03 Diseno Sistema Hidrantes Fijos 2a Edicion Julio2011

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| Ing. Nstor Adolfo BOTTA RED PROTEGER DISEO DE SISTEMAS DE PROTECCIN POR HIDRANTES www.redproteger.com.ar 2da. edicin Julio 2011 Material no apto para la venta ISBN 978-987-27351-2-8 Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 2 | P g i n aEL AUTOR NstorAdolfoBOTTAesIngenieroMecnicorecibidoenelao 1992 en la Facultad de Ingeniera de la Universidad Nacional de La Plata; Ingeniero Laboral recibido en el ao 1995 en la Universidad TecnolgicaNacional-FacultadRegionalLaPlatayactualmente prontoaterminarsusestudiosdeIngenieroProfesor(Carrera Docente) en UCALP Sede Rosario. EselTitularyGerentedelaempresaRedProteger,empresa dedicadaalAsesoramiento,CapacitacinyDivulgacinde conocimientos en materia de seguridad e higiene en el trabajo (www.redproteger.com.ar).DesarrollofuncionescomoResponsabledeSeguridadeHigieneenelTrabajoenempresas como SOIME SRL, TRADIGRAIN ARGENTINA SA, AMANCO ARGENTINA SA, MOLINOS RO DE LA PLATA SA y SEVEL ARGENTINA SA. Su extensa actividad docente lo ubica como: -ProfesorenlaUCAdeIng.deRosarioparalaCarreradePosgradodeHigieney SeguridadenelTrabajoenlaasignaturadeRiesgoyProteccindeIncendiosy Explosiones. -ProfesorTitularenlaUniversidadNacionaldelLitoralparalaCarreradeTcnicoen Seguridad Contra Incendios en la asignatura de Seguridad Contra Incendios III. Sistema de educacin a distancia. -Profesor en la Universidad Nacional del Litoral - Sede Rosario, para la Carrera de Lic. en Seguridad y Salud Ocupacional en la asignatura de Prctica Profesional. -ProfesorTitularenelInstitutoSuperiorFedericoGrote(RosarioSantaFe)parala Carrera de Tcnico Superior en Seguridad e Higiene en el Trabajo para las asignaturas de Higieney Seguridad en el Trabajo I, Seminario Profesional, Prevencin y Control de Incendios II, Prevencin y Control de Incendios I, y Director del Postgrado Seguridad e Higiene en el Areas de Salud. -ProfesorInterinoCtedraElementosdeMecnica.CarreraTcnicoSuperioren Seguridad e Higiene en el Trabajo. ISFD Nro. 12 La Plata 1.996 -AyudanteAlumnoCtedraTermodinmica.UniversidadNacionaldeLaPlata- Facultad de Ingeniera. -AyudanteAlumnoCtedraAnlisisMatemtico.UniversidadNacionaldeLaPlata- Facultad de Ciencia Econmicas. Datos de Contacto e-mail:[email protected] Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 3 | P g i n a NOTA A LA PRIMERA EDICION DIGITAL Este material es el resultado de muchas horas de trabajo para prepararme paraeldictadodecursosdecapacitacinprofesionalyenespecialpara ensearlesamisalumnosdelInstitutoSuperiorFedericoGrotecomo disear una red de hidrantes.Nopretendeestematerialserunaenciclopediaymenosunmanual,es simplemente una humilde gua para ayudarlos. Estematerialnopretendeensearlaformadehacerlo,sinoqueesUNA delasformasdepoderhacerlo;seguramentehabr otrasmejoresy est en cada uno de Ustedes encontrarla. Esfactiblequeestematerialtengaerroresquedeseguroson involuntarios, es posible que lo explicado se puede explicar de otra forma, que lo enseado se puede ensear de otra forma, que las cosas se puedan hacerdeotramanera;puesentoncesnodudesenescribirmepara compartir tus experiencias y conocimiento, con todo gusto y placer los voy atenerencuentaeincluirlosenlasiguienteedicin,ydeesaforma compartirlos con otros colegas y amigos. Saludos Nstor. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 4 | P g i n a Botta, Nstor Adolfo Diseodesistemasdeproteccinporhidrantes.-2aed.-Rosario:RedProteger, 2011. E-Book. ISBN 978-987-27351-2-8 1. Prevencin de Incendios. 2.Extintores. I. Ttulo CDD 363.377 Fecha de catalogacin: 12/09/2011 Todos los derechos reservados. El derecho de propiedad de esta obra comprende para su autor la facultad exclusiva dedisponerdeella,publicarla,traducirla,adaptarlaoautorizarsutraducciny reproducirlaencualquierforma,totaloparcial,pormedioselectrnicoso mecnicos,incluyendofotocopia,copiaxerogrfica,grabacinmagnetofnicay cualquiersistemadealmacenamientodeinformacin.Porconsiguiente,ninguna personafsicaojurdicaestfacultadaparaejercitarlosderechosprecitadossin permiso escrito del Autor. Editorial Red Proteger Rosario Argentina Tel.: (54 341) 4451251 Fax: (54 341) 4400861 [email protected] www.redproteger.com.ar Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 5 | P g i n a INDICE 1)PASOS GENERALES PARA UN ANTEPROYECTO DE RED DE FIJOS DE HIDRANTES 2)ANTEPROYECTO DE RED FIJA DE HIDRANTES 3)SECTORIZACIN EN LOCALES 4)CANTIDAD Y POSICIN DE LOS HIDRANTES 5)DETERMINACIN DE LA FORMA DE LA RED 6)DIMETROS DE LAS CAERAS 6.1) Ramales Abiertos 6.2) Red de Anillo Clase I (Hidrante de 2 64 mm) 6.3) Caera Alimentadora 6.4) Caera Elevadora 7)RESERVA DE AGUA Y CAUDAL DE BOMBEO 7.1) Reserva de Agua 7.2) Caudal de Funcionamiento 7.3) Descarga de Agua a Travs de Orificios 7.4) Coeficiente de Descarga 7.5) Caudal para Caera Elevadora 8)PRESIONES EN LOS HIDRANTES 9)DETERMINACIN DE LA PRESIN NOMINAL EN LA IMPULSIN 10)PROBLEMA RESUELTO DE ANTEPROYECTO DE RED DE HIDRANTES Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 6 | P g i n a1)PASOSGENERALESPARAUNANTEPROYECTODEREDDEFIJOSDE HIDRANTES Los pasos generales los podemos resumir en los siguientes: a)Plano de la planta a proteger Escala del plano en 1:50 o 1:100. Es necesario dibujar el layout general de la planta, incluyendo las diversas mquinas, pasillos de circulacin, reas de almacenamiento, etc. b)Ubicar Tk de agua de reserva y sala de bombas de incendio en el plano. Se debe ubicar, aunque sea en forma aproximada, el tanque de reserva. En este punto de debe tambin elegir el tipo de tanque, a nivel, en altura o bajo nivel.La ubicacin del tanque es importante para el trazado de las caeras y el clculo de la prdida de carga del sistema. c)Sectorizar la planta en locales. d)Ubicar los hidrantes en el plano. Todoslossectoresdebenestarcubiertosporhidrantesconformelaspautas establecidas. e)Definir forma de la red. Realizareltrazadoenelplanodelosramalesqueunenaloshidrantes.Ubicar accesorios. La unin de los hidrantes se hace por medio de caeras que se llaman ramales, y los ramalessonunidosacaerasquesellamandecaerasdealimentacin.Sobrelas caerasdealimentacinnosedebencolocarhidrantes,sufuncinesslolade abastecerdeaguaalosramales.Cadalocaldebetenersuspropiosramales,nose pueden compartir los ramales entre locales. f)Realizareltrazadoenelplano,de lacaeradealimentacinalosdistintosramales. Ubicar accesorios. g)Definir dimetros de las caeras (ramales y caera de alimentacin). h)Para cada sector definir el caudal de agua Q (m3/h). i)Estudiar la simultaneidad de ocurrencia de incendios en varios locales a la vez. j)Definirenbasealestudioanteriorelcaudalmximodebombeo,llamadocaudal nominal. Como mnimo va a ser el caudal del sector que ms agua consume, suponiendo que no haya simultaneidad de incendios. k)Establecer la presin de trabajo para los hidrantes. Tenerencuentaquedistintossectorespuedentenerdistintosrequerimientosenla presin de funcionamiento de los hidrantes. l)Calcular la presin en el punto de bombeo, llamada presin nominal. Definir el hidrante hidrulicamente ms desfavorable. Este vaa serel que tengael requerimiento de mayor presin sumando la prdidade carga.Puedequesetengaquehacerlosclculosparavarioshidrantes,cuandohay dudas. m) Seleccionar la bomba de impulsin. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 7 | P g i n an)Verificarenloshidrantesmscercanosalabomba,quelapresinnosuperela indicada para el tipo de red definida. o)Calcular tamao del tanque de reserva de agua. p)Definir sistema de abastecimiento de agua y ubicacin de las distintas fuentes. 2)ANTEPROYECTO DE RED FIJA DE HIDRANTES Enestepuntosedescribenlosrequerimientosmnimosrecomendadosparalaorientacin eneldiseodeunanteproyecto(diseofuncional)deunaredfijadehidrantesparauna planta industrial, sus naves de proceso o depsito u otro tipo de construccin auxiliar. En el desarrollo del mismo han sido tenidos en cuenta las reglamentaciones fijadas por los siguientes organismos, instituciones y bibliografa: -NormaNFPA1 14/2000-StandardfortheInstallationofStandpipeandHose Systems. -Loss Prevention Data Sheet 4 - 4N de la Factory Mutual System (FMS). -Ficha Tcnica FMS 4-4 de Risk Management Company Argentina SA. -Norma IRAM 3.597 - Instalaciones Fijas Contra Incendio. Sistemas de Hidrantes. -Ley 19.587- Decreto reglamentario 351/79. -ReglamentodelaCmaraArgentinadeAseguradoresparaInstalacionescontra incendio en base a hidrantes. -ManualdeProteccinContraIncendios(NFPA),cuartaedicinencastellano1993, editoral MAFRE. -Instrucciones Tcnicas de Seguridad. Editorial ITSEMAP. 3)SECTORIZACIN EN LOCALES Laplantaoelprediosedebendividiren locales,eldiseoserealizaporlocal.Cadalocal debeestarcubiertoporhidrantesconformelasdimensionesycaractersticasdelmismo. Cadalocaldebeestarcubiertoporhidrantesunidosporcaerasdenominadasramales,y los ramales unidos entre s por caeras de alimentacin. Un sector puede tener ms de un ramal, segn la cantidad de hidrantes que tenga, y cada ramal se debe unir a la caera de alimentacin por medio de una vlvula del tipo exclusa o compuerta. Cadalocaldebeestardiseadoparaquelacantidaddehidrantesyaguaalcancenpara extinguir el incendio, sin hacer uso de elementos de otro local. 3.1) Definicin De Local Para empezar con este proceso de diseo lo primero que se debe hacer es trabajar sobre la idea de qu es un local? o qu definimos como un local o sector de incendios. Qu es un local? Unlocalestodorecinto,abiertoocerrado,quealosefectosdelalucha contraelfuegosecomportacomounaunidad,esdecir:queelfuego quedaconfinado dentrodesurea y la posibilidaddesupropagacines 1 National Fire Protection Association. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 8 | P g i n anula. El fuego puede ser contenido en unlugar ya sea mediante el uso de paredesomurosresistentesalfuego,obien-siellugarseencuentra ubicado al aire libre - mediante la existencia de trincheras, fosaso zonas contrafuego. Detodasformas,tantoelreasobreelcualseestconsiderandola utilizacindeunaproteccincomoelcaudaldeaguanecesariopara controlarunfocodeincendiopuedenllegaraincrementarsehastaenun 50 % dependiendo este porcentaje del estado del local. Estadefinicindelocalosectordeincendioscoincideconladefinicinestablecidaporel decreto 351/79, Anexo VII inciso 1.11. 1.11. Sector de incendio Localoconjuntodelocales,delimitadospormurosyentrepisosde resistenciaalfuegoacordeconelriesgoylacargadefuegoque contiene comunicado con un medio de escape. Lostrabajosquesedesarrollanalairelibreseconsiderarncomo sector de incendio. Ambasdefinicioneshablandeunsectordondeelfuegoylosproductosdelacombustin quedan confinados en el sector, por consiguiente la propagacin del fuego es nula o mnima. Sicalculamosequiposyelementosdeextincinparaestesector,entoncesestaremosen condiciones de controlarlo pues ste no avanza hacia otros sectores, no har falta recurrir a usar los equipos y elementos de otros sectores. 4)CANTIDAD Y POSICIN DE LOS HIDRANTES Se debern ubicar los hidrantes en el plano (smbolo: ) siguiendo algunos de los mtodos establecidos.Lapremisa,cualquierseaelmtodo,esqueelreadecadasectordebe quedar cubierta al menos por un hidrante y su manguera. La cobertura de cada hidrante debe quedar reflejada en el plano correspondiente. Los mtodos para localizar hidrantes son los siguientes: Mtodollamadodelongitudreal:Ellargomximodecadamangueradependedel tipo de red y se encuentra indicada en la tabla 1. Mtodo de localizacin de las salidas Mtodo del Uso o Riesgo Especfico EnlaArgentina,lasnormasIRAM(deaplicacinnoobligatoria)paraubicarloshidrantes usa el mtodo de la longitud real, aunque sigue pautas de la "localizacin de las salidas. Las mismas las podemos resumir en los siguientes tems: -Loshidrantesseubicarnpreferiblementecercadelasaberturasdeaccesoalos edificios,sobrelasparedesocolumnasexteriores,cuidandoquesulocalizacinno provoque dobleces agudos en los ngulos. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 9 | P g i n a-Parafijarellmitedecoberturadecadahidrantesetendrnencuentalos obstculos, talescomoparedes o tabiques, que dificulten el acceso a las zonas por proteger. -Cuando se coloquen los hidrantes en las paredes exteriores y no sea factible cubrir el centro del edificio, se proceder a instalar otras en el interior del edificio, adosadas a las columnas en lugares donde no se vea entorpecida su utilizacin por la existencia de mquinas, tabiques divisorios, materiales o mercaderas depositadas, etc. -En el caso de stanos se prever la proteccin mediante un hidrante colocado en la planta baja; cerca de un boquete abierto en el piso de ex profeso para pasar la lnea de mangas. -En las plantas altas, los hidrantes se ubicarn en las inmediaciones de las escaleras de acceso. En la ubicacin de los hidrantes, hay que tener en cuenta la clase, forma constructiva y tipo de sistema de la red que se piensa instalar en el sector considerado; las clases, las formas y los tipos son: -Clase I: Mangueras de 2 pulgadas (63,5 mm). -Clase II: Mangueras de 1 pulgadas (45 mm). -Clase III: Incluye los dimetros indicados en las Clases I y II.-Red de tipo Ramal o Abierto: La red se abre a partir de la fuente de suministro en sucesivosramales,cadaunadelascualesterminaenunaovariasbocasde incendio. -Red tipo Anillo o Cerrada: La red se extiende siguiendo el permetro de la superficie a cubrir y cada hidrante es alimentado por lo menos por dos caeras. -Sistema de Tubera Hmeda: Sistema de tubera hmeda es el que tiene todas sus tuberas llenas de agua. -Sistema de Tubera Seca: Sistemas cuyas tuberas estn normalmente llenas de aire y que pueden admitir agua automticamente a travs de una vlvula seca o de otro dispositivo aprobado. Tabla 1: Alcance de las mangueras Tipo de Red Dimetro de la boca de incendio 45 mm64 mm Abierto20 m25 m Anillo30 m30 m Nota: En los ambientes de poca extensin podrreducirse el largo delasmangasamenosde20mdemodoquesuradiode accin cubra toda la superficie. 4.1) Procedimiento a Seguir Con el fin de determinar la ubicacin fsica de los hidrantes obocas de incendio se proceder a dibujar a escala (1:50 1:100) el local a proteger, incluyendo en el plano a todos los objetos, mquinas o construcciones internas que puedan obstaculizar el tendido de una manguera, como porejemplolasparedesinternasquenotenganpuertas,aberturasoventanasatravsdelas Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 10 | P g i n acuales no sea posible pasar una manguera, las mquinas cuyo tamao ocaractersticas tambin impidan el tendido en lnea recta, las estibas, etc. A continuacin se proceder a determinar la ubicacin de las bocas de incendio cumpliendo en forma simultnea con la totalidad de los siguientes criterios de diseo: -Los hidrantes se distribuirn en toda la zona a proteger y se ubicarn de manera que ningunapartequedealejadaenmayormedidaquelaquecorrespondeacadatipo de sistema. -Lasbocasdeincendioseubicarnconpreferenciaenelexteriordelosedificios,enlas cercanas de las puertas o vas de acceso a los locales. Seubicarnpreferiblementecercadelasaberturasdeaccesoalosedificios,sobre lasparedesocolumnasexteriores,cuidandoquesulocalizacinnoprovoque dobleces agudos en los ngulos. -En las plantas altas, los hidrantes se ubicarn en las inmediaciones de las escaleras de acceso. -Parafijarellmitedecoberturadecadahidrantesetendrnencuentalos obstculos, talescomoparedes o tabiques, que dificulten el acceso a las zonas por proteger. En el trazado del trayecto de la manguera para analizar su alcance, solo se admitir un mximode4(cuatro)girosopliegues,hastade90cadaunodeellos,porlneade manguera para rodear un obstculo. -Las bocas de incendio debern disponerse en forma tal de facilitar el acceso con la lanza alinteriordelugaresorecintoscerrados,comoporejemplostanos,almacenes,etc., procurando que en su uso no se provoquen dobleces agudos en la manguera. -Enaquellasconstruccionesquecuentenconungrannmerodesubdivisiones(ej.: habitaciones, oficinas, etc.) las bocas deincendio se deben colocar de forma tal que las lneasdemangueratenganuna rutadeaccesoloms rectaydirectaposiblerespectoa todas y cada una de las subdivisiones. -Cuando se coloquen los hidrantes en las paredes exteriores y no sea factible cubrir el centro del edificio, se proceder a instalar otras en el interior del edificio, adosadas a las columnas en lugares donde no se vea entorpecida su utilizacin por la existencia de mquinas, tabiques divisorios, materiales o mercaderas depositadas, etc. En aquellos edificios o construcciones que tengan una gran superficie cubierta, las bocas de incendio podrn estar ubicadas junto a las columnas interiores. -Si la distancia que existe entre 2 edificaciones adyacentes es menor a los 10 m, las bocas de incendio se deben instalar de forma tal de poder brindar proteccin a la pared interior que quede amenazada por la construccin lindera. -Todas las caeras y bocas de incendio que componen una red fija se colocarn de forma tal que no se encuentren expuestas a sufrir daos por causas fsicas. -No sedeben embutir los ramales de caera quevayan a permanecer secos o vacos en paredesopilares.Sialgunodeestosramalesllegaseapresentarunaroturaoprdida queimpidasunormalfuncionamiento,lamismanoseraadvertidasinohastael momentoenqueelramaldebaserutilizado,encuyocasobienpuedesertarde.Las roturas en los ramales que permanecen inundados son fcilmente advertibles debido a la aparicin de humedad o agua en la mampostera que rodea al ramal. -Enelcasodelasocupacionesenlasqueporsunaturalezaexistaunagrancantidadde personasaevacuar(ej.:teatros,cines)sepondrespecialcuidadoennoobstruirlas vasdeescapeconelfuncionamientodelabocadeincendio(conmovimientosde personal, mangueras, etc.). -Enelcasodestanossepreverlaproteccinmediantehidrantescolocadosenla Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 11 | P g i n aplanta baja; cerca de un boquete abierto en el piso de ex profeso para pasar la lnea de mangas. Un mtodo particularmente til para determinar la ubicacin de las bocas de incendio consiste en ir ubicando sobre un plano, que cumpla con las especificaciones mencionadas al principio de esta seccin, las posiciones de las bocas de incendio. Para ello se procede a determinar la posicin de laprimeradelasbocasdeincendio,ubicandoastapreferentementeenlascercanasdeuna puerta o abertura de acceso al local. A continuacin se procede a trazar con un comps un arco decircunferenciaconcentroenlabocadeincendioyaberturaigualaladistanciacubiertaen forma efectiva por la manguera, medida esta distancia en la escala del plano. Al trazar los arcos decircunferenciasedebeprestaratencinatodoslosobstculosfsicosquepuedenlimitarel tendidodelasmangueras.Luegosevancolocandolasdistintasubicacionesdelasbocasde incendio, trazando para cada una de ellas el rea efectivamente cubierta. Cualquieraseaelmtodoqueusemosparaubicarloshidrantes,alfinaldelprocesotodoslos puntosdellocaluedificiodebenquedarcubiertosporunamanguerasasociadaasu correspondiente boca de incendio. 5)DETERMINACIN DE LA FORMA DE LA RED Unavezdeterminadalaposicindelasbocasdeincendio,seprocedeaunirlaspormediode caerasdeterminandolaformadelared(abierta,anillo,anilloconramificaciones,etc.), adems, se deben ir colocando los accesorios, como ser: vlvulas, manmetros, etc. Paracompletarestepuntoesnecesariodibujarenellayoutgeneraldelaplantalared propuesta,incluyendolosespaciosreservadosparaubicarlasfuentesdeaprovisionamiento, reservas,bombas,etc.yverificarlaausenciadeinterferenciasentrelaredylasdiversas mquinasyredesdeserviciosexistentesenlaplanta(p.ej.redelctrica,reddeaire comprimido, etc.), pasillos de circulacin, etc. En el caso de las redes del tipo anillo cerrado la caera podr ser sobreelevada o a nivel. En el casoenqueseaanivelestaralejadadeledificioentre5y10mparaevitarquepuedaser daada por un posible derrumbe. Si la caera est enterrada tambin deber seguir el contorno de los edificios, aunque sern admitidos cruzamientos con parte de las construcciones o vas de acceso siempre y cuando la tapada sea de 1 m como mnimo. 6)DIMETROS DE LAS CAERAS Primerosedebeprocederadeterminareldimetrodelascaerasdelosramalesde distribucin y luego a determinar el dimetro de las caeras de alimentacin. Para determinar los dimetros de las caeras existen dos mtodos: (1) por clculo hidrulico y (2)usando tablas.Paraunanteproyectoel usartablasesaceptabledado queestasya fueron pensadasdeantemanoparaunavelocidaddeaguaadecuadayparadimetrosdecaeras estandarizados.Duranteelproyectodefinitivosepuedenverificarestosdimetrosmediante clculos hidrulicos. El mtodo usado a continuacin es por tablas. Para determinar los dimetros de las caeras se debe proceder de la siguiente manera: 6.1) Ramales Abiertos Se procede a ir ubicando en el layout de la red las bocas que se encuentren en los extremos de cada rama y se comienza a recorrer cada rama en direccin a la fuente de aprovisionamiento de agua. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 12 | P g i n aRed Abierta Clase II (Hidrante de 1 - 45 mm): El radio de cobertura ser de 20 m. Red Abierta Clase I (Hidrante de 2 64 mm): El radio de cobertura ser de 25 m. Paradeterminareldimetrodelacaerasedebencontarcuantasbocasdeincendioquedan aguas abajo del tramo de caera considerado y con ese nmero consultar la Tabla 2. Tabla 2: Dimetro nominal de la caera expresado en pulgadas (para SCH 40) Cantidad de hidrantes (*) Hidrantes de 1 "de dimetro Hidrantes de 2" de dimetro 12"2 " 22 3" 33"3" 43"3" 53"3 " 63"3 " 73 4" 83 "4" (*) Aguas abajo del tramo de caera 6.2) Red de Anillo Clase I (Hidrante de 2 64 mm) Cadaanillotendrvlvulasmanualesenlugaresestratgicos,demaneraqueencasode rotura de un sector del anillo, el agua pueda fluir por otra parte, evitndose la anulacin de la instalacin en su totalidad. Secolocarnhidrantesdeincendioubicadosestratgicamenteparaqueningunapartedel establecimiento quede a una distancia mayor que 50 m de un hidrante. Entodosloscasos,loshidrantessernexterioresaledificio,salvocuandonosea conveniente por la inexistencia de accesos, en cuyo caso tambin se colocarn hidrantes en el interior sobre la pared perimetral. Cuandoloshidrantesdelanillocerradonocubranlatotalidaddelazonaporproteger,se colocarn en el interior no cubierto de dicha zona, hidrante de incendio para cubrir con un radio de 25 m. La caera de los anillos ser externa a los edificios cuando sea a nivel o sobreelevada del suelo, y estar alejada entre 5 m y 10 m para evitar ser daada por un eventual derrumbe. Cuandosetratedcaeraenterradaseguirelcontornodelosedificios,aunquese admitirn cruzamientos con parte de las construcciones siempre que la profundidad mnima sea de 1 m. Redes Tipo Anillo Sin Ramificaciones Eldimetromnimoparalacaeradelanilloesde4"considerandounmximode8 bocasoperandoenformasimultneaenelanillo.Sienlapeorhiptesisdesiniestro planteadasecalculaqueseutilizarnenformasimultnea9omsbocasdeincendio entonces se debern dimensionar la caera del anillo como si esta fuese una caera de alimentacin.Lasbajadasalasbocasdeincendiodebenhacerseutilizandocaerade Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 13 | P g i n a2"dedimetrocomomnimoparalasbocassimplesycaerade3"paralasbocas dobles. Redes Tipo Anillo Con Ramificaciones Para dimensionar los dimetros de las caeras correspondientes a las ramificaciones se debeprocederdelamismaformaqueconeldimensionamientodelosramalesabiertos (Tabla3).Paradimensionarlacaeradelanilloprocedaaconsiderarlocomouna caera de alimentacin. 6.3) Caera Alimentadora Sedefinecomocaeraalimentadora,paralasredesinstaladasenindustriaso establecimientossimilares,alaporcinotramodecaera,pertenecientealared,cuya funcin es la de transportar agua para ms de 8 bocas de incendio. Siuntramodecaeraalimentadorasuministraagua,enformasimultnea,aunaredde rociadoresyabocasdeincendio,cadaconexinqueserealicedesdelacaera alimentadorahastaunaseccinderociadoresdebecontarconunavlvulaindividualde control,delmismodimetroquelacaeradeconexinsobrelacualestmontada.Este tipo de caeras alimentadoras reciben el nombre de caera alimentadora combinada. Para dimensionar los dimetros de las caeras de alimentacin proceda a ubicar en el layoutde laredelextremodelacaeradealimentacinqueseencuentramsalejadodelafuentede agua.Paradeterminareldimetrodelacaeraalimentadoraenuntramoenparticular,se debecomenzararecorrerlacaeradealimentacinendireccinhacialaolasfuentesde suministroycontarcuantosramales(quepuedanllegaraserutilizadosenformasimultnea duranteunincendio)quedanaguasabajodeltramodecaeraconsideradoyconesenmero consultar la tabla 3. Tabla 3: Dimetro nominal de la caera alimentadora expresado en pulgadas (para SCH 40) Cantidad de ramales aguas abajo de la caera de alimentacin Dimetro del tramo de caera alimentacin 1 ramal4" 2 ramales5" 3 ramales6" 4 ramales8" 5 ramales8" 6 ramales8" 7 ramales8" 6.4) Caera Elevadora Sedefinecomocaeraelevadoraparalosedificiosdeplantasmltiples,alaporcino tramo de caera, perteneciente a la red, cuya funcin es la de transportar agua en sentido vertical para alimentar a una parte o seccin de la red, a travs de uno o varios niveles. Siuntramodecaeraelevadoraalimentaenformasimultneaaunaredderociadores (sprinklers)yabocasdeincendio,cadaconexinqueserealicedesdelacaerade elevacin hasta una seccin de rociadores debe contar con una vlvula individual de control, Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 14 | P g i n adelmismodimetroquelacaeradeconexinsobrelacualestmontada.Estetipode caeras elevadoras reciben el nombre de caera elevadora combinada. Clase I y III Las tomasfijas que nosuperen los 30,5 metros de alturadeben tener un dimetro mnimode4.Lastomasfijassituadasporencimadelos30,5metrosdealtura deben tener un dimetro mnimo de 6, pudiendo ser los ltimos 30,5 metros de 4. Lastuberasqueseutilizantantoparasistemasderociadorescomoparalas conexionesdemangueras,debentenerundimetromnimode6,con independencia de la altura. Clase II Lastomasfijasquenosuperenlos15metrosdealturadebentenerundimetro mnimo de 2. Las tomas fijas situadas por encima de los 15 metros de altura deben tener un dimetro mnimo de 2. 7)RESERVA DE AGUA Y CAUDAL DE BOMBEO 7.1) Reserva de Agua Lademandadeaguayporconsiguienteelvolumendelareservadependendeltamaoy nmerodefrentesdefuegoqueseesperatenerquecombatirenunincendio,delnmerode mangueras necesarias para tal fin y del tiempo necesario para apagarlo. Todos estos factores se encuentranlargamenteinfluenciadosporlascondicionesdeledificiooplantaaserprotegida, por lo cual, antes de decidir sobre la naturaleza y el tamao del suministro o reserva de agua, es necesario hacer una estimacin muy cuidadosa del nmero de lneas o mangueras que sern necesariasparapoderbrindarunaproteccinefectivatantodelexteriorcomodelinteriordela edificacin. La duracin de la reserva de agua puede llegar a verse incrementadapor condiciones especiales como las indicadas a continuacin: -Areas relativamente inaccesibles o lejos de fuentes de puntos externos de abastecimiento o de bomberos externos. -Fuegos persistentes (ej.: combustin de plsticos envasados a granel). -Ausenciadedrenajeparaocupacionesquealberguenlquidosdebajopuntode inflamacinmomentneo (flash point). Si el lquido no puede ser barrido a un drenaje o ahogado con espuma entonces se debe aguardar hasta que el mismo se consuma, lo cual depende de la cantidad de lquido presente. Por lo tanto si bien el incendio puede llegar a estar fsicamente confinado es necesario contar con una reserva adecuada de agua con el findeenfriarelrestodelaestructura,mercaderasomaquinariasqueseencuentren amenazadas por el calor producido por el foco de incendio. Paracalcularelvolumenmnimodelareservadeaguaesnecesariomultiplicarladuracin mnima de la reserva de agua por el caudal estimado para la red de incendio en funcionamiento. 7.2) Caudal de Funcionamiento Paraestimarelcaudaldelareddeincendioenfuncionamiento(Caudalnominaldelaredde hidrantes)esnecesariosumarloscaudalesdelasbocasdeincendioquepuedenllegaraser Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 15 | P g i n ausadasdurantelapeorhiptesisposibledesiniestro.Sibienexistendiferenciasentrelos caudalesquefluyenporcadabocadeincendiodeunared,elcaudalquefluyeporunabocaen particular,enltima instancia,estdeterminado porinnumerablesfactores.Parasuperaresta indeterminacin,elclculodeloscaudalesserealizatomandouncaudalpromedio(Tabla4) obtenido en forma emprica. Tabla 4: Caudal promedio por boca de incendio Dimetro de la bocaCaudal promedio [l/min] 1170 2240 Otra forma de estimar el caudal que sale de una lanza es utilizar los datos que nos ofrecen los fabricantes de los accesorios que vamos a usar, por ejemplo, para lanzas TGB el fabricante nos informa en sus catlogos: Lanza Chorro Pleno - Especificaciones Tcnicas2 nominal de la manguera mm (pulgada) Consumo l/min a 5 bar Presin de prueba (bar) 38,1 (1)18030 44,5 (1)18030 50,8 (2)18030 63,5 (2)25030 Lanza Chorro Niebla - Especificaciones Tcnicas3 nominal de la manguera mm (pulgada) Consumo en l/min a 6 bar Presin de prueba (bar) chorroniebla 38,1 (1)13035030 44,5 (1)13035030 50,8 (2)13035030 63,5 (2)22050030 7.3) Descarga de Agua a Travs de Orificios El mtodo correcto para determinar el caudal que sale por una lanza es aplicando la teora de descarga de fluidos por orificios. Cuandounlquidosaledeunatubera,conductoorecipienteatravsdeunorificioala atmsfera, la presin normal o residual se convierte toda en presin de velocidad. El caudal del agua a travs de un orificio puede expresarse en funcin de la velocidad y de la seccin: 2 Empresa TGB (www.tgb.com.ar). 3 Empresa TGB (www.tgb.com.ar). Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 16 | P g i n av a Q = donde: Q = caudal (m3/s) a = seccin (m2) v = velocidad (m/s) siendo: gh v 2 = vP h 102 , 0 = reemplazando nos queda: vP d Q =2066 , 0 donde: Q: caudal (l/mim) d: dimetro interior (mm) pv: presin de velocidad (kPa) Las ecuaciones anteriores suponen que: (1) el chorro es continuo y del mismo dimetro que el orificio de salida y (2) que la totalidad de la altura se convierte en presin de velocidad, uniforme en toda la seccin. Pero este es un caso terico al que no se llega nunca, como se ver en la explicacin siguiente. 7.4) Coeficiente de Descarga La frmula anterior es ideal pues no considera la realidad de la descarga de un fluido por un orificio.Enlarealidadlavelocidadyeldimetrosufrenvariacionesquesontenidasen cuenta por sendos coeficiente que se introducen en la frmula para corregirla. 7.4.1) Coeficiente de velocidad En condiciones reales con lanzas u orificios, la velocidad, considerada como velocidad media en toda la seccin del chorro, a veces es algo inferior a la velocidad calculada a partir de la presin.Estareduccinsedebealrozamientodelaguacontralalanzauorificioyala turbulencia dentro de la lanza u orificio y se expresa mediante un coeficiente de velocidad cv. Los valores de cv se calculan mediante pruebas de laboratorio. Cuando las lanzas estn bien diseadas, este coeficiente es casi constante y aproximadamente igual a 0,98. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 17 | P g i n a7.4.2) Coeficiente de Contraccin Al salir el agua por un orificio se contrae paraformar un chorro cuyaseccin es inferior al del orificio. La contraccin es completa en el plano a, que est situado a una distancia del plano del orificio aproximadamente igual a la mitad del dimetro del chorro. Estadiferenciasecontemplamedianteuncoeficientedecontraccincc.Paraorificioscon aristas vivas, su valor es aproximadamente de 0,62. 7.4.3) Coeficiente de Descarga Loscoeficientesdevelocidadycontraccinsecombinancomounsolocoeficientede descarga denominado cd: c v dc c c = Por consiguiente, la ecuacin bsica del caudal se puede escribir as: v dp d c Q =2066 , 0 El coeficiente de descarga cd se define como la relacin entre la velocidad de descarga real yterica.Paraunorificioolanzaespecfica,losvaloresdecdsecalculanmediante procedimientos normalizados de ensayo a partir de esta definicin. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 18 | P g i n aExistencoeficientesdedescargaparalasalidadelaguaatravsdehidrantes,lanzasde mangueras,rociadoresautomticosyotrosorificioscorrientesdeproteccincontra incendios. En la tabla 5 se incluyen los valores representativos de esos coeficientes de descarga. Como antes, estos coeficientes slo se aplican cuando sale agua por todo el orificio o lanza con un perfil de velocidad razonablemente uniforme. Tabla 5: Coeficientes de descarga tpicos de lanzas de chorro compacto Tipo de Orificiocd Rociador normal medio (dimetro nominal 1/2)0,75 Rociador normal medio (dimetro nominal 17/32)0,95 Rociador normal medio (dimetro nominal 0,64)0,90 Orificio normalizado (aristas vivas)0,62 Lanza de bordes lisos, en general0,96 - 0,98 Tubos ajustables Underwriter o similares0,97 Lanzas de diluvio o de divergencia0,997 Tubera abierta lisa y bien redondeada0,90 Tubera abierta, abertura con rebabas0,80 Boca de hidrante con salida lisa y bien redondeada, a pleno caudal0,90 Boca de hidrante con aristas vivas0,80 Boca de hidrante con salida cuadrada que se introduce en el cuerpo del hidrante 0,70 7.5) Caudal para Caera Elevadora Clase I y III Elcaudalmnimoparalacaeraelevadoramsalejadahidrulicamenteserde 1.893l/min.Elcaudalmnimoparalascaeraselevadoraadicionalesserde946 l/min por cada caera elevadora, el total no exceder los 4.731 l/min. Procedimiento hidrulico del clculo Calculadohidrulicamenteeldimetrodelascaeraselevadorassern basadosenelabastecimientode946l/min,encadaunadelasdos conexiones msaltas de la toma hidrulicamente ms remota. Latuberacomnsercalculadaparaproporcionarelcaudalrequeridopara todas las caeras elevadoras conectadas,con tal que la tubera de la fuente no exceda los 4.731 l/min. Clase II Elcaudalmnimoparacaeraelevadoramsalejadahidrulicamenteserde379 l/min.Elcaudaladicionalnoserrequeridodondeseproporcionamsdeuna caera elevadora. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 19 | P g i n aProcedimiento hidrulico del clculo Calculadohidrulicamenteeldimetrodelascaeraselevadorassern basadosenelabastecimientode379l/min,enlaconexinhidrulicamente ms remota en la caera elevadora. Las caeras elevadoras sern calculadas para proporcionar 379 l/min. Para sistemas combinados Paraunsistemacombinadoenunedificioequipadoparcialmenteconrociadores automticos,elcaudalrequeridoseraumentadoenunacantidadigualala demandada hidrulicamente calculada a 568 l/min del rociador para las ocupaciones ligeras del peligro, o por 1.893 l/min para las ocupaciones ordinarias del peligro. 8)PRESIONES EN LOS HIDRANTES Al disear la red de incendio es necesario tener en cuenta las presiones mnimas y mximas de funcionamiento para las bocas de incendio. En funcin del tipo deriesgo del local debe definirse qu tipo de boquilla ser necesario colocar en cada lanza. Unavezdefinidalapresinmximadeloshidrantes,hayqueidentificaraloshidrantesms desfavorable,tantoseaporserelmsalejadodelasaladebombas,comoaquelquetiene muchosaccesoriosenelcaminoounasumadeestos,adems,porserelhidrantedondese tiene que alcanzar mayor presin de salida del agua por razones tcnicos u operativas.Lapresinalasalidadelabombadebersercalculadahidrulicamente,yseraquellaque sumandolaprdidadecargaparallegaralhidrantemsdesfavorablemslapresinde operacin del hidrante, nos d el valor ms alto. Presin Clase I (bar) Clase I (bar) Presin mxima a no exceder en ningn punto del sistema 24 Presin mxima conexin manguera127 Presin mnima conexin manguera74,5 9)DETERMINACIN DE LA PRESIN NOMINAL EN LA IMPULSIN El clculo hidrulico completa el diseo del sistema,permitiendo determinar sus condiciones de funcionamiento reales y efectuar las modificaciones o ajustes que sean necesarios. Los pasos bsicos a dar son: -Seleccin de la zona del establecimiento ms desfavorable hidrulicamente. -Clculo de la prdida de presin desde la zona ms desfavorable hasta la acometida de la red general de incendios o del abastecimiento de agua. En el clculo pueden distinguirse dos partes: -Elclculohidrulicodelasmangueras:partiendodelapresinenlabocade conexin,sedeterminanelcaudalylaprdidadecargaenelconjunto manguera/lanza. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 20 | P g i n aEn laprcticanoescomncalcularlasprdidasproducidasenlasmanguerasylanzas, parasuplirestecalculoqueesengorrosoytenerencuentalasprdidasproducidaspor lasmanguerassepuedesumar1,8bar,estosirveparacompensarlasprdidasde mangueras forradas de goma de: -60 metros de longitud y 2 de dimetro para un caudal de 947 l/min. -60 metros de longitud y 2 de dimetro para un caudal de 473 l/min. -45 metros de longitud y 1 de dimetro para un caudal de 379 l/min. -El clculo hidrulico de la red de tuberas: partiendo de la presin y del caudal necesario en la boca de conexin hidrulicamente ms desfavorable se determina, en cada tramo la prdida de carga real. Otramaneradehacerestepaso,mtodoqueesmuyprecario,eselsiguiente:Unavez identificado elmayorvalor de presinnecesarioen un hidrante, se debeincrementar a este en un10%.Porejemploenunafbricasehadeterminadoquelaproteccinserprovistapor lanzasequipadasconpicosparaniebla,delatablacorrespondientelapresinptimade funcionamiento para estas lanzas es de 6,9 bar, este valor incrementado en un 10% es de 7,59 bar, el cual aproximamos a 7,6 bar, por lo tanto lapresin medida a la salida de la bomba de incendio debe ser igual o superior a los 7,6 bar. Este mtodo puede ser utilizado, al menos como provisorio, en redes de incendio reducidas y de corta longitud. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 21 | P g i n a10)PROBLEMA RESUELTO DE ANTEPROYECTO DE RED DE HIDRANTES Partimosdelplanoenplantadeungalpndeusoindustrial,porejemploundepsitode mercaderas de uso mltiples. ETAPA 1: DISEO DE LA RED DE INCENDIOS Paso 1: Ubicar Hidrantes Paso 1.1: Ubicar hidrantes en los accesos al galpn. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 22 | P g i n aPaso1.2: Marcar en el plano la cobertura de cada hidrante en funcin de la longitud de la manguera a instalar. Paso1.3:AgregarmshidrantesparalograrelobjetivodeCoberturadel100%dela superficie del piso con mangueras. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 23 | P g i n aPaso 1.4: Agregar ms hidrantes en funcin de estrategias especiales de extincin. Paso 2: Unir hidrantes mediante caeras Paraunirloshidrantesconcaerasprimerosedeberdefinirlaformaconstructivadela misma,ypodemosoptarentrelaformadeanillo,ramal,oanilloconderivacionesen ramales. ParapoderrealizarestepasotambindeberemosubicarelreadeubicacindelTkde abastecimiento de agua, de acuerdo en donde est el tk de agua, va avariar el diseo de la red de incendios. Partimos del plano con la ubicacin de los hidrantes. Diseo en forma de ramal Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 24 | P g i n a Otras alternativas conforme se disponga de soportes para las caeras. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 25 | P g i n aDiseo en forma de anillo con bifurcaciones internas Anlisis de un problema de bifurcacin En el siguiente diagrama podemos ver la conexin de un ramal desde anillo de tanques para alimentar a una oficina. Dado que las oficinas son de bajo riesgo esta conexin es aceptable desde el punto de vista de la fiabilidad. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 26 | P g i n aPerosienvezdeserunaoficinaelsectorfueseporejemploundepsitodegarrafas,es decir, un sector de alto riesgo desde el punto de vista de la extincin, la conexin del ramal desde el anillo de los tanques de combustibles no es la mejor solucin dado que se traduce enunsectorconunabajafiabilidad,sihayunincendiooexplosinycomoconsecuencia unaroturaosalidadeserviciodelanillodelostanques,elramaldeldepsitodegarrafa queda inutilizado. La solucin es la indicada en el esquema siguiente, donde el ramal del depsito de garrafas seconectadirectamentedesdeunacaeradealimentacin,quepordiseoeinstalacin ofrece mayor nivel de fiabilidad. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 27 | P g i n aPaso 3: Determinar dimetro de las caeras. Para unir los hidrantes con caeras, primero debemos definir la clase de servicio de nuestra red de incendios. Podemos optar entre Red de Incendios Clase I, II o III. Cada una de estas clases tiene presiones, dimetro y caudales distintos. Ejemplo para una Red Clase ITipo Ramal Diseo de los dimetros de las caeras para alimentar los hidrantes del siguiente esquema de una red de incendios del tipo ramal de Clase I. Caera que une al hidrante 1. Se empieza por el hidrante ms extremo, en este caso por la caera que une al hidrante 1. Las cantidad de hidrantes que alimenta est caera es uno. Aplicando la Tabla 2 surge que el dimetro de la caera para una red Clase I es de 2 . Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 28 | P g i n a Caeraqueunealhidrante2.Lascantidaddehidrantesquealimentaestcaeraesde dos. De la Tabla 2 surge que para alimentar a dos hidrantes, el dimetro de la caera para una red Clase I es de 3. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 29 | P g i n a Caeraqueunealhidrante3.Lascantidaddehidrantesquealimentaestcaeraesde tres. De la Tabla 2 surge que para alimentar a tres hidrantes, el dimetro de la caera para una red Clase I es de 3. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 30 | P g i n a Caeraqueunealhidrante6.Lascantidaddehidrantesquealimentaestcaeraesde seis. De la Tabla 2 surge que para alimentar a seis hidrantes, el dimetro de la caera para una red Clase I es de 3. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 31 | P g i n a Siguiendo el esquema, el resto de la instalacin queda: Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 32 | P g i n aEjemplo para una Red Clase ITipo Anillo Diseo de los dimetros de las caeras para alimentar los hidrantes del siguiente esquema de una red de incendios del tipo anillo de Clase I. Anillo de 8 hidrantes Como se trata de un anillo de 8 hidrantes el dimetro que le corresponde a todo el anillo es de 4. Anillo de 10 hidrantes Sipartimosdelabasequeseusarncomomximo8hidrantes,entoncesestamosenel caso anterior y el dimetro de todo el anillo es de 4, pero si usamos la hiptesis de que van a ser usados los diez hidrantes, entonces el clculo se hace considerando al anillo como una caera de alimentacin, y por consiguiente se usa la Tabla 3. Diez hidrantes corresponde a doscaerasdealimentacin,sipartimosdelabasequeunramalpuedetenercomo mximo hasta ocho hidrantes. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 33 | P g i n a Calculo de las caeras de alimentacin Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 34 | P g i n a Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 35 | P g i n aPaso 4: Ubicar el hidrante ms desfavorable hidrulicamente Este paso es muy importante para poder realizar el estudio de prdida de carga. En nuestro ejemplo el mismo es a simple vista el hidrante Nro. 7. En caso de dudas sobre si el hidrante 1pudieraserelmsdesfavorablehidrulicamente,sedebeprocederahacerahacerel estudio de prdidas de carga de las dos situaciones. Paso 5: Definicin Aspectos Constructivos Bsicos Debemosdefiniralgunosaspectosbsicosdenuestrareddeincendioscomoporejemplo, altura de la caera, es decir, si va a estar enterrada, a nivel del suelo (unos 50 a 75 cm) o enaltura.Ladistanciadeseparacinentrelapareddelgalpnylared.Comovamosa cruzar la calle, los portones, los pasos peatonales, etc., en estos casos podemos optar por hacerlo mediante un puente en altura o enterrada. Paso 6: Dibujo isomtrico de la red de incendios Dibujarelisomtricodeltrayectodelagua,desdeelhidrantehidrulicamentems desfavorablehastalabombadeincendios.Estoesimportanteparapodervisualizaren forma simple el trayecto del agua y de los accesorios que se encuentra en el camino. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 36 | P g i n a ETAPA 2: CLCULO DE PRDIDA DE CARGA Paso 7: Dividir el Trayecto en Tramos Dividir el trayecto en tramos donde cambia el dimetro de la caera o el caudal de bombeo para poder aplicar la frmula de Hazen-Williams.

Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 37 | P g i n a Paso 8: Clculo de longitud equivalente de los accesorios Enestecasoporrazonesdidcticasharemosundesarrollopasoporpaso,peroenla prctica real conviene el uso de tablas de resmenes como por ejemplo la siguiente: Tramo N Codo 90 T Reduccin Vlvula Comp. Leq AccLrealLeq Total 1/41/23/4 Tramo 1 Tramo 2 Tramo 3 Tramo 4 Tramo 5 Tramo 6 Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 38 | P g i n aTramo 1 Codo 90 2 = 1 1,80 x 1,32 = 2,376 m Te 2 = 1 3,7 x 1,32 =4,884 m Reduccin 3 a 2 = 10,610 m __________ Leq accesorios7,87 m Lreal 44,00 m __________ Leq Tramo 1 51,87 m Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 39 | P g i n aTramo 2 Codo 90 3 = 1 2,1 x 1,32 =2,772 m __________ Leq accesorios2,772 m Lreal40,000 m__________ Leq Tramo 2 42,772 m Tramo 3 Sin accesorios Leq accesorios0,0 m Lreal20,0 m _________Leq Tramo 3 20,0 m Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 40 | P g i n aTramo 4 Reduccin 3 a 3 = 10,79 m ______________ Leq accesorios0,79 m Lreal 30,00 m_______________ Leq Tramo 4 30,79 m Tramo 5 Codo 90 3 = 12,40 x 1,32 = 3,168 m Reduccin 5 a 3 = 10,910 m Vlvula 3 = 10,30 x 1,32 = 0,396 m _________Leq accesorios4,474 m Lreal10,000 m_________ Leq Tramo 5 14,474 m Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 41 | P g i n aTramo 6 Codo 90 5 = 23,70 x 1,32 x 2 =9,768 m Te 5 = 17,6 x 1,32 =10,032 m Vlvula 5 = 10,60 x 1,32 =0,792 m ___________ Leq accesorios20,592 m Lreal74,500 m ___________ Leq Tramo 6 95,092 m Paso 9: Clculo de Prdida de Carga por Tramo (p/m) y Prdida Total Para el clculo de la perdida de carga por tramo usaremos la frmula de Hazen-Williams. 87 , 4 85 , 185 , 1510 05 , 6 ) / ( /d cQx m bar m P= Para este caso, usaremos una tabla para facilitar el orden del informe. Tramo N Q (l/min) (mm) P/m (bar/m) LeqTotal (m)Ptotal (bar) Tramo 150063,50,01151,8700,57 Tramo 275076,20,00942,7720,38 Tramo 31.00076,20,01620,000,32 Tramo 41.25076,20,02430,790,74 Tramo 51.75088,90,02114,4740,30 Tramo 64.0001270,01795,0921,62 3,93 Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 42 | P g i n aETAPA 3: PARMETROS FUNCIONALES Paso 10: Determinacin de la presin en la bomba o presin nominal Pnominal = Phidrante ms desfavorable + Prdida Pnominal = 7 bar + 3,93 bar = 10,9 bar Pas 11: Determinacin del caudal de bombeo o caudal nominal Cantidad de Hidrantes a usar en forma simultnea = 4 Caudal asignados a los hidrantes = 2 a 250 l/min y 2 a 500 l/min Qnominal = 2 x 250 l/min + 2 x 500 l/min = 1.500 l/min Paso 12: Punto nominal de Bombeo Pnominal = 10,9 bar = 111 mH2O Qnominal = 1.500 l/min = 25 l/s Paso 13: Reserva de H2O Reserva = Qnominal x Tiempo autonoma de la red Reserva = 1.500 l/min x 2 hs x 60 min/hs Reserva = 180.000 litros = 180 m3 ETAPA 4: SELECCIN DE LA BOMBA Paso 14: Seleccin del Modelo de Bomba Partimosdelabasequeyasabemoslamarcadelabombayeltipodebomba,quepara nuestrocasoserunabombacentrfugadeejehorizontalpartidahorizontalmentepara servicio de incendio. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 43 | P g i n a Bomba seleccionada: Marca ideal. Modelo: CPS 80-300 rodete 295. Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 44 | P g i n aPaso 15: Verificacin de la Bomba Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 45 | P g i n aPaso 16: Potencia de la Bomba Paso 17: Seleccin del Motor Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 46 | P g i n aSeleccin del Motor a Mxima capacidad de Caudal Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 47 | P g i n aPaso 18: Reclculo de Qnom y Pnom a las nuevas RPM del motor 1122QnnQ = 25450 . 1480 . 12 = Q 52 , 252 = Q 12122HnnH ||.|

\|= 118450 . 1480 . 122|.|

\|= H 1232 = H Paso 19: Clculo del Rodete Torneado Diseo de Sistemas de Proteccin por Hidrantes Ing. Nstor Adolfo BOTTA Copyright por RED PROTEGER. Derechos Reservados 2 edicin. Julio 2011 48 | P g i n a