Cuando se habla de instalaciones de extinción de incendios, las bombas y dispositivos que forman parte del sistema de bombeo son el corazón de la instalación. En este artículo, el Ing. Alberto A. Perelló, especialista en Protección contra incendio, nos presenta una introducción de todo el sistema, detallando algunos de los aspectos más relevantes que debe cumplir el conjunto de bombas.
En las instalaciones de extinción de incendios a base de agua o espuma, las bombas y dispositivos que forman parte del sistema de bombeo son el corazón de la instalación, debiendo aportar el suficiente caudal de agua a la presión requerida para que el incendio pueda ser extinguido. Este artículo, a modo de introducción de todo el sistema, detallará algunos de los aspectos más relevantes que debe cumplir el conjunto de bombas contra incendio y bomba de sobrepresión (también llamada jockey).
Conceptos iniciales
Para iniciar esta nota técnica, se debe mencionar que los sistemas de bombeo contra incendio poseen particularidades únicas que los diferencian de otros sistemas de bombeo (industriales, Oil&Gas, mineras, comerciales, termo mecánicas, sanitarias, etc.). Conceptual- mente, en protección contra incendio, el sistema debe cumplir tres objetivos: salvar vidas, proteger los bienes o infraestructura, y asegurar la continuidad del negocio (evitando el lucro cesante). Por tales motivos, todo el sistema de bombeo contra incendio (bombas, motores, tableros, dispositivos, piping, accesorios, etc.) deberá funcionar aún bajo condiciones anormales que puedan llegar a dañar parcial o incluso totalmente a los componentes, ya que la premisa no es proteger al sistema, sino que el sistema extinga el incendio. Es por esta razón que estos sistemas deben diseñarse, fabricarse, montarse, y probarse periódicamente, bajo los requerimientos de una Norma de referencia que asegure el cumplimiento de los objetivos mencionados.
Esta nota técnica tomará como referencia a la Norma NFPA N°20 “Instalación de Bombas Estacionarias contra Incendios”, por ser la más difundida y aceptada a escala mundial, así como completamente aprobada por la Autoridad Competente local.
De este último párrafo se aclaran dos ítems:
1. Para esta Nota se define al término “Autoridad Competente local” (como Marco Legal dentro de territorio argentino), a la Dirección de Bomberos que posea competencias en materia de aprobación o fiscalización, dentro de la jurisdicción donde se encuentre instalado el establecimiento.
2. La Nota, como se menciona, se basa en NFPA 20, por considerarla completa, actualizada y con requerimientos que garantizan la operatividad segura y confiable del sistema cuando se requiera. Existen otras Normas aceptables, como las FMDS de Factory Mutual Global, Normas EN de la Unión Europea, Normas BS de Inglaterra u otras. Las Normas IRAM, si bien serían las referentes y aplicables en la Argentina, en el rubro de incendio, las mismas, son consideradas mayormente obsoletas e incompletas, por lo que usualmente no se utilizan, e incluso, para ciertas instalaciones contra incendio (como las concernientes a sistemas de bombeos contra incendio), IRAM aplica y comercializa directamente la Norma NFPA 20.
Para finalizar esta introducción, aparte de las bombas contra incendio, es requerido instalar una bomba de bajo caudal, denominada bomba de sobrepresión o “jockey”, a fin de mantener a toda la red contra incendios presurizada (hidrantes, rociadores, sistema de espumas, etc.). La misma es considerada como auxiliar, y posee requerimientos específicos tanto para la propia bomba, así como para los componentes asociados, que pueden diferir de los requerimientos exigidos para las bombas contra incendio y sus accesorios.
Tipo de Bombas permitidas
Las bombas contra incendio (principal y reserva) permitidas por Norma son de tipo centrífugas, mayormente de eje horizontal, tipo “back pull out” de punta de eje libre, para caudales bajos y medios, y tipo “split case” o carcasa partida axialmente para grandes caudales. También se permiten las bombas de eje vertical, como las denominadas bombas “en línea”. En todos estos tipos de bombas la Norma solo permite su aplicación cuando exista presión de aspiración positiva (o sea, la reserva de agua contra incendio este al mismo nivel o por encima del nivel del eje de la bomba).
Cuando existiera la situación de presión de aspiración negativa (es decir, la reserva de agua por debajo del sistema de bombeo contra incendio), la única bomba permitida por Norma es de tipo turbina vertical (impulsor sumergido), pero debido a su costo, estas generalmente se aplican para elevados caudales. Los accionamientos aceptados para las bombas contra incendio pueden ser motores eléctricos (denominadas electrobombas) o motores de combustión interna encendidos por compresión (tipo diésel, denominadas motobombas). La Norma prohíbe los motores de combustión interna encendidos por chispa (nafteros), por una cuestión de confiabilidad de funcionamiento y seguridad. NFPA N°20 permite también el accionamiento por vapor, pero raramente se encuentra este tipo de accionamiento para bombas contra incendio. Para la bomba jockey, la misma será centrífuga de eje horizontal o vertical, de una etapa o multi-etapas, en este caso siempre son accionadas por motores eléctricos.
Configuraciones posibles
Es conveniente hacer una salvedad y aclarar que, en Argentina, la Autoridad Competente (Bomberos) solicita que los sistemas de bombas contra incendio, estén conformados por dos bombas contra incendios (una principal, más otra de reserva o back up), situación que no es contemplada en NFPA N°20, la cual solo requiere de una sola bomba contra incendios, aparte de la bomba jockey.
Considerando lo anteriormente expuesto, se puede dar la siguiente combinación de equipos:
1. Dos electrobombas (principal + reserva), más bomba jockey.
2. Una electrobomba más una motobomba (principal + reserva), más bomba jockey.
3. Dos motobombas (principal + reserva), más bomba jockey.
En caso de aplicar la opción N°1, se solicita adicionalmente un grupo electrógeno (puede ser de uso exclusivo para incendio o no, pero en caso de uso de un generador para incendio, el mismo debe poseer características especiales conforme a Norma). Este requerimiento, contar con un grupo electrógeno, es debido a que, si el sistema es de accionamiento eléctrico únicamente, se debe disponer de dos fuentes de alimentación independientes, seguras y confiables, adoptándose a la alimentación de la red eléctrica pública como fuente principal, y a la del grupo como fuente secundaria. En las opciones 2 y 3 esto no sería necesario porque en caso de falla de la alimentación eléctrica para la electrobomba, las motobombas no requieren de esta fuente de alimentación eléctrica adicional para su funcionamiento.
Curva caudal @ presión “Plana”
Una de las principales características que debe cumplir la bomba principal y de reserva para uso en incendio es la denominada “curva plana” de caudal @ presión. Esto es porque la bomba puede funcionar ya sea con un solo rociador abierto (caudal mínimo en el sistema), o bien con todo el sistema operativo (generalmente caudal nominal), o aun erogando una mayor cantidad de agua que el punto de operación nominal, y la variación de presión para todo este rango de caudal debe poseer el menor cambio de presión posible. Debido a esto, NFPA N°20 establece que la curva cumpla con tres puntos característicos:
1. A caudal nulo (válvula impulsión cerrada, por ejemplo), la presión de agua no puede superar el 140% de la presión nominal.
2. Caudal y presión nominal.
3. Al 150% del caudal nominal la presión no debe caer por debajo del 65% de la presión nominal.
Cabe mencionar con estos criterios, que la bomba contra incendio no se considera que funcione en un punto específico (por ejemplo, punto de máximo rendimiento), sino en todo un rango de caudal, de manera segura y confiable, aun al 50% por encima del caudal nominal (una condición de funcionamiento que en caso de incendio puede darse), sin tener mayores problemas, aunque aumente la turbulencia, y sin inconvenientes por cavitación (la Norma menciona ciertos requerimientos para que esto no ocurra).
Sistema determinado según Riesgo
Los sistemas de bombas contra incendio (bombas, motores, tableros de control, cañerías y dispositivos) deberán poseer las dimensiones adecuadas, y proveer los requerimientos necesarios para alimentar las instalaciones de lucha contra el incendio (hidrantes, rociadores, sistemas de espuma, etc.), erogando la cantidad de agua a la presión necesaria en base al tipo de riesgo y carga de fuego que se pretende proteger. Por ejemplo, no se requiere la misma cantidad de agua para un edificio de oficinas (bajo riesgo), que para un deposito que posea almacenamiento en altura mediante racks (alto riesgo). Situaciones como esta son las que van definiendo las particularidades propias del sistema, originando que las capacidades de erogación de agua de cada sistema sean variables, pudiendo ir desde bombas con una capacidad nominal de 50 m3/h hasta bombas de 500 m3/h o más, a presiones que se definirán según las características propias de toda la red contra incendio, en función del análisis de ingeniería correspondiente.
Sistema “Sacrificable”
Volviendo al concepto inicial de los aspectos más distinguibles de los equipos de bombeo contra incendio y todos sus componentes respecto a los otros sistemas de bombeos para aplicaciones diversas, es que el sistema completo (incluido bombas) se considera “sacrificable”, ya que, como se mencionó inicialmente, lo que importa es la extinción del incendio por sobre la protección del sistema de bombeo. Es conveniente remarcar que la Norma establece ciertos lineamientos para las bombas y sus componentes que robustecen al sistema de manera integral, lo que permite que el mismo pueda funcionar bajo una condición anormal sin sufrir mayores daños durante un determinado tiempo.
Ahora bien, se pueden mencionar algunas características propias de estos sistemas. Por ejemplo, una electrobomba contra incendio no puede poseer dispositivos de protección contra sobre corriente de tipo térmico como tampoco interruptores diferenciales. Solo se permite protección de tipo magnética, la cual puede cortar instantáneamente únicamente en caso de cortocircuito. El interruptor estará calibrado a un mínimo del 300% de la corriente a plena carga sin originar corte, y en caso de rotor bloqueado poseerá un tiempo de retardo antes del corte, en caso de falta de una fase o inversión de fases, se emitiría una señal de alerta, pero no se colocará protección para corte por esta situación (en este punto la Norma posee algunas condiciones de excepción bajo ciertas situaciones), y así la Norma detalla otros criterios particulares.
En caso de bomba jockey, al ser considerada una bomba auxiliar, que no interviene en la extinción de un incendio, las características de los dispositivos mencionadas anteriormente no aplican.
En caso de motobombas, solo cortarán únicamente por sobrevelocidad (por una cuestión de sobreaceleración del motor, generando un aumento de presión en toda la red de incendio), pero no cortará por baja presión de aceite, aumento de temperatura del refrigerante del motor, u otro, solo emitiendo en estos casos de una señal de alerta, pero la bomba deberá continuar funcionando.
Es por este motivo la importancia requerida por Norma que cada bomba (incluida la jockey), posean su propio tablero o controlador, para impedir que un fallo en una de ellas comprometa el funcionamiento del resto del sistema. Nunca deben contar con una protección común a todas las bombas, en donde todos los dispositivos están enclavados entre sí, lo que, en caso de falla de uno de estos, compromete a todo el tablero y, por ende, a todo el sistema, generando el potencial riesgo que todo el sistema quede fuera de operación en caso de incendio.
Bombas Listadas y Aprobadas
Existe una confusión generalizada en la aplicación de ambos términos, agregando otros términos también utilizados, tales como “bombas certificadas”, “homologadas” o “con sellos”.
NFPA solo define y aplica los términos listado y aprobado, y establece una diferencia entre ambos.
A continuación, se transcribe la definición del término “Listado” según Norma NFPA: “Todo equipamiento, material o servicio incluidos en una lista publicada por una organización aceptable para la Autoridad Competente y a cargo de la evaluación de productos y servicios, que mantiene inspección periódica de producción de equipamiento o materiales listados o evaluación periódica de servicios, y cuyo listado establece que ya sea el equipamiento, el material o el servicio cumplen con los estándares apropiados designados o ha sido puesto a prueba y considerado aceptable para un propósito especificado”, mientras define al término “Aprobado” como: “aceptable para la Autoridad Competente”. En este último punto, es oportuno aclarar que la Norma NFPA aplicada en EEUU no refiere únicamente como Autoridad Competente a Bomberos (como ya se describió anteriormente sucede en Argentina), sino a cualquier organización con incumbencias en instalaciones de Incendio (por ejemplo, una Compañía Aseguradora).
Por lo expresado anteriormente en el párrafo Conceptos iniciales en cuanto a Autoridades y Normativas, es importante aclarar que en el mercado local encontraremos sistemas de bombeo contra incendio “acorde a NFPA” sin equipos listados, y sistemas de bombeo con equipos que son aprobados y listados, por tanto respaldan la confiabilidad del sistema. Las organizaciones más reconocidas a nivel mundial son Underwrites Laboratories (UL) y Factory Mutual Global (FM). En nuestro país actualmente no hay laboratorios u organizaciones que listen equipos destinados para uso en sistemas de bombeo contra incendio.
Secuencia de arranque y parada del Sistema
Bajo funcionamiento automático, sólo la bomba jockey posee arranque y parada automático, originado por seteado de presión de arranque y parada en un presostato o transductor de presión. Pero las bombas contra incendio, tanto principal como reserva, solo poseerán arranque automático por caída de presión, pero su parada solo puede ser manual (la bomba arranca ante un incendio, pero no para hasta que el personal encargado corte su funcionamiento).
La secuencia de funcionamiento del sistema de bombeo contra incendio es el siguiente: por caída de presión en el sistema, el sensor de la bomba jockey genera el arranque de la misma (la bomba jockey siempre se regula a una presión de trabajo mayor que las bombas contra incendio), hasta que la presión en el sistema se restaure (perdidas menores). En caso que la caída de presión sea originada por la apertura de algún dispositivo del sistema de extinción, la jockey no podrá restaurar la presión nominal del sistema, y la misma continuará bajando, hasta el punto de seteado de arranque de la bomba principal de incendio, aumentando la presión pero sin cortar hasta que manualmente las personas encargadas originen el corte de la misma. En caso que la bomba principal de incendio no arrancara por alguna falla, la presión continuará descendiendo, hasta la presión de seteo de la bomba de reserva, originando el arranque de esta bomba de back up. La secuencia de corte de esta es similar a la de la bomba principal.
Conceptos Finales
Para finalizar esta introducción a los sistemas de bombeo contra incendios, es útil recordar el objetivo de estos: protección de la vida, de los bienes y continuidad del negocio.
Remarcar la importancia de aplicación de una Norma de diseño, fabricación y montaje, en especial la confiabilidad y seguridad que deben poseer estos sistemas, sin duda por la naturaleza propia de este tipo de sistema, la implementación de las correctas Inspecciones, Pruebas y Mantenimientos del sistema de bombeo contra incendios, lo que garantizará que el día que se requiera el uso del mismo ante un evento, la instalación responda correctamente.
Sobre el autor
El Ing. Alberto A. Perelló es Especialista en Protección contra Incendios, además de Instalaciones Termomecánicas y Electromecánicas. Es socio fundador de CAPESI (Cámara de Profesionales y Empresas de Seguridad contra Incendio). Se desempeña como Profesional Independiente y Asesor Externo de Empresas. Por su calidad laboral participa en las principales obras en todo el país.
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