plan, P&ID, Normas, Red Principal, Tuberías, Nodos, Sistema de Bombeo

ii

DEDICATORIA

A mis padres Juan y Mary por amarme y apoyarme todos los días de mi vida,

por ser mi ejemplo a seguir.

A Dios y a la Virgen por iluminarme siempre el camino de mi vida.

A mi hermano y abuelos por ser parte incondicional de mi vida, por hacerme

feliz.

Y por último a todos aquellos que me acompañaron y brindaron su apoyo para

la obtención de todas mi metas.

iii

AGRADECIMIENTOS

A Dios por regalarme el tesoro más hermoso que puedo tener, mi familia.

A mi padre por enseñarme que con esfuerzo y dedicación las cosas salen como

se esperan, por su ayuda incondicional, por apoyarme en todas mis decisiones, por

aconsejarme en mis momentos de indecisión, Sin importar la distancia fuiste y serás

siempre mi ejemplo a seguir.

A mi madre por ser mi mejor amiga, por darme paciencia y serenidad en

tiempos difíciles, por estar siempre a mi lado, a ti te debo todo lo bueno que de mi sea

en el futuro.

A mi hermano Alejandro por ayudarme a ser siempre cada vez mejor, por todos

los momentos buenos y malos, te adoro.

A mis abuelos por todo lo que me han dado y enseñado, por llenarme de

historias, de recuerdos, de vivencias, de valores, de orgullo, por quererme sin medida,

por querer darme todo en este mundo para hacerme feliz.

A mis amigos, por dejarme ser parte de sus vidas, por estar siempre a mi lado y

apoyarme siempre.

A Nathaly Moreno, que con su orientación y conocimientos sirvió de guía en

todo momento.

A Empresas Y&V por abrirme las puertas y confiar en mi tan valioso proyecto.

A Thais Mesones por su valiosa colaboración, por ser la guía y emprendedora

de éste proyecto.

A Luis Medina por brindarme ayuda incondicional en todo momento, por

enseñarme y compartir conmigo todos los días para culminar el proyecto, gracias

padrino.

A todas las personas que de alguna u otra forma colaboraron para lograr

cumplir con todos y cada uno de los objetivos planteados.

Universidad Simón Bolívar

i

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE GENERAL ........................................................................................................................... i

ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................................... iii

INDICE DE TABLAS ...................................................................................................................... iv

LISTA DE SIMBOLOS Y ABREVIACIONES ............................................................................... v

CAPÍTULO I INTRODUCCION ...................................................................................................... 6

1.1. Presentación de la empresa. ........................................................................................................ 6

1.2. Objetivos................................................................................................................................... 11

1.2.1. Objetivo General ....................................................................................................... 11

1.2.2. Objetivos Específicos ................................................................................................ 11

1.3. Antecedentes............................................................................................................................. 12

1.4. Justificación e Importancia ....................................................................................................... 12

CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO ................................................................................................ 13

2.1. Incendios................................................................................................................................... 13

2.1.1. Triangulo de fuego .................................................................................................... 13

2.1.2. Tipos de incendio ...................................................................................................... 15

2.1.3. Leyes fundamentales de la propagación del fuego ................................................... 16

2.1.4. Etapas en el desarrollo de un incendio ...................................................................... 17

2.1.5. Control de incendios ................................................................................................. 18

2.2. Incendios en plantas de proceso ............................................................................................... 19

2.3. Sistemas contra incendio .......................................................................................................... 21

2.3.1. Códigos y Normas ..................................................................................................... 22

2.3.2. Demanda de agua ...................................................................................................... 22

2.3.3. Sistema de agua ......................................................................................................... 23

2.3.3.1. Red de agua............................................................................................. 23

2.3.3.2. Requerimientos de agua: ......................................................................... 24

2.3.3.3. Tuberías .................................................................................................. 25

2.3.3.4. Sistema de bombeo: ................................................................................ 28

2.3.3.5. Tanque de almacenamiento .................................................................... 30

2.3.3.6. Sistemas de rociadores ............................................................................ 30

2.3.3.7. Sistemas de agua pulverizada ................................................................. 32

2.3.3.8. Hidrantes ................................................................................................. 32


ii

2.3.3.9. Monitores ................................................................................................ 33

2.3.3.10. Carretes de mangueras .......................................................................... 33

2.3.4. Sistema de espuma .................................................................................................... 34

CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO................................................................................ 39

3.1. Revisión bibliográfica y recolección de información. .............................................................. 39

3.2. Revisión de proyectos existentes .............................................................................................. 40

3.3. Elaboración de Criterios de Diseño .......................................................................................... 44

3.4. Determinar las consideraciones del ACR ................................................................................. 45

3.5. Requerimientos del sistema ...................................................................................................... 46

3.6. Evaluación del diagrama de tuberías e instrumentación en base al cálculo de la red hidráulica

en el software (WaterCAD) ............................................................................................................. 47

3.7. Cálculo del sistema de diluvio (pre-dimensionamiento) .......................................................... 49

3.8. Cálculo hidráulico del sistema de diluvio en el software (HIDCAL) ...................................... 51

3.9. Elaboración de la Guía de Diseño de Sistemas de Protección Contra Incendio. ...................... 53

3.9.1. Sistema de Extinción por Agua ................................................................................. 53

3.9.2. Sistema de Extinción por Espuma ............................................................................ 55

CAPÍTULO IV RESULTADOS ..................................................................................................... 56

4.1. Requerimientos de agua del sistema ......................................................................................... 56

4.2. Simulación de la red principal de agua con el software WaterCAD ........................................ 61

4.2.1. Primer escenario: Mayor demanda de agua por Empresas Y&V ............................. 62

4.2.2. Segundo escenario: Mayor demanda de Agua por Empresas Enppi......................... 64

4.2.3. Tercer escenario: Zona más alejada .......................................................................... 66

4.3. Resultados del sistema de diluvio (pre-dimensionamiento) ..................................................... 68

4.4. Resultados del sistema de diluvio arrojados por el software HIDCAL .................................... 69

4.5. Guía para el Diseño de Sistemas de Protección Contra Incendio ............................................. 71

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................................................. 72

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ............................................................................................ 74

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................. 75

APENDICE A ................................................................................................................................. 76

APENDICE B ................................................................................................................................ 109

APENDICE C ................................................................................................................................ 120


iii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Empresas integrantes de la Corporación de Empresas Y&V ................................... 6

Figura 1.2 Ubicación de EMPRESAS Y&V en el territorio Nacional ...................................... 8

Figura 1.3. Organigrama de Y&V Ingeniería y Construcción .................................................. 9

Figura 1.4 Procesos asociados al Diseño Mecánico del Departamento de Ingeniería Mecánica

de Empresas Y&V. ............................................................................................................... 10

Figura 2.1: Triangulo de fuego. ............................................................................................. 14

Figura 2.2. Etapas en el desarrollo de un incendio ................................................................. 18

Figura 2.3. Red de distribución de agua contra incendio ........................................................ 24

Figura 2.4. Arreglo general de Bombas Horizontales para incendio ....................................... 29

Figura 2.5. Arreglo general de Bombas Verticales para incendio ........................................... 30

Figura 2.6. Diferentes modelos de rociadores ........................................................................ 31

Figura 2.7. Diferentes tipos de hidrantes ............................................................................... 33

Figura 2.8. Propiedades de la espuma .................................................................................... 35

Figura 3.1. Fases de Diseño de un Sistema Contra Incendio en Plantas .................................. 41

Figura 3.2. Fase de implantación ........................................................................................... 42

Figura 3.3. Continuación Fase de Implantación ..................................................................... 43

Figura 3.4. Proceso del ACR ................................................................................................. 45

Figura 3.5. Zonas afectadas de IV tren debido a consecuencias de radiaciones térmicas. ....... 46

Figura 3.6. Modelo de la red principal de agua ...................................................................... 48

Figura 3.7. Dimensiones nominales de los rociadores seleccionados. .................................... 50

Figura 3.8. Modelo del sistema que muestra el software HIDCAL ........................................ 52

Figura 4.1. Modelo del sistema en WaterCAD con la zona de mayor demanda de agua por

parte de Empresas Y&V ........................................................................................................ 63


parte de Empresas Enppi ....................................................................................................... 65

Figura 4.3. Modelo del sistema en WaterCAD con la zona más alejada del sistema ............... 67

Figura 4.4. Vista desde Autocad 3D del montaje del sistema de rociadores ........................... 70


iv

INDICE DE TABLAS

Tabla 2.1. Valores típicos de “C” .......................................................................................... 26

Tabla 2.2. Longitudes equivalentes para C=120 ................................................................... 27

Tabla 4.1. Escenarios a calcular con sus equipos correspondientes ........................................ 57

Tabla 4.2. Escenario con mayor demanda de agua ................................................................. 58

Tabla 4.3. Consumo de agua para cada escenario realizado en la pasantía ............................. 59

Tabla 4.4. Consumo de agua para cada escenario realizado por Empresas Y&V .................... 60


v

LISTA DE SIMBOLOS Y ABREVIACIONES

• NFPA: National Fire Protection Association.

• API: American Petroleum Institute.

• PDVSA: Petróleos de Venezuela Sociedad Anónima.

• COVENIN: Comisión Venezolana de Normas Industriales

• AFFF: Espumas Formadoras de Películas Acuosas.

• ACR: Análisis Cuantitativo de Riesgos.

• P&ID: Diagrama de Instrumentación y Procesos.

• Y&V: Empresas Y&V.

• Enppi: Empresas Enppi.

• ∂P= Pérdidas por fricción, psi

• Le= Longitud equivalente, pies

• Q= Caudal de agua, gpm

• C= Coeficiente de pérdidas por fricción (C=100)

• D= Diámetro interno de la tubería, pulgadas

• aQ = Requerimiento de agua [m³] [gal]

• cA = Área de cobertura [m²] [pie²]

• aT = Tasa de aplicación de solución agua–concentrado [2

3

hxm

m] [

2pie

gpm]

• dt = tiempo de descarga [h] [min]

• a% = porcentaje de agua en la solución agua-concentrado (97% o 94%

dependiendo del concentrado de espuma a utilizar).

• eQ = Requerimiento de concentrado [m³] [gal]

• e% = porcentaje de concentrado en la solución agua-concentrado (3% ó 6%)


CAPÍTULO I INTRODUCCION

1.1. Presentación de la empresa.

Empresas Y&V es una corporación de servicios venezolana, orientada al desarrollo de

proyectos de inversión en las áreas de: ingeniería, construcción, operación, mantenimiento y

gestión ambiental para los sectores público y privado.

Se crea en 1985, ante la necesidad del mercado de encontrar integradas las diferentes

áreas de servicio, en un solo ente. Hoy día, la Corporación ha llevado a las cuatro empresas

que la integran a ocupar una posición de liderazgo en sus áreas de negocio, apuntaladas por

una sólida estructura corporativa que asegura a sus clientes una atención y un servicio que

satisface sus expectativas.

Figura 1.1 Empresas integrantes de la Corporación de Empresas Y&V

Empresas Y&V posee una serie de principios que la han conducido al logro de sus

objetivos. Uno de los fundamentales, que determina su esencia como organización es que la

empresa está concebida para ser conducida por sus empleados, lo cual se evidencia en el hecho

de que para ser


uno de sus accionistas, es indispensable ser parte del personal. Esto aunado a la Misión, Visión

y Valores, ha sido decisivo en el merecimiento de la organización.

La Visión es ser una empresa de servicios de clase mundial, que promueva el

desarrollo de su personal y de la sociedad. (1)

La Misión es ser la empresa a la cual todos los clientes quieren contratar y en donde

todas las personas quieren trabajar. Demostrar que las empresas venezolanas son capaces de

lograr el reconocimiento de clase mundial y el personal lograra el crecimiento personal y

profesional, mejorando su calidad de vida y percibiendo la satisfacción de los logros de la

organización. (1)

Entre Los Valores fundamentales que posee la empresa se destacan: reconocimiento y

respeto al individuo en la búsqueda del desarrollo personal y profesional del capital humano,

mística, pasión, compromiso, integridad, sentido del logro, disposición al reto, espíritu

competitivo, proactividad, optimismo, trabajo en equipo, entre otros. (1)

Y&V Ingeniería y Construcción tiene oficinas a nivel nacional, las cuales cuentan con

una alta tecnología en cuanto a sistemas de información se refiere, esto les permite a través de

la red Internet e Intranet movilizar la información de manera ágil y dinámica, contando con la

presencia directa de la organización EMPRESAS Y&V en puntos claves de la geografía

nacional.

Empresas Y&V en Caracas esta ubicada en la tercera trasversal de la Av. Don Bosco,

Altamira. La ubicación de las Empresas Y&V en el Territorio Nacional se muestra a en la

Figura 1.2.


8

Presencia

Quibor Naiguata El Tablazo La Concepción Indiomara Maracaibo Perija

Santa Cruz de Aragua Anaco - El Tigre Jose Pto. La Cruz Judibana Furrial Punta de Mata San Diego de Cabrutica Maturín

MATURIN

CARACAS

PTO. LA CRUZ

MARACAIBO

PROYECTOS

PUNTO FIJO

Figura 1.2 Ubicación de EMPRESAS Y&V en el territorio Nacional

La empresa posee una estructura organizacional funcional donde el Departamento de

Mecánica depende de la Gerencia de Ingeniería.

Para la ejecución de proyectos la empresa utiliza una estructura matricial, donde cada

proyecto consta de: Gerentes de Proyecto, Líderes de disciplina, Ingenieros de Proyectos,

Proyectistas y Dibujantes, por cada disciplina. En la Figura 1.3 se aprecia el organigrama de la

empresa:


9

Figura 1.3. Organigrama de Y&V Ingeniería y Construcción

Como parte integradora de Y&V Ingeniería y Construcción el Departamento de

Mecánica está encargado de diferentes disciplinas tal como se aprecia en la Figura 1.4:

VP SERVICIOS CORPORATIVOS

JUNTA DIRECTIVA

EMPRESAS Y&V

VP SERVICIOS TECNICOS

VP DESARROLLODE NEGOCIOS

GERENCIA DE ADMINISTRACIÓN

GERENCIA CONTABILIDAD

GERENCIA CTRL. GESTIÓN

GERENCIA DEFINANZAS

GERENCIA LEGAL

GERENCIA DE RECURSOSHUMANOS

GERENCIA DES. GERENCIALES

GERENCIA DE CALIDAD Y S.H.A.

GERENCIA ADMINISTRACIÓNDE CONTRATOS

GERENCIA PLANIFICACIÓN

Y CONTROL

GERENCIA DE PROCURA

VP COMERCIAL

VP MERCADO INTERNACIONAL

VP MERCADO NACIONAL

GERENCIA DE DPTO. DE CIVIL

GERENCIA DE DPTO. DE

ELECTRICIDAD


INSTRUMENTACIÓN

GERENCIA DE DPTO. DE MECÁNICA

GERENCIA DE DPTO. DE PROCESOS


ESTRUCTURAS


PROD. GRÁFICA

GERENCIA DE DPTO.

DE AMBIENTE

JUNTA DIRECTIVAYANES & ASOCIADOS

PRESIDENTE EJECUTIVO

GERENCIA DE PROYECTO








GERENCIADE SIST. Y

TECNOLOGÍA

VICE – PRESIDENCIA DE INGENIERÍA

GERENCIA DE OFICINAS REGIONALESC I T


10

Figura 1.4 Procesos asociados al Diseño Mecánico del Departamento de Ingeniería

Mecánica de Empresas Y&V.

Tuberías en Plantas Industriales

(MT)

Equipos Estacionarios(ME)

Equipos Rotativos(MR)

Instalaciones en Edificaciones

(MB)

Pipeline(MP)

Sistemas Contra Incendio en Plantas

(MI)

Equipos de Transferencia de Calor

(MH)

Unidades Paquetes(MQ)

Elevación y Transporte(ML)

Manejo de Materiales(MM)

Mecánica General(MG)

Equipos Especiales(MS)

Diseño Mecánico(M)


(MT)




(MB)

Pipeline(MP)


(MI)


(MH)








(MT)




(MB)

Pipeline(MP)


(MI)


(MH)








11

1.2. Objetivos

1.2.1. Objetivo General

Elaborar una guía de diseño con los lineamientos a considerar en los sistemas de

protección contra incendios en plantas de proceso, tomando en cuenta todas las

especificaciones que se deben aplicar en cuanto a la concepción del diseño, el análisis de

riesgos, los elementos de prevención y los criterios de diseño, con la finalidad de obtener una

guía de procedimientos prácticos y estandarizados aplicados a los sistemas contra incendio en

plantas de proceso.

1.2.2. Objetivos Específicos

• Revisar y analizar la información bibliográfica existente sobre sistemas contra

incendio, así como también la normativa de diseño (Normas NFPA,

COVENIN, API, PDVSA, entre otras).

• Revisar y analizar los proyectos existentes sobre sistemas contra incendio para

identificar los criterios de diseño y elementos de prevención en diferentes tipos

de plantas de proceso

• Elaborar los criterios de diseño del sistema contra incendio en plantas de

proceso.

• Analizar las consideraciones de análisis de riesgos que se deben tomar en

cuenta para diseñar los sistemas contra incendios en plantas de proceso.

• Elaborar los requerimientos de sistemas contra incendio en plantas de proceso.

• Evaluar el diagrama de tuberías e instrumentación en base al cálculo de la red

hidráulica en el software (WaterCAD).

• Realizar los cálculos de los sistemas de diluvio en el software (HIDCAL) y la

hoja de cálculo.


12

1.3. Antecedentes

En Empresas Y&V se realizó la base de conocimientos de los sistemas de protección

contra incendio, sin embargo no hay antecedentes de la realización de una guía en la cual se

especifiquen los parámetros a seguir para realizar un diseño de un sistema de protección contra

incendio. (2)

1.4. Justificación e Importancia

La seguridad de personas, bienes y medio ambiente es una preocupación importante en

las sociedades de hoy en día que afectan de manera crucial a las plantas de proceso. Hoy en

día la seguridad industrial es una rama de la ingeniería a la que se la ha dado una gran

importancia, ya que seguridad implica mayor calidad, productividad. Un riesgo latente que

corre cualquier tipo de edificación son los incendios, ya sea por cualquier motivo (eléctrico,

accidental, etc.) el fuego es un peligro el cual hay que saber tratar y estar preparado para poder

dominar, es por ello que los sistemas de protección contra incendio son una pieza clave y

fundamental a la hora de construir cualquier tipo de edificación.

Cuando se trata de plantas de proceso la seguridad tiene que ser un factor que tenga un

100% de eficiencia, ya que aunque este tipo de plantas se caracteriza por tener pocos

accidentes, cuando ocurren llegan a tener consecuencias muy severas, ya que se trabaja con

líquidos inflamables y combustibles que al calentarse por acción del calor del fuego pueden

explotar y generar catástrofes donde se afecten tanto las instalaciones y equipos de la planta

como la vida de las personas que ahí trabajan. Es por ello que contar con un sistema de

protección contra incendio es fundamental en las plantas de proceso, aquellos encargados de

su diseño deben conocer todos los criterios y normas existentes ya que son los pasos ideales a

seguir para que el sistema sea lo más seguro posible. El propósito de elaborar una guía de

diseño de sistemas de protección contra incendio en plantas de proceso es el de servir de guía a

aquellos que vayan a realizar este tipo de trabajo, ayudando a determinar paso por paso todos

los requerimientos de cada una de las partes del sistema, ya que cuando se trata de seguridad

todos los detalles son importantes, en esta guía se trata de condensar la información primordial

para poder realizar el diseño de una manera rápida y eficiente


CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO

2.1. Incendios

Los incendios son reacciones de oxidación, generalmente con aire como comburente,

de materias combustibles. Los efectos de estos accidentes son:

• Calor (generalmente radiante) que produce daños de por si y porque puede

propagar la cadena accidental.

• Humos sofocantes y/o tóxicos

• Onda explosiva de sobrepresión cuando se dan ciertas condiciones de

aceleración de la velocidad de reacción y/o de contención. Otro efecto que

puede propagar la cadena accidental. (3)

2.1.1. Triangulo de fuego

Los tres elementos del fuego pueden representarse mediante el triángulo que se

muestran a continuación


Figura 2.1: Triangulo de fuego.

Si alguno de estos elementos llega a faltar no se podrá producir el fuego. La base sobre

lo que se apoya la prevención del fuego y la lucha contra el mismo consiste en romper el

triangulo del fuego. El elemento combustible es de suma importancia ya que las posibilidades

de que se queme un material dependen de sus propiedades físicas y químicas, es conocido que


15

los materiales son muy inflamables en estado gaseoso aunque existen sólidos y líquidos que

arden directamente.

• Combustibles: Pueden ser de cualquier tipo, ya sea sólido, líquido o gaseoso. La

mayoría de los sólidos y líquidos se convierten en vapores o gases antes de

entrar en combustión.

• Oxígeno: Es un carburante (activa la combustión). El fuego requiere una

atmósfera de por lo menos 16% de oxigeno.

• El calor: Es la energía necesaria para que se active la reacción. (4)

2.1.2. Tipos de incendio

Los incendios se dividen en:

• Clase “A”: Son los fuegos que involucran a los materiales orgánicos sólidos,

en los que pueden formarse, brasas, por ejemplo, la madera, el papel, la goma,

los plásticos y los tejidos.

• Clase “B”: Son los fuegos que involucran a líquidos y sólidos fácilmente

fundibles, por ejemplo, el etano, metano, la gasolina, parafina y la cera de

parafina.

• Clase “C”: Son los fuegos que involucran a los equipos eléctricos energizados,

tales como los electrodomésticos, los interruptores, cajas de fusibles y las

herramientas eléctricas.

• Clase “D”: Involucran a ciertos metales combustibles, tales como el magnesio,

el titanio, el potasio y el sodio. Estos metales arden a altas temperaturas y

exhalan suficiente oxígeno como para mantener la combustión, pueden

reaccionar violentamente con el agua u otros químicos, y deben ser manejados

con cautela. (5)


16

2.1.3. Leyes fundamentales de la propagación del fuego

La propagación del fuego se puede explicar a través de los fenómenos que se dan para

que ocurra la transferencia de calor, que es un proceso en el cual se intercambia energía en

forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que se

encuentran a diferentes temperaturas. La Transferencia de Calor especifica que el calor tiene la

tendencia de fluir desde una sustancia caliente a una sustancia fría. El más frío de los dos

cuerpos en contacto absorberá calor hasta que ambos objetos estén a la misma temperatura. El

calor se puede propagar de diferentes maneras:

Conducción: Es la única transferencia de calor en los sólidos. El calor puede ser

conducido de un cuerpo a otro por contacto directo de dos cuerpos o por intermedio de un

medio conductor. La cantidad de calor que será transmitida y su rango de transferencia

dependerán de la conductividad del material a través del cual el calor está pasando. No todos

los materiales tienen la misma conductividad de calor. El aluminio, el cobre y el acero son

buenos conductores. Los materiales fibrosos, tales como tela y papel no son buenos

conductores. Los líquidos y los gases son deficientes conductores de calor debido al

movimiento de sus moléculas. El aire es también un conductor relativamente deficiente (6).

Convección: La convección es la transferencia de calor debido al movimiento de un

fluido. Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, es casi

seguro que se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una

parte del fluido a otra. El aire caliente en una edificación se expandirá y elevará. Por esta

razón, el fuego que se propaga por convección, lo hace mayormente en dirección ascendente,

aunque las corrientes de aire pueden llevar calor en cualquier dirección. Las corrientes de

convección son generalmente la causa del movimiento del calor de un piso a otro, de un salón

a otro y de un área a otra. La propagación del incendio por pasillos, escaleras y ductos de

ascensores, entre paredes, y a través de las fachadas son principalmente causadas por la

convección de corrientes calientes y esto conlleva mayor influencia en cuanto a la posición de

ataque del incendio y ventilación que se ha producido por la radiación y la conducción.

Otra forma de transferencia de calor por convección es por contacto directo de la llama.

Cuando una sustancia es calentada hasta el punto donde se generan vapores inflamables, estos


17

vapores pueden entrar en ignición generando una llama. A medida que otros materiales

inflamables entran en contacto con vapores encendidos, o llamas, los mismos pueden ser

calentados hasta una temperatura donde ellos también pueden entrar en ignición. (6).

Radiación: La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción

y la convección: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino

que pueden estar separadas por aire. El calor del sol se siente tan pronto como aparece.

Cuando el sol se oculta, la tierra comienza a enfriarse con una rapidez similar. Por ejemplo,

un chorro de neblina interpuesto entre el bombero y el fuego minimizará el calor que recibe el

bombero. Aunque el aire es un deficiente conductor, resulta obvio que el calor puede viajar a

través de este fluido.

Este fenómeno de transmisión del calor se conoce como radiación de las ondas de

calor. Las ondas de luz y calor son similares en naturaleza, pero difieren en la longitud del

ciclo. Las ondas de calor son más largas que las ondas de luz y son llamadas algunas veces

rayos infrarrojos. El calor de radiación viajará a través del espacio hasta que alcanza un objeto

opaco. A medida que el objeto es expuesto al calor por radiación, emitirá calor de radiación

desde su superficie. Este calor es una de las mayores fuentes de proporción de incendios, y su

importancia demanda atención inmediata en aquellos puntos donde la exposición a la

radiación resulta severa. (6)

2.1.4. Etapas en el desarrollo de un incendio

Aun cuando los incendios no siempre se desarrollan de la misma forma, tienen unas

etapas de secuencia que se deben conocer para detener a tiempo el incendio, estas son:

• Etapa incipiente: Se caracteriza porque no hay llamas, hay poco humo, la

temperatura es baja; se genera gran cantidad de partículas de combustión. Estas

partículas son invisibles y se comportan como gases, subiendo hacia el techo.

Esta etapa puede durar días, semanas y años.


18

• Etapa latente: Aún no hay llama o calor significativo; comienza a aumentar la

cantidad de partículas hasta hacerse visibles; ahora las partículas se llaman

humo. La duración de esta etapa también es variable.

• Etapa de llama: Según se desarrolla el incendio, se alcanza el punto de ignición

y comienzan las llamas. Baja la cantidad de humo y aumenta el calor. Su

duración puede variar, pero generalmente se desarrolla la cuarta etapa en

cuestión de segundos.

• Etapa de calor: En esta etapa se genera gran cantidad de calor, llamas, humo y

gases tóxicos. (6)

Figura 2.2. Etapas en el desarrollo de un incendio

2.1.5. Control de incendios

Para controlar un incendio se debe interrumpir uno o más factores de los elementos que

actúan en el proceso de combustión. Los tipos de extinción que se pueden poner en práctica

dependiendo de la situación en la que se presente el incendio son:

• Extinción por reducción de temperatura: Este proceso se basa en el

enfriamiento con agua. Se debe enfriar el combustible hasta alcanzar una


19

temperatura en la que no se produzcan vapores suficientes que se puedan

encender. Los combustibles sólidos, líquidos y gases inflamables con un bajo

punto de ignición no pueden ser extinguidos por enfriamiento con agua debido

a que la producción de vapor no puede ser reducida significativamente. La

reducción de temperatura depende de la aplicación de un caudal adecuado, y en

forma apropiada para así lograr establecer un balance negativo de calor.

• Extinción por eliminación del combustible: La remoción de la fuente de

combustible puede ser un método efectivo dependiendo del caso. Se debe

detener el flujo de combustible líquido o gaseoso, o remover el combustible

sólido del área donde se esta produciendo el incendio. Otro método de

remoción del combustible es esperar que se consuma completamente.

• Extinción por dilución de oxígeno: El método de extinción por dilución del

oxígeno es la reducción de la concentración de oxígeno dentro del área de

incendio. Esto se puede lograr introduciendo un gas inerte dentro del incendio o

separando el oxígeno del combustible. Este método no es efectivo en materiales

auto-oxidantes o en metales que se oxiden por efecto del bióxido de carbono o

nitrógeno (que son dos de los agentes extintores más comunes).

• Extinción por inhibición química de la llama: Algunos agentes extintores,

tales como el polvo químico seco y el halon, interrumpen la producción de

llama en la reacción química, resultando en una rápida extinción. Este método

de extinción es efectivo sólo en combustibles líquidos y gases ya que ellos no

pueden arder en la forma de fuego latente. Si se desea la extinción de materiales

en la fase latente, se requiere contar con capacidad adicional para enfriamiento.

(7)

2.2. Incendios en plantas de proceso

Las plantas de proceso son aquellos lugares en donde se desarrollan diversas

operaciones industriales, que tienen como fin transformar, adaptar o tratar algún tipo de

materia prima para obtener productos de mayor valor agregado. Dentro de este grupo de


20

plantas de proceso se encuentran las petroleras, las industrias químicas y petroquímicas, las

plantas de tratamiento de gas, entre otros.

Este tipo de industria se caracteriza por tener pocos accidentes pero, cuando se

producen, son de severidad (alcance y efectos) elevada. Es por esto que los aspectos de

seguridad son de gran importancia y son objeto de una intensa atención en las actividades de

diseño, proyecto, operación y mantenimiento de las plantas. (3)

En las plantas de proceso como instalaciones químicas o petroleras los incendios

pueden ocurrir de varias maneras que dependen de la naturaleza (propiedades químicas y

físicas) y de la disposición del combustible.

Incendio de líquidos en disposición abierta (de charco/ “pool – fire”)

Cuando el incendio se produce en una condición abierta (no presurizada). Se puede dar

debido a un líquido derramado en un área extensa, también en un recipiente abierto (sin techo)

o a presión atmosférica.

Este tipo de incendios suele manifestarse por la emisión de calor radiante y humos. (3)

Incendio de líquidos con rebosamientos violentos (“boil – over” y “slop – over”)

Se trata de complicaciones del caso anterior que, generalmente, se presentan en los

incendios de tanques para almacenamiento donde la altura de líquido combustible es

considerable. Estos fenómenos dan lugar a rebosamientos que pueden propagar el incendio y/o

sus efectos dañinos.

La combustión en la superficie del líquido genera calor (que se transmite por

conducción y convección) hacia las capas inferiores del mismo. En estas últimas hay presencia

de agua (decantada o emulsionada) procedente del propio almacenamiento o de la inyección

extintora de agua o espuma. Se producirá ebullición de la misma con formación de burbujas

grandes de su vapor. Este ascenderá a través del líquido impulsando parte del mismo de

manera que rebosa o se proyecta fuera del tanque. (3)


21

Incendio de gases o vapores en nube abierta (bola de fuego/ “fireball”)

Es el caso de inflamación inmediata (no diferida) de una nube de gases o vapores que

se ha situado de forma rápida en espacio abierto. Sus efectos intrínsecos son:

• Radiación térmica, muy intensa y de corta duración, originada en una llama

luminosa.

• Evolución hacia la forma de hongo por la ascensión de gases muy calientes y

más ligeros que el aire.

• Sobrepresión no significativa. (3)

Incendio de gases o vapores en fuga local presurizada (dardo/ “jet – fire”)

Cuando hay una fuga localizada de gases o vapores (inflamables) a presión (por

ejemplo, a través de perforaciones, bridas, etc.) estos se pueden incendiar dando lugar a un

fuego semejante al del dardo de un soplete. Tal tipo de incendio tiene un peligro relativamente

bajo en si mismo (se deberá cortar la fuente de presión y caudal que origina la fuga y proceder

a la extinción), pero si el dardo afecta a equipos adyacentes puede dar lugar a otros accidentes

más graves. (3)

2.3. Sistemas contra incendio

Los sistemas contra incendio son una serie de dispositivos que trabajando de manera

conjunta o individualmente ayudan a prevenir, controlar o extinguir un incendio. En cualquier

tipo de construcción (edificaciones o plantas de proceso) los sistemas contra incendio

constituyen un punto de gran importancia que se debe tratar detalladamente, ya que la

seguridad completa tanto de las personas que ahí trabajan como de los equipos que ahí se

encuentren depende del funcionamiento adecuado de este sistema.


22

2.3.1. Códigos y Normas

Cuando se requiere diseñar un sistema contra incendio para una edificación en

particular, es de suma importancia revisar las normas actualizadas en donde se establecen

todos los criterios necesarios para facilitar el diseño del sistema y tratar de que funcione de la

manera más rápida e eficiente.

Existe un compendio de normas que se refieren exclusivamente a los sistemas contra

incendio, estas son:

• COVENIN (Comisión Venezolanaza de Normas Industriales)

• NFPA (National Fire Protection Association)

• API (American Petroleum Institute)

• PDVSA (Petróleos de Venezuela S.A.)

El contenido de estas normas va desde lo más general hasta lo más específico a la hora

de diseñar un sistema contra incendio, es fundamental documentarse a través de ellas porque

señalan las especificaciones correctas a la hora de poner en marcha un proyecto de diseño

contra incendio.

Es importante destacar que en Venezuela las normas PDVSA para plantas de proceso

son las más usadas, para edificaciones las normas COVENIN presentan información completa

sobre como aplicar los criterios de diseño, las NFPA en general son las más completas para

todo tipo de casos (edificaciones, plantas de proceso, etc.).

2.3.2. Demanda de agua

La demanda de agua se obtiene al realizar una serie de cálculos dependiendo del área

que se desea cubrir del equipo así como también de la tasa de aplicación que necesite el

mismo. Aquella zona que se desee proteger se debe separar en escenarios específicos,

determinados por un Análisis Cuantitativo de Riesgos (ACR), este documento consiste en la

evaluación sistemática de las instalaciones, con el fin de identificar todo evento


23

potencialmente peligroso y estimar los daños a personas (trabajadores y terceros) como

consecuencias de fugas de sustancias inflamables y combustibles, de manera de poder

cuantificar el nivel de riesgo implícito mediante la estimación de la frecuencia de ocurrencia y

de la magnitud de sus consecuencias.

También es importante destacar que la tasa de aplicación de agua para cada equipo

varía, en las normas PDVSA IR-M-03 y API 2030 se establece la cantidad adecuada para

equipo, así como también el área del mismo que se requiere cubrir para tener el control total

sobre el incendio que pueda ocurrir.

2.3.3. Sistema de agua

Los sistemas de agua contra incendio son usados para enfriar los equipos afectados por

el fuego y de esta manera evitar explosiones y propagaciones del incendio.

Cuando se piensa en diseñar un sistema de agua contra incendio se debe tener en

cuenta todos los componentes del mismo, ya que cada uno de ellos cuenta con una serie de

normas y documentos los cuales deben cumplirse para asegurarse de tener un diseño eficiente

y adecuado de acuerdo a las necesidades de la edificación.

2.3.3.1. Red de agua

Los sistemas de suministro de agua deben consistir de una o múltiples fuentes de agua

que se encuentren conectadas a la red de distribución de agua, deben estar dimensionadas y

arregladas de tal forma que suministren el caudal y presión que se requiere en los puntos

establecidos. La red de agua contra incendio debe ser una malla formada por lazos cerrados, ya

que en el caso de haber fallas en el sistema la presión y caudal requeridos sean garantizados a

lo largo de la red.


24

Figura 2.3. Red de distribución de agua contra incendio

2.3.3.2. Requerimientos de agua:

Los requerimientos de agua se refieren a la cantidad de agua que se necesita en una

zona o equipo determinado para poder enfriar o extinguir el incendio. Para determinar los

requerimientos de agua se sigue una metodología de dos etapas, la primera consiste en

determinar los posibles incidentes que puedan ocurrir que generen las mayores demandas de


25

agua, la segunda es determinar los requerimientos de agua que necesitan las zonas que se vean

afectadas por los incendios que generen la mayor demanda de agua, esto se realiza evaluando

el análisis cuantitativo de riesgos (ACR), para luego determinar la tasa de aplicación de agua

(que se encuentra en las normas API, PDVSA, NFPA) que se necesita dependiendo de los

equipos que se encuentren en las zonas que generen mayor demanda de agua.

Este punto es primordial a la hora de diseñar un sistema contra incendio, ya que en

base a estos valores es que se dimensionan las redes o anillos principales por donde va a pasar

el agua.

2.3.3.3. Tuberías

Para dimensionar la red principal de tuberías se debe conocer cuál es el área con mayor

demanda de agua de la instalación, y en base a eso sacar un balance hidráulico tomando en

cuenta como caudal de diseño el requerido en el área con mayor demanda. Luego se debe

revisar las normas antes mencionadas para conocer las especificaciones que debe llevar el

sistema de tubería en cuanto a válvulas, velocidad en las tuberías, diámetros mayores y

menores permitidos, materiales usados, pérdidas tanto por fricción como por accesorios así

como también las distintas pruebas que se le deben hacer al sistema para revisar que su

desempeño sea adecuado.

Las pérdidas por fricción en las tuberías se van a determinar tomando como base la

fórmula de Hazen – Williams:

87.485.1

85.1

*

**52.4

DC

QLeP =∂ (1)


26

Tabla 2.1. Valores típicos de “C”

Material C Hierro fundido o dúctil sin revestir 100

Acero negro (sistemas secos o de preacción) 100 Acero negro (sistemas húmedos y de diluvio) 120

Bronce 130 Hierro fundido o dúctil revestido con cemento 140

Asbesto - cemento 140 PVC 150

Cobre 150 Acero galvanizado 120

Para las pérdidas por accesorios se tiene que éstos son utilizados para cambiar la

dirección del flujo o tamaño de tubería, esto hace que se pierda energía. Estas pérdidas por

fricción a través de varios accesorios se han convertido en longitudes equivalentes de tuberías

secas, es decir, cada accesorio en particular tiene una longitud equivalente que a la hora de

hacer algún cálculo hidráulico es la que se sumará en las pérdidas de presión.

A continuación se presenta una tabla en la cual se presentan unas longitudes

equivalentes para materiales con una constante C=120.


27

Tabla 2.2. Longitudes equivalentes para C=120

Accesorios y Válvulas

Simb. Longitud equivalente en pies de tubería recta

1 1¼ 1½ 2 2½ 3 4 6 8 10 12

Accesorios

Codo 45º CC 1 1 2 2 3 3 4 7 9 11 13

Codo normal 90º

CN 2 3 4 5 6 7 10 14 18 22 27

Codo R.L. 90º

CRL 2 2 2 3 4 5 6 9 13 16 18

Te o cruz (flujo a 90º)

T 5 6 8 10 12 15 20 30 35 50 60

Válvulas

Compuerta VC 1 1 1 2 3 4 5 6

Mariposa VM 6 7 10 12 10 12 19 21

Retención VR 5 7 9 11 14 16 22 32 45 55 65

Alarma de rociadores

VA 25 15 15

Diluvio VD 25 30 35 33

Filtros F 15 25 40 60 40


28

2.3.3.4. Sistema de bombeo:

Los sistemas de bombeo contra incendio constituyen la fuente normal de

abastecimiento de los sistemas de extinción por agua en la mayoría de las industrias; por ser

un eslabón vital para el funcionamiento de los mismos se requiere un cuidadoso diseño y

selección de componentes. Debido al riesgo potencial de perder las instalaciones de

generación de vapor y electricidad por una explosión, se prefieren usar bombas accionadas por

motores diesel, se considera menos confiable las bombas accionadas por turbinas de vapor y

motores eléctricos, a menos que se realice un análisis detallado en el sistema de distribución

eléctrico o de vapor y se pueda concluir que las bombas seguirán en funcionamiento aun

después de que ocurra un incidente mayor. En el caso de que se tengan bombas accionadas por

motores eléctricos, el suministro de energía eléctrica debe diseñarse de manera tal que un

único evento (explosiones, incendios en subestaciones, cortocircuitos, pérdidas de un

alimentador, entre otros) no tendrá como consecuencia la pérdida total de energía a la estación

de bombeo. Las capacidades de las bombas se van a determinar basándose en las premisas de

las normas PDVSA, las cuales establece los criterios que se deben seguir para las bombas

eléctricas, diesel y las jockey (o de presurización del sistema), así como también los sistemas

de arranque y parada de las mismas.


29

Figura 2.4. Arreglo general de Bombas Horizontales para incendio


30

Figura 2.5. Arreglo general de Bombas Verticales para incendio

2.3.3.5. Tanque de almacenamiento

El suministro de agua para los sistemas contra incendio debe hacerse desde un tanque

de almacenamiento diseñado bajo ciertas especificaciones. La capacidad de este tanque debe

ser tal que permita proporcionar un mínimo de seis horas de la máxima demanda de agua del

sistema, de acuerdo a la norma PDVSA IR-M-03 “Sistema de Agua Contra Incendio”.

2.3.3.6. Sistemas de rociadores

Los sistemas de rociadores constituyen sistemas fijos de extinción a base de agua, que

facilitan una adecuada y eficaz protección a los riesgos de incendio, que involucren


31

básicamente materiales combustibles sólidos ordinarios. Es un sistema integrado de tuberías

subterráneas y exteriores diseñadas de acuerdo a las normas de ingeniería de protección contra

incendio. Los rociadores se dividen en varias categorías: de acuerdo a su diseño y

funcionamiento, de acuerdo a su orientación y de acuerdo a su uso en aplicaciones especiales,

es importante estudiar las opciones de acuerdo a estas aplicaciones para determinar cuál es el

más óptimo para utilizar para el fin determinado.

Los sistemas de rociadores se dividen en sistemas de tubería húmeda, de tubería seca,

de acción previa y sistemas de diluvio, la diferencia entre ellos radica en el funcionamiento e

instalación del sistema de tuberías y válvulas de los rociadores.

Figura 2.6. Diferentes modelos de rociadores


32

2.3.3.7. Sistemas de agua pulverizada

La protección por medio de este sistema se aplica usualmente para materiales

combustibles ordinarios, tales como papel, madera y tejidos, instalaciones de equipos

eléctricos tales como transmisores, interruptores en baño de aceite y maquinaria eléctrica

rotativa, líquidos y gases inflamables, especialmente para controlar los fuegos de estos

materiales y para extinguir determinados tipos de incendios de líquidos combustibles,

depósitos de gases y líquidos inflamables, equipos de procesos industriales y estructuras,

protección de estas instalaciones contra fuegos exteriores.

En el caso de las plantas de proceso, el propósito principal de estos sistemas es enfriar

el equipo de modo que no se dañe significativamente por el incendio. En muchos casos es

permisible perder el material almacenado o procesado siempre y cuando el equipo que guarde

este material pueda ser puesto en servicio en un tiempo relativamente corto. El enfriamiento

debe mantener la estructura por debajo de la temperatura a la cual ocurre la deformación o

debilitamiento físico y también debe limitar la entrada de calor al líquido o gas contenido en el

equipo para mantener la presión del equipo dentro de los límites tolerables.

2.3.3.8. Hidrantes

Los hidrantes son dispositivos para suministrar agua para el combate de incendios,

conectados a la red contra incendio y situado en área de dominio público o privado,

dependiendo del tipo de hidrante, industrial o no industrial.


33

Figura 2.7. Diferentes tipos de hidrantes

2.3.3.9. Monitores

Los monitores fijos son dispositivos que permiten la aplicación de agua/espuma para

combate de incendios, que pueden ser puestos rápidamente en operación sin necesidad de

conectar mangueras, ni estar constantemente atendidos. Por estas razones, en instalaciones con

poco personal, se consideran como dispositivos básicos de protección.

2.3.3.10. Carretes de mangueras

Son dispositivos que contienen una manguera enrollada en un soporte o carrete

metálico rotatorio, que permiten la rápida aplicación de agua por parte de un solo operador. Su

utilidad fundamental es el control de fuegos incipientes en áreas con presencia habitual de

personal.


34

2.3.4. Sistema de espuma

La espuma es un agente extintor empleado principalmente para combatir incendios

clase B, aquellos que involucran sustancias inflamables. Puede emplearse para proteger

almacenamientos de tanques de combustibles, pinturas, etc., también equipos y áreas de

trabajo donde se manejan estas sustancias como plantas químicas, hangares de reparación de

aviones, etc. La espuma se forma a base de un agente espumante, el cual se mezcla con agua

en un equipo proporcionador, formando una solución. Esta solución pasa luego a los

dispositivos generadores de espuma, produciéndose una aireación de la solución que se

transforma en espuma.

La espuma forma una capa que cubre las superficies combustibles, produciendo un

doble efecto de enfriar y evitar el contacto con el aire. Además evita la emanación de vapores

combustibles previniendo la reiniciación del fuego. También tiene la característica de

adherirse a las superficies que cubre, protegiéndolas de fuegos adyacentes.

Existen cuatro tipos de sistemas de espuma:

• Sistema fijo: Es un sistema completo constituido por una red de distribución,

alimentada a partir de una estación central de espuma que contiene el tanque de

concentrado y el equipo proporcionador, que descarga espuma a través de

dispositivos fijos sobre el área a proteger. Todos los componentes del sistema

están permanentemente instalados.

• Sistema semi-fijo: Es un sistema constituido por dispositivos fijos de descarga

para aplicar la espuma sobre el área a proteger, unidos a una red de distribución

cuyas conexiones terminales se ubican en un lugar seguro respecto al área

protegida. La red de distribución puede contener o no el generador de espuma.

El concentrado de espuma y los equipos necesarios para su dosificación

requieren ser transportados al lugar cuando se desea operar el sistema.

• Sistemas móviles: Incluye todas aquellas unidades montadas sobre ruedas, bien

sean autopropulsadas o remolcadas por un vehículo auxiliar. Estos sistemas


35

requieren su conexión a la red de agua contra incendios, de donde obtienen el

agua y la presión requeridas para la formación de la espuma.

• Sistemas portátiles: Incluye todos aquellos sistemas cuyos componentes deben

ser transportados a mano.

Los sistemas proporcionadores son primordiales a la hora de trabajar con espuma,

existen varios métodos a considerar pero para ello se deben tomar en cuenta factores

importantes como son: el caudal requerido para proteger el equipo o instalación y la presión

residual disponible en el área del riesgo. Para los sistemas de espuma la dosificación correcta

del concentrado es muy importante ya que es necesario para producir la cantidad y calidad

optima de espuma. Si el porcentaje de espuma es muy alto, la espuma será muy espesa y no

será capaz de fluir por las obstrucciones, y si el porcentaje de espuma es muy pobre, la espuma

será poco resistente al calor y a la llama.

Tipos de concentrados de espuma: Las espumas pueden obtenerse de distintas clases,

teniendo diferente características extintoras. Algunas son espesas y viscosas, capaces de

formar capas fuertemente resistentes al calor; otras son mas ligeras, se extienden muy

rápidamente lo que facilita la inundación del espacio que se este incendiando.

Figura 2.8. Propiedades de la espuma

La mayoría de los agentes espumantes están disponibles en concentraciones de 3% y

6%, este porcentaje indica la cantidad de partes de líquido o agente espumante que debe


36

mezclarse con agua para formar 100 partes de solución. Las espumas se clasifican de acuerdo

a su relación de expansión:

• De baja expansión (E < 20)

• De media expansión (20 < E < 200)

• De alta expansión (200 < E < 2000)

A continuación se describen algunos agentes espumantes:

• Agentes espumantes proteínicos: Las espumas físicas de tipo proteínico

consisten en concentrados líquidos acuosos y agua en las proporciones

adecuadas. Estos concentrados contienen polímeros que confieren a la espuma

elasticidad, resistencia mecánica y capacidad de retención del agua. También

contiene sales metálicas disueltas, que ayudan a los polímeros a formar

burbujas cuando la espuma esta expuesta al calor y las llamas. Estos

concentrados producen espumas densas y viscosas de alta estabilidad y elevada

resistencia al calor, no son toxicas y son biodegradables después de diluirse.

• Agentes espumantes flouroproteínicos: Este concentrado tiene además de los

polímeros proteínicos, agentes fluorados que confieren la propiedad de no

adherirse al combustible, esto es una ventaja ya que es eficaz para trabajar con

fuegos en que la espuma queda sumergida o cubierta por el combustible. Son

muy usadas para luchar contra fuegos de líquidos derivados del petróleo o de

hidrocarburos en depósitos de gran profundidad.

• Agentes espumantes formadores de películas acuosas: Se componen de

materiales sintéticos que forman espumas de aire similares a las producidas por

las proteínas, forman películas de solución acuosa sobre la superficie de los

líquidos inflamables y se conocen comúnmente como AFFF (Aqueous film-

forming foam). Las espumas formadas con AFFF poseen baja viscosidad,

rápida extensión, nivelación y actúan como barreras superficiales para impedir

el contacto del combustible con el aire. Debido a la tensión superficial

extremadamente baja de las soluciones obtenidas con AFFF, pueden ser útiles

para fuegos de clase mixta (clase A y clase B) en los que se necesita la


37

profunda penetración del agua además de la acción de protección superficial de

la espuma.

• Agentes espumantes de alta expansión: Sirven para dominar y extinguir fuegos

clase A o clase B y son aptas para producir inundaciones en espacios cerrados.

Las pruebas han demostrado que, en ciertas condiciones, esta espuma cuando se

emplea en combinación con agua procedente de rociadores automáticos,

proporciona una capacidad de dominio y extinción de fuegos mayor que

cualquier otro agente extintor por sí solo. La máxima eficiencia depende de la

velocidad de aplicación, la expansión de la espuma y su estabilidad.

Requerimientos de agua: Se requiere un flujo de agua necesario para la formación de

espuma, que sea suficiente como para suministrar la cantidad de agua a todos los dispositivos

de espuma que sean necesarios para extinguir el incendio simultáneamente. Tal requerimiento

se obtendrá a partir de la siguiente fórmula:

100

%axxtxTAQ dac

a = (2)

Donde:

aQ = Requerimiento de agua [m³] [gal]

cA = Área de cobertura [m²] [pie²]

aT = Tasa de aplicación de solución agua–concentrado [2

3

hxm

m] [

2pie

gpm]

dt = tiempo de descarga [h] [min]


38

a% = porcentaje de agua en la solución agua-concentrado (97% o 94%

dependiendo del concentrado de espuma a utilizar).

Requerimientos de concentrado: La cantidad mínima de concentrado de espuma

deberá determinarse en base al mayor riesgo simple a proteger, o al grupo de riesgo que

requieran ser protegidos en forma simultánea. El requerimiento de espuma se determinará a

partir de la siguiente fórmula, utilizando los valores correspondientes al riesgo mayor:

100

%exxtxTAQ dac

e = (3)

Donde:

eQ = Requerimiento de concentrado [m³] [gal]

cA = Área de cobertura [m²] [pie²]

aT = Tasa de aplicación de solución agua–concentrado [2

3

hxm

m] [

2pie

gpm]

dt = tiempo de descarga [h] [min]

e% = porcentaje de concentrado en la solución agua-concentrado (3% ó 6%)

Sistemas de rociadores de agua-espuma: Estos sistemas tienen la propiedad de

descargar agua o espuma por las mismas toberas o rociadores, es por ello que pueden aplicarse

para fuegos tanto de clase “A” como fuegos de clase “B”, pero los sistemas de agua-espuma

son recomendados altamente para los riesgos donde están involucrados líquidos inflamables.


CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO

Se estableció una metodología de trabajo en la cual se organizó una estrategia guiada

hacia el cumplimiento de los objetivos de la pasantía, esto ayudó a realizar de manera exitosa

cada una de las fases del trabajo, recordando que todos los objetivos se encuentran

relacionados, es por ello que llevar un orden específico fue clave para la realización de este

trabajo.

3.1. Revisión bibliográfica y recolección de información.

Para poder elaborar una guía de diseño es fundamental realizar una revisión de toda la

información disponible acerca de los sistemas de protección contra incendio.

En primer lugar se procedió a revisar la información de la normativa de PDVSA en

cuanto al Manual de Ingeniería de Riesgos, en el cual se especifican cada uno de los

parámetros que se deben tomar en cuenta para la realización e implantación de un sistema de

protección contra incendio. Algunas de las normas revisadas se mencionan a continuación:

• IR-S-00: Definiciones


• IR-S-02: Criterios para el análisis cuantitativo de riesgos.

• IR-S-13: Guía de inspección, prueba y mantenimiento de sistemas de agua

contra incendio.

• IR-M-01: Separación entre equipos e instalaciones.

• IR-M-02: Ubicación de equipos e instalaciones con relación a terceros.

• IR-M-03: Sistema de agua contra incendio.

• IR-M-04: Sistema de espuma contra incendio.

Es importante destacar que las normas PDVSA en Venezuela son la herramienta

principal que se utiliza al momento de diseñar un sistema de protección contra incendio en

plantas de proceso, ya que cubre todas las especificaciones requeridas y válidas a nivel

mundial sobre sistemas contra incendio, además que tienen la ventaja de estar redactadas en

español, lo que facilita enormemente su entendimiento.

Se revisaron códigos como el API 2030 que se encuentra enfocado a los sistemas de

protección contra incendio por medio de agua en industrias petroleras y petroquímicas, y los

códigos NFPA que a nivel mundial son los guías a seguir para diseñar cualquier tipo de

sistema contra incendio.

Para completar la información dada por toda la normativa explicada anteriormente se

revisaron varios manuales, tanto de seguridad industrial en plantas químicas y petroleras,

como de sistemas de extinción por agua y por espuma que ayudaron a complementar los

conocimientos adquiridos al revisar las normas.

3.2. Revisión de proyectos existentes

Al haber recopilado toda la información bibliográfica necesaria para entender el

proceso que se debe llevar a cabo para diseñar un sistema de protección contra incendio, se

procedió a revisar proyectos existentes que se hubieran realizado en la empresa, de tal forma

que se estudiara la secuencia lógica que hay que seguir al momento de comenzar a diseñar un

sistema contra incendio.


41

Se revisaron dos proyectos existentes.

El primero es el proyecto con el cual se elaboró la Base de Conocimientos de Sistemas

Contra Incendio que aparece en la intranet de Empresas Y&V (2), en ella se especifican todos

los documentos que se deben presentar cuando se está realizando el diseño de un sistema

contra incendio, así como también la secuencia lógica de los pasos a seguir para ejecutar un

diseño. Más que estudiar el concepto del proyecto como tal, es decir, las consideraciones y

especificaciones que demandaba el proyecto, lo que se hizo en un primer momento fue

estudiar todos los documentos que se deben emitir a la hora de presentar el proyecto, esto es

fundamental en las tres fases de diseño que debe llevar un proyecto, que son

conceptualización, definición e implantación.

Figura 3.1. Fases de Diseño de un Sistema Contra Incendio en Plantas


42

La fase de implantación es una continuación de las dos fases anteriores, en ella se

especifican todos los pasos a seguir para poder desarrollar dentro de una empresa un proyecto

de este tipo. El modelo a seguir que se muestra en el mapa de procesos en cuanto a la fase de

implantación del proyecto es el siguiente:

Figura 3.2. Fase de implantación


43

Figura 3.3. Continuación Fase de Implantación

El segundo proyecto que se revisó fue el de IV tren San Joaquín – Jose 250, es un

proyecto en el cual PDVSA GAS propone crear un nuevo tren de extracción de NGL. Esto es

un trabajo en conjunto de Empresas YyV y Enppi (empresa egipcia). El trabajo de Empresas

Y&V consistió en elaborar toda la ingeniería básica de IV tren, enfocándose en detalle en los


44

servicios, siendo el Sistema de Protección Contra Incendio uno de ellos. Para poder entender

el funcionamiento básico de la planta fue necesario revisar la memoria descriptiva del

proyecto, en la cual se explica el trabajo que cumple cada equipo dentro del proceso que se

lleva a cabo en la planta (fluido que maneja, características principales, etc.)

Se definió que los objetivos específicos del proyecto de pasantía fueran basados en este

proyecto, por lo tanto se procedió a evaluar el sistema contra incendio de este proyecto. Los

cálculos realizados en el presente proyecto fueron basados en los datos suministrados del

proyecto de IV tren, esto fue de ayuda invalorable ya que los resultados de los cálculos y

simulaciones que se realizaron se pudieron comparar y corregir con los datos actuales

obtenidos del proyecto que se encuentra en curso.

3.3. Elaboración de Criterios de Diseño

Para poder realizar el diseño de un sistema contra incendio es necesario guiarse con los

criterios básicos establecidos en las normas que se mencionan en el apartado 3.1. Debido a que

son innumerables los puntos que se deben tomar en consideración es conveniente realizar un

documento en el cual se establezcan los criterios de diseño que se van a seguir para definir el

proyecto.

Este documento que se tuvo que realizar establece los criterios y parámetros mínimos

de selección y diseño de los Sistemas Contra Incendio con el fin de garantizar un nivel

razonable de protección para el personal y las instalaciones frente a los riesgos potenciales de

incendio que puedan ocurrir dentro de las mismas.

Si bien es cierto que para la mayoría de los proyectos existen ciertas especificaciones

por parte del cliente que se deben tener en cuenta en la parte de los criterios de diseño, también

es cierto que en general, esos criterios se encuentran estandarizados, es decir, son una serie de

normas básicas que aparecen en documentos certificados que deben cumplirse para que el

proyecto pueda ser viable. Luego de que se hizo una revisión de los criterios de diseño de los

proyectos ya existentes, y se compararon con lo mencionado en las normas, se procedió a


45

escribir un documento lo más general posible, es decir, que pudiera abarcar la mayoría de las

plantas de proceso.

3.4. Determinar las consideraciones del ACR

Siguiendo con la Revisión del proyecto de IV Tren se procedió a analizar el documento

del Análisis Cuantitativo de Riesgos, que es un documento primordial a la hora de realizar un

diseño de sistemas contra incendio, ya que sin conocer en su totalidad la planta, con este

análisis se puede determinar en un primer momento las zonas que van a generar la mayor

demanda de agua en caso de existir algún incendio. Se procedió a revisar este documento para

estudiar los círculos de radiación y determinar los distintos escenarios que se van a calcular

para concluir con aquel que presente la mayor demanda de agua.

Figura 3.4. Proceso del ACR


46

Figura 3.5. Zonas afectadas de IV tren debido a consecuencias de radiaciones térmicas.

3.5. Requerimientos del sistema

Se procedió a determinar los requerimientos que necesita el sistema para poder

funcionar correctamente. Como se mencionó anteriormente el proyecto base que se utilizó

para realizar todos los cálculos fue el de IV tren San Joaquín

Fueron suministradas las hojas de datos de cada uno de los equipos que forman parte

de IV tren, esto con la finalidad de conocer sus dimensiones. También se analizó el plot plan

de la planta, este es un plano en el cual se define la posición exacta de cada uno de los equipos

que se encuentran en la planta. Con el plot plan y el ACR se determinaron los escenarios que


47

se van a calcular, estos están basados en el ACR en función de que al ocurrir un incendio se

pueden afectar los equipos que están alrededor.

Con los escenarios determinados y teniendo como datos las dimensiones de los equipos

se procedió a calcular la demanda de agua que necesita cada equipo.

Para ello se necesita conocer la tasa de agua que requiere cada equipo, este es un valor

dado en gpm/ft² que determina la cantidad de agua que necesita el equipo por unidad de área.

Son valores estándar que se encuentran en las normas antes mencionadas, tanto para enfriar

como para extinguir (agua o espuma). Para determinar la cantidad de agua se debe multiplicar

la tasa de agua por el área del equipo (la mayoría de las veces el área es la proyectada, pero

dependiendo del equipo puede ser la proyección horizontal).

Se procedió a calcular la demanda de agua de cada uno de los escenarios para poder

determinar cual de ellos es el más crítico, ya que en base a él se va a diseñar el sistema.

3.6. Evaluación del diagrama de tuberías e instrumentación en base al cálculo

de la red hidráulica en el software (WaterCAD)

Fueron suministrados los diagramas de tuberías e instrumentación de la estación de

bombeo del sistema contra incendio así como también del anillo central de IV tren, estos

diagramas contienen toda la información acerca de los diámetros de las tuberías, los arreglos

tanto de rociadores, monitores, hidrantes, válvulas de diluvio que contiene el sistema. También

se especifica la instrumentación que maneja el sistema, sobre todo en el diagrama del Sistema

de Bombeo, donde se establece toda la parte de instrumentación y control que tiene tanto el

tanque de almacenamiento como el sistema de bombeo. Estos diagramas fueron suministrados

por Empresas Y&V, debido a que ya se encontraban hechos, el trabajo consistió en evaluarlos,

determinar que los resultados arrojados por el software WaterCAD fueran correctos

comparados con lo que se observó en el P&ID y de esta manera poder continuar con la

revisión del proyecto IV tren San Joaquín que se está llevando a cabo.


48

Con estos datos suministrados se procedió a simular en el software WaterCAD X8 VM

aquellas zonas críticas del sistema, que son la más alejada al sistema de bombeo y aquella que

demanda más cantidad de agua. Este software modela la red hidráulica del sistema, con opción

de colocar todos los nodos que demanden agua, esto es una herramienta de mucha

importancia, ya que ayuda a simplificar los cálculos que realizados a mano se harían

interminables.

Figura 3.6. Modelo de la red principal de agua

Se definieron en el software las características del anillo principal así como también del

sistema de bombeo, entre ellas se tienen:


49

• Longitud de las tuberías: Esta medida se obtuvo del plot plan de la planta,

donde aparece la distancia de todas las tuberías del anillo principal.

• Diámetro de las tuberías: Esta medida se obtuvo del P&ID del anillo principal.

• Demanda de agua en cada nodo: Esta fue obtenida mediante el cálculo previo

de los requerimientos de agua para cada zona, simulando aquellas en las que la

demanda de agua es critica.

• Curva de operación de las bombas y niveles de agua del tanque: Estos datos son

suministrados de las hojas de datos de los equipos.

El sistema se simuló tres veces.

La primera simulación se realizó para el área inferior izquierda, que es el área de

mayor demanda determinada por Y&V. La segunda simulación se hizo en el área superior

derecha que es el área mas alejada del sistema. La tercera simulación se hizo para el área

superior izquierda, que es el área de mayor demanda de agua determinada por la empresa

egipcia ENNPI. El sistema se simuló partiendo de la premisa que no todas las bombas se

encuentran en funcionamiento, solo las necesarias dependiendo de la demanda de agua de la

zona determinada. También se debe mencionar que al simular uno de los casos, los otros dos

se encontraban apagados, es decir, los nodos de las zonas que no se iban a simular se

configuraban para que no demandaran agua en ese momento (eso se debe a que el sistema se

diseña en función de que un solo incendio mayor ocurre a la vez).

3.7. Cálculo del sistema de diluvio (pre-dimensionamiento)

A lo largo de toda la red de agua se colocaron sistemas de diluvio como protección,

estos son arreglos de rociadores que se distribuyen de cierta manera alrededor del equipo.

Para determinar el número de rociadores a utilizar para proteger un equipo

determinado, se deben realizar una serie de cálculos que validen de cierta manera los arreglos

que se están determinando.


50

En principio se seleccionó en el catálogo de Tyco los rociadores “Type 3D

Protectospray Direccional Spray Nozzles, Open, Medium Velocity”, con el tamaño del orificio

tipo NO. 32, que tiene un diámetro mínimo de 0.432 pulgadas y un factor K=5.6. Se decidió

escoger estos entre las innumerables opciones que presenta Tyco porque es uno de los pocos

que tienen todos los datos completos que se necesitan para realizar los cálculos necesarios.

Figura 3.7. Dimensiones nominales de los rociadores seleccionados.

Por norma se requiere una presión de operación de 30 psi, con este valor y el factor K

se puede calcular el caudal que sale por cada tobera, a través de la siguiente ecuación:

P

QK = (4)

Para cada equipo se tiene la tasa de aplicación y el área sobre la cual se debe aplicar el

agua, esos valores cambian dependiendo del equipo, pero al multiplicar esos datos se obtiene

el caudal teórico que necesita el equipo, se le llama teórico porque luego este se divide entre el


51

caudal de cada tobera para calcular el número de toberas, pero rara vez este número suele ser

un entero, por lo tanto siempre se redondea hacia el número mayor, esto hace que el número

de toberas sea mayor, y como consecuencia el caudal que se derrame sobre el equipo sea

mayor.

Con el caudal determinado que va a pasar por cada ramal hasta ser derramado por los

rociadores se procede a pre-dimensionar las tuberías, es decir, se hace un cálculo preliminar

para conocer el diámetro de cada tubería. Esto es un cálculo muy sencillo debido a que se tiene

el caudal y la velocidad del agua que debe pasar por esas tuberías no debe ser mayor a 10m/s,

con estas dos variables se puede determinar el diámetro, despejándolo de la fórmula que se

muestra a continuación:

2)2

.(.D

vQ π= (5)

Y de esta manera se define el sistema de diluvio completamente, tanto la parte de las

toberas, como la parte de las tuberías.

3.8. Cálculo hidráulico del sistema de diluvio en el software (HIDCAL)

Una vez definido el sistema de diluvio se procede a simularlo en HIDCAL, es un

programa que permite simular sistemas, determinando flujo, velocidad y pérdidas en cada

tramo de tubería, así como presiones en cada nodo (los cuales pueden definirse con su

constante K) y flujo de salida de agua en los puntos donde hay descarga.

Se tuvo que diseñar el sistema en Autocad 3D, ya que HIDCAL tiene la opción de

enlace con el sistema de Autocad y correrlo automáticamente, esto lo hace más eficiente ya

que para aquellos que conocen Autocad se hace muy fácil diseñar un sistema de rociadores,

pero también existe la opción de desarrollar el sistema en el software directamente.

Para el caso que se está describiendo, se realizó a través de Autocad. Existen una serie

de especificaciones que se tuvieron que seguir, se necesitó definir cada tubería con un layer


52

que llevara una codificación particular, se importaron unos macros del HIDCAL que se

debieron introducir en el dibujo (para señalar donde se encontraban las boquillas, donde era la

entrada del sistema y el sistema de unidades con el que se iba a trabajar).

Una vez definido todas estas especificaciones se procedió a correr el programa en el

software para determinar si el pre-dimensionamiento que se había hecho del sistema era viable

en cuanto a caudal y presión que pasara por cada nodo y tramo de tubería.

Figura 3.8. Modelo del sistema que muestra el software HIDCAL


53

3.9. Elaboración de la Guía de Diseño de Sistemas de Protección Contra

Incendio.

Este punto fue la conclusión a la que se llegó luego de haber pasado por cada una de

las etapas antes mencionadas, fue un proceso que se llevó a cabo a medida que se realizaban

todos los pasos que se necesitan completar para diseñar un sistema contra incendio. Por lo

tanto para culminarlo se tuvieron que cumplir con los objetivos específicos establecidos en el

plan de trabajo.

El objetivo principal de esta guía es presentar de una manera simple y concreta los

criterios y herramientas básicas que se necesitan para el diseño de Sistemas de Extinción de

Incendio con agua y espuma. Aunque esta guía no explica la metodología a seguir sino la

teoría detrás de los cálculos, es de suma importancia debido a que sin tener claras las

especificaciones y requerimientos por las normas que se deben seguir el sistema no es viable

desde ningún punto de vista.

Esta guía es para el uso exclusivo de plantas de proceso aplicado al sistema de

extinción de incendio. Se definen las especificaciones generales para los distintos sistemas

contra incendios a base de agua y espuma, cualquier detalle específico en relación a un

proyecto en particular está fuera del alcance de esta guía.

La guía consta de dos puntos principales, los cuales se desarrollan en su totalidad, estos

son:

• Sistema de Extinción por Agua.

• Sistema de Extinción por Espuma.

3.9.1. Sistema de Extinción por Agua

Para la realización de este punto de la guía se revisó el manual de Inelectra de Sistemas

de Extinción por Agua (8), así como también manuales de otras consultoras especialistas en

protección contra incendio (9) para establecer los lineamientos a seguir cuando se definieran

cada una de las partes que constituyen este punto.


54

Los segmentos que forman parte de este punto son:

Red de agua contra incendio: este punto toma en consideración una serie de

requisitos que se deben cumplir según las normas que se han estudiado para realizar el diseño

completo de la red de agua contra incendio. Estos requisitos tienen que ver con:

• Suministro de agua

• Requerimientos de agua

• Diseño de la red de distribución

• Tuberías

• Pérdidas de presión en las tuberías

• Pruebas hidrostáticas

• Pruebas operacionales

• Limpieza (Flushing)

Sistema de bombeo: este punto se encarga de dar la información necesaria con todo lo

relacionado con las bombas encargadas del agua del sistema contra incendio, a continuación se

especifican los aspectos que se tomaron en cuenta para los siguientes puntos:

• Capacidad

• Tipos de bombas

• Accionamiento de las bombas

• Sistemas de arranque

• Paradas de las bombas

• Prueba hidrostática

• Prueba de aceptación en campo

• Prueba de aceptación de los controles

• Pruebas anuales de la bomba contra incendio

También se toman en consideración puntos que tratan las especificaciones que se

deben seguir para diseñar el Tanque de almacenamiento, Sistema de rociadores, Sistemas


55

de agua pulverizada, así como también la ubicación y aspectos generales que deben cumplir

los Hidrantes, Monitores, Carretes y Gabinetes de Mangueras.

3.9.2. Sistema de Extinción por Espuma

Para poder llevar a cabo este punto se revisaron Manuales de Sistema de Extinción por

Espuma (10), (11), así como también la norma PDVSA IR-M-04 y NFPA 16 en las cuales se

señalan todos los aspectos importantes que se deben tomar en cuenta para diseñar un sistema

de extinción por espuma.

En este punto de la guía se habla de los Tipos de sistema de extinción por espuma

que se dividen en fijos, semi fijos, móviles y portátiles. Se habla de los Sistemas

proporcionadores de espuma, debido a que para los sistemas de espuma la dosificación

correcta del concentrado es muy importante ya que es necesario para producir la cantidad y

calidad óptima de espuma. Se muestran los distintos tipos de Generadores de espuma con su

uso respectivo dependiendo del tipo de riesgo que se tenga. Se denotan las especificaciones

que debe cumplir el Tanque de almacenamiento según la norma PDVSA IR-M-04, y los

Requerimientos de Agua y Espuma para poder efectuar una mezcla correcta para producir la

espuma. Se expresan las fórmulas que se deben utilizar para calcular las perdidas en las

Tuberías de agua y espuma.

Debido a que la espuma es un componente que se usa en gran medida para las

instalaciones de crudo en el caso de tanques de almacenamiento, se hace un apartado de la

guía referente a la Protección en tanques para techos flotantes y cónicos.

Esta guía de diseño tiene como propósito enumerar todos los requisitos y

especificaciones que se deben seguir cuando se va a diseñar un sistema contra incendio. Se

decidió incluir un capitulo de la guía que hablara sobre la metodología seguida en la

evaluación del proyecto IV tren, pero se debe hacer énfasis en que existen innumerables

maneras de diseñar un sistema contra incendio, es decir, no existe un método único.


CAPÍTULO IV RESULTADOS

La Guía de Diseño de Sistemas de Protección Contra Incendio es una herramienta muy

valiosa para Empresas Y&V, ya que brinda en forma práctica y didáctica los lineamientos que

se deben seguir cuando se realiza el diseño de un sistema contra incendio, enmarcado en el

propósito de evitar al máximo los errores que se puedan cometer y de estandarizar en la

medida de lo posible todos los procesos que se lleven a cabo según las normas establecidas.

La realización de cada uno de las pasos explicados en el capitulo anterior permitió

tener una visión mucha mas amplia de los componentes claves que debe llevar la elaboración

del diseño se un sistema contra incendio. Ya que se hizo un trabajo en conjunto, se estudiaron

todas las especificaciones que por norma debe llevar el Sistema que se expusieron claramente

en una Guía y se realizó la revisión completa de un proyecto el cual brindó la posibilidad de

aprender un método práctico para diseñar el Sistema Contra Incendio.

A continuación se muestran los resultados obtenidos durante el desarrollo de esta

pasantía:

4.1. Requerimientos de agua del sistema

Luego de haber realizado todo el levantamiento de información sobre la planta, se

analizo el ACR junto con el plot plan y se determinaron los escenarios que se calcularon, para

de esta manera poder determinar donde va a ocurrir el incendio mayor.

Cada escenario tiene un número de equipos determinado que se consideró cuando se

realizaron los cálculos de la demanda de agua.

Se concluyó que los escenarios que se iban a calcular son los siguientes:


57

Tabla 4.1. Escenarios a calcular con sus equipos correspondientes

Escenario # de equipos

Inlet Facilities 8

Mercury Absorber 13

Dust Filter 11

Molecular sieve Adsorber 1 6




Regeneration gas heaters 7

Hot oil heaters 7

Gas Regeneration 12

Regeneration Gas Compressor 9

E/S (South) 6

E/S (Northeast) 6 Methanol Injection Package and Utilities Tanks 3

Storage Facilities 4

Hot Oil System 9 Close Drain and Liquids Condensate 5

Luego de haber realizados los cálculos para cada uno de los escenarios, se pudo llegar

a la conclusión de que aquel que demanda mayor cantidad de agua en caso de ocurrir un

incendio es el escenario “Molecular sieve Adsorber 3” demandando 8496.3 gpm como se

puede observar en la Tabla 4.2.


58

Tabla 4.2. Escenario con mayor demanda de agua

Escenario: Molecular sieve Adsorber 3

ITEM TAG Descripción del equipo Diámetro

[ft] Longitud

[ft] Tipo de área Area [ft2] Densidad [gpm/ft2] Caudal [gpm]

48 D8.140310 MERCURY ADSORBER 11.0 17.3 Proyectada 1004.39 0.25 251.1 49 D8.140320 MERCURY ADSORBER 11.0 17.3 Proyectada 1004.39 0.25 251.1 50 D8.140323 MERCURY ADSORBER 11.0 17.3 Proyectada 1004.39 0.25 251.1 51 D8.140324 MERCURY ADSORBER 11.0 17.3 Proyectada 1004.39 0.25 251.1

52 D8.140304 MOLECULAR SIEVE

ADSORBER 11.2 45.5 Proyectada 2289.28 0.25 572.3


ADSORBER 11.2 45.5

Proyectada 2289.28 0.25 572.3


ADSORBER 11.2 45.5

Proyectada 2289.28 0.25 572.3


ADSORBER 11.2 45.5

Proyectada 2289.28 0.25 572.3


ADSORBER 11.2 45.5

Proyectada 2289.28 0.25 572.3


ADSORBER 11.2 45.5

Proyectada 2289.28 0.25 572.3


ADSORBER 11.2 45.5

Proyectada 2289.28 0.25 572.3


ADSORBER 11.2 45.5

Proyectada 2289.28 0.25 572.3


ADSORBER 11.2 45.5

Proyectada 2289.28 0.25 572.3 Demanda de agua para el peor caso (D8.140314) 6155.3 Margen de seguridad del 20% 1231.1 Tres hidrantes (con 2 mangueras de 185 gpm c/u) 1110.0 Demanda total de agua para este escenario 8496.3


59

Como se puede observar este escenario es bastante grande, es decir, abarca 13 equipos,

esto hace que la demanda de agua aumente enormemente, así como las dimensiones de los

equipos, que son de tamaño considerable y hacen que el caudal de agua sea alto.

En el Apéndice “A” se muestran todos los escenarios calculados, por si se quiere verificar

que en efecto, el escogido sea el que demande mayor cantidad de agua.

Como estos cálculos fueron previamente realizados por el personal de Empresas Y&V se

pudo verificar la veracidad de estos resultados que en efecto, en su mayoría fueron iguales. En la

Tabla 4.3 se muestran los resultados obtenidos de todos los escenarios, tanto los realizados en el

proyecto de pasantía como los realizados por Y&V

Tabla 4.3. Consumo de agua para cada escenario realizado en la pasantía

Escenario # de equipos Consumo de agua (GPM) Inlet Facilities 8 2338.8

Mercury Absorber 13 6806.3

Dust Filter 11 2883.2

Molecular sieve Adsorber 1 6 4490.7




Regeneration gas heaters 7 6984.9

Hot oil heaters 7 8212.0

Gas Regeneration 12 2047.9

Regeneration Gas Compressor 9 3998.7

E/S (South) 6 1130.4

E/S (Northeast) 6 1197.8 Methanol Injection Package and Utilities Tanks 3 2203.5 Storage Facilities 4 5831.7 Hot Oil System 9 1850.5 Close Drain and Liquids Condensate 5 687.1


60

Tabla 4.4. Consumo de agua para cada escenario realizado por Empresas Y&V

FIRE SCENARIO EQUIP.

QTY WATER CONSUMPTION

[GPM]

INLET FACILITIES 8 2379

MERCURY ADSORBER 13 6806

DUST FILTER 11 2929

MOLECULAR SIEVE ADSORBER 1 6 4491




REGENERATION GAS HEATERS 7 6985

HOT OIL HEATERS 7 8212

GAS REGENERATION 12 2048

REGENERATION GAS COMPRESSOR 9 3685

HOT OIL SYSTEM 10 1370

E/S (SOUTH) 6 1130

E/S (NORTHEAST) 6 1198

METHANOL INJECTION PACKAGE AND UTILITIES TANKS

3 2204

CLOSED DRAIN AND LIQUIDS CONDENSATE 8 1370

NITROGEN PACKAGE - -

INSTRUMENT SUPPLY & UTILITY AIR PACKAGE - -

FIRE WATER SYSTEM 9 -


61

Como se puede apreciar comparando las tablas 4.3 y 4.4 los escenarios definidos fueron

los mismos, contando el mismo número de equipos para cada uno, la única diferencia que se

puede encontrar se refiere a los tres últimos escenarios que aparecen en la tabla 4.3, esto se debe a

que luego de haber realizado una revisión completa al plot plan con el ACR se llegó a la

conclusión de que el área del Hot Oil y de la parte de Condensado necesitaban tener un escenario

particular, ya que son dos áreas que se encuentran muy bien delimitadas y que necesitan tener un

sistema de protección contra incendio particular. El anexar estos escenarios a los requerimientos

generales no trajo consecuencias mayores porque como puede observarse en la tabla 4.3 el caudal

que demandan estos escenarios no supera los 8496.3 gpm que requiere el escenario “Molecular

sieve Adsorber 3”, por los tanto las fases siguientes no se vieron modificadas.

Como el proyecto de IVtren se encuentra en curso y sufre de muchas modificaciones a

medida que se va realizando, el plot plan ha tenido ciertos cambios, se han movido varios equipos

de lugar y todos los documentos que se entregaron por parte de Y&V deben revisarse de nuevo,

para entregar una actualización de los mismos, es decir, una revisión nueva. Luego de haber

evaluado ambos requerimientos de agua se tomó como válido el realizado en el presente proyecto

de pasantía ya que cumple con todos las especificaciones establecidos por norma para determinar

los requerimientos de agua que se necesitan para proteger zonas determinadas.

Como hemos mencionado anteriormente la empresa egipcia Enppi también ha contribuido

a la realización del proyecto, ellos se encargaron de toda la ingeniería de la parte superior de

IVtren como se observa en el Apéndice “A” donde se encuentra el plot plan de la planta. Para el

presente proyecto no se propuso realizar los requerimientos de agua para esta zona.

4.2. Simulación de la red principal de agua con el software WaterCAD

Para esta fase de la pasantía se utilizaron los P&ID’s tanto del anillo central como del

sistema de bombeo, ya que en ellos se ven reflejados factores como diámetros y accesorios de las

tuberías, arreglo de las bombas del sistema (las eléctricas, diesel y jockey), niveles del tanque de

almacenamiento de agua, entre otros.


62

Se simuló en WaterCAD los tres escenarios mas desfavorables, estos son: el más alejado

al sistema de bombeo, el que demanda mayor cantidad de agua por parte de Empresas Y&V y el

que demanda mayor cantidad de agua por parte de Enppi.

4.2.1. Primer escenario: Mayor demanda de agua por Empresas Y&V

En este escenario están presentes 10 equipos, estos son:

• Mercury Adsorber D8.140310.




• Molecular Sieve Adsorber D8.140304.









Se procedió a montar en el software el anillo central con todos los nodos (en este caso de

hidrantes y válvulas de diluvio) para luego correr la simulación y verificar que la velocidad y

presión en el sistema era la adecuada según la norma.

En la Figura 4.1 se muestra una vista del programa WaterCAD, señalando la zona que se

estaba simulando:


63


parte de Empresas Y&V

El sistema se simuló varias veces, con el propósito de determinar con cuantas bombas

podía trabajar sin verse afectada la presión en las tuberías o nodos. Finalmente se determinó que

el sistema trabaja con 3 bombas encendidas para que la presión y la velocidad en las tuberías sea

la adecuada.

En el Apéndice “A” se muestran los reportes de las tuberías, nodos e hidrantes arrojados

por el software.


64

Al revisar las tablas de los reportes de las tuberías arrojados por WaterCAD se puede

observar que la velocidad no fue mayor de 3m/s que es lo que en las normas que se han venido

mencionando a lo largo del trabajo se toma como máximo, esto es una señal de que el sistema

puede ser viable y funcionar efectivamente con tres bombas encendidas.

Al revisar los reportes de los nodos se puede observar que la presión es la requerida por la

norma, ya que se exige que sea mayor a 80 psi, en este caso se encuentra alrededor de los 120 psi,

es un valor que entra dentro del rango óptimo de operación.

Para ilustrar los datos de la que se encuentran en los reportes de los hidrantes, se tiene que

en la columna de elevación todos los nodos se encuentran a -4.9 ft porque el anillo central es una

tubería enterrada, aquellos nodos en los que se refleja una demanda de agua son los sitios donde

van ubicadas las válvulas de diluvio, el resto de los nodos están apagados (no demandan agua).

Para los hidrantes se observa que la presión se encuentra dentro del rango (mayor a 80

psi). Por consiguiente se tiene que el sistema funciona en caso de que un incendio ocurriera en el

área de mayor demanda de agua por parte de Empresas Y&V.

4.2.2. Segundo escenario: Mayor demanda de Agua por Empresas Enppi

Para analizar este caso se tuvo que estudiar los reportes de la demanda de agua realizados

por Empresas Enppi, su filosofía de cálculo es diferente a la que se llevó en la realización de los

requerimientos de agua del proyecto, ya que Enppi calcula la demanda de agua por cada equipo

pero no los separa en escenarios, esto nos lleva a realizar una simulación en base a un equipo en

particular y no a una zona completa como se hace en Empresas Y&V.

Se verificó cuales eran los equipos que demandaban más agua y se simuló la zona en la

cual estos equipos se encontraban, verificando con el plot plan la cantidad de hidrantes y válvulas

de diluvio que se debían colocar en el sistema.


65

Los equipos que demandan mayor cantidad de agua son:

• Refrigeration Compressors Cooler D2.141001

• Refrigeration Compressors Cooler D2.141003

En la Figura 4.2 se muestra una vista del programa WaterCAD, señalando la zona que

se estaba simulando:


parte de Empresas Enppi

Al igual que en el primer escenario el sistema se simuló varias veces, con la finalidad

de determinar cuantas bombas iban a funcionar para satisfacer las demandas de agua de esa


66

zona del sistema, finalmente se llegó al resultado de trabajar con dos bombas ya que de esta

manera la presión y velocidad en las tuberías se mantiene en unos valores aceptables.

En el Apéndice “A” se muestran los reportes arrojados por el software para esta

segunda simulación.

Al revisar los resultados de los reportes de las tuberías se puede observar que la

velocidad en las mismas estuvo dentro del rango aceptado por la norma, ya que en ningún

tramo se superó la velocidad máxima de 3m/s.

La presión para los nodos e hidrantes se encuentra alrededor de 140 psi, valor que esta

aceptable y que cumple con el mínimo de la norma que es 80 psi.

Se puede concluir que el sistema funciona efectivamente en caso de ocurrir un incendio

en esta área del sistema.

4.2.3. Tercer escenario: Zona más alejada

La zona más alejada del sistema es parte del área asignada a Enppi, se revisó el

documento en el cual se especifican el caudal que requiere cada uno de los equipos y se

estudió en el plot plan cuales serían los equipos que estarían dentro de la zona mas alejada del

sistema.

Los equipos que forman parte de esta zona son:

• 1st Sales Gas Compressor D4.140106

• 2nd Sales Gas Compressor D4.140107

• 3rd Sales Gas Compressor D4.140108

• 4th Sales Gas Compressor D4.140109

A continuación se muestra una vista del programa WaterCAD, señalando la zona que

se estaba simulando:


67

Figura 4.3. Modelo del sistema en WaterCAD con la zona más alejada del sistema

Se debe recordar que cuando se simulo esta área, los demás nodos que en los escenarios

anteriores demandaban caudal ahora se encuentran apagados, ya que cuando se diseña un sistema

contra incendio se hace en función de que solo un incendio mayor ocurre a la vez.

Al revisar la cantidad de agua que demandaban los equipos que forman parte de esta zona

pudimos notar que no es mucha, están alrededor de 500 gpm, esto es algo beneficioso ya que es

una zona que no demanda mucho agua y sin importar la distancia a la que se encuentre las

bombas con las que se cuenta serán capaces de suministrar el caudal que se necesita.


68

En el Apéndice “A” se muestran los reportes arrojados por WaterCAD para esta tercera

simulación.

Al analizar los reportes podemos observar que la velocidad en las tuberías no excede de lo

señalada en la norma, solo en los últimos cuatro tramos de tubería se observa que la velocidad es

mayor a 3m/s, esto sucede porque esos tramos se refieren a ramales internos de los sistemas de

diluvio, en los que se permite que la velocidad se encuentre entre 3m/s y 10m/s.

También se observa que la presión en los nodos e hidrantes está alrededor de los 150 psi,

contando con que se está trabajando con solo dos bombas encendidas, es una presión aceptable, si

se llegara a prender una bomba mas la presión bajaría demasiado en los nodos, sería menor a 80

psi lo que tendría graves implicaciones ya que la norma no permite presiones tan bajas.

Luego de haber analizado los resultados de los tres escenarios se puede determinar que el

sistema es viable y que cumple con un funcionamiento adecuado en caso de ocurrir un incendio

en alguna de sus áreas críticas.

4.3. Resultados del sistema de diluvio (pre-dimensionamiento)

Para poder pre-dimensionar en un principio el sistema de diluvio para los equipos

seleccionados y luego simularlo en la red se procedió a calcular el caudal de cada rociador, como

se muestra en el Apéndice “B” se tomaron los datos que aparecen en el catalogo Tyco del

rociador seleccionado.

Se tiene que de la Ecuación (4) el caudal de la tobera es:

psiQtobera 67.30=

De los requerimientos de agua calculados que aparecen en la Tabla 4.2. se tiene el caudal

que requieren los equipos Mercury Adsorbers, por medidas de seguridad a ese número hay que

sumarle un 20%, por lo tanto el caudal teórico que requieren estos equipos es:


69

gpmQteorico 2.301=

Al dividir el caudal teórico del equipo con el caudal de cada tobera se tiene que se

necesitan 9.82 rociadores, como el mínimo serían 10 y depende de la persona que este diseñando

el sistema, se decidió que para armar un arreglo de rociadores simétrico alrededor del equipo se

tomarán 12 rociadores por equipo, lo que equivale a 48 rociadores debido a que son cuatro

equipos.

Teniendo el caudal que pasa por las tuberías de los ramales se puede calcular los

diámetros iniciales de la tubería despejándolo de la Ecuación (5) para poder compararlo con los

cálculos realizados por el software HIDCAL. Debido a que ya se tenían los diámetros pre-

dimensionados realizados por Empresas Y&V se tomaron estos mismos para luego verificarlos

con el software.

4.4. Resultados del sistema de diluvio arrojados por el software HIDCAL

Para poder obtener los resultados con el software primero se procedió a realizar el diseño

de los rociadores en Autocad 3D ya que HIDCAL tiene un enlace con Autocad que agiliza la

actividad, ya que en vez de cargar los datos en HIDCAL se colocan en Autocad y de esta manera

se tiene una mejor visualización del montaje y los resultados los arroja el programa

automáticamente


70

Figura 4.4. Vista desde Autocad 3D del montaje del sistema de rociadores

Como se puede observar en la Figura 4.4 los tramos de tuberías van cambiando de

color, esto se debe a que se usa un layer para cada diámetro de tubería, de esta forma es más

sencillo diferenciar los distintos diámetros de tuberías que se tienen. Cada layer se tuvo que

definir con unas especificaciones precisadas en el tutorial del HIDCAL para que de esta

manera el programa leyera de forma automática los diámetros de cada una de las tuberías que

se iban a analizar.

En el Apéndice “B” se muestran los reportes arrojados por HIDCAL en los cuales se

puede verificar que la velocidad en las tuberías no excede de 10 m/s que por norma es lo


71

máximo que se puede aceptar en los ramales, así como también la presión en los nodos que es

mayor que la presión mínima aceptada por las boquillas que es de 30 psi.

4.5. Guía para el Diseño de Sistemas de Protección Contra Incendio

A medida que se fue realizando la revisión del sistema contra incendio de IV tren se

fue elaborando la guía de diseño, teniendo como resultado una herramienta que cumple con los

requerimientos principales que se deben seguir para diseñar un sistema contra incendio tanto

de agua como de espuma, con las especificaciones que exigen las normas PDVSA, API y

NFPA.

Se decidió incluirle un nuevo capitulo a la Guía que trata sobre la metodología a seguir

para diseñar un Sistema de Protección Contra Incendio, ya que si bien es cierto que en ella

aparecen todas las especificaciones a seguir no se explica de que manera se va a desarrollar el

diseño del mismo. Esta metodología descrita fue la aprendida a lo largo de la pasantía, pero

debemos recordar que existen distintas maneras de llevar a cabo la fase de diseño del Sistema

Contra Incendio.

Es importante destacar que el realizar la revisión del Sistema de IV tren implicó revisar

todas las especificaciones que se establecieron para este diseño, es en este punto donde se

toma en consideración la elaboración de la guía, ya que a medida que transcurría la evaluación

del Sistema se llegaba a una serie de conclusiones que de una manera u otra gobernaban la

manera de cómo desarrollar el contenido de la Guía de la manera mas práctica y sencilla para

que al usuario le fuera eficiente revisarla y no irse a buscar dudas en las normas.


72

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• Se elaboraron Los Criterios de Diseño mediante la revisión de los documentos

existentes de los proyectos de IV tren y del Mapa de Procesos.

• Se analizó el ACR del proyecto IV tren San Joaquín para poder determinar los

escenarios en los cuales pueden ocurrir incendios de clase mayor que afecten de

manera considerable los equipos de la planta.

• Se elaboraron los Requerimientos de Agua del Sistema Contra Incendio de IV tren,

San Joaquín. Al compararlo con los requerimientos elaborados en Empresas Y&V se

concluyó que los cálculos fueron correctos.

• Se agregaron dos escenarios nuevos “Hot Oil System” y “Close Drain and Liquids

Condensate” a los Requerimientos de Agua del Sistema de IV tren que se tomarán en

consideración para incorporarlos a futuras revisiones de los documentos del proyecto.

• Se evaluó el diagrama de tuberías e instrumentación del proyecto IV tren mediante el

análisis hidráulico de la red de incendio en el software (WaterCAD) en el cual se

concluyó que para las 3 simulaciones evaluadas el sistema cumplió con todos los

requisitos necesarios para determinar que el diseño es viable.

• Se realizó la revisión del sistema de diluvio de los equipos “Mercury Adsorbers” del

proyecto IV tren, se determinaron la cantidad de rociadores que debía llevar cada

equipo y se realizaron los cálculos en el software HIDCAL, con lo cual se concluyó

que el montaje opera de manera adecuada y aceptada por la norma.

• Se elaboro una Guía para el Diseño de Sistemas de Protección Contra Incendio en la

que se explica de manera precisa las consideraciones que se deben tomar en cuenta si

se requiere diseñar cada una de los segmentos que constituyen esta clase de sistemas,

siguiendo el formato establecido por Empresas Y&V.

• Gracias al trabajo de pasantía se realizó una auditoria técnica del proyecto IV tren,

donde se verificó los fundamentos técnicos del diseño, las normas aplicadas,

modificaciones y correcciones a documentos

• Se recomienda realizar los requerimientos de agua del sistema que se quiera diseñar en

base a escenarios, no por equipos individuales, ya que de esta manera el trabajo se


73

agiliza y al momento de simular el peor caso de la red hidráulica se puede identificar

de manera más rápida.

• Se recomienda profundizar en la guía elaborada los sistemas especiales contra

incendio, como son FM 200 (Sist. de supresión), Novec 1230.

• Se recomienda el uso de software como WaterCAD y HIDCAL para realizar los

cálculos hidráulicos tanto de la red principal como los ramales internos ya que ayudan

a estudiar los diseños de manera visual y los resultados se obtienen de manera muy

rápida lo que contribuye a la culminación del diseño de la manera mas eficiente

posible.

• Se recomienda incluir la guía en la base de conocimientos de mecánica de Empresas

Y&V, que sea implantada para que pueda ser usada por todo el personal que la

necesite.


74

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

(1) Gerencia de Comunicación Corporativa de Empresas Y&V, “Principios de la

Corporación”, Empresas Y&V (2008).

(2) Departamento de Mecánica, “Diseño de Sistemas Contra Incendio en Plantas”.

En: \\Yv-sda\empresas-yv\Sistemas\SGC- Empresas Y&V\Mecanica (M)\Mapa

de Procesos\C-MI-01X.htm.

(3) Storch de Garcia, J.M. “Manual de Seguridad Industrial en Plantas Químicas y

Petroleras”. Volumen I. Madrid.

(4) Triangulo del fuego. En:

http://es.geocities.com/los_incendios/triangulo_del_fuego.htm

(5) Cuerpo de Bomberos del Distrito Metropolitano de Quito. En:

http://www.bomberosquito.gov.ec/

(6) Infobox, Información en la Emergencia, Los Incendios. En:

http://www.infobox.cl/LOS%20INCENDIOS.pdf

(7) Los Incendios. Causa de Los Incendios. En:

http://www.monografias.com/trabajos23/incendios/incendios.shtml

(8) Manual de Diseño de Sistemas Contra Incendio. Inelectra. Revisión 1 (15 de

febrero de 1995).

(9) Diseño Avanzado de los Sistemas de Extinción por Agua. G.L. Ingeniería C.A.

Consultores en Protección Contra Incendio.

(10) Sistemas de Extinción por Espuma. G.L.& Asociados, Consultores en Protección

Contra Incendio.

(11) Fixed Foam System Components. Williams Fire & Hazard Control, Inc.


75

BIBLIOGRAFIA

• American Petroleum Institute “API 2030 Application of Fixed Water Spray

Systems for Fire Protection in the Petroleum and Petrochemical Industries”.

(2005).

• Comisión Venezolana de Normas Industriales “COVENIN 1040 Extintores

Portátiles” (1989).

• Comisión Venezolana de Normas Industriales “COVENIN 1660 Sistema Fijo de

Extinción con Agua Pulverizada” (1980).

• National Fire Protection Association “NFPA 13 Installation of Sprinkler

Systems” (2002).

• National Fire Protection Association “NFPA 15 Water Spray Systems for Fire

Protection” (2007).

• Petróleos de Venezuela S.A. “PDVSA IR-M-03 Sistemas de Agua Contra

Incendio” (1999).

• Petróleos de Venezuela S.A. “PDVSA IR-M-04 Sistemas de Espuma Contra

Incendio” (1996).

• Storch de Garcia, J.M. “Manual de Seguridad Industrial en Plantas Químicas y

Petroleras” Volumen I. Madrid.

• Departamento de Diseño Mecánico de Inelectra. “Manual de Diseño de Sistemas

Contra Incendio”. Revisión 1 (15 de febrero de 1995).

• Diseño Avanzado de los Sistemas de Extinción por Agua. G.L. Ingeniería C.A.

Consultores en Protección Contra Incendio.

• Sistemas de Extinción por Espuma. G.L.& Asociados, Consultores en Protección

Contra Incendio.

• Fixed Foam System Components. Williams Fire & Hazard Control, Inc.

• Fire Protection Handbook. NFPA. Quincy, Massachusetts (1997).


76

APENDICE A

Incluye:

• Plot Plan de IV tren, San Joaquín.

• P&ID del anillo principal del sistema.

• P&ID de la estación de bombeo del sistema contra incendio.

• Requerimientos de agua de los escenarios determinados.

• Reportes completos de WaterCAD para los 3 escenarios simulados.


77


78


79


80

Requerimientos de agua de los escenarios determinados.

Esc: Inlet Facilities

ITEM TAG Descripción del equipo Diámetro [ft] Longitud

[ft] Tipo de área Area [ft2] Densidad [gpm/ft2]

Caudal [gpm]

1 D8.143102 FUEL GAS SEPARATOR (LOW PRESS) 3.5 13.3 Proyectada 213.8 0.25 53.5

2 D8.140301 INLET GAS FILTER 7.1 22.8 Proyectada 746.8 0.25 186.7



5 D8.140325 INLET GAS SCRUBBER 6.5 24.9 Proyectada 731.9 0.25 183.0

6 D4.140301 REGENERATION GAS COMPRESSOR 18.9 18.9

Proyec. horizontal 357.2 0.50 178.6

7 D4.140302 REGENERATION GAS

COMPRESSOR 18.9 18.9 Proyec. horizontal 357.2

0.50 178.6

8 D4.140303 REGENERATION GAS COMPRESSOR 18.9 18.9 Proyec.

horizontal 357.2 0.50 178.6

Demanda de agua para el peor caso ( D8.140302) 1332.3

Margen de seguridad del 20% 266.5

Dos hidrantes ( con 2 mangueras de 185 gpm c/u) 740

Demanda total de agua para este escenario 2338.8


81

Esc: Mercury Absorber



Caudal [gpm]

9 D8.140311 DUST FILTER 7.5 23.7 Proyectada 822.6 0.25 205.7

10 D8.140312 DUST FILTER 7.5 23.7 Proyectada 822.6 0.25 205.7 11 D8.140321 DUST FILTER 7.5 23.7 Proyectada 822.6 0.25 205.7

12 D8.140310 MERCURY ADSORBER 11.0 17.3 Proyectada 1004.4 0.25 251.1



15 D8.140324 MERCURY ADSORBER 11.0 17.3 Proyectada 1004.4 0.25 251.1 16 D8.140314 MOLECULAR SIEVE ADSORBER 11.2 45.5 Proyectada 2289.3 0.25 572.3

17 D8.140315 MOLECULAR SIEVE ADSORBER 11.2 45.5 Proyectada 2289.3 0.25 572.3



20 D8.140318 MOLECULAR SIEVE ADSORBER 11.2 45.5 Proyectada 2289.3 0.25 572.3 21 D8.140319 MOLECULAR SIEVE ADSORBER 11.2 45.5 Proyectada 2289.3 0.25 572.3

Demanda de agua para el peor caso (D8.140310) 5055.3


Dos hidrantes ( con 2 mangueras de 185 gpm c/u) 740.0



82

Dust Filter


[ft] Tipo de área Area [ft2] Densidad [gpm/ft2] Caudal [gpm] 22 D8.140311 DUST FILTER 7.5 23.7 Proyectada 822.6 0.25 205.7




26 D8.140320 MERCURY ADSORBER 11.0 17.3 Proyectada 1004.4 0.25 251.1 27 D8.140323 MERCURY ADSORBER 11.0 17.3 Proyectada 1004.4 0.25 251.1


29 D2.140301 REGENERATION GAS COOLER 19.0 38.0 Proyec.

horizontal 722.0 0.25 180.5

30 D2.140302 REGENERATION GAS COOLER 19.0 38.0 Proyec. horizontal 722.0

0.25 180.5

31 D8.140313 REGENERATION GAS SEPARATOR 4.0 12.0 Proyectada 224.0 0.25 56.0




Un hidrantes ( con 2 mangueras de 185 gpm c/u) 370


Esc: Molecular sieve Adsorber 1










Un hidrantes ( con 2 mangueras de 185 gpm c/u) 370.0



83






















51 D8.140324 MERCURY ADSORBER 11.0 17.3 Proyectada 1004.39 0.25 251.1 52 D8.140304 MOLECULAR SIEVE ADSORBER 11.2 45.5 Proyectada 2289.28 0.25 572.3










Tres hidrantes ( con 2 mangueras de 185 gpm c/u) 1110.0



84



[ft] Tipo de área Area [ft2] Densidad [gpm/ft2] Caudal [gpm] 61 D8.140310 MERCURY ADSORBER 11.0 17.3 Proyectada 1004.4 0.25 251.1













Esc: Regeneration gas heaters




horizontal 357.2 0.50 178.6


horizontal 357.2 0.50 178.6


horizontal 357.2 0.50 178.6

74 D1.140301 REGENERATION GAS HEATER 21.6 66.0 Proyectada 6635.5 0.25 1658.9








85

Esc: Hot oil heaters


[ft] Tipo de área Area [ft2] Densidad [gpm/ft2] Caudal [gpm] 77 D1.140301 REGENERATION GAS HEATER 21.6 66.0 Proyectada 6635.5 0.25 1658.9






Tres monitores de 500 gpm c/u 1500


Esc: Gas Regeneration



80 D2.140301 REGENERATION GAS COOLER 19.0 38.0 Proyec. horizontal 722.0 0.25 180.5

81 D2.140302 REGENERATION GAS COOLER 19.0 38.0 Proyec. horizontal 722.0 0.25 180.5




85 D8.140312 DUST FILTER 7.5 23.7 Proyectada 822.6 0.25 205.7 86 D8.140321 DUST FILTER 7.5 23.7 Proyectada 822.6 0.25 205.7






86

Esc: Regeneration Gas Compressor




horizontal 357.2 0.50 178.6


horizontal 357.2 0.50 178.6

89 D4.140303 REGENERATION GAS COMPRESSOR 18.9 18.9

Proyec. horizontal 357.2 0.50 178.6

90 D8.140325 INLET GAS SCRUBBER 6.5 24.9 Proyectada 731.9 0.25 183.0




94 D8.143102 FUEL GAS SEPARATOR (LOW PRESS) 3.1 26.2 Proyectada 344.6 0.25 86.1






Esc: E/S (South)



96 XFR-01-4/3-S POWER TRANSFORMER (13.8KV/4.16KV) 9.0 13.6 Proyectada 651.6 0.25 162.9

97 XFR-02-4/3-S POWER TRANSFORMER (13.8KV/4.16KV) 9.0 13.6 Proyectada 651.6 0.25 162.9

98 XFR-01-3/2-S TRANSFORMER (4.16/0.48KV) 7.1 7.3 Proyectada 307.8 0.25 77.0 99 XFR-02-3/2-S TRANSFORMER (4.16/0.48KV) 7.1 7.3 Proyectada 307.8 0.25 77.0

100 XFR-03-3/2-S TRANSFORMER (4.16/0.48KV) 7.1 7.3 Proyectada 307.8 0.25 77.0

101 XFR-04-3/2-S TRANSFORMER (4.16/0.48KV) 7.1 7.3 Proyectada 307.8 0.25 77.0

Demanda de agua para el peor caso (XFR-04-3/2-S) 633.6





87

Esc: E/S (Northeast)


[ft] Tipo de área Area [ft2]

Densidad [gpm/ft2] Caudal [gpm]

102 XFR-01-4/3-NE POWER TRANSFORMER

(13.8KV/4.16KV) 9.0 13.6 Proyectada 651.6 0.25 162.9

103 XFR-02-4/3-NE POWER TRANSFORMER

(13.8KV/4.16KV) 9.0 13.6 Proyectada 651.6 0.25 162.9

104 XFR-01-3/2-NE TRANSFORMER (4.16/0.48KV) 7.3 8.8 Proyectada 364.0 0.25 91.0




Demanda de agua para el peor caso (XFR-04-3/2-NE) 689.8




Esc: Methanol Injection Package and Utilities Tanks




108 D5.146601 METHANOL STORAGE TANK 6.5 20.0 Proyectada 604.5 0.25 151.1

109 D3.146601 METHANOL PUMP 2.8 6.6 Proyec. horizontal 18.5 0.50 9.2

110 D3.146602 METHANOL PUMP 2.8 6.6 Proyec. horizontal 18.5 0.50 9.2



Cuatro monitores (500 gpm c/u) 2000.0



88

Esc: Storage Facilities



Caudal [gpm]

111 D5.146601 METHANOL STORAGE TANK 6.5 20.0 Proyectada 604.5 0.25 151.1

112 D5.141101 HOT OIL STORAGE TANK 50.0 27.0 Proyectada 10400.0 0.25 2600.0

113 D5.146901 DIESEL STORAGE TANK 12.0 12.0 Proyectada 864.0 0.25 216.0

114 D5.146801 LUBE OIL STORAGE TANK 12.0 12.8 Proyectada 904.0 0.25 226.0



Cuatro monitores (500 gpm c/u) 2000.0


Esc: Hot Oil System



Caudal [gpm]

115 D8.141101 HOT OIL EXPANSION DRUM 11.0 13.0 Proyectada 814 0.25 203.5

116 D3.141101 HOT OIL CIRCULATION PUMP 3.5 13.0 Proyec.

horizontal 45.5 0.50 22.8





119 D3.141104 EMERGENCY TRANSFER PUMP 2.4 2.4 Proyec.


120 D3.141106 HOT OIL CLOSE DRAIN PUMP 9.5 28.4 Proyec.

horizontal 269.8 0.50 134.9

121 D8.141104 HOT OIL SUMP 9.5 28.4 Proyectada 1259.7 0.25 314.9

122 D2.141102 HOT OIL COOLER 18.0 34.0 Proyec.

horizontal 612 0.25 153.0

123 D11.141101 HOT OIL PARTIAL FILTER 4.0 10.0 Proyectada 192 0.25 48.0






89

Esc: Close Drain and Liquids Condensate




124 D8.145104 COLD CLOSED DRAIN

SEPARATOR 5.0 11.0 Proyectada 270 0.25 67.5

125 D3.145103 WARM CLOSED DRAIN PUMPS 3.5 10.5 Proyec.

horizontal 36.75 0.50 18.375

126 D3.145104 WARM CLOSED DRAIN PUMPS 3.5 10.5 Proyec.

horizontal 36.75 0.50 18.375

127 D8.145103 WARM CLOSED DRAIN

SEPARATOR 3.5 10.5 Proyectada 171.5 0.25 42.9

128 D2.145101 ELECTRICAL HEATER 1.0 8.3 Proyectada 35.2 0.25 8.8



Un monitores (500 gpm c/u) 500.0



90

Reportes arrojados por WaterCAD

Primer

escenario


91

Reporte CASO: Y&V Pasantía Sistemas Contra Incendio

HYDRANT TABLE (WaterCAD)

Id Label Elevation

(ft) Zone Demand

Collection Demand

(gpm) Hydraulic Grade (ft) Pressure (psi)

99 H-1 -4.9 <None> <Collection: 1

item> 444 275.7 121.4


item> 444 277 122


item> 444 275.5 121.3


items> 0 280 123.3


items> 0 280.4 123.4

Reporte CASO: Y&V Pasantía Sistemas Contra Incendio PUMP TABLE (WaterCAD)

Id Label Elevation

(ft) Pump Definition Status Intake Grade (ft) Discharge Grade (ft) Discharge

(gpm) Pump Head (m)

26 PMP-1 0 190: Pump Definition -

1 Off 44.4 289.5 0 0


2 Off 43.7 289.5 0.00 0


2 On 30.4 300.4 2,736.03 82.29


2 On 30.1 300.4 2,732.10 82.39


2 On 30.1 300.5 2,731.07 82.42


92


JUNCTION TABLE (WaterCAD)

Id Label Elevation (ft) Zone Demand

Collection Demand


22 J-1 0 <None> <Collection: 0

items> 0 44.9 19.4


items> 0 42.7 18.5


items> 0 42.8 18.5


items> 0 43.1 18.6


items> 0 43.7 18.9


items> 0 44.4 19.2


items> 0 289.5 125.2


items> 0 289.8 125.4


items> 0 289.5 125.2


items> 0 289.7 125.3


items> 0 289.8 125.4


items> 0 289.5 125.2


items> 0 288.1 124.7

81 J-18 -4.9 <None> <Collection: 0

items> 0 282.9 124.5


items> 0 276.3 121.7


items> 0 279.6 123.1


items> 0 281.4 123.9


items> 0 280 123.3


items> 0 279.1 122.9


items> 0 278.5 122.6


items> 0 277.1 122


items> 0 282.3 124.2


items> 0 281.7 124


items> 0 281.4 123.9


items> 0 281.5 123.9


items> 0 281.8 124


items> 0 281.6 124


items> 0 281.7 124


items> 0 281.7 124


items> 0 281.7 124

130 J-35 -4.9 <None> <Collection: 0 0 281.5 123.9


93

items>

Id Label Elevation (ft) Zone Demand

Collection Demand



items> 0 281.6 123.9


items> 0 281.7 124


items> 0 281.1 123.8


items> 0 280.6 123.5


items> 0 281.2 123.8


items> 0 281.3 123.8


item> 1,716.80 278.3 122.5


item> 1,716.80 275.8 121.4


item> 1,716.80 275.4 121.3


item> 1,716.80 275.6 121.3


items> 0 279.8 123.2


items> 0 280.2 123.3


items> 0 280.3 123.4


94


PIPE TABLE (WaterCAD)

Id Label Scaled

Length (m) Start Node

Stop Node

Diameter (in) Material C Check Valve?

Minor Loss

Flow (gpm)

Velocity (m/s)

Headloss Gradient (m/m) Length(m)

23 P-1 19 21: T-1 22: J-1 20 Steel 100 False 0.39 8,199.20 2.55 0.025 15

40 P-9 8 38: J-5 30: PMP-

5 12 Steel 100 False 0 2,731.07 2.36 0.257 15

43 P-11 3 41: J-6 38: J-5 20 Steel 100 False 0.39 2,731.07 0.85 0.006 4

44 P-12 8 41: J-6 29: PMP-

4 12 Steel 100 False 0 2,732.10 2.36 0.257 15

47 P-14 3 45: J-7 41: J-6 20 Steel 100 False 0.39 5,463.17 1.7 0.022 4

48 P-15 8 45: J-7 28: PMP-

3 12 Steel 100 False 0 2,736.03 2.37 0.258 15

51 P-17 3 49: J-8 45: J-7 20 Steel 100 False 0.39 8,199.20 2.55 0.049 4

52 P-18 8 49: J-8 27: PMP-

2 12 Steel 100 False 0 0.00 0 0 15

54 P-19 3 22: J-1 53: J-9 20 Steel 100 False 0.39 8,199.20 2.55 0.06 3

55 P-20 3 53: J-9 49: J-8 20 Steel 100 False 0.39 8,199.20 2.55 0.049 4

56 P-21 8 53: J-9 26: PMP-

1 4 Steel 100 False 0 0 0 0 15

58 P-22 8 26: PMP-

1 57: J-10 4 Steel 100 True 0 0 0 0 11

62 P-24 3 57: J-10 61: J-12 20 Steel 100 False 0 0 0 0 4

64 P-26 7 27: PMP-

2 61: J-12 12 Steel 100 True 0 0.00 0 0 11

68 P-29 7 28: PMP-

3 65: J-13 12 Steel 100 True 0 2,736.03 2.37 0.296 11

70 P-30 3 65: J-13 69: J-14 20 Steel 100 False 0 -5,463.17 1.7 0.008 4

71 P-31 3 69: J-14 59: J-11 20 Steel 100 False 0 -2,731.07 0.85 0.002 4

72 P-32 8 29: PMP-

4 69: J-14 12 Steel 100 True 0 2,732.10 2.36 0.295 11

73 P-33 8 30: PMP-

5 59: J-11 12 Steel 100 True 0 2,731.07 2.36 0.295 11

75 P-34 2 61: J-12 74: J-15 20 Steel 100 False 0 0.00 0 0 3

76 P-35 1 74: J-15 65: J-13 20 Steel 100 False 0 -8,199.20 2.55 0.017 4

78 P-36 16 74: J-15 77: J-16 20 Steel 100 False 0 8,199.20 2.55 0.025 16

91 P-43 35 87: J-21 90: J-22 16 Steel 100 False 0 1,899.03 0.92 0.005 84

92 P-44 10 90: J-22 85: J-20 16 Steel 100 False 0 1,528.63 0.74 0.004 31

94 P-45 12 90: J-22 93: J-23 8 Steel 100 False 0 370.4 0.72 0.007 43

97 P-47 12 95: J-24 85: J-20 16 Steel 100 False 0 -2,639.24 1.28 0.008 43


95

Id Label Scaled


Stop Node


Minor Loss

Flow (gpm)

Velocity (m/s)


98 P-48 10 93: J-23 95: J-24 8 Steel 100 False 0 370.4 0.72 0.006 31

101 P-49 8 83: J-19 100: J-25 16 Steel 100 False 0 -2,565.64 1.25 0.007 33

102 P-50 36 100: J-25 95: J-24 16 Steel 100 False 0 -3,009.64 1.46 0.009 47

103 P-51 14 99: H-1 100: J-25 6 Steel 100 False 0 -444 1.54 0.042 10

105 P-52 8 81: J-18 104: J-26 16 Steel 100 False 0 3,009.64 1.46 0.015 13

106 P-53 47 104: J-26 87: J-21 16 Steel 100 False 0 2,093.35 1.02 0.006 0

110 P-55 16 87: J-21 109: J-28 16 Steel 100 False 0 194.32 0.09 0 36

114 P-57 65 104: J-26 113: J-30 16 Steel 100 False 0 916.29 0.45 0.001 155

115 P-58 73 113: J-30 107: J-27 16 Steel 100 False 0 363.09 0.18 0 57

118 P-60 33 111: J-29 117: J-31 16 Steel 100 False 0 -750.52 0.37 0.001 57

121 P-62 73 117: J-31 120: J-32 16 Steel 100 False 0 -348.29 0.17 0 57

125 P-65 15 123: J-33 113: J-30 16 Steel 100 False 0 -553.2 0.27 0.001 28

127 P-66 16 120: J-32 126: J-34 16 Steel 100 False 0 -348.29 0.17 0 44

128 P-67 15 126: J-34 107: J-27 16 Steel 100 False 0 -363.09 0.18 0 28

129 P-68 73 123: J-33 126: J-34 8 Steel 100 False 0 -14.8 0.03 0 57

131 P-69 41 109: J-28 130: J-35 16 Steel 100 False 0 -448.7 0.22 0 117

132 P-70 24 130: J-35 111: J-29 16 Steel 100 False 0 -282.93 0.14 0 50

134 P-71 39 130: J-35 133: J-36 10 Steel 100 False 0 -165.77 0.21 0 76

136 P-72 7 117: J-31 135: J-37 16 Steel 100 False 0 -402.22 0.2 0 20

137 P-73 9 135: J-37 123: J-33 16 Steel 100 False 0 -567.99 0.28 0.001 24

138 P-74 24 133: J-36 135: J-37 10 Steel 100 False 0 -165.77 0.21 0 50

140 P-75 126 109: J-28 139: J-38 16 Steel 100 False 0 643.03 0.31 0.001 117

143 P-77 44 141: J-39 139: J-38 16 Steel 100 False 0 -1,110.61 0.54 0.001 115

145 P-78 25 139: J-38 144: J-40 16 Steel 100 False 0 -467.58 0.23 0 57

147 P-79 68 144: J-40 146: J-41 16 Steel 100 False 0 -467.58 0.23 0 167

148 P-80 152 146: J-41 111: J-29 16 Steel 100 False 0 -467.58 0.23 0 168

155 P-81 34 77: J-16 81: J-18 20 Steel 100 False 0 8,199.20 2.55 0.02 80

158 P-82 12 81: J-18 157: J-42 16 Steel 100 False 0 5,189.56 2.52 0.045 31

164 P-86 7 157: J-42 163: H-2 16 Steel 100 False 0 3,472.76 1.69 0.057 7

165 P-87 7 163: H-2 160: J-43 16 Steel 100 False 0 3,028.76 1.47 0.024 16

167 P-88 4 160: J-43 166: J-44 16 Steel 100 False 0 1,311.96 0.64 0.003 31

170 P-90 5 166: J-44 169: H-3 16 Steel 100 False 0 -404.84 0.2 0.001 9

173 P-92 4 169: H-3 172: J-45 16 Steel 100 False 0 -848.84 0.41 0.002 15

174 P-93 4 172: J-45 83: J-19 16 Steel 100 False 0 -2,565.64 1.25 0.031 7

176 P-94 15 85: J-20 175: J-46 16 Steel 100 False 0 -1,110.61 0.54 0.002 28


96

Id Label Scaled


Stop Node


Minor Loss

Flow (gpm)

Velocity (m/s)


179 P-96 15 175: J-46 178: H-4 16 Steel 100 False 0 -1,110.61 0.54 0.002 38

182 P-98 15 178: H-4 181: J-47 16 Steel 100 False 0 -1,110.61 0.54 0.002 28

185 P-

100 22 181: J-47 184: J-48 16 Steel 100 False 0 -1,110.61 0.54 0.004 7

188 P-

102 27 184: J-48 187: H-5 16 Steel 100 False 0 -1,110.61 0.54 0.003 12

189 P-

103 48 187: H-5 141: J-39 16 Steel 100 False 0 -1,110.61 0.54 0.002 35

Reporte CASO:Y&V Pasantía Sistemas Contra Incedio

TANK TABLE (WaterCAD)

Id Label Base Elevation

(ft) Min. Elevation

(ft) Initial Elevation

(ft) Max. Elevation

(ft) Inactive Volume

(ft³) Diameter

(ft) Outflow (gpm)

Hydraulic Grade (ft)

21 T-1 0 3.6 46.2 46.2 3,214.38 120 8,199.20 46.2


97


Segundo escenario


98

Reporte CASO: Y&V 1 Pasantía Sistemas Contra Incendio


Id Label Elevation (ft) Zone Demand Collection Demand (gpm) Hydraulic Grade (ft) Pressure (psi)

99 H-1 -4.9 <None> <Collection: 0 items> 0 336.6 147.8



178 H-4 -4.9 <None> <Collection: 1 item> 444 334.7 146.9


Reporte CASO: Y&V 1 Pasantía Sistemas Contra Incendio PUMP TABLE (WaterCAD)

Id Label Elevation

(ft) Pump Definition Status Intake Grade (ft) Discharge Grade

(ft) Discharge

(gpm) Pump Head

(m)

26 PMP-1 0 190: Pump Definition - 1 Off 45.6 340.6 0 0

27 PMP-2 0 191: Pump Definition - 2 Off 45.5 340.6 0.00 0


29 PMP-4 0 191: Pump Definition - 2 On 36.9 347.7 2,197.93 94.74

30 PMP-5 0 191: Pump Definition - 2 On 36.8 347.7 2,197.08 94.76

Reporte CASO:Y&V 1 Pasantía Sistemas Contra Incedio TANK TABLE (WaterCAD)

Id Label Base Elevation (ft) Min. Elevation (ft) Initial Elevation (ft) Max. Elevation (ft) Inactive Volume (ft³) Diameter (ft) Outflow (gpm) Hydraulic Grade (ft)

21 T-1 0 3.6 46.2 46.2 3,214.38 120 4,395.00 46.2


99




22 J-1 0 <None> <Collection: 0 items> 0 45.8 19.8

38 J-5 0 <None> <Collection: 0 items> 0 45 19.5












81 J-18 -4.9 <None> <Collection: 0 items> 0 338.6 148.6


85 J-20 -4.9 <None> <Collection: 0 items> 0 336 147.5

87 J-21 -4.9 <None> <Collection: 0 items> 0 337.1 148





















157 J-42 -4.9 <None> <Collection: 0 items> 0.00 338.3 148.5



172 J-45 -4.9 <None> <Collection: 0 items> 0.00 337.1 148

175 J-46 -4.9 <None> <Collection: 1 item> 1,111.00 335.1 147.1

181 J-47 -4.9 <None> <Collection: 1 item> 1,841.00 334.5 146.8

184 J-48 -4.9 <None> <Collection: 1 item> 555 334.5 146.9


100

Reporte CASO: Y&V 1 Pasantía Sistemas Contra Incendio PIPE TABLE (WaterCAD)

Id Label Scaled Length (m) Start Node Stop Node Diameter (in) Material C Check Valve? Minor Loss

Flow (gpm) Velocity (m/s) Headloss Gradient (m/m) Length(m)

23 P-1 19 21: T-1 22: J-1 20 Steel 100 False 0.39 4,395.00 1.37 0.008 15

40 P-9 8 38: J-5 30: PMP-5 12 Steel 100 False 0 2,197.08 1.9 0.167 15

43 P-11 3 41: J-6 38: J-5 20 Steel 100 False 0.39 2,197.08 0.68 0.004 4


47 P-14 3 45: J-7 41: J-6 20 Steel 100 False 0.39 4,395.00 1.37 0.015 4

48 P-15 8 45: J-7 28: PMP-3 12 Steel 100 False 0 0.00 0 0 15

51 P-17 3 49: J-8 45: J-7 20 Steel 100 False 0.39 4,395.00 1.37 0.015 4


54 P-19 3 22: J-1 53: J-9 20 Steel 100 False 0.39 4,395.00 1.37 0.018 3

55 P-20 3 53: J-9 49: J-8 20 Steel 100 False 0.39 4,395.00 1.37 0.015 4

56 P-21 8 53: J-9 26: PMP-1 4 Steel 100 False 0 0 0 0 15

58 P-22 8 26: PMP-1 57: J-10 4 Steel 100 True 0 0 0 0 11

62 P-24 3 57: J-10 61: J-12 20 Steel 100 False 0 0 0 0 4

64 P-26 7 27: PMP-2 61: J-12 12 Steel 100 True 0 0.00 0 0 11

68 P-29 7 28: PMP-3 65: J-13 12 Steel 100 True 0 0.00 0 0 11

70 P-30 3 65: J-13 69: J-14 20 Steel 100 False 0 -4,395.00 1.37 0.005 4

71 P-31 3 69: J-14 59: J-11 20 Steel 100 False 0 -2,197.08 0.68 0.001 4

72 P-32 8 29: PMP-4 69: J-14 12 Steel 100 True 0 2,197.93 1.9 0.191 11

73 P-33 8 30: PMP-5 59: J-11 12 Steel 100 True 0 2,197.08 1.9 0.191 11

75 P-34 2 61: J-12 74: J-15 20 Steel 100 False 0 0.00 0 0 3

76 P-35 1 74: J-15 65: J-13 20 Steel 100 False 0 -4,395.00 1.37 0.005 4

78 P-36 16 74: J-15 77: J-16 20 Steel 100 False 0 4,395.00 1.37 0.008 16

91 P-43 35 87: J-21 90: J-22 16 Steel 100 False 0 1,370.41 0.67 0.003 84

92 P-44 10 90: J-22 85: J-20 16 Steel 100 False 0 1,354.06 0.66 0.003 31

94 P-45 12 90: J-22 93: J-23 8 Steel 100 False 0 16.35 0.03 0 43

97 P-47 12 95: J-24 85: J-20 16 Steel 100 False 0 1,338.75 0.65 0.002 43

98 P-48 10 93: J-23 95: J-24 8 Steel 100 False 0 16.35 0.03 0 31

101 P-49 8 83: J-19 100: J-25 16 Steel 100 False 0 1,322.40 0.64 0.002 33

102 P-50 36 100: J-25 95: J-24 16 Steel 100 False 0 1,322.40 0.64 0.002 47

103 P-51 14 99: H-1 100: J-25 6 Steel 100 False 0 0 0 0 10

105 P-52 8 81: J-18 104: J-26 16 Steel 100 False 0 3,072.60 1.49 0.016 13

106 P-53 47 104: J-26 87: J-21 16 Steel 100 False 0 2,080.71 1.01 0.006 0


101

Id Label Scaled Length (m) Start Node Stop Node Diameter (in) Material C Check Valve? Minor Loss

Flow (gpm) Velocity (m/s) Headloss Gradient (m/m) Length(m)

110 P-55 16 87: J-21 109: J-28 16 Steel 100 False 0 710.29 0.35 0.001 36

114 P-57 65 104: J-26 113: J-30 16 Steel 100 False 0 991.89 0.48 0.001 155

115 P-58 73 113: J-30 107: J-27 16 Steel 100 False 0 393.67 0.19 0 57

118 P-60 33 111: J-29 117: J-31 16 Steel 100 False 0 -819.28 0.4 0.001 57

121 P-62 73 117: J-31 120: J-32 16 Steel 100 False 0 -377.96 0.18 0 57

125 P-65 15 123: J-33 113: J-30 16 Steel 100 False 0 -598.22 0.29 0.001 28

127 P-66 16 120: J-32 126: J-34 16 Steel 100 False 0 -377.96 0.18 0 44

128 P-67 15 126: J-34 107: J-27 16 Steel 100 False 0 -393.67 0.19 0 28

129 P-68 73 123: J-33 126: J-34 8 Steel 100 False 0 -15.71 0.03 0 57

131 P-69 41 109: J-28 130: J-35 16 Steel 100 False 0 -340.59 0.17 0 117

132 P-70 24 130: J-35 111: J-29 16 Steel 100 False 0 -167.98 0.08 0 50

134 P-71 39 130: J-35 133: J-36 10 Steel 100 False 0 -172.61 0.21 0 76

136 P-72 7 117: J-31 135: J-37 16 Steel 100 False 0 -441.31 0.21 0 20

137 P-73 9 135: J-37 123: J-33 16 Steel 100 False 0 -613.93 0.3 0.001 24

138 P-74 24 133: J-36 135: J-37 10 Steel 100 False 0 -172.61 0.21 0 50

140 P-75 126 109: J-28 139: J-38 16 Steel 100 False 0 1,050.89 0.51 0.002 117

143 P-77 44 141: J-39 139: J-38 16 Steel 100 False 0 -1,702.18 0.83 0.003 115

145 P-78 25 139: J-38 144: J-40 16 Steel 100 False 0 -651.3 0.32 0.001 57

147 P-79 68 144: J-40 146: J-41 16 Steel 100 False 0 -651.3 0.32 0.001 167

148 P-80 152 146: J-41 111: J-29 16 Steel 100 False 0 -651.3 0.32 0.001 168

155 P-81 34 77: J-16 81: J-18 20 Steel 100 False 0 4,395.00 1.37 0.006 80

158 P-82 12 81: J-18 157: J-42 16 Steel 100 False 0 1,322.40 0.64 0.003 31

164 P-86 7 157: J-42 163: H-2 16 Steel 100 False 0 1,322.40 0.64 0.009 7

165 P-87 7 163: H-2 160: J-43 16 Steel 100 False 0 1,322.40 0.64 0.005 16

167 P-88 4 160: J-43 166: J-44 16 Steel 100 False 0 1,322.40 0.64 0.003 31

170 P-90 5 166: J-44 169: H-3 16 Steel 100 False 0 1,322.40 0.64 0.007 9

173 P-92 4 169: H-3 172: J-45 16 Steel 100 False 0 1,322.40 0.64 0.005 15

174 P-93 4 172: J-45 83: J-19 16 Steel 100 False 0 1,322.40 0.64 0.009 7

176 P-94 15 85: J-20 175: J-46 16 Steel 100 False 0 2,692.82 1.31 0.01 28

179 P-96 15 175: J-46 178: H-4 16 Steel 100 False 0 1,581.82 0.77 0.003 38

182 P-98 15 178: H-4 181: J-47 16 Steel 100 False 0 1,137.82 0.55 0.002 28

185 P-100 22 181: J-47 184: J-48 16 Steel 100 False 0 -703.18 0.34 0.002 7

188 P-102 27 184: J-48 187: H-5 16 Steel 100 False 0 -1,258.18 0.61 0.003 12

189 P-103 48 187: H-5 141: J-39 16 Steel 100 False 0 -1,702.18 0.83 0.004 35


102


Tercer escenario


103





163 H-2 -4.9 <None> <Collection: 0 items> 0 350 153.6


178 H-4 -4.9 <None> <Collection: 0 items> 0 348.7 153




Reporte CASO: Y&V 2 Pasantía Sistemas Contra Incendio PUMP TABLE (WaterCAD)

Id Label Elevation

(ft) Pump Definition Status Intake Grade (ft) Discharge Grade (ft) Discharge (gpm) Pump Head (m)

26 PMP-1 0 190: Pump Definition - 1 Off 45.7 352.1 0 0



29 PMP-4 0 191: Pump Definition - 2 On 38 358.3 2,053.90 97.61

30 PMP-5 0 191: Pump Definition - 2 On 38 358.3 2,053.10 97.63

Reporte CASO:Y&V 2 Pasantía Sistemas Contra Incedio TANK TABLE (WaterCAD)

Id Label Base Elevation

(ft) Min. Elevation

(ft) Initial Elevation

(ft) Max. Elevation

(ft) Inactive Volume

(ft³) Diameter

(ft) Outflow (gpm)

Hydraulic Grade (ft)

21 T-1 0 3.6 46.2 46.2 3,214.38 120 4,107.00 46.2


104



















































105






216 J-55 -4.9 <None> <Collection: 1 item> 542.5 330 144.9

218 J-56 -4.9 <None> <Collection: 1 item> 542.5 330.6 145.1




106


PIPE TABLE (WaterCAD)

Id Label Scaled Length

(m) Start Node Stop Node Diameter

(in) Material C Check Valve? Minor Loss

Flow (gpm) Velocity (m/s)


23 P-1 19 21: T-1 22: J-1 20 Steel 100 False 0.39 4,107.00 1.28 0.007 15


43 P-11 3 41: J-6 38: J-5 20 Steel 100 False 0.39 2,053.10 0.64 0.003 4


47 P-14 3 45: J-7 41: J-6 20 Steel 100 False 0.39 4,107.00 1.28 0.013 4


51 P-17 3 49: J-8 45: J-7 20 Steel 100 False 0.39 4,107.00 1.28 0.013 4


54 P-19 3 22: J-1 53: J-9 20 Steel 100 False 0.39 4,107.00 1.28 0.016 3

55 P-20 3 53: J-9 49: J-8 20 Steel 100 False 0.39 4,107.00 1.28 0.013 4

56 P-21 8 53: J-9 26: PMP-1 4 Steel 100 False 0 0 0 0 15

58 P-22 8 26: PMP-1 57: J-10 4 Steel 100 True 0 0 0 0 11

62 P-24 3 57: J-10 61: J-12 20 Steel 100 False 0 0 0 0 4

64 P-26 7 27: PMP-2 61: J-12 12 Steel 100 True 0 0.00 0 0 11

68 P-29 7 28: PMP-3 65: J-13 12 Steel 100 True 0 0.00 0 0 11

70 P-30 3 65: J-13 69: J-14 20 Steel 100 False 0 -4,107.00 1.28 0.005 4

71 P-31 3 69: J-14 59: J-11 20 Steel 100 False 0 -2,053.10 0.64 0.001 4

72 P-32 8 29: PMP-4 69: J-14 12 Steel 100 True 0 2,053.90 1.78 0.167 11

73 P-33 8 30: PMP-5 59: J-11 12 Steel 100 True 0 2,053.10 1.78 0.167 11

75 P-34 2 61: J-12 74: J-15 20 Steel 100 False 0 0.00 0 0 3

76 P-35 1 74: J-15 65: J-13 20 Steel 100 False 0 -4,107.00 1.28 0.005 4

78 P-36 16 74: J-15 77: J-16 20 Steel 100 False 0 4,107.00 1.28 0.007 16

91 P-43 35 87: J-21 90: J-22 16 Steel 100 False 0 -46.08 0.02 0 84

92 P-44 10 90: J-22 85: J-20 16 Steel 100 False 0 55.42 0.03 0 31

94 P-45 12 90: J-22 93: J-23 8 Steel 100 False 0 -101.5 0.2 0.001 43

97 P-47 12 95: J-24 85: J-20 16 Steel 100 False 0 850.74 0.41 0.001 43

98 P-48 10 93: J-23 95: J-24 8 Steel 100 False 0 -101.5 0.2 0.001 31

101 P-49 8 83: J-19 100: J-25 16 Steel 100 False 0 952.24 0.46 0.001 33

102 P-50 36 100: J-25 95: J-24 16 Steel 100 False 0 952.24 0.46 0.001 47

103 P-51 14 99: H-1 100: J-25 6 Steel 100 False 0 0 0 0

10


107






105 P-52 8 81: J-18 104: J-26 16 Steel 100 False 0 3,154.76 1.53 0.017 13

106 P-53 47 104: J-26 87: J-21 16 Steel 100 False 0 1,760.67 0.86 0.004 0

110 P-55 16 87: J-21 109: J-28 16 Steel 100 False 0 1,806.74 0.88 0.004 36

114 P-57 65 104: J-26 113: J-30 16 Steel 100 False 0 1,394.09 0.68 0.002 155

115 P-58 73 113: J-30 107: J-27 16 Steel 100 False 0 558.96 0.27 0 57

118 P-60 33 111: J-29 117: J-31 16 Steel 100 False 0 -1,241.05 0.6 0.002 57

121 P-62 73 117: J-31 120: J-32 16 Steel 100 False 0 -542.75 0.26 0 57

125 P-65 15 123: J-33 113: J-30 16 Steel 100 False 0 -835.13 0.41 0.001 28

127 P-66 16 120: J-32 126: J-34 16 Steel 100 False 0 -542.75 0.26 0 44

128 P-67 15 126: J-34 107: J-27 16 Steel 100 False 0 -558.96 0.27 0 28

129 P-68 73 123: J-33 126: J-34 8 Steel 100 False 0 -16.21 0.03 0 57

131 P-69 41 109: J-28 130: J-35 16 Steel 100 False 0 847.31 0.41 0.001 117

132 P-70 24 130: J-35 111: J-29 16 Steel 100 False 0 1,000.35 0.49 0.002 50

134 P-71 39 130: J-35 133: J-36 10 Steel 100 False 0 -153.05 0.19 0 76

136 P-72 7 117: J-31 135: J-37 16 Steel 100 False 0 -698.29 0.34 0.001 20

137 P-73 9 135: J-37 123: J-33 16 Steel 100 False 0 -851.34 0.41 0.001 24

138 P-74 24 133: J-36 135: J-37 10 Steel 100 False 0 -153.05 0.19 0 50

140 P-75 126 109: J-28 139: J-38 16 Steel 100 False 0 959.43 0.47 0.001 117

143 P-77 44 141: J-39 139: J-38 16 Steel 100 False 0 906.17 0.44 0.001 115

145 P-78 25 139: J-38 144: J-40 16 Steel 100 False 0 1,865.60 0.91 0.004 57

155 P-81 34 77: J-16 81: J-18 20 Steel 100 False 0 4,107.00 1.28 0.005 80

158 P-82 12 81: J-18 157: J-42 16 Steel 100 False 0 952.24 0.46 0.002 31

164 P-86 7 157: J-42 163: H-2 16 Steel 100 False 0 952.24 0.46 0.004 7

165 P-87 7 163: H-2 160: J-43 16 Steel 100 False 0 952.24 0.46 0.002 16

167 P-88 4 160: J-43 166: J-44 16 Steel 100 False 0 952.24 0.46 0.002 31

170 P-90 5 166: J-44 169: H-3 16 Steel 100 False 0 952.24 0.46 0.004 9

173 P-92 4 169: H-3 172: J-45 16 Steel 100 False 0 952.24 0.46 0.003 15

174 P-93 4 172: J-45 83: J-19 16 Steel 100 False 0 952.24 0.46 0.004 7

176 P-94 15 85: J-20 175: J-46 16 Steel 100 False 0 906.17 0.44 0.001 28

179 P-96 15 175: J-46 178: H-4 16 Steel 100 False 0 906.17 0.44 0.001 38

182 P-98 15 178: H-4 181: J-47 16 Steel 100 False 0 906.17 0.44 0.001 28

185 P-100 22 181: J-47 184: J-48 16 Steel 100 False 0 906.17 0.44 0.003 7

188 P-102 27 184: J-48 187: H-5 16 Steel 100 False 0 906.17 0.44 0.002 12

189 P-103 48 187: H-5 141: J-39 16 Steel 100 False 0 906.17 0.44 0.001 35


108






194 P-105 12 192: J-49 146: J-41 16 Steel 100 False 0 336.60 0.16 0 52

197 P-107 10 195: H-6 192: J-49 16 Steel 100 False 0 879.10 0.43 0.004 8

199 P-108 27 144: J-40 198: J-50 16 Steel 100 False 0 1,865.60 0.91 0.006 45

200 P-109 19 198: J-50 195: H-6 16 Steel 100 False 0 1,323.10 0.64 0.003 62

202 P-110 13 146: J-41 201: J-51 16 Steel 100 False 0 336.6 0.16 0 35

205 P-112 14 201: J-51 204: J-52 16 Steel 100 False 0 -163.4 0.08 0 7

208 P-114 13 204: J-52 207: H-7 16 Steel 100 False 0 -730.4 0.36 0.002 10

211 P-116 12 207: H-7 210: J-53 16 Steel 100 False 0 -1,174.40 0.57 0.003 17

214 P-118 11 210: J-53 213: J-54 16 Steel 100 False 0 -1,674.40 0.81 0.012 7

215 P-119 88 213: J-54 111: J-29 16 Steel 100 False 0 -2,241.40 1.09 0.006 92

217 P-120 6 192: J-49 216: J-55 4 Steel 100 False 0 542.5 4.22 0.369 13

219 P-121 5 198: J-50 218: J-56 4 Steel 100 False 0 542.5 4.22 0.369 13

221 P-122 15 204: J-52 220: J-57 4 Steel 100 False 1.28 567 4.41 0.343 32

223 P-123 13 213: J-54 222: J-58 4 Steel 100 False 1.28 567 4.41 0.343 32


109

APENDICE B

Incluye:

• Calculo hidráulico del Sistema de Rociadores (resultados arrojados por

HIDCAL y plano del arreglo general)

• Calculo del pre- dimensionamiento del Sistema de Rociadores.


110

Resultados arrojados por HIDCAL


111


112


113


114


115


116


117


118


119

Pre- dimensionamiento del Sistema de Rociadores

Cálculo rociadores. Del catálogo Tyco: Type D3 ProtectoSpray Fórmulas Características del rociador:

k Angulo

apertura Poperacion (psi) Qtobera (gpm)

5.6 120 30 30.67 Para el equipo seleccionado

d (gpm/ft²) Area (ft²) Q total teorico

(gpm) Qtotal modif

(gpm) 0.25 1004 301.2 368.07

Para sacar el número de toberas:

# toberas 9.82 Se toman 12 toberas por cada equipo (4 equipos) Total de rociadores = 48

P

QK =

Tobera

total

toberasQ

Q=#


120

APENDICE C

• Guía de Sistemas de Protección Contra Incendio.

estudio de consultores en instalaciones - universidad simÓn … · 2020. 6. 12. · sistema de...

Documents