Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Eléctrica

IE – 0502 Proyecto Eléctrico

GUIA DE ELEMENTOS Y CRITERIOS EN SISTEMAS DE ALARMA Y DETECCION DE INCENDIOS EN CONFORMIDAD CON EL

ESTANDAR NFPA 72 - 2002

Por:

ROBERTO DONADIO DINIS

Ciudad Universitaria Rodrigo Facio

JULIO del 2008

ii  

GUIA DE ELEMENTOS Y CRITERIOS BASICOS EN SISTEMAS DE ALARMA Y DETECCION DE

INENDIO EN CONFORMIDAD CON EL ESTANDAR NFPA 72 - 2002

Por: ROBERTO DONADIO DINIS

Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica

de la Facultad de Ingeniería

de la Universidad de Costa Rica

como requisito parcial para optar por el grado de:

BACHILLER EN INGENIERÍA ELÉCTRICA

Aprobado por el Tribunal:

_________________________________

Ing. Peter Zeledón Méndez

Profesor Guía

_________________________________ _________________________________

Ing. Rafael Sánchez Quesada Ing. Mauricio Meneses Flaque

Profesor lector Profesor lector

iii  

DEDICATORIA

A Dios primero le dedico todo, le entrego mi vida y le pido que siempre me

ilumine para que se cumpla su gran plan en mí.

A mi familia que siempre me ha apoyado en todo momento y me ha enseñado

que para triunfar hay que luchar no importa la situación.

A mis amigos les doy gracias por siempre estar ahí para mí cuando lo he

necesitado, la verdad es que son hermanos para mí.

iv  

ÍNDICE GENERAL

RESUMEN ..................................................................................................................... 10 

CAPÍTULO 1: Introducción ........................................................................................... 11 

1.1 Objetivos ................................................................................................................... 13 

1.1.1 Objetivo general ............................................................................................................. 13 

1.1.2 Objetivos específicos ...................................................................................................... 13 

1.2Metodología ....................................................................................................................... 14 

CAPITULO 2: Combustión ............................................................................................ 16 

2.1  Combustible, comburente y  energía de activación ......................................................... 16 

2.2 Tipos de combustión ......................................................................................................... 17 

2.3 Resultados de la Combustión ............................................................................................ 18 

2.4 Métodos de transmisión del calor .................................................................................... 19 

2.5 Métodos de extinción de incendios .................................................................................. 19 

2.6 Triángulo y Tetraedro del fuego ........................................................................................ 20 

2.7 Fases del fuego .................................................................................................................. 21 

2.8 Clasificación de los fuegos ................................................................................................. 22 

CAPITULO 3: Sistemas de detección y de alarma contra incendio .............................. 24 

3.1 Sistemas de Alarma contra Incendio de uso Residencial .................................................. 25 

3.2 Requerimientos para alarmas contra incendio de uso residencial ................................... 26 

3.3 Distribución de Detectores‐Alarmas ................................................................................. 26 

3.4 Dispositivos detectores ..................................................................................................... 29 

3.5 Notificaciones sonoras ...................................................................................................... 29 

3.6 Premisas protegidas con sistemas de alarma contra incendio ......................................... 33 

3.7 Sistema municipal auxiliar de alarma contra incendio ..................................................... 35 

3.8 Estaciones centrales de sistemas de alarma contra incendio ........................................... 36 

3.9 Alimentación de las alarmas contra incendio ................................................................... 37 

3.10 Notificaciones de un sistema de alarma contra incendio ............................................... 38 

3.11 Dispositivos de iniciación de la alarma contra incendio ................................................. 39 

3.12 Detectores automáticos de incendio .............................................................................. 41 

3.13 Paneles de control y estaciones notificadores ................................................................ 65 

3.14 Estaciones luminosas ...................................................................................................... 73 

3.15 Ubicación de detectores contra incendio ....................................................................... 88 

3.16 Diseño de paneles de control y conexiones de los dispositivos .................................... 116 

v  

3.17 Paneles de control de sistemas contra incendio ........................................................... 130 

CAPITULO 4: Inspección, pruebas y mantenimiento ................................................. 136 

4.1 Inspecciones .................................................................................................................... 136 

4.2 Pruebas ............................................................................................................................ 136 

3.3 Mantenimiento ............................................................................................................... 152 

3.4 Registros .......................................................................................................................... 153 

4.5 Inspección visual a P&G .................................................................................................. 155 

CAPITULO 5: Información básica que debe aparecer en un plano de diseño de sistemas de alarma y detección de incendio ................................................................................ 166 

5.1 Información Básica .......................................................................................................... 166 

CAPITULO 6: Conclusiones y recomendaciones ........................................................ 169 

6.2 Recomendaciones ........................................................................................................... 171 

BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................... 173 

APENDICE .................................................................................................................. 174 

Apéndice A: Simbología ......................................................................................................... 174 

ANEXOS ...................................................................................................................... 176 

Anexo A: Sistema de incendio de rociadores automáticos ................................................... 176 

Anexo B: Tubo Geiger‐Mueller .............................................................................................. 180 

 

 

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 Triangulo de fuego ........................................................................................ 20 

Figura 2.2 Tetraedro del fuego ....................................................................................... 21 

Figura 3.1 Ubicación de detectores de humo residenciales ............................................ 26 

Figura 3.2 Circuito de Detectores/Alarmas .................................................................... 27 

Figura 3.3 Alarma con panel de control ......................................................................... 28 

Figura 3.4 Señal audible estandarizada .......................................................................... 31 

Figura 3.5 Alarma por voz .............................................................................................. 32 

Figura 3.6 Sistema de telefonía de bomberos ................................................................. 33 

Figura 3.7 Sistema de supervisión .................................................................................. 34 

Figura 3.8 Diagrama de distribución de interruptores manuales .................................... 35 

vi  

Figura 3.9 Unidades manuales de activación ................................................................. 36 

Figura 3.10 Soportería para los detectores contra incendio ............................................ 42 

Figura 3.11 Ubicación de detectores de humo ............................................................... 42 

Figura 3.12 Ubicación de los detectores y controles en lugares de difícil acceso .......... 43 

Figura 3.13 Detector de tasa de aumento ....................................................................... 46 

Figura 3.14 Detector de temperatura establecida ........................................................... 47 

Figura 3.15 Detector de tasa compensada ...................................................................... 47 

Figura 3.16 Funcionamiento de detector de tasa compensada ....................................... 48 

Figura 3.17 Detector lineal ............................................................................................. 49 

Figura 3.18 Aplicación de los detectores lineales .......................................................... 49 

Figura 3.19 Detector de humo de ionización .................................................................. 51 

Figura 3.20 Detector de ionización................................................................................. 52 

Figura 3.21 Detector de dispersión ................................................................................. 52 

Figura 3.22 Funcionamiento de un detector de dispersión ............................................. 53 

Figura 3.23 Funcionamiento del detector de luz fotoeléctrica de obscurecimiento ....... 54 

Figura 3.24 Detector de luz fotoeléctrica de obscurecimiento ....................................... 54 

Figura 3.25 Fenómeno de la estratificación.................................................................... 56 

Figura 3.26 Detector de humo de haz lineal ................................................................... 57 

Figura 3.27 Ubicación de los detectores de haz lineal ................................................... 57 

Figura 3.28 Detector de humo de ducto ......................................................................... 59 

Figura 3.29 Regulación de aire dentro de un ducto ........................................................ 60 

Figura 3.30 Espectro electromagnético .......................................................................... 61 

Figura 3.31 Combinación de detectores infrarrojos y ultravioleta ................................. 64 

Figura 3.32 Nivel de sonido dependiendo de la distancia .............................................. 71 

Figura 3.33 Niveles de sonido dependiendo del ángulo ................................................. 72 

Figura 3.34 Señales luminosas ....................................................................................... 73 

Figura 3.35 Distancia entre estaciones luminosas de pared ........................................... 76 

Figura 3.36 Ejemplo de aplicación de la tabla 3.6.......................................................... 78 

Figura 3.37 Ejemplo de ubicación de estaciones luminosas .......................................... 80 

Figura 3.38 Opciones de ubicación de las estaciones luminosas ................................... 81 

Figura 3.39 Ubicación de estaciones luminosas en corredores ...................................... 83 

Figura 3.40 Unidades notificadoras audibles/visibles .................................................... 84 

Figura 3.41 Circuito sincronizador de luces estroboscopicas......................................... 85 

vii  

Figura 3.42 Panel notificador ......................................................................................... 87 

Figura 3.43 Ilustración de la regla de las 4 pulgadas...................................................... 89 

Figura 3.44 Distancia ideal de espaciamiento entre detectores ...................................... 90 

Figura 3.45 Espaciamiento de detectores en distribuciones inusuales ........................... 91 

Figura 3.46 Distribución de detectores en distribuciones inusuales ............................... 92 

Figura 3.47 Espaciamiento de detectores en áreas rectangulares ................................... 93 

Figura 3.48 Vista lateral de techos en forma de pico ..................................................... 94 

Figura 3.49 Vista lateral de techo con pendiente............................................................ 95 

Figura 3.50 Ubicación de detectores de calor en techos con viguetas ........................... 96 

Figura 3.51 Ubicación de detectores de calor en techos con vigas ................................ 97 

Figura 3.52 Ubicación de detectores de humo en techos con vigas ............................... 98 

Figura 3.53 Ubicación de detectores humo cercanos a difusores de aire ..................... 100 

Figura 3.54 Ubicación de detectores en cuartos con paredes bajas .............................. 101 

Figura 3.55 Cielo falso y piso falso .............................................................................. 102 

Figura 3.56 Ubicación de detectores de humo entre piso falso .................................... 103 

Figura 3.57 Espaciamiento de detectores lineales ........................................................ 104 

Figura 3.58 Espaciamiento de detectores de haz proyectado ....................................... 105 

Figura 3.59 Espaciamiento de detectores ..................................................................... 106 

Figura 3.60 Instalación de detectores en cielo con pendiente ...................................... 107 

Figura 3.61 Cono de visión .......................................................................................... 108 

Figura 3.62 Detector de ducto ...................................................................................... 110 

Figura 3.63 Detector de ducto interno .......................................................................... 110 

Figura 3.64 Circuito IDC clase B ................................................................................. 118 

Figura 3.65 Fallas del sistema ...................................................................................... 119 

Figura 3.66 Circuito Clase A ........................................................................................ 121 

Figura 3.67 Circuito de clase B, estilo Y, en operación normal ................................... 124 

Figura 3.68 Circuito de clase B, estilo Y, en operación bajo falla ............................... 125 

Figura 3.69 Circuito de notificación clase A ................................................................ 125 

Figura 3.70 Circuito de notificación clase A en condición de falla ............................. 126 

Figura 3.71 Circuito lineal clase B, estilo 4 ................................................................. 128 

Figura 3.72 Circuito clase A, estilo 6 en operación normal ......................................... 128 

Figura 3.73 Diagrama de la alarma contra incendio ..................................................... 131 

Figura 3.74 Plano de un sistema contra incendio ......................................................... 132 

viii  

Figura 3.75 Diagrama esquemático de un sistema contra incendio ............................. 133 

Figura 4.1 Sistema contra incendio de P&G ................................................................ 155 

Figura 4.2 Dispositivo de iniciación manual de accionamiento sencillo ..................... 156 

Figura 4.3 Dispositivo de iniciación manual de accionamiento doble ......................... 156 

Figura 4.4 Dispositivo de iniciación manual de accionamiento sencillo ..................... 157 

Figura 4.5 Unidad notificadora Audible/Visible .......................................................... 158 

Figura 4.5 Unidad notificadora Audible/Visible desarmada ........................................ 159 

Figura 4.6 Circuito de luz estroboscopica .................................................................... 160 

Figura 4.7 Fuente de poder del edificio D .................................................................... 161 

Figura 4.8 Fuente de poder del edificio E .................................................................... 162 

Figura 4.9 Circuitos de la fuente de poder del edificio D ............................................. 163 

Figura 4.10 Señales de la fuente de poder .................................................................... 164 

Figura 4.11 Circuitos de la fuente de poder del edificio E ........................................... 165 

Figura 5.1 Simbología de Incendio............................................................................... 168 

Figura A.1 Alimentador principal ................................................................................ 176 

Figura A.2 Válvula mariposa ....................................................................................... 177 

Figura A.3 Válvula de retención................................................................................... 178 

Figura A.4 Detector de Flujo ........................................................................................ 179 

 

 

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 3.1 Comparación entre detectores [3] ................................................................... 44 

Tabla 3.3 Niveles de sonido de elementos que componen el sonido ambiente .............. 69 

Tabla 3.4 Valores típicos de atenuación ......................................................................... 70 

Tabla 3.5 Mínima intensidad luminosa por cuarto ......................................................... 75 

Tabla 3.6 Nivel de luminosidad dependiendo de la altura del techo .............................. 77 

Tabla 3.7 Numero de estaciones luminosas para corredores de menos de 6.096 m (20 ft) de ancho .......................................................................................................................... 82 

Tabla 3.8 Intensidad de los notificadores luminosos en cuartos de habitación .............. 83 

Tabla 3.9 Espaciamiento de detectores en función de la altura del cielo ..................... 103 

Tabla 3.10 Distancia de cobertura de un detector ........................................................ 113 

Tabla 3.11 Tabla de referencia ..................................................................................... 114 

ix  

Tabla 3.12 Parámetros de los detectores ...................................................................... 115 

Tabla 3.13 Selección del dispositivo IDC .................................................................... 122 

Tabla 3.14 Selección del circuito de estaciones notificadoras ..................................... 123 

Tabla 3.15 Desempeño y capacidad de circuitos lineales de señales ........................... 127 

Tabla 3.16 Cargas por dispositivo ................................................................................ 134 

Tabla 3.17 Cargas totales ............................................................................................. 135 

Tabla 4.1 Frecuencia para la inspección visual ............................................................ 138 

Tabla 4.2: Métodos de Prueba ...................................................................................... 139 

Tabla 4.3: Frecuencia de las Pruebas............................................................................ 150 

Tabla 4.4: Formulario de inspección y prueba ............................................................. 154

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

RESUMEN

El objetivo general de este proyecto consiste en realizar una guía práctica de

diseño de un sistema de detección y alarma contra incendio, pero tal cosa no solo

implica el saber las leyes de diseño de esta clase de sistemas.

Es por esta razón que se empieza con el estudio del fuego desde un punto de

vista químico y físico. Aquí es donde se analiza el concepto de la combustión, y los

elementos que la componen, tales como el comburente y la energía de activación. Es

importante recalcar que se estudiaron los diferentes clases de incendio que se pueden

dar, esto para que a la hora de tener que participar en un incendio se pueda saber que

sustancia utilizar para extinguirlo de una manera segura y confiable.

Entrando un poco más al tema de sistemas de detección y alarma de incendio, se

partió por explicar los elementos que componen todo el sistema. De forma conceptual se

analizaron los diferentes tipos de detectores de incendio, paneles de control, estaciones

notificadoras, etc.

Se analizaron los requerimientos y recomendaciones dadas por la NFPA 72 –

2002 sobre estos sistemas. Se recomienda sin ninguna excepción siempre realizar el

diseño de acuerdo a este estándar, para garantizarse un buen desempeño.

Pero todo esto se logra mantener a lo largo del tiempo solo si se cuenta con un

buen plan de mantenimiento y pruebas al equipo. En este proyecto se mencionan los

procedimientos correctos para este tipo de tareas, y se propone un protocolo para la hora

de realizar este tipo de pruebas. Para tal razón en esta investigación se ilustran los

métodos correctos de diseño, la correcta escogencia del equipo y los métodos de

conexión para lograr proteger las diferentes instalaciones de una forma práctica y

segura.

11  

CAPÍTULO 1: Introducción

La seguridad de la vida y de los inmuebles es un tema indisputable. Es por esto que

desde hace más de un siglo se han implementado sistemas de alarma y detección de incendio

han sido diseñados para detectar condiciones peligrosas, y proveer una notificación correcta e

inmediata a los ocupantes ante una situación de incendio. Para así lograr la acción de medidas

pre cautivas ante tal emergencia, evitando o por lo menos disminuyendo las muertes y pérdidas

por causa de un incendio.

Los sistemas de alarmas contra incendio han evolucionado conjuntamente con el campo

de la electrónica en lo referente a control y comunicación logrando sistemas más eficientes que

puedan realizar diversas funciones e integrar otros sistemas para lograr mejorar la seguridad.

A pesar de los grandes avances en las alarmas el objetivo principal sigue y seguirá

siendo el mismo a través de los años. Gracias a estos sistemas de protección de la vida y de la

propiedad es que el ser humano cada vez se impulsa a llegar a metas más altas cada día. Esto se

ha demostrado en el creciente número de proyectos de construcción, en donde se trata de

aprovechar al máximo las nuevas técnicas y tecnologías de diseño de alarmas contra incendio

para lograr instalaciones cada vez más confiables y seguras. Para hacer cumplir esto el

diseñador debe demostrar que la propuesta y el desempeño del equipo a escoger sobrepasan los

requerimientos dados por la NFPA 72 para cada tipo de instalación.

Por tal razón es que se ha realizado un gran estudio en este campo, solo la [Asociación

Nacional de Protección contra Incendio ó NFPA] (National Fire Protection Association) ha

publicado alrededor de 290 códigos, estándares, prácticas recomendadas y guías. Como

concepto inicial la NFPA es el ente encargado de estudiar las normativas para el buen

desarrollo de los sistemas contra incendio, se debe tener en cuenta que la NFPA no aprueba,

inspecciona o certifica ninguna instalación, procedimientos, equipos o materiales, tampoco

12  

aprueba o evalúa laboratorios de prueba. La NFPA solo estudia y lista las normas necesarias

para el debido diseño y montaje de los sistemas contra incendios.

Esta se enfoca a la protección y al diseño de sistemas contra incendio. Estas normas son

elaboradas por comités de expertos en el tema, donde se reúnen los conocimientos que estas

personas muy bien calificadas han aprendido con muchos años de experiencia. Estos comités

son conformados por usuarios, personal de aseguradoras, investigadores, técnicos instaladores y

consumidores, entre otros; siempre cuidadosamente escogidos por la Asociación Nacional de

Protección contra Incendio (NFPA).

Gracias a estas investigaciones es que han nacido este tipo de normas y códigos los

cuales sirven a los diseñadores de guía.

Es por esto que el principal objetivo de este trabajo es brindar la información necesaria

sobre los diferentes elementos que componen una alarma contra incendio, y de proporcionar la

información requerida a la hora de realizar un diseño.

Por tal razón se pretende estudiar la teoría de sistemas contra incendio, en donde se

analizaran los requisitos básicos del diseño de los diferentes tipos de edificaciones tal como lo

dicta el Estándar NFPA 101 denominado “Código de Seguridad de la Vida”, en donde se

mencionan los requisitos que deben cumplir las edificaciones para poder lograr una correcta y

practica instalación de los sistemas de alarmas contra incendio.

En lo referente a sistemas de detección y de alarmas de incendio se estudiara el Estándar

NFPA 72 - 2002 denominado “Código Nacional de Alarmas de Incendio” (“NFPA 72 National

Alarm Code”). En el cual se establecen los criterios mínimos que debe cumplir un sistema de

detección y alarma de incendio para garantizar confiabilidad y robustez. Dentro de este trabajo

se realizará una guía básica para comprender el manejo de dicho estándar y se desarrollaran

ejemplos prácticos donde se implementen dichas directrices a manera ilustrativa.

13  

Sin embargo la labor de un sistema de detección y alarmas de incendio no termina con

el diseño e instalación de la misma, sino que se deben realizar inspecciones periódicamente para

corroborar su funcionamiento así como el mantenimiento preventivo para que de esta manera

poder garantizar el correcto funcionamiento de esta a través del tiempo. Es por esto que se

realizará una guía de los casos a seguir para la realización de una inspección y pruebas de

mantenimiento de un sistema de alarma de incendio según los requerimientos de la Estándar

NFPA 72. Esta se realizara en campo y se realizara la documentación del mismo. Además se

estudiaran los elementos básicos para la puesta en marcha de un sistema de detección y de

alarma de incendio.

En la actualidad solo unas pocas compañías en Costa Rica se dedican a la instalación

este tipo de sistemas de protección de la vida. Por lo que se quiere motivar a que este tema sea

cada vez más común entre los profesionales del país. Logrando cubrir esta necesidad, y

logrando una vida más segura y confiable. Ya que es un tema de seguridad sobre la vida, deberá

ser tomado con toda la responsabilidad del caso.

1.1 Objetivos

1.1.1 Objetivo general

Realizar una guía práctica para el estudio de sistemas contra incendios y profundizar en

los sistemas de detección y alarma de incendios según el Estándar NFPA 72.

1.1.2 Objetivos específicos

1. Estudiar los principios básicos del fuego desde el punto de vista químico y

físico.

14  

2. Estudiar la teoría de los sistemas contra incendios.

3. Realizar una síntesis del estándar NFPA 72.

4. Realizar una guía rápida del estándar NFPA 72 y desarrollar un ejemplo para

uso didáctico.

5. Realizar y documentar una inspección de mantenimiento de un sistema de

detección y alarma de incendio de acuerdo a los pasos citados en el estándar

NFPA 72.

1.2Metodología

Por lo antes mencionado este trabajo será una investigación teórico-práctica, en

la cual se pretende sintetizar la información dada en el estándar NFPA 72 de una forma

práctica y aplicable, tanto para la hora del diseño como a la de una inspección a un

sistema de alarmas de incendio.

Se realizara una guía de diseño en donde se partirá con el estudio de la

información teórica necesaria para la comprensión de las normas de diseño. Se partirá

de la investigación básica conceptual sobre los principios básicos del fuego, de los

componentes de una alarma de incendio y de los paneles controladores de la alarma.

Se realizara una guía práctica en donde se ilustraran los elementos que

componen dichos sistemas, además de las normas básicas a seguir a la hora de realizar

diseños de esta clase de sistemas según las especificaciones de estándar 72, por lo que

de manera teórica y esquemática se enunciarán las técnicas y cuidados a seguir para la

elaboración de esta.

15  

Se mostrarán los pasos para realizar el cálculo para escoger los diferentes

dispositivos que componen el sistema. Se mostrara el procedimiento para la elección de

las baterías que alimentaran el sistema de alarma.

Así mismo se realizara una inspección de pruebas a una alarma contra incendio

ya existente, en la cual se seguirán los pasos a seguir según la norma 72 de la NFPA,

con el fin de determinar si el sistema estudiado funciona de acuerdo a esta norma ya

mencionada.

Por tal razón se tendrá un trabajo teórico-práctico tal como se menciono al

inicio, en este se aprenderán tanto los conceptos como los procedimientos necesarios

para realizar el diseño de una alarma contra incendio según las normas de la NFPA.

16  

CAPITULO 2: Combustión

El concepto de combustión se describe como un proceso auto sostenido de oxidación rápida

de un combustible que se caracteriza por el desprendimiento de calor acompañada de humo,

llamas o de ambos. Al ser la combustión una oxidación, habrán de intervenir, para que ésta se

produzca, un material que se oxide, al que llamaremos combustible, un elemento oxidante, que

llamaremos comburente y una cierta cantidad de energía, que llamaremos energía de activación.

2.1 Combustible, comburente y energía de activación

2.1.1 Combustible.

Sustancia que en presencia de oxígeno y aportándole una cierta energía de activación, es

capaz de arder. Los combustibles pueden clasificarse, según su naturaleza, en:

• Combustibles sólidos: Carbón mineral, madera, plástico, textiles, etc.

• Combustibles líquidos: Productos de destilación del petróleo (gasolina, gas-oil,

fuel-oil, aceites, etc.), alcoholes, disolventes, etc.

• Combustibles gaseosos: Gas natural, metano, propano, butano, etileno,

hidrógeno, etc.

2.1.2 Comburente.

Elemento en cuya presencia del combustible puede arder. De forma general, se

considera al oxígeno como el comburente típico. Se encuentra en el aire en una

concentración del 21% en volumen.

17  

Existen otros, tales como el ácido perclórico, el ozono, el peróxido de hidrógeno,

etc. Los combustibles que presentan un alto número de átomos de oxígeno en su

molécula no necesitan comburente para arder (peróxidos orgánicos).

2.1.3 Energía de Activación.

Es la energía necesaria para que la reacción se inicie. Las fuentes de ignición que

proporciona esta energía pueden ser: sobrecargas o cortocircuitos eléctricos,

rozamientos entre partes metálicas, equipos de soldadura, estufas, reacciones químicas,

chispas, etc.

2.2 Tipos de combustión

En función de la velocidad en la que se desarrollan las combustiones, se

clasifican de la siguiente manera.

• Combustiones lentas: Se producen sin emisión de luz y con poca emisión de

calor. Se dan en lugares con escasez de aire, combustibles muy compactos o

cuando la generación de humos enrarece la atmósfera, como ocurre en sótanos y

habitaciones cerradas. Estas son muy peligrosas, ya que en el caso de que entre

aire fresco puede generarse una súbita aceleración del incendio, e incluso una

explosión.

• Combustiones rápidas: Son las que se producen con fuerte emisión de luz y

calor, con llamas. Cuando las combustiones son muy rápidas, o instantáneas, se

producen las explosiones. Cuando la velocidad de propagación del frente en

llamas es menor que la velocidad del sonido (340 m/s), a la explosión se le llama

deflagración. Cuando la velocidad de propagación del frente de llamas es mayor

que la velocidad del sonido, a la explosión se le llama detonación.

18  

2.3 Resultados de la Combustión

Estos se clasifican de la siguiente manera:

• Humo: Aparece por una combustión incompleta, en la que pequeñas partículas

se hacen visibles, pudiendo impedir el paso de la luz. El humo puede ser

también inflamable, cuando la proporción de oxígeno y calor es la adecuada. Es

irritante, provoca lagrimeo, tos, estornudos, etc.

• Llama: La llama es un gas incandescente. Arderán siempre con llama los

combustibles líquidos y gaseosos. Los combustibles líquidos se volatilizan,

debido al calor y la elevada temperatura de la combustión, inflamándose y

ardiendo como los gases. Los combustibles sólidos arderán con llama cuando se

produzcan, por descomposición, suficientes compuestos volátiles, como sucede

con las grasas, las maderas, etc.

• Gases: Los gases son el producto resultante de la combustión. Pueden ser

tóxicos, constituyendo uno de los factores más peligrosos de un incendio. El

monóxido de carbono (CO) es un gas tóxico, incoloro, inodoro e insípido, que se

produce en combustiones incompletas. Reacciona con la hemoglobina

impidiendo el transporte de oxígeno a través de la sangre. Su inhalación puede

ser mortal. El dióxido de carbono (CO2) es el gas típico de la combustión. No es

venenoso, aunque desplaza el oxígeno del aire pudiendo producir la muerte por

asfixia.

19  

2.4 Métodos de transmisión del calor

En el estudio del fuego, es muy importante saber cómo actúa el calor y como se

transmite, ya que es la causa más común de los incendios y de la expansión de los

mismos.

Las principales formas de propagación son:

• Conducción: Intercambio de calor que se produce de un punto a otro por

contacto directo a través de un medio conductor. Ejemplo: Si se calienta el

extremo de una barra metálica, al cabo de un rato el otro extremo también se

habrá calentado.

• Convección: Es el proceso de transmisión del calor a través de movimientos del

aire. Estas corrientes de aire se producen debido a que el aire caliente pesa

menos, por lo tanto se encontrará en los niveles más altos y el aire frío pesa

más, encontrándose en los niveles más bajos.

• Radiación: Es el proceso de transmisión de calor de un cuerpo a otro a través de

un espacio. El calor radiado no es absorbido por el aire, por lo que viajará en el

espacio hasta encontrar un cuerpo opaco que sí lo absorba. El calor radiado es

una de las fuentes por las cuales el fuego puede extenderse. Hay que prestar

mucha atención, a la hora del ataque, a aquellos elementos que puedan transmitir

el calor por este método. El calor del sol es el ejemplo más significativo de

radiación térmica.

2.5 Métodos de extinción de incendios

Los métodos de extinción de incendios se dividen de la siguiente manera:

20  

• Enfriamiento: Es la reducción de temperatura presente en el proceso del fuego

y hace que la misma caiga por debajo de su punto de inflamabilidad.

• Sofocación: Es la reducción del oxígeno presente en el aire o atmósfera. Esto se

logra en un principio, envolviendo el incendio en forma tal que no haya

circulación de vapor y aire y/o aplicando un gas inerte que no alimente la

combustión y que sea más pesado que el aire para que lo desplace. Esto se logra

en un principio con Bióxido de Carbono.

• Remoción: Es la eliminación del material combustible en forma directa,

apartando del fuego el material combustible, o separando los vapores del

combustible. Esto se logra en un principio con, Polvo Químico Seco, Espuma.

• Inhibición química de la llama: Es la eliminación de los radicales libres

desprendidos en la descomposición química del material que se quema. Esto se

logra en un principio con, Polvo Químico (P.Q.)

2.6 Triángulo y Tetraedro del fuego

El fuego no puede existir sin la conjunción simultánea del Combustible (material

que arde), comburente (oxígeno del aire) y de la energía de activación (chispas

mecánicas, soldaduras, fallos eléctricos, etc.). Si falta alguno de estos elementos, la

combustión no es posible. A cada uno de estos elementos se los representa como lados

de un triángulo, llamado Triangulo del Fuego, que es la representación de una

combustión sin llama o incandescente.

Figura 2.1 Triangulo de fuego

21  

Existe otro factor, "reacción en cadena", que interviene de manera decisiva en el

incendio. Si se interrumpe la transmisión de calor de unas partículas a otras del

combustible, no será posible la continuación del incendio, por lo que ampliando el

concepto de Triángulo del Fuego a otro similar con cuatro factores obtendremos el

Tetraedro del Fuego, que representa una combustión con llama.

Figura 2.2 Tetraedro del fuego

2.7 Fases del fuego

Las fases del fuego se dividen de la siguiente manera:

• Fase incipiente: En la primera fase, el oxígeno contenido en el aire no ha sido

significativamente reducido y el fuego se encuentra produciendo vapores de agua H20,

bióxido de carbono (CO2), bióxido de azufre (SO2), monóxido de carbono (C02). Se

caracteriza porque no hay llamas, hay poco humo, la temperatura es baja y se genera

gran cantidad de partículas de combustión.

• Fase de libre combustión: Durante esta fase el aire rico en oxígeno es lanzado hacia

la llama. Los gases calientes se expanden lateralmente desde el techo hasta abajo

forzando el aire frío hacia niveles inferiores, la aspiración de este aire caliente puede

lesionar los pulmones. 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

22  

puede variar, pero generalmente se desarrolla la cuarta etapa en cuestión de segundos.

EDUCADOR

• Fase Latente: La llama puede dejar de existir si el área confinada es cerrada

suficientemente. A Partir de este momento la combustión es reducida a ascuas

incandescentes y el local se puede llenar de humo muy denso y mucha presión.

2.8 Clasificación de los fuegos

• Fuego clase A: Son aquellos que se producen en materias combustibles, comunes y

sólidas como madera, papeles, cartones, textiles, plásticos, etc. Cuando estos

materiales se queman, dejan residuos en forma de brasas o cenizas. El símbolo que se

usa es la letra A, en blanco, sobre un triángulo con fondo verde.

• Fuego clase B: Estos son producidos por combustibles líquidos inflamables como

petróleo, bencina, parafina, pinturas, alcohol etc. También se incluyen en este grupo,

el gas licuado y algunas grasas utilizadas en la lubricación de máquinas. Estos fuegos,

a diferencia de los anteriores, no dejan residuos al quemarse. Su símbolo es una letra

B en color blanco, sobre un cuadrado con fondo rojo.

• Fuego Clase C: Estos son comúnmente identificados como “fuegos eléctricos”. En

forma más precisa, son aquellos que se producen en “equipos o instalaciones bajo

carga eléctrica”, es decir, que se encuentran energizados. Su símbolo es la letra C en

color blanco, sobre un círculo con fondo azul.

• Fuego Clase D: Son producidos por polvos o virutas de aleaciones de metales

livianos como aluminio, magnesio, etc. Su símbolo es la letra D de color blanco, en

una estrella con fondo amarillo.

23  

• Fuego clase K: Es aquel fuego que se produce y se desarrolla en los extractores y

filtros de campanas de cocinas, donde se acumula la grasa y otros componentes

combustibles que alcanzan altas temperaturas; estas producen combustión

espontánea. Su símbolo es un cuadrado de color negro con una K de color blanco en

su interior.

24  

CAPITULO 3: Sistemas de detección y de alarma contra

incendio

Una persona en sus cinco sentidos puede funcionar como un detector de

incendio, sin embargo no en todos los casos como un sistema de alarma. Esta persona

puede entrar en pánico y no ser capaz de notificar a las demás personas sino hasta que

ya sea muy tarde para evacuar el edificio y poder controlar el fuego.

Es por esto que esto que los sistemas de detección y alarma de incendio son

diseñados e instalados de acuerdo con el código “NFPA 72”, el “Código Nacional de

Alarmas contra Incendio”.

Estos sistemas solo notifican a los ocupantes del edificio que hay un incendio,

ya que no son sistemas diseñados para controlar ni extinguir un incendio. El objetivo

principal de estos sistemas es el de proveer una notificación tanto local como remota

para que se pueda llevar a cabo la evacuación del edificio. Aunque se puede dar el caso

que el incendio se propague rápidamente independientemente de que la alarma se haya

activado correctamente a tiempo. Por tal razón es que se recomienda la instalación tanto

de los sistemas de detección y alarma, como el de sistemas de protección de incendio a

base de agua en los cuales mediante la instalación de rociadores automáticos pueden

controlar el incendio, logrando salvar vidas y bienes.

El código NFPA 72 reconoce siete tipos de alarmas contra incendio, las cuales

se citan a continuación:

1. Sistemas de alarma contra incendio de uso residencial

2. Sistemas de alarma contra incendio en premisas protegidas

3. Sistemas de alarma por medio de comunicación de voz

25  

4. Sistemas de alarma contra incendio auxiliares

5. Sistemas de alarma contra incendio de supervisión remota

6. Sistemas de estaciones centrales

7. Sistemas de estaciones supervisadas por el propietario

3.1 Sistemas de Alarma contra Incendio de uso Residencial

La mayoría de muertes ocasionadas por incendios se dan en el sector

residencial. Esto no es porque este sector sea más peligroso que una industria, sino

porque la actitud de la gente es diferente. En la industria la mayoría del personal está

entrenado o por lo menos consciente de que un incendio puede ocurrir en cualquier

momento, lo que hace que se tenga una actitud de precaución hacia las posibles fuentes

de un incendio. Como en el hogar no se tienen protocolos de prevención contra

incendio, se dan estos tipos de descuidos haciendo que lo mencionado anteriormente sea

una realidad.

En la norma 13 de la NFPA 2002 se reportan las fuentes principales de incendio

en zonas residenciales.

• 36% Fumar sin cuidado (Cigarrillos mal apagados)

• 25% Explosiones de combustibles (Cocinas a gas, Calentadores de

Keroseno, Chimeneas)

• 15% Fuego de objetos incandescentes (candelas, fósforos)

• 14% Sobre cargas de dispositivos eléctricos y cortocircuitos

• 7% Calentamiento de Objetos (sartenes, equipos eléctricos)

• 3% Otros

26  

3.2 Requerimientos para alarmas contra incendio de uso residencial

Como mínimo la norma NFPA 72 requiere:

• Al menos un detector-alarma localizado en cada nivel de la residencia

• Un detector-alarma localizado en cada cuarto

• Un detector-alarma localizado en el corredor de afuera del área de

dormitorios

• En residenciales que tienen niveles intermedios como se muestra en la

figura 3-1, solo es necesario poner un detector-alarma para ambas

elevaciones del cielo, esto porque el humo es libre de distribuirse entre

los dos niveles.

Figura 3.1 Ubicación de detectores de humo residenciales1

3.3 Distribución de Detectores-Alarmas

                                                            1 Figura A.11.5.1 [2]

27  

En la figura 3.2 se muestra el esquema más utilizado en las instalaciones

residenciales, en este se pueden conectar hasta 18 dispositivos de accionamiento

individual.

Estos se conectan directamente de la línea de alimentación eléctrica de la

casa (120V, corriente alterna). Como se menciono anteriormente la NFPA 72

permite la conexión de máximo 18 dispositivos, incluyendo hasta 12 alarmas de

humo en serie. En edificaciones nuevas se deberá conectar de forma que todas

las alarmas suenen al mismo tiempo al activarse una de estas.

Las nuevas tecnologías han desarrollado detectores que vienen con una

batería incluida para el caso de falla en la línea de alimentación. Los cuales son

recomendados por la NFPA 72.

Figura 3.2 Circuito de Detectores/Alarmas

Sin embargo el tipo de conexión mostrado en la figura 3.2 no es el único tipo

utilizado, cuando se implementa el uso de paneles de control se logra una conexión más

sofisticada y confiable. En la figura 3.3 se muestra este tipo de conexión en donde el

panel de control monitorea constantemente la integridad de cada circuito. Con este tipo

de conexión se puede conectar hasta un máximo de 64 detectores, los cuales pueden

estar ubicados en lugares diferentes a los centros de notificación. Con esta conexión se

gana confiablidad en el sistema, ya que está equipado con la opción de una segunda

28  

fuente de alimentación, una señal de notificación remota la cual puede conectarse a un

centro de mando para que la ayuda llegue más rápido al sitio del incendio y además

cuenta con señalización de falla, la cual notifica el mal funcionamiento de alguno de los

circuitos.

Figura 3.3 Alarma con panel de control

Otro arreglo permitido pero no recomendado por la NFPA 72 es la

implementación de dispositivos alimentados únicamente por baterías, sin conexión a la

línea de electricidad de la residencia. Este no es recomendable porque en la mayoría de

los casos los usuarios no le dan el requerido mantenimiento. Al agotarse una batería en

la mayoría de los casos no se cambia por una nueva inmediatamente. Lo que hace que

por negligencia del usuario el sistema contra incendio falle y no esté disponible al

momento de una verdadera emergencia.

29  

3.4 Dispositivos detectores

Los detectores de humo son muy efectivos en el uso residencial, ya que este tipo de

incendios usualmente antes de que la llama sea evidente primero pasan por la etapa de

emanación de humo. Por ejemplo un caso muy típico de causa de incendio en un

residencial es el dejar descuidadamente un cigarrillo encendido, en este caso antes de

iniciarse el fuego el detector de humo alertara a los habitantes de la presencia del humo.

Por lo que el detector de humo alertara antes de que se propague el incendio de manera

incontrolable.

Esta clase de detectores son dispositivos muy efectivos siempre y cuando sean

ubicados correctamente. Una incorrecta localización producirá alarmas indeseadas y

erróneas. Por ejemplo si uno de estos dispositivos se coloca cerca de chimeneas, garajes

o cocinas, estos detectores se podrían estar activando con frecuencia e indebidamente.

Estos también son activados en ambientes con exceso de vapor, por lo que no se

recomienda su ubicación directa en baños, cuartos de duchas o saunas.

3.5 Notificaciones sonoras

3.5.1 Intensidad sonora

Estas notificaciones se miden en decibeles (dB), el cual es la unidad de intensidad

de sonido a una distancia determinada. Si se tienen dos niveles de sonido P1 y P2, y si se

considera que P1 es N decibeles mayores que P2, se tiene que cumplir la siguiente

relación:

10 log (3-1)

30  

En el caso de las notificaciones de las alarmas contra incendio estas deberán ser

capaces de emitir un sonido suficiente como para despertar a un habitante dormido. Para

esto la notificación deberá ser una señal de 15 dB mayor al nivel del sonido ambiente.

Para verificar que esto se cumpla se deberá realizar una medición del sonido ambiental

del lugar a donde se esté instalando la alarma. Para el caso residencial el nivel máximo

de ruido que se podría tener es de 55 dB.

Y en el caso que se tengan obstáculos como paredes en medio o puertas, se tendrá

que tomar como una reducción de 15 dB a la señal audible, esto para puertas y en el

caso de paredes de deberá tomar una reducción mayor, dependiendo del grosor de la

pared o muro.

3.5.2 Sincronización de la notificación

Otro requerimiento dictado por la NFPA 72 para este tipo de notificaciones, es que

todos los dispositivos de alarma suenen al mismo tiempo al activarse al menos uno de

los detectores. Dando así alerta a todos los habitantes aunque la alarma de incendio solo

se haya dado en una parte de la residencia, esto para hacer que todos los habitantes

empiecen la evacuación antes de que el incendio se propague a todos los demás lugares

de la residencia.

3.5.3 Duración de la notificación

La NFPA 72 obliga a que la alimentación de estos dispositivos sea capaz de

entregar la suficiente energía para alimentar el sistema un mínimo de cuatro minutos.

31  

Esto tanto para los sistemas alimentados con baterías como para los alimentados de una

fuente de corriente alterna.

3.5.4 Estandarización de la señal notificadora

Desde la NFPA 72 (1996) es requerido que la señal de alarma sea una señal

estandarizada. Tal como se muestra en la figura, esta señal será constituida por tres

pulsos temporales, ya que este tipo de señales es más fácil de identificar para el oído

humano que una señal continua. Esta estandarización se hizo efectiva desde julio de

1997.

Figura 3.4 Señal audible estandarizada2

En el caso de personas discapacitadas las cuales no cuentan con el sentido del

oído existe una legislación internacional encargada de hacer velar por la seguridad de

estas personas discapacitadas, ADA (Americans with Disabilities) “Estado Unidenses

con Discapacidades”. Por lo que para este tipo de personas la NFPA y la ADA obligan a

que a estas personas tengan el derecho de una señal de incendio especial. De acuerdo a

estas dos organizaciones estas personas serán notificadas con el uso de luces

                                                            2 [2] Figura A.6.8.6.4.1  

32  

estroboscopicas o el uso de notificadores táctiles; estos se situaran en las almohadas, los

cuales generan una señal vibratoria capaz de despertar al individuo en caso de incendio.

3.5.5 Alarma de emergencia de comunicación por voz

Este tipo de alarmas se utilizan para dar instrucciones de evacuación en el caso

de un incendio en edificio de muchos pisos. Esta alarma se activa dando indicaciones de

cómo realizar la evacuación y por donde en cada piso, esto para que el proceso se haga

lo mas ordenadamente posible y cause el menor caos posible.

Existen dos tipos básicos de alarmas por vos:

• Alarma por voz (Como se muestra en la figura 3.5, esta es un mensaje el cual se

graba en el panel de control para que en el caso de un incendio, esta grabación

dicte las instrucciones precisas de evacuación.)

• Sistema de telefonía de los bomberos (Este sistema permite la comunicación a

dos vías entre los bomberos en las diferentes zonas de evacuación)

Figura 3.5 Alarma por voz3

                                                            3 [1] 

33  

Figura 3.6 Sistema de telefonía de bomberos

3.6 Premisas protegidas con sistemas de alarma contra incendio

Estas son edificios o bodegas de gran tamaño las cuales son supervisadas por un

sistema de detección y de alarma contra incendio. Este tipo de edificios y bodegas

cuentan con estos sistemas especializados en la detección y alarma de incendio debido a

su gran tamaño y gran cantidad de personas que se encuentran dentro de estos, por lo

que se implementa un sistema más especializado y eficiente para que a la hora de un

incendio se pueda controlar debidamente. Estos cuentan con sistema el cual provee de

iniciación, notificación, y control. Este sistema de monitoreo se puede encontrar tanto

dentro del edificio o afuera de este. El diagrama de este sistema se muestra en la figura a

continuación.

34  

Figura 3.7 Sistema de supervisión

Los objetivos de estos sistemas de alarma contra incendio son los siguientes:

• Protección de la vida (evacuación o reubicación)

• Protección de la propiedad (notificación temprana para así combatir el fuego con

extinguidores o con el sistema de rociadores automáticos)

• Control de sistemas y equipos mecánicos (desconectando el equipo eléctrico y

sistemas de alto voltaje, iniciando la presurización de las escaleras de

emergencia, controlando el ascensor, quitando el seguro a las puertas, activando

los sistemas de rociadores automáticos de agente limpio)

• Monitoreando los procesos peligrosos (observación de procesos explosivos,

apagando los sistemas de gases tóxicos y dando señales de cuidado en todas

estas aéreas)

• Supervisar el sistema de alarma (monitoreando fallas en los circuitos o fallas a

tierra)

35  

• Investigación y predicción de incendios (haciendo una correcta ingeniería contra

incendio, investigando los materiales que se manejan en cada lugar dando

soluciones prácticas para combatir cada tipo de incendio)

• Monitoreo de la presión de la tubería contra incendio, de las posiciones de las

válvulas, y de los sensores de flujo del sistema de tuberías contra incendio.

• Control de los ascensores

3.7 Sistema municipal auxiliar de alarma contra incendio

Este tipo de sistemas se muestran en la siguiente figura, este consiste en

interruptores manuales distribuidos a lo largo de una cuidad o parte de una cuidad, cada

interruptor está conectado al Departamento de Bomberos local mediante un circuito en

paralelo. Cada interruptor tiene un único código, para que al activarse uno, el

departamento de bomberos pueda interpretar este código y puedo tener la exacta

localización de la emergencia. Sin embargo a través del tiempo este sistema es cada vez

menos usado, debido a que en la actualidad la mayoría de edificios cuentan con sus

propias alarmas contra incendio.

Figura 3.8 Diagrama de distribución de interruptores manuales

36  

3.8 Estaciones centrales de sistemas de alarma contra incendio

Este tipo de estaciones se muestran en la figura 3.9, en donde un sistema es

supervisado constantemente por una compañía privada de monitoreo contra incendio.

La señal de la alarma contra incendio es transmitida a la estación central, en donde se

analiza esta y en caso de ser verídica se envía una unidad de bomberos hasta la

localidad.

Figura 3.9 Unidades manuales de activación

37  

3.9 Alimentación de las alarmas contra incendio

Todos los paneles de los sistemas de alarmas contra incendio deben cumplir con el

código NFPA 72. Este exige que los paneles deben ser alimentados por dos fuentes

independientes de energía.

Fuente primaria Esta deberá ser la fuente de 120 V de corriente alterna, la cual llega a

todos los edificios, casas, bodegas, etc. Aunque este nivel de voltaje no es totalmente

constante debido a tormentas eléctricas, o por deficiencias del sistema, es recomendado

pero no obligatorio por la NFPA 72 el uso de reguladores de voltaje y supresor de picos,

esto para garantizar el correcto funcionamiento del panel de control y evitar un posible

daño por alguna de estas situaciones. El uso de estos supresores no es obligatorio por la

NFPA 72, sin embargo la publicación UL 864 (Laboratorios Underwriter’s) lo exige,

para cumplir con esta norma requiere la instalación de un supresor de picos en cada

panel de alarma contra incendio.

Fuente secundaria Se deberá proporcionar de una segunda fuente de alimentación la

cual podrá ser una batería recargable, o un generador. La fuente secundaria entrara a

funcionar 30 segundos después de la detección de la falta de energía en la fuente

primaria.

Esta fuente secundaria además deberá cumplir con:

• Deberá ser suficiente para operar el sistema en modo de supervisión por un

mínimo periodo de 24 horas para una supervisión local, o de estación

central. Y un periodo de 60 horas si es una estación remota de supervisión.

En este caso las luces del panel estarán apagadas, y solo se tendrá encendida

la luz que informa la falta de energía en la fuente primaria.

38  

• Después de 24 horas de uso de la batería secundaria en modo de supervisión

deberá ser capaz de inicializar una alarma de evacuación por 5 minutos. Los

sistemas de alarma por voz deberán ser capaces de operar con la fuente

secundaria por 15 minutos, y los sistemas telefónicos de los bomberos

deberán ser capaces de funcionar por un periodo no menor a 2 horas con un

uso intermitente.

3.10 Notificaciones de un sistema de alarma contra incendio

Los sistemas de alarma contra incendio deberán ser capaces de emitir los

siguientes tipos de alarmas según su función:

• Las alarmas contra incendio deben ser fácilmente distinguibles de los sonidos

del ambiente de las edificaciones, y estas se deberán usarse para no otro

propósito que el de alertar a las personas en el caso de un incendio.

• Señal de falla, sean audibles o visibles estas deberán hacer saber de una manera

clara y entendible el tipo de falla que se esté presentando en el sistema, sea una

falla a tierra, un terminal desconectado, baja batería, o detectores dañados.

• Señales de supervisión, estas deberán proveer información acerca del estado del

sistema que está siendo supervisado, como por ejemplo la posición de las

válvulas de los rociadores, presión de la tubería de incendio o nivel de agua en el

tanque de la bomba contra incendio. Estas deberán proveer información tanto del

funcionamiento normal como del mal funcionamiento de alguno de estos.

• Una pre señal, este tipo de señal si bien podría brindarlo el sistema contra

incendio, no es recomendado por la NFPA 72, ya que este es el tipo de señal que

es enviada a un cuarto de control en caso de emergencia, esta señal se envía para

39  

que el encargado de controlar estas situaciones del edificio tome la decisión de

activar o no, en todo el edificio la alarma contra incendio. Esto no es

recomendado ya que se necesita del factor humano, el cual en situaciones de

pánico no es muy confiable.

3.11 Dispositivos de iniciación de la alarma contra incendio

Una alarma contra incendio consta de tres dispositivos fundamentales, los

dispositivos de activación, un dispositivo notificador y un panel de control. Los

dispositivos activadores son los elementos que dan origen a una señal, esta es enviada al

panel de control; en este es interpretada activando los dispositivos notificadores como

sirenas, luces estroboscopicas, timbres, etc. Esto para hacer informar a los ocupantes de

la emergencia.

3.11.1 Dispositivos de activación manual

Las estaciones activadoras de operación manual necesita la acción de un

individuo para poderse activar la notificación en el caso de una emergencia. La señal se

transmite al panel de control, en el cual se activan los respectivos notificadores.

Estos dispositivos solo pueden ser utilizados en edificaciones donde siempre se

tenga personal humano, que en el caso de una emergencia active la alarma. Se tiene

varios tipos de dispositivos manuales, entre los cuales se tienen:

• Estaciones codificadas o no codificadas

• Estaciones generales o pre-activadas

• Estaciones de acción simple o doble acción

• Estaciones protegidas con vidrio o sin vidrio

40  

Estaciones codificadas o no codificadas

Las estaciones codificadas envían un grupo de pulsos únicos y distanciados

cierto tiempo uno del otro, para que así el panel de control pueda interpretar el lugar

exacto donde fue activado el dispositivo activador, de esta forma se puede enviar ayuda

a esta área específica reduciendo los posibles daños.

Sin embargo la gran mayoría de estas estaciones son no codificadas, lo que

significa que la señal enviada al panel de control no es diferente que la de los demás,

por lo que no se puede saber en qué lugar se está dando la emergencia. Una técnica muy

usada es alimentar estas estaciones con un mismo circuito por piso, así si se activa uno

de los dispositivos, se podrá saber en qué piso se está dando la emergencia. Estas

estaciones se deben instalar a una distancia de 60.96m (200 pies) máximo una de otra.

Estaciones generales o pre-activadas

La mayoría de las estaciones activadoras son del tipo general, ya que por su

simplicidad y eficacia son preferidas por los ingenieros contra incendio. Estas apenas

una persona la active, la alarma empezara a sonar alertando a todos los usuarios.

La de tipo pre-activada, al ser activada por una persona esta envía una pre señal

al panel de control, el cual alerta al encargado de seguridad de incendio que una

estación fue activada, esta persona verifica la emergencia y si es verdad entonces

introduce una llave a la estación activadora y esta activa la alarma.

41  

3.12 Detectores automáticos de incendio

Aunque un detector de incendio no posee los cinco sentidos de un ser humano,

este puede llegar a ser más efectivo que un ser humano, esto si se encuentra bien

diseñado, instalado y en buenas condiciones.

Para lograr esto se debe cumplir con ciertas especificaciones básicas:

• Protección Cuando un detector es susceptible a posibles golpes, se deberá

proteger con una jaula o una caja especial.

• Cableado El cableado de los detectores de incendio deberá cumplir

estrictamente con las normas de la NFPA 70 (El Código Eléctrico Nacional).

• Soportería: Todos los cables, ductos, cajas de unión y detectores deberán ir

sujetados de la estructura del edificio, tal como lo muestra la figura 3.10. En

el caso que se esté trabajando con cielo suspendido el detector se puede

instalar con tubería flexible como la EMT, siempre y cuando se instalen los

soportes respectivos en el cartón del cielo suspendido. En el caso que sea

cielo de gypsum se deberá instalar como se muestra en la figura 3.10.

• Interacción con el canal de humo Como se puede notar en la figura 3.11, los

detectores se deben colocar a los lados de las fuentes de humo. Ya que de

esta forma se asegura el correcto desempeño del detector, ya que en esa zona

es donde el humo viaja a la mayor velocidad.

42  

Figura 3.10 Soportería para los detectores contra incendio

Figura 3.11 Ubicación de detectores de humo

• Acceso a pruebas Estos sistemas deberán tener un fácil acceso al tablero de

pruebas. La norma NFPA 72 recomienda que para detectores que se

encuentren en lugares de difícil acceso, tal como el ejemplo de un basurero

43  

mostrado en la figura 3.12, se deberá colocar el tablero de pruebas a una

distancia de 1.524 m (5 pies) desde el nivel de piso terminado.

Figura 3.12 Ubicación de los detectores y controles en lugares de difícil acceso

• Evaluación del recinto Se deberá hacer una evaluación de las condiciones de

humedad, temperatura, polvo, presión, luz, y circulación de aire en el lugar

donde se tengan instalados los dispositivos. Ya que estas pueden afectar el

correcto desempeño de los detectores, por lo que en casos extremos se

deberán escoger dispositivos que si cumplan su desempeño en las diferentes

condiciones.

• Identificar los puntos específicos de peligro A la hora del diseño se deberá

tener en cuenta los puntos de peligro conocidos. Esto para especificar

correctamente la ubicación de los detectores teniendo en cuenta el penacho y

el canal del humo.

• Predicciones del incendio El diseñador deberá estudiar y evaluar las posibles

fuentes de incendio, esto para seleccionar el correcto equipo de detección

44  

contra incendio. Para esto los ingenieros contra incendio usan modelos

computarizados para poder realizar estas evaluaciones.

3.12.1 Comparación de detectores

Entre los detectores de incendio se tienen:

• Sensores de calor

• Sensores de partículas de humo

• Sensores de radiación de energía emitida por una llama

• Sensores de gas

• Sensores de presión

Tabla 3.1 Comparación entre detectores

Tipo de

Detector

Tiempo de

Respuesta

Probabilidad

de Alarmas

Indeseadas

Costo Relativo Aplicación

Calor Lento Baja Bajo Espacios con

incendios de

tipo

flameante

Humo Rápido Mediana Mediano Espacios con

incendios de

tipo

humeantes

Llama Muy Rápido Alto Alto Espacios con

materiales

45  

muy

inflamables

Aspiración

de

Partículas

Rápido Mediano Alto Espacios

abiertos, con

presencia de

polvo

En situaciones especiales pueda que no se necesite uno de los citados

anteriormente, sino que se necesite un detector especial para la situación que se esté

manejando. Por ejemplo en lugares donde se trabaja con gas natural licuado, al haber

una fuga este gas sale a muy bajas temperaturas por lo que será necesario un detector de

baja temperatura. Para así poder dar alerta de una posible fuga, de manera que este actué

junto con una alarma o con un sistema de rociadores de agente limpio previniendo un

incendio.

3.12.2 Detectores de calor

Existen dos tipos de detectores de calor, el tipo empotrado y el tipo línea. Los

empotrados miden la temperatura de los gases en el cielo del techo en un punto

especifico, estos puede ser de tipo “tasa de aumento”, “temperatura establecida” o de

“tasa compensada”.

Tasa de Aumento

Este tipo de detector será accionado solo si la temperatura censada aumenta más

rápido que una tasa de aumento predeterminada. Este tipo de detector de muestra en la

figura 3.13; cuenta con orificio de alivio el cual es el que regula la tasa de aumento

46  

predeterminada, por lo que este tipo de detectores no se accionara ante un amento lento

de temperatura. En presencia de un incendio la temperatura en la cámara de aire

aumenta, causando que el aire se expanda más rápidamente que la capacidad de alivio

del orificio, por tal razón el diafragma se expande y hace que los contactos cierren el

circuito que va hasta el panel de control.

Figura 3.13 Detector de tasa de aumento

Temperatura establecida

Este detector se acciona cuando la temperatura llega a un nivel determinado. Esto se

logra mediante una unión de dos metales, tal como lo muestra en la figura 3.14. Esta

unión bimetálica consiste en dos metales los cuales se expande a diferente ritmo, el

material 1 se expande una velocidad de X mm/s y el material 2 se expande a una

velocidad de (X+N) mm/s, causando que la unión se doble y haga contacto, cerrando el

circuito del panel de control.

47  

Figura 3.14 Detector de temperatura establecida

Tasa compensada

La principal característica de este tipo de detectores es que pueden compensar el

desfase térmico de los materiales. El desfase térmico consiste en la diferencia de

velocidad de transferencia térmica que existe entre los diferentes materiales que forman

un detector, tal efecto se ilustra en la figura 3.15.

Figura 3.15 Detector de tasa compensada

48  

Un detector de tasa compensada, como el mostrado en la figura 3.16. Consiste

en una carcasa exterior la cual se expande a una velocidad conocida al ser calentado, y

un material en el interior que al ser calentado se resiste a la expansión. Si la temperatura

se incrementa muy lento el elemento interior se calienta y se resiste a la expansión de la

carcasa exterior. Pero si la temperatura incrementa muy rápidamente el elemento

interior no tiene tiempo de ser calentado, por lo que la carcasa exterior se expande hasta

que se toquen los contactos y suene la alarma. Si la temperatura se incrementa muy

lentamente pero llega a un nivel muy grande y ambos elementos se calientan, el detector

se comporta como uno del tipo de temperatura establecida.

Figura 3.16 Funcionamiento de detector de tasa compensada

Detector lineal

Los detectores tipo línea pueden ser tanto de tipo eléctricos como neumáticos;

pueden ser seleccionados de tipo “tasa de aumento” o “temperatura establecida”. Estos

cubren toda el área por el cual se haga pasar la línea. Estos son de gran utilidad para

usar en ductos de cables o lugares de dimensión lineal. El detector eléctrico lineal

consiste como muestra la figura 3.17, en dos conductores separados por un material

sensible al calor. Cuando este material se calienta por un agente externo, este se derrite

provocando un corto-circuito, lo que hace que la señal se active.

49  

Figura 3.17 Detector lineal

En la figura 3.18 se muestra como se debe colocar este tipo de detectores en

aplicaciones como ductos de cables en industrias o cintas transportadoras. Ya que en los

ductos de cables se puede dar un cortocircuito, lo que provoca una sobre corriente y una

elevación de la temperatura provocando un incendio. Si se cuenta con un detector de

este tipo colocado de esta manera, la alarma se activara y notificara a los ocupantes la

emergencia. En el caso de la cinta transportadora, al darse un desperfecto se puede

trabar la cinta creando una alta fricción entre esta y el transportador, resultando que la

cinta se encienda en llamas. Un sistema de alarma de este tipo avisara al supervisor de

la emergencia y apagara al transportador para que se pueda dar el proceso de supresión

del fuego.

Figura 3.18 Aplicación de los detectores lineales

50  

Los detectores lineales de tipo neumáticos consisten en pequeños tubos de cobre

con aire presurizado dentro de ellos. Al calentarse el tubo el aire dentro del mismo se

expande aumentando la presión en los tubos. Al llegar hasta cierto nivel de presión el

panel de control activa la alarma.

Detectores sensibles al humo

Entre estos detectores se tienen los siguientes tipos:

• Detector de humo de ionización

• Detector de humo de luz fotoeléctrica de dispersión

• Detector de humo de luz fotoeléctrica de obscurecimiento

• Detector de humo de aspiración de aire de muestreo

• Detector de humo de haz lineal

• Detector de humo de ducto

Detector de humo de ionización

Como se muestra en la figura 3.19 estos detectores contienen una pequeña

porción de material radioactivo. Este es el encargado de ionizar el aire alrededor de la

electrodo positivo y del negativo. Se mide la conductancia del ambiente en presencia de

aire limpio, este valor se toma como el valor de referencia. Siempre que la conductancia

del ambiente este alrededor de este valor la alarma no se activara. En el caso de un

incendio, las partículas de humo se introducirán entre los dos electrodos, causando que

la conductancia dentro de la cámara se reduzca, esto porque las partículas de humo se

mueven más lentamente y la atracción de estas con los electrodos es menor que las

51  

partículas de aire limpio. Cuando la conductancia es mucho menor que el valor tomado

inicialmente el detector envía una señal al panel de control.

El tiempo de reacción del detector dependen totalmente de la tasa de crecimiento

del incendio, ya que al haber mayor flujo de partículas de humo emanadas por un gran

incendio el detector se activara en menor tiempo que si fuera un incendio pequeño. Pero

la gran ventaja de este dispositivo es que puede captar partículas muy pequeñas de

humo, lo que lo hace un detector muy efectivo. El nivel de radiación mínimo permitido

es dado por la Comisión Regulatoria Nuclear de Estados Unidos (United States Nuclear

Regulatory Commission), por lo que todos estos detectores deben cumplirla en su

totalidad, debido a un posible daño por radiación nuclear.

Figura 3.19 Detector de humo de ionización

En la figura 3.20 se muestra un detector de este tipo, este tipo de detectores tiene

en común una luz LED, la cual indica que esta encendido y los puertos de muestreo, por

donde entran las partículas del ambiente.

52  

Figura 3.20 Detector de ionización

Detector de humo de luz fotoeléctrica de dispersión:

Este tipo de detectores tales como los mostrados en la figura 3.21, proyectan una

luz desde un emisor hasta un sensor de luz. Cuando las partículas de humo son lo

suficientemente densas estas interrumpen el haz de luz y el detector envía una señal al

panel de control.

Figura 3.21 Detector de dispersión

Tal como se muestra en la figura 3.22, un diodo LED emite un haz de luz,

mientras que el sensor no capte la luz del LED se estará en una situación normal. Pero al

53  

introducirse partículas de humo estas son reflejadas para diferentes lugares, por lo que

los rayos de luz del diodo llegaran al sensor, y en un determinado nivel de luz se enviara

la alarma hacia el panel de control. Este tipo de detectores son los mejores para detectar

incendios en lugares donde se tengan materiales que al inflamarse la llama emane

grandes cantidades de humo.

Figura 3.22 Funcionamiento de un detector de dispersión

Detector de humo de luz fotoeléctrica de obscurecimiento

Este tipo de detectores funcionan de manera similar a los de dispersión solo que

en estos tal como se muestra en la figura 3.23 el haz de luz es apuntado directamente al

sensor. Cuando las partículas de humo hacen interferencia entre el haz y el sensor, la

intensidad de luz que llega al sensor es menor, y al ser menor de un nivel determinado el

interruptor envía una señal al panel de control.

54  

Figura 3.23 Funcionamiento del detector de luz fotoeléctrica de obscurecimiento

Figura 3.24 Detector de luz fotoeléctrica de obscurecimiento

Detector de humo de aspiración de aire de muestreo

Este tipo de sistema se utiliza en cuartos eléctricos o de comunicaciones en

donde se tenga equipo de muy alto precio. Ya que este sistema es mucho más costoso

que un detector de empotrar, pero a su vez es cien veces más sensible que este.

Estos sistemas consisten en una serie de tuberías de pequeños diámetros, las

cuales aspiran el aire continuamente hasta una cámara donde es analizado para

encontrar productos de alguna combustión.

55  

Las tuberías se instalan dentro de equipos como gabinetes de servidores,

transformadores, equipos de muy alto costo en general. Al instalar los tubos se hace una

prueba para determinar el nivel normal de concentración de humo, para de esta forma

ajustar el sistema en modo sensitivo o poco sensitivo, todo dependiendo de la aplicación

que se tenga.

Detector de humo de haz lineal

Este tipo de detectores se utilizan en situaciones especiales en donde se presenta

un fenómeno llamado estratificación. Este fenómeno está definido en el código de la

NFPA 92B (Guía de tratamiento de humo en centros comerciales, patios de luz y

grandes áreas), donde define esto como la disposición del penacho de humo a dejar de

elevarse al entrar en contacto con el aire frio de la parte superior del techo, el humo se

mezcla con el aire y por transferencia de calor se enfría llegando a un balance térmico

con la temperatura ambiente del techo. Esto solo se da en casos en donde la temperatura

ambiente en el nivel del techo es mucho más caliente que la temperatura ambiente del

nivel inferior. Este fenómeno se muestra en la figura 3.25, en este ejemplo se tiene el

patio de luz de un hotel, en donde el techo esta hecho de laminas transparentes las

cuales reciben la luz solar todo el día, por lo que la temperatura del cielo es mucho

mayor a la temperatura en los niveles inferiores. Se puede notar que conforme el

penacho del incendio se eleva, su temperatura va decayendo por el efecto térmico del

contacto con el aire frio de los alrededores, la temperatura del humo (Tsmoke) y la

temperatura del cielo (T∞) en los niveles superiores es igual “Tsmoke (humo) = T∞”,

por lo que el penacho de humo deja de elevarse. Es obvio notar que los detectores de

humo situados en el techo nunca notaran la presencia de humo en la localidad.

56  

Figura 3.25 Fenómeno de la estratificación

Por lo que siempre que se dé el fenómeno de la estratificación se deberá utilizar

el “detector de humo de haz lineal”, o utilizar algún método para bajar el nivel de la

temperatura del techo y cancelar este efecto, por lo que el penacho de humo subirá hasta

llegar a los detectores de humo ubicados en el cielo. Pero en este caso la solución puede

ser muy costosa, por lo que es más rentable utilizar el primer tipo de detectores.

Tal y como se muestra en la figura 3.26, constan de un emisor y un receptor, el

emisor envía un haz de luz al receptor de manera similar al “detector de humo de luz

fotoeléctrica de obscurecimiento” al disminuirse la intensidad del haz de llegada al

57  

receptor hasta cierto punto determinado se prosigue a enviar la señal de alerta al panel

de control.

Tal como lo muestra la figura 3.27 estos pueden ser situados paralelos en el

mismo nivel de piso o con cierto ángulo siempre y cuando sea al piso inmediato

superior o inmediato inferior.

Figura 3.26 Detector de humo de haz lineal

Figura 3.27 Ubicación de los detectores de haz lineal

58  

La norma NFPA 92B enuncia un procedimiento para poder demostrar si en una

determinada situación se da el fenómeno de la estratificación. Se debe emplear la

siguiente fórmula:

14.7 ∆∆

/ (3-2)

Donde:

Zm = Altura máxima a la que llegara el penacho de humo (ft)

Qc = Porción del calor convectivo que se emitirá (BTU/s) = 70% del calor total

emanado

∆∆

= Tasa de cambio de la temperatura ambiente con respecto a la altura ( / )

En el código NFPA 92B se listan los distintos valores de Qc para cada localidad

y ∆∆

se mide con un termómetro y un cronometro. Por tanto si el valor de Zm es menor

que la altura del techo de la localidad, el humo se estratificara.

Detector de humo de ducto

En el ducto de entre piso de un edificio generalmente se tienen los sistemas de

calentamiento, ventilación y aire acondicionado, los cuales son los encargados de mover

el aire de fresco dentro de un recinto y de expulsar el aire exhausto hacia afuera del

mismo. Los detectores de humo localizados en ductos como el mostrado en la figura

3.28, examinan el aire dentro de los ductos y envían señales de apagar o cambiar el

flujo de aire al panel de control. Para estos casos de deben utilizar detectores de tipo

fotoeléctrico o ionizante. En ningún caso estos detectores se pueden utilizar como

sustitutos de los detectores de empotrar en el cielo, ya que los detectores de ducto

59  

requieren una mayor cantidad de humo para ser activados, esto porque al estar cerca de

equipos de aire acondicionado estos dispersan el humo en el ducto.

Figura 3.28 Detector de humo de ducto

Una manera muy efectiva de regular el flujo de aire en el ducto es creando una

especie de sándwich de presión. Como se muestra en la figura 3.29, se trata de lograr

una presión negativa en el piso en donde se tiene el incendio; para esto el detector de

ducto se activa al haber presencia de humo en el ducto, ya que este es inyectado al ducto

por el extractor de aire; el detector envía la señal de alarma al panel de control el cual

apaga la inyección de aire en el piso del incendio, y deja encendido el extractor creando

presión negativa; para cerrar el sándwich tanto en el piso de abajo como en el de arriba

se deberá tener de presión positiva, por lo que el panel de control apaga la extracción y

deja trabajando los inyectores, logrando la presión positiva y logrando el sándwich de

presión. Con lo que se logra mantener ventilados con aire fresco los pisos donde no se

tiene incendio, y cortando el suministro de aire al piso donde se tiene el incendio, ya

que el aire fresco ocasionaría un aumento en el nivel de la llama del incendio.

60  

Figura 3.29 Regulación de aire dentro de un ducto

3.12.3 Detectores Sensibles a la Radiación

En este tipo de detectores se tienen los siguientes tipos:

• Detector de rayos ultravioleta (UV)

• Detector de rayos infrarrojos (IR)

• Detectores (UV/IR)

• Detectores de chispa

61  

Detector de rayos ultravioleta (UV)

Este tipo de detectores utilizan un tubo Geiger-Mueller4 para analizar la

radiación emitida por las llamas de un incendio. Estos están diseñados para detectar la

radiación ultravioleta, la cual tiene una longitud de onda menor a los 4000 Angstroms,

tal como se muestra en la figura 3.30. Los incendios cuyas llamas emitan radiación de

esta naturaleza son de llamas de muy alta intensidad, y aunque el detector es capaz de

detectar estas radiaciones a varios cientos de pies de lejanía, la proximidad de estos

detectores a la fuente del incendio es vital, esto para evitar falsas alarmas provocadas

por rayos atmosféricos o arcos de soldadura.

Figura 3.30 Espectro electromagnético

Estos presentan una gran limitación con respecto al clima, ya que su

implementación en climas muy húmedos propicia el crecimiento de hongos en el lente

del tubo, lo que disminuye enormemente su capacidad de detectar las radiaciones

emitidas por un incendio, lo mismo ocurre en ambientes de mucho polvo, en donde este

ensucia el lente afectando el desempeño del detector. Por lo que estos detectores no se

deberán utilizar en ninguno de estos dos tipos de ambiente.

                                                            4 Apéndice 2 

62  

Detector de rayos infrarrojos (IR)

Estos utilizan una foto celda para encontrar el espectro infrarrojo el cual se

encuentra alrededor de los 8500 hasta los 12000 Angstroms. Estos detectores son más

efectivos al ser utilizados a una distancia de 15.24 m (50 pies) hasta el lugar que se

desea monitorear. Cuentan con una unidad de calibración del tiempo de retardo, por lo

que pueden ser puestos a funcionar con un retardo de hasta 30 s. Con una correcta

calibración de este se disminuye la probabilidad de señales indeseadas.

Aplicaciones de los detectores infrarrojos y ultravioletas

Si bien tanto los detectores ultravioleta como los infrarrojos son aprobados para

su uso exterior como interior, se deben tener en cuenta ciertos factores a la hora de

utilizarse en exteriores, esto para controlar que señales indeseadas no afecten el

desempeño del dispositivo.

Para lo cual se recomienda el siguiente método:

1. Conocer anticipadamente las características explosivas de los materiales que se

tienen. Se debe escoger un detector capaz de reaccionar ante el tipo de

radiación emitida por tal material.

2. Estudiar el área de peligro de manera que se sepa con anterioridad la clase de

señales indeseadas provenientes del ambiente que puedan afectar la

funcionalidad del detector. Para así poder evitarlas y disminuir las señales

falsas.

3. Determinar qué elementos pueden afectar el correcto desempeño del detector,

como por ejemplo polvo o nieve los cuales pueden dañar el detector,

impidiendo que funcione como se requiere.

63  

4. Determinar la velocidad con que se quiere que el detector se accione. La

velocidad de accionamiento es dependiente de la clase de materiales

combustibles que se tengan y de la cercanía de ocupantes a las zonas de peligro

de incendio.

5. Conocer las emisiones gaseosas del material de combustión. Ya que se puede

implementar el uso de detectores especializados en la detección de un gas

especifico.

Espectro de radiación

Si se analiza el espectro de radiación se puede notar que entre los 0.8 y 1 micrón

se interseca el espectro infrarrojo y la luz solar. Por lo que es evidente notar que la luz

solar afecta a los detectores infrarrojos, es por esto en los casos de uso exterior se deban

utilizar tanto detectores de este tipo como ultravioletas. Los detectores infrarrojos se ven

afectados por luces de alta intensidad y objetos que se encuentren a muy altas

temperaturas, lo cual no afecta a los detectores ultravioletas. Estos últimos en cambio si

son afectados por soldadoras de arco, descargas atmosféricas, rayos-x y rayos gamma,

los cuales no afectan a los detectores infrarrojos. Por lo que la combinación de ambos

tal como lo muestra la figura 3.31, resulta en una combinación muy provechosa para la

protección contra incendios.

64  

Figura 3.31 Combinación de detectores infrarrojos y ultravioleta

Sin embargo los detectores ultravioleta son más efectivos para vigilar un área de

gran tamaño. Ya que estos obedecen a la ley de los cuadrados inversos:

(3-3)

d = distancia del detector al incendio (ft o m)

S = Tamaño del incendio (ft2 o m2)

De donde se puede notar a simple vista que la ecuación se encuentra en función

de la distancia, y que al duplicar la distancia de visión resulta en una reducción del 25%

de la radiación recibida por el detector. Inversamente se tiene que reduciendo la

distancia a la mitad se incrementa la radiación recibida por el detector cuatro veces más.

Por lo que la mejor forma de implementar este tipo de detectores es utilizar los

detectores ultravioleta traslapados. Utilizando unos para cubrir áreas de mayor tamaño

complementados con el uso de otros enfocados de cerca en los puntos críticos. De esta

manera la confiabilidad del sistema aumentara ya que se tendrá un área crítica

monitoreada por detectores en diferentes planos de visión.

65  

Debido a la sensibilidad a los rayos del sol, los detectores infrarrojos son

utilizados en zonas donde no se tengan expuestos directamente a los rayos del sol. Si

bien es cierto estos también obedecen la ley de los cuadrados inversos, pero por causa

de los rayos solares su desempeño a largas distancias se ve afectado de manera negativa.

Detectores (UV/IR)

Estos detectores cada uno por independiente detectan con gran rapidez un

incendio, sin embargo tienden a caer en falsas alarmas. En situaciones donde la rapidez

este en un segundo plano y la certeza sea el primero, se recomienda el uso de detectores

UV/IR. Los cuales son detectores que cuenta con sensores tanto de rayos ultravioleta

como de infrarrojos, y la señal de alarma solo será enviada al panel de control en el caso

en que los dos detectores concuerden. Estos siguen el comportamiento lógico de una

compuerta, en donde solo si las dos partes son verdaderas el resultado será verdadero.

De otra manera no será enviada la señal de alarma al panel de control.

Detectores de chispa

Este cuenta con un foto diodo el cual capta la más mínima emisión de energía

radiante que pueda ser emitida por una chispa o por una llama. Estos detectores son

muy utilizados en aplicaciones de sistemas de supresión de explosiones.

3.13 Paneles de control y estaciones notificadores

Como se analizo anteriormente los detectores de incendio utilizan ciertos

criterios para determinar si se está en presencia de un incendio o no. Al presentarse el

incendio el detector envía una señal al panel de control, el cual la analiza y si se

determina como valida este se encarga de enviar una señal a las estaciones notificadoras

66  

en la vecindad de la emergencia, para que se proceda con los planes de seguridad contra

incendio del edificio.

Entre las estaciones notificadoras se encuentran las señales audibles, las cuales

caen en cuatro diferentes grupos:

• No codificadas A esta se le conoce como una señal de un bit de información, un

ejemplo de esta seria una campana con un sonido constante.

• Codificadas Es una señal que contiene más de un bit, esta puede proveer de

información específica de la localidad de la emergencia. Por ejemplo si la señal

suena dos veces seguidas, luego hace una pausa y luego suena cuatro veces

seguidas puede significar que la emergencia es en el piso dos y en la zona

cuatro. Dentro de esta categoría también se encuentran las señales de alarma por

vos, en la cual se transmite un mensaje con información sobre la emergencia.

• Tiempo de marcha Esta es un tipo de señal codificada, la cual está constituida

por 120 pulsos por minuto, manteniéndose en alto por ¼ segundo y en bajo por

¼ segundo. Esta señal ya ha sido reemplazada por la norma 72 por la señal

“Codificada Temporal”.

• Codificada temporal Esta se ilustra en la figura 3.4, ya mencionada

anteriormente la cual consta de un patrón de 3.5 segundos en alto cada uno

separado por 1.5 segundos en bajo. Cada patrón es un ciclo que se repite cada

1.5 segundos. Esta fue impuesta por la NFPA desde el 1 de julio de 1997, por lo

que a las instalaciones hechas desde ese día en adelante se les obliga a cumplir

con esto, mientras que a las que fueron instaladas antes de ese día no se les

obliga a cambiarlas.

67  

Las unidades notificadoras se deberán seleccionar dependiendo del tipo de lugar

a proteger, entre las opciones más comunes se encuentran:

• Audibles

• Visibles

• Audibles/Visibles

• Audibles textuales y visibles

• Notificadoras anunciadoras

• Táctil

3.13.1 Requerimientos Audibles para uso Público

Los requerimientos mínimos para el uso público de este tipo de notificadores

según la NFPA 72 son:

1. 75 dB mínimo a 3.048 m (10 ft) de la estación notificadora y 100 dB máximo a

una distancia mínima de la estación notificadora.

2. 15 dB más que el promedio del sonido ambiente (El sonido ambiente para cada

lugar especifico es dado por la norma NFPA 72, tal como se muestra en la tabla

3.2, sin embargo se recomienda que para tener valores más exactos siempre que

se pueda se hagan las mediciones en el lugar de la aplicación).

3. 5 dB más que el nivel máximo de sonido medido experimentalmente.

4. 85 dB como mínimo para cuartos donde se encuentren personas durmiendo.

5. Se deberán instalar notificaciones visibles cuando el sonido ambiente sea mayor

a 105 dB.

68  

Tabla 3.2 Niveles de sonido ambiente5

3.13.2 Requerimientos Audibles para uso Privado

Este tipo de requerimientos aplican para estaciones vigiladas remotamente o

supervisadas por el dueño, o por personas entrenadas, las cuales se supone que siempre

estarán alerta para intervenir en el momento de un incendio, es por esto que estos

requerimientos son menos estrictos que los de uso público.

1. 45 dB mínimo a 3.048 m (10 ft) de la estación notificadora y 120 dB máximo a

una distancia mínima de la estación notificadora.

2. 10 dB por encima del sonido ambiente promedio o 5 dB por encima del máximo

nivel de sonido medido durante 60 segundos.

                                                            5 Figura A.7.4.2 [2]

69  

3.13.3 Requerimientos audibles para zonas de alto riesgo

La NFPA 72 dice que para los notificadores audibles de pared situados en

lugares donde puedan estar sujetos a daños mecánicos se deberán instalar teniendo en

cuenta las siguientes reglas:

• Se deberán colocar a 2.286 m (90 pulgadas) arriba del nivel de piso terminado

como mínimo, pero siempre a respetando 6 pulgadas abajo del nivel del cielo.

3.13.4 Consideraciones de diseño

A la hora de realizar correctamente un diseño de alarmas contra incendio,

siempre hay que tener en cuenta el nivel del sonido ambiente de la localidad para la cual

se está diseñando, y las posibles obstrucciones atenuadoras de sonido que se encuentren

en esta.

En la figura anterior se listan los sonidos ambientes promedios para las

diferentes localidades, el sonido ambiente es la superposición de varios tipos de

sonidos, en la tabla 3.3 se tiene una lista de los niveles típicos de sonido de elementos

que componen al sonido ambiente.

Tabla 3.3 Niveles de sonido de elementos que componen el sonido ambiente

Silbido a 1.524 m (5 pies) 18 dB Casa 40dB Oficina 55dBConversación a 0.9144 m (3 pies) 70dB Carro a 4.572 m (15 pies) 70dB Tren 102dB

70  

Es importante considerar los elementos atenuadores de sonido, los cuales se

consideran como un obstáculo para las ondas sonoras. Así como una resistencia se

opone al paso de la corriente, estos obstáculos se oponen al paso de las ondas,

reduciendo su amplitud al pasar a través de estas. Por tanto se deben de tener en cuenta

estas consideraciones a la hora de hacer un diseño correcto. En la siguiente tabla se

muestran los valores típicos de atenuación dependiendo del obstáculo que se tenga.

Tabla 3.4 Valores típicos de atenuación

Obstáculo Atenuación (dB)

Puerta Abierta -5

Puerta de Núcleo Hueco -10

Puerta de Núcleo Solido -20

Doble Puerta -24

Muro -41

Estas consideraciones son importantes de tomar en cuenta para hacer los

cálculos de intensidad de sonido que se debe cumplir, tanto en el uso privado como en

el público, tal como se enuncio anteriormente.

3.13.5 Aspectos Físicos del Sonido

Las ondas sonoras van decayendo en amplitud conforme se aumente la distancia

desde el emisor hasta el receptor, lo cual en este caso sería la estación notificadora como

el emisor y el oído humano como el receptor. Estas ondas decaen en intensidad con la

distancia con respecto a la ley de los cuadrados inversos, la cual se muestra en la

ecuación (3-3). Esta ley define que a manera que la distancia desde la estación

71  

notificadora al oído humano se duplica el sonido se reduce en 6 dB, esto se cumple

siempre que se esté ubicado a lo largo de la línea central de aplicación.

Este principio se muestra en la figura 3.32, en donde la persona A se encuentra a

una distancia de 3.048m (10 ft) de la estación notificadora, en esta posición se tiene un

nivel de sonido de 96 dB, por lo que según la ley de los cuadrados inversos la persona

ubicada en la posición B a 6.096 m (20 ft) (el doble de A) de la estación notificadora,

siente un nivel de sonido de 90 dB, o sea 6 dB menos. Y por último la persona ubicada

en la posición C, la cual se encuentra una distancia del doble de B, o sea 12.192 m (40

ft), le llega una amplitud de sonido de 6 dB menos que B, lo que corresponde a 84 dB.

Es importante aclarar que esto se cumple siempre y cuando se esté ubicado a lo largo de

la línea central de aplicación.

Figura 3.32 Nivel de sonido dependiendo de la distancia

En el caso de que la persona no se encuentre a lo largo de la línea central de

aplicación se deberá tener en cuenta otras consideraciones. Para cada posición fuera de

72  

la línea central se tienen diferentes atenuaciones, sin embargo la NFPA 72 dicta que se

deben tomar las siguientes mostradas en la figura 3.33.

Figura 3.33 Niveles de sonido dependiendo del ángulo

Se toma que para personas a la misma distancia de la estación notificadora pero

a diferentes ángulos desde la línea central de aplicación, se toma que la atenuación es de

3dB por cada 45°. En la figura se observa que a la persona A le llega una amplitud de

sonido de 84 dB, por lo que por la ley de los cuadrados inversos a la persona B ubicada

a 45° de A le llegara una amplitud de sonido de 81 dB. Y a la persona C ubicada a 90°

de A tendrá una atenuación de 6 dB por estar a un ángulo dos veces 45° por lo que le

llegara una amplitud de sonido de 78 dB.

Por lo que los verdaderos retos a la hora de realizar estos diseños, es obtener el

nivel de sonido ambiente de la localidad y tener cuidado al considerar todas las

73  

atenuaciones de sonido, tanto a lo largo de la línea central de aplicación como fuera de

ella.

3.14 Estaciones luminosas

Las estaciones luminosas como las que se muestran en la figura 3.34, son

medidas por la intensidad de luminosidad que pueden entregar. Esta intensidad se mide

en la unidad del Sistema Internacional (S.I.) llamada candela (cd), la cual es definida

científicamente como 1/60 de la intensidad de luminosidad por centímetro cuadrado de

un radiador de cuerpo negro operando a la temperatura de congelamiento del platino.

La encargada de determinar los requerimientos de luminosidad para las

aplicaciones públicas y privadas es la NFPA.

Figura 3.34 Señales luminosas

74  

3.14.1 Requerimientos de luminosidad para uso público

  De manera similar a las estaciones sonoras, la NFPA ha determinado que las

luces deberán ser intermitentes, debido a que es más fácil de notar este tipo de luces que

una continua. Este mismo ente recomienda que estas luces sean de tipo estroboscopicas,

o destellantes.

El código 72 de la NFPA declara ciertas reglas que deben de cumplir los

fabricantes de este tipo de luces de emergencia. Ya que si el destello de la luz es muy

lento se puede percibir como una luz continua y un destello muy rápido puede llegar a

ser imprescindible para una persona.

Requerimientos dados por la NFPA 72:

• La mínima tasa de destello es de 1 destello por segundo 

• La máxima tasa de destello es de 2 destellos por segundo 

• El color del destello deberá ser blanco o transparente 

• La intensidad del destello debe ser de máximo 1000 cd 

3.14.2 Requerimientos de luminosidad para uso privado

La norma NFPA 72 dicta los requerimientos para las estaciones sonoras en uso

privado, pero con respecto a los requerimientos para las estaciones luminosas no dicta

nada. Esto porque el personal calificado y entrenado normalmente no necesita efectos

luminosos para iniciar sus labores contra incendio.

75  

3.14.3 Estaciones Luminosas de Pared

NFPA 72 exige para este tipo de estaciones lo siguiente:

• La base de la estación luminosa debe quedar a una altura del nivel de piso

terminado de entre 2.032 m (80 in) y 2.4384 m (96 in)

• La máxima distancia una de otras en pasillos debe ser de 30.48 m (100 ft)

• La máxima intensidad luminosa por cuarto o localidad es de 1000 cd, ya que un

nivel mayor puede llegar a causar ceguera temporal.

• El nivel mínimo de intensidad luminosa por cuarto es dado por la NFPA 72, la

cual aparece en la tabla 3.5.

Tabla 3.5 Mínima intensidad luminosa por cuarto

76  

Figura 3.35 Distancia entre estaciones luminosas de pared6

3.14.4 Estaciones luminosas de techo

En la tabla 3.6, se muestra el nivel de luminosidad requerido por cuarto

dependiendo de la altura del techo y de las dimensiones del cuarto. La NFPA 72 hace

mención a un cuarto en donde la altura del cielo varia de 3.048 m (10 ft) a 9.144 m (30

ft), el caso que se tengan cuartos con el cielo de altura mayor a 9.144 m (30 ft) se deberá

instalar un riel en donde las estaciones luminosas se puedan instalar un altura máxima

de 9.144 m (30 ft).

                                                            6 Figura A.7.5.4.1.1 [2]

77  

Tabla 3.6 Nivel de luminosidad dependiendo de la altura del techo7

3.14.5 Ubicación de las estaciones luminosas en cuartos que no son

cuadrados

Para estas situaciones la estación se debe poner en la pared recta más larga, ya

que como se muestra en la figura 3.36, aquí se muestran dos situaciones la primera la

cual es la correcta se instala la estación luminosa en la pared de 12.192 m (40 ft),

entonces al tomar como si el cuarto fuera cuadrado se estaría iluminando un cuarto de

12.192 m x 12.192 m (40 ft x 40 ft) con lo que se cubriría toda el área del cuarto tal

como lo muestra la figura, por tanto se deberá aplicar una intensidad de 60 cd; con lo

que se cumplirá con la norma NFPA 72.

                                                            7 Tabla 7.5.4.1.1 (b) [2]

78  

Figura 3.36 Ejemplo de aplicación de la tabla 3.68

El otro caso es incorrecto porque si se pone la estación luminaria en la pared de

6.7056 m (22 ft), se tomaría como si se estuviera iluminando un cuarto de 9.144 m x

9.144 m (30 ft x 30 ft) por ser el inmediato superior en la tabla 3.6, para esto se estaría

iluminando a un nivel de 30 cd, y como se muestra en la figura un área de 9.144 m x

9.144 m (30 ft x 30 ft) no cubriría toda el área del cuarto por lo que no cumple la norma

NFPA 72.

                                                            8 Figura A.7.5.4.1 (a)

79  

3.14.6 Método de diseño por cuadrados múltiples

No en todos los cuarto se pueden aplicar directamente las reglas que aparecen en

la figura 3.35 y en la tabla 3.6. Por lo que se puede diseñar este tipo de cuartos por

medio del método de los cuadraros múltiples. Este consiste en dividir el área de un

cuarto en cuadrados, por cada cuadrado se instala un notificador luminoso. La

intensidad de este dependerá de las dimensiones del cuadrado, aplicando la tabla 3.6.

Para ilustrar este ejemplo se tiene la figura 3.37, en donde en el cuarto 1 se descompone

en cuadrados imaginarios de 9.144 m x 9.144 m (30 ft x 30 ft), cada cuadrado es

iluminado por una estación luminaria colocada en la mitad de una de las paredes del

rectángulo imaginario. Para este caso se escoge una estación con una capacidad de

iluminación de 30 cd, la cual corresponde según la tabla 3.6 a la intensidad de

iluminación de un cuarto de 9.144 m x 9.144 m (30 ft x 30 ft), la misma dimensión que

cada cuadrado imaginario.

En el caso 2 se divide en cuadrados 9.144 m x 9.144 m (30 ft x 30 ft), igual que

en el anterior, pero se muestra otra posición de las estaciones, la cual es válida según la

NFPA 72.

Por ultimo en el caso 3 se divide el cuarto en cuadrados imaginarios de 12.192 m

x 12.192 m (40 ft x 40ft), y se utilizan estaciones con una intensidad de 60 cd, la cual es

la intensidad que según la tabla 3.6 se utiliza para un cuarto de las mismas dimensiones

que el cuadrado imaginario.

80  

Figura 3.37 Ejemplo de ubicación de estaciones luminosas

Es importante resaltar que la NFPA 72 indica que para aplicaciones en donde la

distancia entre cada estación notificadora luminosa sea menor a 16.764 m (55 ft), las

luces deberán destellar en sincronización entre ellas mismas.

3.14.7 Optimización del área de cobertura

Como se menciono en el criterio de los cuartos múltiples, se considera que cada

estación notificadora tiene un área cuadrada de cobertura, donde su tamaño depende de

la intensidad luminosa de esta, tal como se muestra en la tabla 3.6.

En la figura 3.38 se muestran dos opciones de localización de las estaciones

notificadoras, en la primera todas se sitúan en el centro de las paredes, si se trazan los

81  

cuadrados imaginarios de cobertura de cada estación luminosa es claro ver que hay

zonas en las que se traslapan y hay zonas como las esquinas que quedan desprotegidas.

Es por esto que para poder realizar un diseño eficiente y práctico se deben

instalar de la segunda forma en donde los cuadrados imaginarios de cobertura no se

traslapan unos con otros, optimizando el área de cobertura con lo que se logra un diseño

práctico y efectivo.

Figura 3.38 Opciones de ubicación de las estaciones luminosas9

                                                            9 Figura A.7.5.4.1 [2]

82  

3.14.8 Ubicación de las estaciones luminosas en corredores

Para corredores de ancho menor a 6.096 m (20 ft) se utiliza la tabla 3.7, si se

necesitara diseñar un corredor cuyo ancho exceda los 6.096 m (20 ft) se deberá iluminar

utilizando el método de los cuadrados múltiples con el uso de la tabla 3.6.

Tabla 3.7 Numero de estaciones luminosas para corredores de menos de 6.096 m

(20 ft) de ancho

Para corredores de un ancho menor a 6.096 m (20 ft) se deben tomar en cuenta las

siguientes reglas según la NFPA 72:

• El máximo ancho deber ser de 6.096 m (20 ft)

• La mínima intensidad luminosa a utilizar en las estaciones debe ser de 15 cd

• Las estaciones luminosas no se deberán situar a una distancia mayor de 4.572 m

(15 ft) de la pared del final del corredor, tal como se muestra en la parte

superior de la figura 3.39.

• Las estaciones luminosas no se deberán situar a una distancia mayor de 30.48 m

(100 ft) una de otra.

• En el caso de haber una obstrucción o cambio de dirección en el corredor, tal

como se muestra en la parte inferior de la figura 3.39, se deberán de tomar como

dos corredores aparte uno del otro

83  

Figura 3.39 Ubicación de estaciones luminosas en corredores

3.14.9 Notificadores luminosos en cuartos de habitación

El código NFPA 72 estipula que para instalar notificadores luminosos en cuartos

de habitación cuyas dimensiones no sobre pasen los 4.876 (16 ft), se deberá diseñar con

respecto a la tabla 3.8.

Tabla 3.8 Intensidad de los notificadores luminosos en cuartos de habitación

84  

En el caso de excederse los 4.876 m (16 ft), la estación notificadora se deberá

instalar a una distancia de 4.876 m (16 ft) desde la almohada de la cama de dormir del

individuo.

3.14.10 Unidades notificadoras audibles/visibles

Este tipo de notificadores se muestran en la figura 3.40, estas poseen tanto

notificación visual como audible. Las cuales deberán ser instaladas conforme a los

requerimientos de estaciones notificadoras luminosas, los cuales aparecen en la figura

3.35 y en la tabla 3.6.

Figura 3.40 Unidades notificadoras audibles/visibles

3.14.11 Sincronización de las unidades notificadoras luminosas

Al estar en un mismo cuarto dos notificadores no sincronizados, es posible que

los usuarios perciban más de el máximo de 2 destellos por segundo. Se ha descubierto

que esto puede provocar ataques epilépticos en algunos usuarios expuestos a un nivel

alto de destellos. Es por esto que la NFPA 72 dicta las siguientes reglas de

sincronización:

• Un solo dispositivo en un cuarto no requiere de sincronización

85  

• Dos dispositivos en un cuarto situados en paredes opuestas no requieren de

sincronización

• En cuartos de 24.384 m x 24.384 m (80 ft x 80 ft) o mayores al tener dos o más

notificadores en cualquier posición se deberán de sincronizar, excepto en el

caso de que los notificadores estén distanciados una distancia mayor a 16.764

m (55 ft) uno del otro, en el cual no sería necesario

• Cuando haya dos o más estaciones notificadoras luminosas distanciadas a

menos de 16.764 m (55 ft), se requiere que estas estén sincronizadas.

En la figura 3.41 se muestra un ejemplo de la metodología utilizada para

sincronizar luces estroboscopicas, en el cual se instala modulo de sincronización

en el panel de control. El circuito de luces estroboscopicas se conecta al modulo de

sincronización tal como se aprecia en la figura.

Figura 3.41 Circuito sincronizador de luces estroboscopicas

3.14.12 Estaciones notificadoras audibles textuales y visibles

Un ejemplo de este tipo de unidades es un parlante en el cual se envía un

mensaje pre grabado notificando a los usuarios sobre la emergencia, los requerimientos

86  

audibles son los mismos que se mencionaron anteriormente para las unidades

notificadoras audibles.

Las notificaciones textuales pueden ser proyectadas en pantallas notificadoras a

lo largo del edificio, o en los paneles de control, o en paneles remotos conectados al

panel de control principal. Estos mensajes en su mayoría son proyectados con el uso de

diodos LEDs en pizarras con pantallas alfanuméricas.

3.14.13 Paneles notificadores

Este tipo de paneles caen en la categoría de estaciones notificadoras visuales, ya

que constan de un panel ubicado en el cuarto de control contra incendio, el cual se debe

ubicar cerca de la entrada del edificio para que a la hora de un incendio el personal

entrenado contra incendio pueda identificar rápidamente el lugar de la emergencia.

Como se muestra en la figura 3.42, este tipo de paneles indican la ubicación del

incendio, así como el estado de los elevadores, el estado de los extractores e inyectores

de aire, el estado de la bomba contra incendio, el estado de los parlantes de emergencia,

y el estado de los teléfonos para bomberos entre otras.

87  

Figura 3.42 Panel notificador

3.14.14 Unidades notificadoras táctiles

Este tipo de unidades son muy efectivas para las personas discapacitadas, ya que

están diseñadas para personas con discapacidades de la vista y del oído. Esta consiste en

un pequeño dispositivo vibrador, el cual puede ser instalado en una almohada o en la

faja de los usuarios. Sin embargo estas personas deberán ser capacitadas para que a la

hora de una emergencia sepan por cuales rutas se debe evacuar, o sino deberán haber

personas encargadas de hacerse cargo de la evacuación de este tipo de personas. Esto es

exigido tanto por la NFPA como por la ADAAG. (Asociación de Ayuda a Personas

Discapacitadas dentro de Edificios e Instalaciones)

88  

3.15 Ubicación de detectores contra incendio

La NFPA 72 provee una serie de numerosos requerimientos que un diseñador

debe seguir a la hora de determinar la ubicación de estos. Estas reglas son hechas

tomando como un hecho que los detectores ya hayan sido listados por algún laboratorio

reconocido, como “UL” (Underwritters’ Laboratories) o “FM” (Factory Mutual). Estos

son los encargados de probar cada tipo de detector y listarlo dependiendo de su

capacidad para realizar su objetivo establecido.

3.15.1 Detectores de empotrar

• La regla de las 4 pulgadas Tal como se observa en la figura 3.43, el penacho de

humo que sale de un basurero en llamas cambia su dirección al presentarse una

desaceleración del humo a medida que se acerca al techo. Por lo que se genera

un punto muerto exactamente en la esquina, por tal razón un detector ubicado en

este punto no sería efectivo. La NFPA 72 exige que un detector de empotrar en

cielo se sitúe a una distancia mínima de 0.1016 m (4”) a la pared, y que un

detector de pared sea instalado a una distancia mínima de 0.1016 m (4”) y

máxima de 0.3048 (12”) abajo del techo.

89  

Figura 3.43 Ilustración de la regla de las 4 pulgadas10

• UL y FM exigen que para un detectores de humo o de calor listados para un

espaciamiento máximo SMAX uno del otro, la distancia máxima que pueden estar

a la pared deber ser de SMAX / 2. Tal situación se muestra en la figura 3.44. Cabe

mencionar que esta regla se aplica directamente solo para cuartos rectangulares

o cuadrados.

                                                            10 Figura A.5.6.3.1 [2]

90  

Figura 3.44 Distancia ideal de espaciamiento entre detectores11

3.15.2 Espaciamiento para lugares con distribuciones inusuales

Para definir la distancia máxima de un detector a la pared en recintos con

distribuciones inusuales, la NFPA 72 permite que la distancia desde el detector hasta

una esquina sea de hasta 0.7SMAX. Esto se ilustra en la siguiente figura.

                                                            11 Figura A.5.6.5.1 [2]

91  

Figura 3.45 Espaciamiento de detectores en distribuciones inusuales

Tal como lo muestra la figura 3.45, si un detector es situado en el centro de un

cuadrado de longitud SMAX de lado, el cual representa el área máxima de cobertura de un

detector. Y si se traza un círculo que interseque al cuadrado en las cuatro esquinas, se

nota que la distancia del detector a cualquier punto de la circunferencia del círculo será

una distancia igual a la mitad de la diagonal del cuadrado. Por trigonometría se sabe que

la diagonal de tal cuadrado será igual a 1.4 SMAX, por lo que la mitad de esta distancia

seria 0.7 SMAX, la cual corresponde a la máxima distancia permitida por la NFPA 72

desde un detector hasta la esquina de un recinto con una distribución no rectangular ni

cuadrada.

En la siguiente figura se muestra la distribución de los detectores para un cuarto

cuya forma es la de una estrella de 5 picos. Se nota como la distancia de cada detector a

la esquina nunca sobre pasa 0.7 SMAX, y la distancia entre ellos no excede la distancia

máxima SMAX.

92  

Figura 3.46 Distribución de detectores en distribuciones inusuales

3.15.3 Espaciamiento de detectores en pasillos

La NFPA 72 proporciona la siguiente figura para determinar el espaciamiento

máximo de detectores en pasillos. Este dependerá del ancho del pasillo, por esto se

muestra un círculo el cual contiene rectángulos inscritos a este, cada rectángulo indica el

ancho del pasillo y el distanciamiento máximo entre detectores.

El código NFPA 72 hace esto partiendo del caso en que SMAX = 9.144 m (30 ft),

suponiendo que un detector con esta característica este situado en el centro del cuadrado

de 9.144 m x 9.144 m (30ft X 30ft), se traza un circulo de radio 0.7 SMAX = 6.4 m (21ft).

Note que con un radio de 6.4 m (21ft) se pueden crear varios rectángulos dentro del

93  

circulo, los cuales como se menciono anteriormente su ancho representa el ancho del

pasillo y su largo representan el distanciamiento máximo entre detectores. Por lo que

como se muestra en la figura para un detector listado para un SMAX = 9.144 m (30 ft), al

utilizarse en un corredor de 4.572 m (15ft) de ancho este se puede distanciar uno de otro

una distancia máxima de 12.4968 m (41 ft).

Figura 3.47 Espaciamiento de detectores en áreas rectangulares

Con este método se pueden averiguar las distancias máximas entre detectores

para cada tipo de detector. Por ejemplo para un detector listado para un SMAX = 15.24 m

(50 ft), 0.7 SMAX = 10.668 m (35ft), por lo que para un corredor de 4.572 m (15ft) de

ancho los detectores se podrán distanciar 20.726 m (68 ft) uno de otro como máximo.

94  

3.15.4 Ubicación de detectores empotrables en techos en con forma de

pico

En la figura 3.44 se ilustra la ubicación de los detectores en estos tipos de techos.

Para estos la NFPA 72 establece lo siguiente:

1. Es espaciamiento entre detectores se debe determinar por las distancias

proyectadas en el suelo, no por las distancias con el ángulo del techo.

2. Un detector deber ser situado entre los primeros 0.9144 m (3ft) del pico del

techo. Esto para el caso en que se dé un incendio en donde el humo se mueva a

gran velocidad hacia la punta del techo, este tipo detector será el primero en

activar la notificación de incendio

Figura 3.48 Vista lateral de techos en forma de pico12

                                                            12 Figura A.5.6.5.4.2 [2]

95  

3.15.5 Ubicación de detectores empotrables en techos con pendiente

Al igual que en el caso anterior la distancia entre detectores es medida con

respecto a la proyección en el suelo, además de que se debe instalar un detector a una

distancia no mayor de 3 ft de la punta más alta del techo, tal como se muestra en la

siguiente figura.

Figura 3.49 Vista lateral de techo con pendiente13

3.15.6 Ubicación de detectores de calor empotrables en techos con

viguetas

En el caso de áticos o lugares sin cielorraso en donde estén expuestas las

viguetas se deben tomar las siguientes consideraciones aparte. Estas viguetas

usualmente se encuentran distanciadas entre 0.3048 m (12 in) y 0.4064 m (16 in), lo que

hace que el humo que viaje por estas zonas sea más lento y turbulento. El código NFPA

                                                            13 Figura A.5.6.5.4.1 [2]

96  

72 define a las viguetas como un miembro con más de 0.1016 m (4 in) de profundidad,

espaciadas menos de 3.9624 m (13 ft) de centro a centro. Los detectores en este tipo de

techos deberán ir espaciados de la siguiente manera según la NFPA 72:

• Si las viguetas tienen 0.1016 m (4 in) o menos de profundidad se considera el

techo como un cielo continuo, por lo que los detectores se deberán instalar en la

parte inferior de las viguetas a una distancia máxima de SMAX entre ellos.

• Si las viguetas tienen más de 0.1016 m (4 in) de profundidad, se deberán instalar

los detectores en la parte inferior de las viguetas a una distancia máxima de SMAX

/ 2 entre ellos.

• Si las viguetas se encuentran distanciadas de centro a centro una distancia mayor

a 0.9144 m (3 ft), las viguetas se consideraran como vigas y se diseña el espacio

entre detectores de acuerdo a las consideraciones de diseño para vigas.

Estas consideraciones se ilustran en la siguiente figura.

Figura 3.50 Ubicación de detectores de calor en techos con viguetas

97  

3.15.7 Ubicación de detectores de calor en techos con vigas

En la figura 3.51 se muestran las reglas de espaciamiento entre detectores de

calor en cielos con vigas:

Figura 3.51 Ubicación de detectores de calor en techos con vigas

Donde:

D: Profundidad de la Viga

H: Altura del Cielo

W: Distancia entre Vigas

1. Si D ≤ 0.1016 m (4 in) Se asume que el techo es continuo y se distancian los

detectores una distancia máxima SMAX.

98  

2. Si D > 0.1016 m (4 in) Se distancian los detectores una distancia máxima de 2/3

SMAX.

3. Si D > 0.2032 m (8 in) y W > 5.4864 m (18 ft) se sitúan los detectores en la

parte inferior de cada viga.

4. Si D/H > 0.03048 m (0.10 ft) y W/H > 0.12192 m (0.40 ft) se sitúan los

detectores en cada espacio entre vigas.

5. Si D/H < 0.03048 m (0.10 ft) o W/H < 0.12192 m (0.40 ft) se sitúan los

detectores en la parte inferior de las vigas siguiendo las reglas 1 y 2 anteriores.

3.15.8 Ubicación de detectores de humo en techos con vigas

En la figura 3.52 se muestran las reglas de espaciamiento entre detectores de

humo en cielos con vigas:

Figura 3.52 Ubicación de detectores de humo en techos con vigas

Donde:

D: Profundidad de la Viga

H: Altura del Cielo

99  

W: Distancia entre Vigas

1. Si H ≤ 3.6576 m (12ft) y si D ≤ 3.6576 m (12ft), entonces se debe tener un

espaciamiento de SMAX / 2 entre cada detector, y estos pueden ser colocados tanto

en el espacio entre las vigas o en la parte inferior de las vigas.

2. Si D > 0.3048 m (12in) o si H > 3.6576 m (12ft), los detectores deberán ir

localizados en el espacio entre cada viga.

3. En el caso de que se tenga un techo inclinado cierta pendiente hecho con vigas

paralelas a la pendiente, se harán las consideraciones de espaciamiento como si

el techo fuera plano, tomando el valor de H como el promedio de la altura del

techo a través de toda la pendiente.

4. En el caso de que se tenga un techo inclinado cierta pendiente hecho con vigas

perpendiculares a la pendiente, se harán las consideraciones de espaciamiento

como si el techo fuera plano, tomando el valor de H como el promedio de la

altura del techo a través de toda la pendiente.

3.15.9 Ubicación de detectores de humo cercanos a ductos de aire

acondicionado

La NFPA 72 dicta que los detectores no deberán ser instalados una distancia

menor a 3 pies de un ducto de techo y de una distancia de 3.048 m (10ft) de un ducto de

pared, tal y como lo muestra la siguiente figura.

100  

Figura 3.53 Ubicación de detectores humo cercanos a difusores de aire

Esto ya que estudios recientes del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología

han descubierto que la turbulencia creada cerca de estos difusores de aire puede retardar

el accionamiento de los detectores de humo.

3.15.10 Ubicación de detectores de humo cercanos a paredes bajas

Estas son el tipo de paredes que no llegan hasta el cielo del techo, sino que

llegan hasta una distancia antes del cielo, tal como lo muestra la figura 3.54. El código

NFPA 72 explica que cuando la altura de estas paredes es tal que deja una distancia

menor a 0.4572 m (18in) entre el cielo y la parte superior de la pared, se deberá

considerar como si fuera una pared que llegue hasta el nivel del cielo. Y en el caso en

que la distancia anteriormente mencionada sea menor o igual a 0.4572 m (18in), el

espaciamiento no se verá afectado por este tipo de paredes.

101  

Figura 3.54 Ubicación de detectores en cuartos con paredes bajas

3.15.11 Ubicación de detectores de humo en recintos con cielo falso y

piso falso

En la figura 3.55 se muestra un cuarto donde se tiene tanto cielo falso como piso

falso. Este tipo de cielos se instala en la mayoría de lugares como oficinas, centros

educativos, hospitales, etc. En ese espacio es donde se ubica el cableado eléctrico,

equipo de aire acondicionado, y tuberías entre otros.

Los pisos falsos son muy utilizados en cuartos de comunicaciones, de control y

de computación, ya que el cableado se hace a través de este.

102  

Figura 3.55 Cielo falso y piso falso

Es por esto que la NFPA 72 exige la ubicación de detectores de humo en ambas

partes, sin importar si se encuentren sustancias inflamables o no. Para las áreas arriba

del cielo suspendido, la detección puede ser omitida siempre y cuando se tengan

ventiladores que hagan que la presión sea negativa en ese espacio, lo que hará que el

humo salga a través de las grillas del cielo suspendido, ya que de esta forma podrá ser

detectado por los detectores de humo.

El código NFPA 72 exige que los detectores sean colocados de manera que el

polvo no pueda introducirse en este. La posición correcta de instalación se muestra en la

siguiente figura. La NFPA 72 también obliga a que los detectores que sean usados para

esta aplicación sean listados especialmente para trabajar en estos ambientes.

103  

Figura 3.56 Ubicación de detectores de humo entre piso falso14

3.15.12 Efecto de la altura del techo sobre los detectores de calor

Como se menciono anteriormente al incrementarse la altura del techo, la

temperatura del humo al llegar al techo se disminuye, por lo que el código NFPA 72

proporciona la siguiente tabla, en donde aparece el factor por el cual se debe multiplicar

la distancia de espaciamiento entre detectores listada por el fabricante. Este factor

dependerá de la altura del techo a donde se coloquen los detectores. A mayor altura del

techo se disminuye la distancia de espaciamiento entre detectores.

Tabla 3.9 Espaciamiento de detectores en función de la altura del cielo

                                                            14 Figura A.5.7.3.2.2 [2]

104  

3.15.13 Espaciamiento de detectores de calor tipo lineal

Estos además de servir como detectores en aplicaciones como canastas de cables

y ductos, también se pueden utilizar para cubrir cuartos como el mostrado en la

siguiente figura.

Figura 3.57 Espaciamiento de detectores lineales15

Estos se pueden instalar siempre y cuando cumplan con las siguientes normas:

• No deben ser instalados a una distancia mayor de 0.508 m (20 in) del cielo del

techo

• Deben ser montados en la parte inferior de las viguetas

                                                            15 Figura A.5.6.5.1 (b)

105  

• Deben ser montados en la parte inferior de las vigas, siempre y cuando estas

tengan una profundidad menor a 0.3048 m (12in) y estén separadas una distancia

menor de 5.4864 m (18ft) de centro a centro de viga.

3.15.14 Espaciamiento de detectores de haz proyectado

Estos deben ser instalados de la siguiente manera según NFPA 72, tal como lo

muestra la figura 3.58.

Figura 3.58 Espaciamiento de detectores de haz proyectado

• Consisten en dos elementos, uno emisor y otro receptor

• Deben estar firmemente instalados, para evitar que el haz se desvié y provoque

falsas alarmas

• La trayectoria del haz no debe ser interrumpida por obstrucciones como

almacenaje, paso de personas o algún objeto que lo interrumpa. Por esto debe ser

instalado en áreas donde no sea probable que pase una de estas situaciones

• Son de uso interno y nunca de uso externo

106  

• El uso de espejos reflectores es permitido, siempre y cuando se instalen según

las normas del fabricante

• El espaciamiento entre detectores se deberá realizar conforme a lo establecido

por el fabricante, en la figura 3.59 se muestra la recomendación dada en

“Manual de Detectores de Humo de Haz de Largo Alcance”

Figura 3.59 Espaciamiento de detectores16

• Para construcciones con vigas, los detectores se deben instalar entre las vigas si

la profundidad de las vigas excede las 0.4572 m (18in).

• Para construcciones con viguetas con profundidad menor a 0.2032 m (8in), se

considerara como si el cielo fuera continuo

• En instalaciones donde el techo presenta cierto grado de pendiente, los

detectores se deberán instalar paralelos a la cúspide del techo. Una línea de

                                                            16 “Manual de Detectores de Humo de Haz de Largo Alcance” 

107  

detectores se debe instalar entre los primeros 0.9144 m (3ft) de la cúspide, tal

como se muestra en la figura 3.60.

Figura 3.60 Instalación de detectores en cielo con pendiente

T: Transmisor

R: Receptor

SMAX.: Distancia de Espaciamiento Máxima (depende de cada Fabricante,

usualmente la máxima recomendada es 13.716 m (45 ft))

L: Varía dependiendo del fabricante, usualmente es de 100.584 m (330ft) a

106.68 m (350ft)

3.15.15 Espaciamiento de detectores llama

Los detectores de llamas pueden detectar la presencia de un incendio siempre

que esté dentro de su cono de visión. En la figura 3.61 se muestra el cono de visión que

108  

tienen este tipo de detectores, la habilidad de detectar un incendio dependerá de la

posición de este con respecto al cono de visión, la distancia del incendio al detector, el

tamaño del incendio y de la respuesta espectral del detector concuerde con la emanada

por el incendio.

Cada tipo de detector se encuentra listado por su ángulo específico de visión, el

cual es definido por el cono de visión. La NFPA 72 dicta que no debe de haber ningún

tipo de obstrucción entre el detector y el espacio a proteger, los detectores deben ir

traslapados de manera que todo el perímetro se encuentre cubierto por los conos de

visión de los detectores.

La ubicación de este tipo de detectores requiere de gran experiencia y de

consultoría por parte del fabricante.

Figura 3.61 Cono de visión

3.15.16 Espaciamiento de detectores de gas

La NFPA 72 hace mención de este tema con las siguientes disposiciones

generales:

109  

• Viguetas o vigas con una profundidad menor a 0.2032 m (8in) se consideran

como cielos continuos.

• El espaciado de los detectores de gas deben ser reducidos cuando las vigas o

viguetas excedan las 0.2032 m (8in) de profundidad.

• Si las vigas exceden 0.4572 m (18in) de profundidad y están separadas una

distancia mayor a 2.4384 (8ft) de centro a centro, los detectores se deberán de

instalarse en el espacio entre vigas.

• Si el techo presenta un grado de inclinación, se utilizan las mismas reglas de los

detectores de tipo empotrados.

• Las mismas normas que se utilizan en detectores cerca de difusores de aire se

utilizan para estos.

• Estos se deben escoger dependiendo de las condiciones climáticas del ambiente

en que se van a utilizar.

3.15.17 Detectores de humo para sistemas de control de humo

Los sistemas de control de humo consisten en:

• Son los encargados de remover el humo de zonas contaminadas y evitar que

otras zonas se contaminen.

• Se encargan de presurizar zonas de evacuación, rutas de evacuación y escaleras

de emergencia.

• Aislar la propagación del humo, cerrando puertas y ductos de aire.

Los detectores que se instalen en ductos deben ser específicamente listados para

este propósito, estos vienen fabricados en dos tipos, el primero se observa en la

figura 3.62, el cual se coloca en el ducto de muestreo, estos son utilizados cuando la

110  

velocidad del aire supera los 2.03 m/s (400 ft/min). El otro tipo de detectores son los

detectores para interiores de ductos, el cual se muestra en la figura 3.63, estos son

utilizados en aplicaciones cuando la velocidad es menor a 2.03 m/s (400 ft/min).

Un solo detector centrado en el ducto es permitido para ductos de hasta 0.9144

m (36in) de ancho, mientras que dos detectores se deberán de instalar para ductos de

hasta 1.8288 m (72in) de ancho y se deberá instalar un detector extra por cada

0.6096 m (24in) por arriba de las 1.8288 m (72in).

Figura 3.62 Detector de ducto17

Figura 3.63 Detector de ducto interno18

                                                            17 Figura A.5.14.5.2 (c) [2]

111  

3.15.18 Método para calcular el espaciamiento entre detectores

La mejor manera de asegurar la detección de un incendio en un edificio, es la de

realizar una completa investigación a lo largo de todas las áreas que constituyen la

edificación para así poder escoger correctamente el detector más apropiado y el

espaciamiento correcto. Pero en la realidad tal cosa es muy poco implementada, es por

esto que los ingenieros utilizan la información obtenida en los laboratorios de prueba de

los equipos, en donde los equipos son probados en toda clase de situaciones,

determinando que dispositivos se acoplan mejor a cada situación. Estos datos aparecen

en el apéndice B del código NFPA 72. A continuación se ejemplificara el método

utilizado por la NFPA 72 para averiguar el máximo espaciamiento de los detectores

utilizando algunas de las tablas que aparecen en dicho apéndice.

La NFPA 72 proporciona este apéndice para el análisis de detectores de calor de

temperatura predeterminada y de tasa de aumento. A continuación se ilustra un ejemplo

para mostrar de forma práctica y sencilla la utilización de estas tablas.

Se requiere conocer la siguiente información para poder aplicar de manera eficiente el

método siguiente:

• La altura del cielo del techo

• El tipo de detector (Temperatura predeterminada o tasa de aumento de

temperatura)

• Distanciamiento listado por el detector

• Temperatura ambiente del cuarto

• Tasa de crecimiento del incendio (rápido, mediano o lento)

                                                                                                                                                                              18 Figura A.5.14.5.2 (a) [2]

112  

• Umbral del tamaño del incendio (Qd). Este valor representa la energía que

irradia el incendio en el momento de la detección.

• Valor de Alpha α. (Describe la tasa de crecimiento del incendio)

• El Periodo de crecimiento del incendio (tg). Es el tiempo que toma al incendio

llegar a su punto treshold de tamaño.

Ejemplo:

• Un cuarto con una altura de cielo de 2.4384 (8ft)

• Detector de Temperatura Predeterminada de 53.33°C (128°F), listado para un

espaciamiento de 9.144 m (30ft).

• Temperatura del Cuarto 20°C (68°F)

• Qd = 750 Btu/s

• Tg = 300 s

Determinar el máximo espaciamiento entre detectores.

1. Usando la tabla 3.10, se obtiene que para una distancia listada de espaciamiento

de 9.144 m (30ft) y una temperatura predeterminada de 53.33°C (128°F), la

constante de tiempo τ = 95.

2. La diferencia entre la temperatura predeterminada del detector y la temperatura

del cuarto es 128°-68° = 60°F. Por lo que ΔΤ = 60°F

3. Con esto se calcula el índice de tiempo de respuesta RTI:

√ (3-5)

Donde τ es la constante de tiempo y “v” es la velocidad de prueba, la cual es en este

caso 1.53 m/s (5 ft/s).

95√5 212

113  

4. El diseñador debe escoger la tabla correcta de utilizar, referenciándose a la tabla

3.11. Con los siguientes valores Qd = 750 Btu/s; Tg = 300s. De donde se obtiene

que los próximos datos se deben buscar en la tabla B-3.2.4 (m)

5. Utilizando la tabla 3.12, utilizando un valor de τ redondeado a 100 y con un ΔΤ

= 60°F; los detectores se deberán espaciar un distancia máxima de 5.79 m (19ft)

para un cielo con una altura de 2.43 m (8ft).

Tabla 3.10 Distancia de cobertura de un detector

114  

Tabla 3.11 Tabla de referencia

115  

Tabla 3.12 Parámetros de los detectores19

                                                            19 Tabla B.3.2.4 [2]

116  

3.16 Diseño de paneles de control y conexiones de los dispositivos

Los circuitos que conforman una red de alarma contra incendio, son todas las

conexiones hechas a los dispositivos iniciadores y a las estaciones notificadoras. El

código NFPA 72 clasifica estos en tres categorías.

• Circuitos de dispositivos iniciadores (IDC)

• Circuitos de estaciones notificadoras (NAC)

• Circuitos de señalización de línea (SLC)

3.16.1 Circuitos de dispositivos iniciadores (IDC)

Estos son definidos por la NFPA 72 como todos los circuitos donde son

conectados todos los dispositivos de iniciación automática o manual, hacia el panel de

control. El cual identifica la condición de la alarma pero no identifica cual de los

dispositivos es el que se activo.

Este tipo de circuitos se clasifican en dos categorías, A y B. Estas dos categorías

son las más antiguas y utilizadas entre los diseñadores, pero a partir de los anos 70’s la

NFPA ha reconocido que es necesario incrementar estas categorías, debido a la

creciente complejidad de los sistemas, es por esto que se han creado cinco estilos de

IDC’s.

• Clase B-Estilo A

• Clase B-Estilo B

• Clase B-Estilo C

• Clase A-Estilo D

• Clase A-Estilo E

117  

En la actualidad los estilos B y D son los más utilizados, y E es el menos utilizado,

sin embargo los diseñadores cuando requieren de un diseño con una alta confiabilidad

utilizan la clase A, el cual consiste en un circuito formado por cuatro cables, mientras

que la clase B es formado por dos cables, lo cual resulta más económico.

3.16.2 Circuitos clase B

Los circuitos IDC clase B como el mostrado en la figura 3.64, conectan los

dispositivos de iniciación (normalmente abiertos), por medio de dos cables al modulo

IDC localizado en el panel de control. Al final de la línea se conecta una resistencia a la

que se le llama “Resistencia de final de línea” (ELR), por lo que el modulo IDC detecta

una caída de voltaje en la línea.

En operación normal el modulo IDC trabaja de la siguiente manera:

• Al estar los contactos normalmente abiertos, no hay flujo de corriente a través de

estos, por lo que toda la corriente fluye a través de la resistencia. Esto ocasiona

una caída de voltaje la cual es censada constantemente por el modulo IDC.

Siempre que el modulo IDC detecte una caída de voltaje este operara en

condición normal.

En operación de alarma el modulo IDC trabaja de la siguiente manera:

• El contacto normalmente abierto se cierra ya sea por acción automática o manual

en caso de incendio, con esto el circuito se cierra creando que sea el mismo

voltaje tanto en la terminal positiva como en la negativa, y al no haber diferencia

de potencial no fluye corriente a través del circuito. El modulo IDC detecta esta

condición y inmediatamente el panel de control activa la alarma.

118  

Figura 3.64 Circuito IDC clase B

3.16.3 Fallas del sistema

En este tipo de conexiones pueden surgir fallas como conductores abiertos, fallas

a tierra y corto circuitos entre conductores.

Una falla de tipo conductor abierto como se muestra en la figura 3.65, puede ser

causada por un conductor cortado o en mal estado, o una falla en su terminal conectora.

Como se muestra en la figura al ocurrir una falla de este tipo entre los dispositivos 1 y 2,

el dispositivo 1 si es capaz de activarse pero los dispositivos 2 y 3 son incapaces de

actuar en el caso de una emergencia, por lo que se activa una señal de falla en el panel

de control.

119  

Las fallas a tierra pueden ser causadas por el contacto de alguno de los cables a

un ducto barra, a una caja de conexión o a algún cable que se encuentre aterrizado. Al

recibir una señal de tierra, el modulo IDC reporta una señal de falla. Los circuitos clase

B estilo A pierden la capacidad de percibir una alarma al tener una falla a tierra,

mientras que los circuitos clase B estilo B, pueden funcionar bajo esta situación.

Figura 3.65 Fallas del sistema

3.16.4 Circuitos clase A

Este tipo de circuito se muestra en la figura 3.66, en operación se sigue la

siguiente secuencia:

• La corriente fluye desde la terminal positiva del circuito supervisor del modulo

IDC.

120  

• La corriente fluye a hasta el último dispositivo de iniciación (normalmente

abierto), y se devuelve hasta la terminal negativa a través de una resistencia

ELR.

• Al pasar la corriente a través de la ELR se da una caída de voltaje, el cual es

censada por el circuito supervisor constantemente, siempre que se tenga esta

situación el panel estará en operación normal.

Durante una emergencia se sigue la siguiente secuencia:

• Al cerrarse uno de los dispositivos de iniciación la corriente dejara de fluir a

través de la ELR, por lo que el circuito de supervisión censa un incremento en la

potencia pedida, por lo que el panel de control entra en estado de alarma.

Es importante destacar que en una situación de falla de conductor abierto este tipo

de sistemas pueden seguir funcionando, tal como se muestra en la figura 3.66, al abrirse

el conductor, el circuito censa esto ya que la corriente dejara de fluir, en ese momento se

cierran los dos contactores marcados con un asterisco (normalmente abiertos), por lo

que la corriente puede ser suministrada por ambos lados a todos los dispositivos de

iniciación. Con esta situación el panel de control activa la señal de falla. Lo importante

es que todos los dispositivos pueden funcionar en caso de falla.

121  

Figura 3.66 Circuito Clase A

3.16.5 Selección del tipo de dispositivo de iniciación

Para poder escoger correctamente la clase y estilo de conexión se necesita hacer

un análisis de la situación en la cual se requiere la alarma contra incendio, ya que cada

tipo y estilo presentan diferentes características.

• La clase B, estilos B y C y la clase A, tienen la capacidad de funcionar inclusive

cuando se tenga una falla sencilla a tierra.

• La clase A, estilos D y E, tienen la capacidad de funcionar inclusive cuando se

tenga un conector abierto.

122  

Por esta interrogante es que la NFPA 72 provee en la tabla 3.13, en la cual se

muestra qué tipo de IDC utilizar para cada situación.

Tabla 3.13 Selección del dispositivo IDC20

3.16.6 Verificación de alarmas

Los módulos IDC’s se pueden pedir con un sistema adicional el cual prueba la

veracidad de la alarma, esto con el fin de evitar falsas alarmas provocadas por

situaciones de pequeños incendios temporales. La verificación se da en la siguiente

secuencia.

• El detector de humo envía la señal al panel de control

• El panel de control recibe la señal y reanuda el sistema

• La alimentación al IDC se restablece después de un tiempo predeterminado,

usualmente 60 segundos después de reanudarse el sistema.

• El panel de control chequea de nuevo la situación del detector en el IDC

• Si el detector se pone en alarma, el panel de control procede a iniciar la alarma

                                                            20 Tabla 6.5 [2]

123  

Esta protección es muy efectiva para controlar lo que son las falsas alarmas, las

cuales se pueden dar por el exceso de polvo en el detector, o trascientes en el servicio de

alimentación, los cuales provocan el mal funcionamiento del detector.

3.16.7 Circuitos de estaciones notificadoras

Este tipo de circuitos deben de escogerse entre los circuitos enunciados en la

tabla 3.14.

Tabla 3.14 Selección del circuito de estaciones notificadoras21

3.16.8 Circuitos de notificación clase B

En la figura 3.67 se muestra un circuito clase B, estilo Y; en operación normal

nota que se tienen tres parlantes notificadores los cuales se encuentran conectados al

circuito de supervisión, donde la corriente fluye de la terminal positiva hacia la negativa

pasando a través de una resistencia tipo ELR. El circuito supervisor censa la caída de

voltaje en esta resistencia y le comunica al panel de control que se está operando en

modo normal. Se nota que estas estaciones cuentan con diodos conectados en serie a

                                                            21 Tabla 6.7 [2]

124  

cada parlante notificador, esto para evitar que la corriente fluya hacia los parlantes

estando en modo normal.

Figura 3.67 Circuito de clase B, estilo Y, en operación normal

En la figura 3.68 se muestra el mismo circuito pero esta vez bajo falla y en

activación. Al darse la condición de alarma el modulo NAC cambia la alimentación del

circuito de notificadores del circuito de supervisión al de señal de alimentación, por lo

que la corriente fluirá a través de los diodos pero en su dirección de conducción, por lo

que las estaciones empezaran a sonar. Al darse una falla de circuito abierto como se

muestra en la misma figura, es importante notar que los notificadores que estén

conectados después de la falla no podrán responder ante una emergencia.

125  

Figura 3.68 Circuito de clase B, estilo Y, en operación bajo falla

3.16.9 Circuitos de notificación clase A

Este tipo de circuitos consisten de cuatro cables, con los cuales se alimenta a

cada estación notificadora desde dos direcciones, tal como se puede notar en la figura

3.69.

Figura 3.69 Circuito de notificación clase A

126  

Cuando se emite la señal de emergencia el modulo NAC cambia la alimentación

de las estaciones notificadoras del circuito supervisor al circuito de señal de

alimentación. Como las estaciones notificadoras son alimentadas desde dos direcciones

diferentes, todas las estaciones pueden operar cuando se dé una falla de circuito abierto.

Figura 3.70 Circuito de notificación clase A en condición de falla

3.16.10 Circuitos lineales de señales

Estos son los tipos de circuitos en que se tienen múltiples señales de entrada, y

en el que múltiples señales de salida de diferentes sistemas contra incendio son

transmitidas. Estas pueden ser señales de notificaciones remotas emitidas por diferentes

paneles de control hacia la estación central por ejemplo.

Con respecto a este tipo de circuitos la NFPA 72 hace mención a la siguiente

tabla, en esta se muestra el desempeño y la capacidad de este tipo de circuitos.

127  

Tabla 3.15 Desempeño y capacidad de circuitos lineales de señales22

En la figura 3.71 se muestra este tipo de circuitos Clase B, Estilo 4, en operación

normal. El microprocesador es el encargado de chequear individualmente el estado de

los dispositivos o paneles conectados, en el circuito lineal de señales, esto es realizado

siempre en una secuencia lógica, la cual para este caso seria de la 101 a la 104. Este

procedimiento de chequeo se realiza continuamente en el mismo orden, a esto se le

llama Software de Interrogación Continua (CSI).

                                                            22 Tabla 6.6.1 [2]

128  

Figura 3.71 Circuito lineal clase B, estilo 4

En la figura 3.72 aparece el circuito Clase A, estilo 6. Este contiene cuatro

cables los cuales forman una forma de alimentación primaria y otra secundaria a cada

dispositivo. El procesador constantemente está cambiando entre la alimentación

primaria y la secundaria, con el fin de proveer supervisión a los dispositivos desde dos

direcciones. Este circuito tiene la característica de poder operar en una falla de circuito

abierto.

Figura 3.72 Circuito clase A, estilo 6 en operación normal

129  

3.16.11 Sistemas de alarma contra incendio cableados y sistemas

multiplex

Usualmente los sistemas de alarma contra incendio consisten en detectores y

notificadores cableados hasta un panel de control. Estos pueden reconocer la zona de la

emergencia pero no el lugar especifico del incendio.

Es por esta razón que en zonas de muy alto riesgo que se necesita saber la exacta

localización del incendio, es justificable el uso de un sistema multiplex. Estos sistemas

cuentan con una computadora y un software especialmente programado para que

reconozca y asigne un código a cada detector y notificador según su posición. De esta

forma en el momento que se dé una emergencia de incendio el detector o notificador

enviara una señal eléctrica o por ondas de radio hacia el panel de control, el cual tendrá

la capacidad de interpretar esta señal y mostrar en su pantalla la localización exacta del

incendio.

Este tipo de sistemas es justificado en edificios con muchas comparticiones. Un

aspecto importante de resaltar de este tipo de sistemas es su flexibilidad, ya que no

importa si se realizara una remodelación de la distribución del edificio ya que a

diferencia de los sistemas cableados en los cuales se necesitaran muchos electricistas, lo

que lo vuelve costoso y lento; el sistema multiplex solo necesitaría de volver a

programar la computadora principal por un técnico especializado, sin tener que

relocalizar los detectores.

Este tipo de sistemas es muy utilizado en lugares como hospitales, hangares o

supermercados, en donde es vital poder identificar la zona exacta del incendio.

130  

3.17 Paneles de control de sistemas contra incendio

El panel de control es el cerebro del sistema contra incendio, ya que este es el

encargado de interpretar las señales de emergencia y decidir si activar el estado de

emergencia o no, estos son los que informan del estado de los dispositivos conectados a

este, así como información de fallas en el cableado; en general proporcionan toda la

información del estado y situación en que se encuentra el sistema contra incendio de un

respectivo lugar.

La manera de conexión de un panel de control se puede ilustrar de tres maneras:

• Diagrama de la alarma contra incendio

• Planos del sistema contra incendio

• Diagrama esquemático del sistema contra incendio

3.17.1 Diagrama de la alarma contra incendio

Este tipo de diagrama se muestra en la figura 3.73, este tipo de diagramas es

muy utilizado por los diseñadores de alarmas contra incendio, ya que muestra en una

manera fácil la conexión del panel de control con todos los dispositivos periféricos.

Cada conexión se marca con un número encerrado, el cual indica la cantidad de cables

en cada ramal.

131  

Figura 3.73 Diagrama de la alarma contra incendio

3.17.2 Planos del sistema contra incendio

Este representa en modelo a escala la ubicación de todos los dispositivos,

conjuntamente con el diseño civil del lugar. Se añade el sistema de rociadores

automáticos, los cuales deben estar conectados al sistema de alarma contra incendio, ya

que según el código NFPA 13 deben contar con un sensor de flujo ubicado en el riser

principal, para que en el momento que se dé la apertura de un rociador, la alarma de

132  

incendio notifique sobre la emergencia. A este plano se le debe de adjuntar un diagrama

de conexión del panel de control.

Este es el tipo que se utiliza en la instalación del sistema, ya que muestra a los

técnicos instaladores las distancias que se deben respetar y el tipo de dispositivos a

instalar.

Figura 3.74 Plano de un sistema contra incendio

133  

3.17.3 Diagrama esquemático del sistema contra incendio

Este es el método menos utilizado, pero representa de manera sencilla la forma

de conexión del panel de control con todos sus dispositivos periféricos.

Figura 3.75 Diagrama esquemático de un sistema contra incendio

3.17.4 Calculo de las baterías

El panel de control según el código NFPA 13 debe estar alimentado por una

fuente secundaria. Se utilizan baterías de ciclado profundo para satisfacer esta

obligación.

Se debe hacer el cálculo del requerimiento en A/h (Amperios/Hora), para cada

dispositivo utilizándose como mínimo un periodo de 24 horas en modo normal y 5

minutos en alarma.

Para ilustrar este cálculo se explicara con el siguiente ejemplo:

• Se analiza el requerimiento en A/h de cada dispositivo tanto para su uso en

modo normal como en alarma.

134  

Tabla 3.16 Cargas por dispositivo

Descripción Cantidad Modo

Normal

(A) c/hora

Modo de

Emergencia

(A) c/hora

Panel de Control 1 0.219 0.510

Módulos de Salida 5 0.0065 0.04

Sirenas 8 0 0.55

Relay Supp 2 0 0.045

Modulo de

Detectores de Haz de

Luz

1 0.03 0.076

Detector de Flujo 1 0.020 0.22

Modulo de Entrada 1 0.018 0.55

Parlante 10 0 0.063

Luces

Estroboscopicas

6 0 0.025

Campanas 8 0 0.063

Parlante

Estroboscopico

14 0 0.50

Detector de

Ionización

10 0.0001 0.08

Detector de Haz de

Luz

10 0.0013 0.06

Detector de Ducto 4 0.008 0.06

135  

• Note como las sirenas, parlantes, luces estroboscopicas, y campanas no

consumen potencia en estado normal, ya que solo son utilizadas en momentos de

emergencia.

• Con la tabla anterior se multiplica la cantidad de A/h requeridos por el número

de dispositivos de cada tipo que se tengan, y ese resultado se multiplica por el

tiempo de uso.

• En la siguiente tabla se muestran los resultados después de hacer lo anterior y

sumar cada resultado

Tabla 3.17 Cargas totales

Modo Amperios-Hora demandados

Normal 8.772

Alarma 1.329

• Mínimo de Amperios-Hora Requeridos

8.772

+ 1.329

10.101 Amp-Hora

Por lo que el diseñador deberá escoger una batería que pueda satisfacer la

demanda de 10.101 Amp-Hora para la alimentación del panel de control.

 

136  

CAPITULO 4: Inspección, pruebas y mantenimiento

La inspección, la prueba y el mantenimiento de los sistemas de alarmas de

incendio, de sus dispositivos iniciadores, y los aparatos de notificación deberán cumplir

con los requisitos del capítulo 10 del código NFPA 72.

4.1 Inspecciones

Las inspecciones visuales se llevaran a cabo de acuerdo con el programa

presentado en la tabla de la tabla 4.1. La frecuencia de inspección puede ser alterada a

una mayor frecuencia por parte de la autoridad competente.

Sin embargo para equipos o dispositivos inaccesibles por razones de seguridad

como operaciones de proceso continuas, equipos eléctricos energizados, radiación, y

altura excesiva, deben ser inspeccionados durante cortes programados y autorizados por

la autoridad competente, siempre y cuando estos periodos no excedan los 18 meses.

Estas inspecciones visuales se llevan a cabo con el fin de asegurar que no existan

cambios que afecten el desempeño del equipo.

4.2 Pruebas

Antes de realizar las pruebas se deberá notificar con anterioridad a todos los

ocupantes del edificio sobre la realización de las pruebas, esto para evitar una respuesta

innecesaria. Al finalizar la prueba, deberán ser notificados de la conclusión de esta

misma.

Todos los sistemas nuevos deben ser inspeccionados y privados de acuerdo al

capítulo 10 del código NFPA 72. Estos procedimientos aparecen en la tabla 4.2.

137  

En el caso de que a un ya existente sistema de alarma contra incendio se le agregue o

elimine un dispositivo se deberán de realizar las siguientes pruebas:

• Al agregar un dispositivo iniciador, un aparato de notificación o un relé de

control, se deberá probar su correcto funcionamiento.

• Al eliminar un dispositivo iniciador, un aparato de notificación o un relé de

control, se deberá poner en funcionamiento otro dispositivo, aparato o relé de

control.

• Cuando se realicen modificaciones o reparaciones para controlar el hardware

del equipo, el equipo de control deberá probarse de acuerdo con los ítems 1 (a)

y 1 (d) de la figura 4.2.

• Al realizarse algún cambio en el software especifico del sistema, se deberá

aplicar lo siguiente:

1. Todas las funciones que se vean afectadas por el cambio deberán ser

probadas en un 100%, o identificadas por algún medio que indique el

cambio.

138  

Tabla 4.1 Frecuencia para la inspección visual

139  

Tabla 4.2: Métodos de Prueba23

                                                            23 Figura 10.4.2.2 [2]

140  

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

141  

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

142  

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

143  

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

144  

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

145  

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

146  

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

147  

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

148  

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

149  

2. Se deberá probar el 10% de los dispositivos iniciadores que no hayan

sido directamente afectados por el cambio, hasta un máximo de 50

dispositivos.

La frecuencia de este tipo de pruebas se muestra en la tabla siguiente.

150  

Tabla 4.3: Frecuencia de las Pruebas24

                                                            24 Tabla 10.4.3 [2]

151  

Tabla 4.3: Frecuencia de las Pruebas (continuación)

152  

Tabla 4.3: Frecuencia de las Pruebas (continuación)

3.3 Mantenimiento

El código NFPA 72 establece que:

• Los equipos que conforman un sistema de alarma contra incendio deberán

mantenerse de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

• La frecuencia para el mantenimiento de los equipos dependerá del tipo de

equipos y de las condiciones ambientales locales.

• La frecuencia para la limpieza de los equipos dependerá del tipo de equipos y de

las condiciones ambientales locales.

• Los aparatos que se deban rebobinar o ser restablecidos para mantener su normal

funcionamiento deberán recibir el servicio requerido lo antes posible después de

cada prueba de alarma. Todas las señales de prueba recibidas deberán registrarse

para indicar la fecha, hora y tipo.

153  

3.4 Registros

Se deberá guardar un registro de la prueba efectuada por un periodo de un año o

hasta la siguiente prueba en el sistema. Los registros se podrán guardar en papel o en

electrónico, a conveniencia del propietario.

Se debe suministrar un registro de todas las inspecciones, pruebas y

mantenimiento en donde se debe aparecer la siguiente información:

• Fecha

• Frecuencia de la Prueba

• Nombre de la Propiedad

• Domicilio

• Nombre de la persona que lleva a cabo la inspección, el mantenimiento, las

pruebas o las combinaciones de las mismas, y afiliación domicilio comercial,

número de teléfono.

• Nombre, domicilio y representante del o los organismos de aprobación.

• Designación del o los detectores probados.

• Prueba funcional a los detectores

• Control de todos los detectores de humo

• Resistencia del circuito cerrado para todos los detectores de calor de temperatura

fija, tipo lineales

• Otras pruebas requeridas por el fabricante del equipo

• Otras pruebas requeridas por la autoridad competente

• Firmas de quien efectúa la prueba y del representante aprobado por la autoridad

• Disposición de los problemas identificados durante la prueba

154  

El código NFPA 72 brinda un ejemplo de un formulario de inspección y prueba el

cual aparece en la siguiente tabla.

Tabla 4.4: Formulario de inspección y prueba25

                                                            25 Grafico 10.6.2.3 [2]

155  

4.5 Inspección visual a P&G

Se realizo una inspección visual al sistema de estaciones activadoras,

dispositivos notificadores sonoros, estaciones luminosas estroboscopicas, fuentes de

poder y sensor de flujo del sistema contra incendio de las instalaciones de Procter &

Gamble.

Este sistema cuenta con protección contra incendio mediante rociadores

automáticos y detectores de humo, tal como se muestra en la figura 4.1.

Figura 4.1 Sistema contra incendio de P&G

Se inicio con las pruebas a las estaciones activadoras manuales las cuales se

muestran en las siguientes figuras.

156  

Figura 4.2 Dispositivo de iniciación manual de accionamiento sencillo

Figura 4.3 Dispositivo de iniciación manual de accionamiento doble

En estas instalaciones se tienen dispositivos de iniciación tanto del tipo de

accionamiento sencillo como doble, tal como se muestran en las figuras anteriores.

157  

Se inspecciono cada una de las estaciones activándolas una a una y verificando

que todas las unidades notificadoras respondieran adecuadamente al activar alguno de

los dispositivos de iniciación. Al verificar esto se procedía a apagar la respectiva alarma

desde el panel de control principal y poner en posición inicial el disparador de la

estación manual de accionamiento. Para esto es necesario abrir la unidad tal como se

muestra en la figura 4.4, esta se abre por medio de una llave, la cual se inserta en el

conector situado a la derecha justa al medio de la unidad de iniciación, al abrirse el

botón vuelve a su posición inicial y se cierra el dispositivo con el disparador cerrado.

Figura 4.4 Dispositivo de iniciación manual de accionamiento sencillo

Las unidades notificadoras que se probaron son del tipo Audibles/Visibles, las

cuales se muestran en la siguiente figura.

158  

Figura 4.5 Unidad notificadora Audible/Visible

Se probo que todas estas unidades funcionaran correctamente, se inspecciono

que la notificación sonora cumpliera con el código NFPA tal como se menciono en el

capitulo 3 anteriormente, de no cumplir con esto se apunta en las notas de la inspección

y se le notifica al propietario para coordinar la configuración del sistema, en este caso

todas las alarmas sonoras cumplieron con la NFPA 72.

Se inspecciono que las luces estroboscopicas al igual que las notificaciones

sonoras cumplieran con la NFPA 72, tal como se menciono en el capítulo 3. Para esta

instalación todas las luces cumplieron con este capítulo, excepto con la sincronización,

ya que las luces de la zona de oficinas la cual se muestra en la figura 4.5, se encuentran

en una habitación mayor a 80ft x 80ft y al estar distanciadas una longitud menor de 55 ft

debería funcionar sincronizada mente, por lo que se apunto en el reporte respectivo para

cerciorar al propietario de la falla. En esta misma zona se tuvo un problema con una de

las estaciones notificadoras, ya que la luz estroboscopica no encendía, por lo que se

procedió a revisar la estación para verificar si era una falla que se pudiera arreglar ahí

mismo o si había que desmontarla y cambiarla por otra mientras se arregla. Se procedió

a desarmarla ahí mismo en campo, tal como se muestra en la siguiente figura.

159  

Figura 4.5 Unidad notificadora Audible/Visible desarmada

En la figura anterior se puede notar como la unidad viene dividida en dos, la

tarjeta de la izquierda es la unidad audible y la de la derecha es la unidad visible. Se

desconecto la unidad visible para poder analizarla con mayor cuidado, tal como se

muestra en la siguiente figura.

160  

Figura 4.6 Circuito de luz estroboscopica

Se reviso el circuito y se identifico que el terminal de la conexión de la

alimentación que viene desde el circuito de la unidad audible estaba sucio y mal

conectado, por lo que se limpio y se coloco de manera correcta. Al activar una de las

estaciones de activación manual se verifico, y efectivamente la luz parpadeaba de

manera correcta, por lo que se procedió a continuar la inspección.

Seguido se inspeccionaron las fuentes de poder del sistema de alarma contra

incendios, este tipo de equipos se sitúa en un cuarto eléctrico. Para este sistema se

cuentan con dos fuentes de poder, esto porque el sistema de alarma se encuentra

dividido en dos, se tiene un sistema para el edificio D y otro para el edificio E. Sin

embargo las fuentes de poder se encuentran situadas en el mismo cuarto eléctrico, el

cual es compartido por los dos edificios, ya que este se encuentra situado en el medio de

los dos.

161  

En la figura 4.7 se muestra la fuente de poder del sistema del edificio D, la cual

es de la marca Fire Lite, mientras que en la figura 4.8 se muestra la del edificio E, marca

Siemens.

Figura 4.7 Fuente de poder del edificio D

162  

Figura 4.8 Fuente de poder del edificio E

Se inspecciono que no se tuviera ninguna señal de alarma por parte del equipo.

En la figura 4.9 se muestra que estos equipos cuentan con dos baterías de 12V

conectadas en serie capaces de proporcionar hasta 8 Ah cada una, para el caso de que la

alimentación principal (120V AC) falle, tal como se vio en el capitulo anterior.

163  

Figura 4.9 Circuitos de la fuente de poder del edificio D

Tal como se puede notar en la figura 4.10 el indicador de muestra cinco posibles

estados de la fuente, los cuales son:

• Alimentación AC Esta señal siempre deberá estar encendida, solo en caso de que

haya algún fallo con la alimentación principal esta se apagara.

• Falla a tierra Esta solo se encenderá cuando se tenga una falla a tierra en alguno

de los circuitos.

• Batería Al estar encendida informa que las baterías están correctamente

conectadas.

• Conexión al tablero Al encenderse esta significa que hay una falla de

comunicación entre la fuente de poder y el tablero principal.

• Falla de fuente AC y uso de baterías Esta solo se encenderá cuando se dé el caso

que la alimentación principal falle y se estén utilizando las baterías como fuente

de alimentación.

164  

Figura 4.10 Señales de la fuente de poder

Como se puede notar en la figura 4.9, al revisar la fuente de poder solo se tenía

encendida la luz de la alimentación AC, por lo que la fuente indica que está siendo

alimentada por esta, como se espera durante una operación normal, pero no sé tenia la

tercera indicación, la cual corresponde a la de la correcta conexión de las baterías. Por

tal razón se probaron las baterías con un multimetro y se reviso su conexión, se

determino que las baterías estaban en buenas condiciones pero que el conector entre

estas y el panel estaba malo, por lo que se procedió a cambiarlo para reparar esta

situación. Después de esto la fuente efectivamente notifico la correcta conexión de las

baterías.

El mismo procedimiento se realizo con la fuente de poder que alimenta el

edificio E, con esta no se tuvo ningún problema, por lo que solo se limpio con el

respectivo cuidado de no maltratar los circuitos integrados de esta.

165  

Figura 4.11 Circuitos de la fuente de poder del edificio E

Con esto se finalizo la inspección visual al sistema contra incendio de estas

instalaciones, en donde se arreglaron problemas muy comunes y fáciles de solucionar.

Todo se pudo arreglar ahí mismo y no hubo necesidad de cambiar ningún equipo.

Finalizado esto se procedió a llenar los formularios respectivos, con el reporte

del estado de todos los equipos revisados.

166  

CAPITULO 5: Información básica que debe aparecer en un

plano de diseño de sistemas de alarma y detección de incendio

Aunque el estándar NFPA 72 – 2002 no tiene ningún capítulo dedicado a esto,

como si lo tiene el estándar NFPA 13 – 2002 el cual se ha mencionado anteriormente, es

importante saber que información debe aparecer para poder realizar la entrega de los

planos.

Es importante recalcar que esta información no es obligatoria por la NFPA 72 –

2002, pero no por esto deja de ser importante para poder realizar la instalación en obra.

5.1 Información Básica

• Localización de los detectores en la planta arquitectónica. En esto se debe tener cuidado

de que la posición de los detectores que estén en cielo suspendido calce correctamente

con el plano de distribución de la grilla del cielo.  

• Distribución y rutas del cableado de los detectores, luces, dispositivos

iniciadores manuales, dispositivos notificadores sonoros y dispositivos

notificadores luminosos, debe aparecer el tipo y el calibre de los conductores a

utilizar y el tipo y diámetro de tubería que se va a utilizar. La localización de los

paneles de control y fuentes de poder también debe aparecer en esta distribución.  

 

• Adjuntar un plano con la simbología de los equipos que aparecen en planos, los

símbolos dados por el estándar NFPA 72 – 2002 aparecen en el apéndice A. En

167  

la cual se debe mostrar el modelo y tipo de los equipos a instalar, para que los

equipos instalados sean los mismos equipos con los cuales se realizo el diseño.  

 

• Diagrama unifilar de la instalación. En esta sección aparece el tipo y el calibre

de cables a utilizar y el modo de conexión del panel de control y de las fuentes

de poder.  

 

En la figura 5.1 se muestra un ejemplo de la simbología que debe aparecer, en esta

se muestran los símbolos utilizados y ciertas consideraciones que se deben tener a la

hora de hacer la instalación en obra.

168  

Figura 5.1 Simbología de Incendio

169  

CAPITULO 6: Conclusiones y recomendaciones

6.1 Conclusiones

La implementación de los sistemas contra incendio es de vital importancia para

proteger tanto bienes como vidas. Es por esto que la NFPA a través de sus diversos

tomos hace especial énfasis en la protección contra incendio para las diferentes

instalaciones a proteger.

El código NFPA 72 “Código Nacional de Alarmas de Incendios” cubre la

aplicación, instalación, ubicación, desempeño, y mantenimiento de los sistemas de

alarmas de incendio y sus componentes. Se vio que el propósito de este código es el de

definir los medios para activar señales, transmitirlas, notificarlas y anunciarlas.

Con lo que se logra que las personas que habitan una instalación protegida por

una alarma que cumpla con dicho código, reciban una correcta notificación sobre la

emergencia, y puedan llevar a cabo una iniciación de las rutinas de evacuación de una

manera segura y eficiente.

Por tal razón se desarrollo una síntesis de dicho código, en donde se

mencionaron los principales elementos que componen un sistema de este tipo, la manera

de utilizarlos, y la manera de realizar un diseño que cumpla con las obligaciones de este

código. Garantizando el funcionamiento correcto de este tipo de sistemas, siempre y

cuando se utilice equipos con su respectiva certificación, ya sea UL o FM.

Al utilizar equipos certificados por corporaciones como UL o FM, el diseñador

puede garantizar que el modelo del dispositivo que se pretende implementar ha sido

probado y analizado en situaciones similares a las de un conato de incendio, y que el

equipo ha rendido satisfactoriamente. Por tal razón estas corporaciones certificadoras

170  

respaldan el buen funcionamiento del equipo, de manera que no se estará jugando con la

vida de los demás, al poner equipo del cual no se tengan estudios de su comportamiento

bajo condiciones de incendio.

A la hora de un conato de incendio lo más importante para poder combatir

efectivamente el fuego, es saber qué tipo de incendio es con el que se está tratando, por

lo que se estudio desde un punto de vista químico las propiedades de un incendio. Para

que en este tipo de situaciones se coordine la extinción del incendio dependiendo del

tipo de llama que se tenga, de manera que se puedan minimizar los daños que se

pudieran dar en la edificación correspondiente.

Para lograr este objetivo es necesario estar inspeccionando el equipo que

conforma el sistema contra incendio, ya que de nada sirve tener todo un sistema contra

incendio si a la hora de que se presente una emergencia causada por un incendio, el

sistema no responda de una manera adecuada. Para evitar este tipo de situaciones de

debe realizar un plan de inspección y pruebas a todo el sistema de alarma de incendio.

Para tal razón se adjunto en el capítulo 4 todos los pasos a seguir para mantener el

equipo en un buen funcionamiento.

Se estudio como un correcto diseño e implementación de un sistema de alarma

de incendio, logra hacer de una instalación en particular un lugar más seguro para sus

ocupantes. Por tal razón la implementación de estos sistemas disminuye en gran manera

el nivel de perdidas tanto de vidas como de bienes, ya que al darse una correcta y rápida

notificación de la emergencia los ocupantes logran realizar una rápida evacuación,

sumada a una rápida notificación a la brigada de bomberos más cercana, para que logren

controlar y eliminar el incendio de una manera más vertiginosa.

171  

Por lo que el diseño de este tipo de sistemas no debe tomarse nunca a la ligera,

ya que el profesional encargado tiene en sus manos la vida de muchas personas. Estos

sistemas deben ser diseñados fielmente a los mandatos del código 72 de la NFPA o a las

normas de FM, la cual tiene sus propias normas, las cuales son todavía más estrictas que

las del estándar NFPA, con esto se estará garantizando la efectividad y calidad de un

sistema que a la larga salvara la vida de muchas personas.

6.2 Recomendaciones

• Es importante tener un sistema de detección y notificación de incendio en todo

tipo de edificaciones, esto para prevenir la perdida de bienes y de vidas

humanas.

• En el mismo hogar es donde los seres humanos tendemos a ser más descuidados,

por lo que se debe tener un sistema de detección y notificación de incendio.

• Se recomienda implementar sistemas de detección y notificación de incendio

alimentados por dos vías. Tomando como alimentación principal la línea de

electricidad de 120 V AC; y como secundaria el uso de baterías.

• Es recomendado que siempre se utilice el código NFPA 72, como guía para el

diseño de este tipo de sistemas.

172  

• Corroborar que el diseño realizado de acuerdo al código NFPA 72 sea

correctamente instalado en la obra, por medio de inspecciones en el proceso de

instalación, por parte del diseñador.

• Utilizar equipos listados y aprobados por laboratorios como UL o FM.

• Realizar un correcto proceso de pruebas, mantenimiento y pruebas a todo el

sistema, ya que la suciedad o el envejecimiento del equipo pueden causar una

falla del mismo en momento crítico.

• En instalaciones de alto riesgo se recomienda tener un sistema contra incendio

de notificación remota, para que el departamento local de bomberos pueda ser

notificado lo más rápido posible.

• En instalaciones de alto riesgo se recomienda tener un sistema contra incendio

combinado, de detección y notificación, y un sistema de rociadores automáticos.

173  

BIBLIOGRAFIA

Libros

1. Bukowski, R. “Fire Alarm Signaling Systems”. Primera Edición, Techbooks,

Estados Unidos, 2003.

2. NFPA 72. “Código Nacional de Alarmas de Incendios”, Edición 2002,

Estados Unidos, 2002.

3. Ronald Kirby, H. “A Designer’s Guide to Fire Alarm Systems”, Primera

Edición, Colophon, Estados Unidos, 2003.

Páginas Web

4. “Fire Alarm Systems”, www.notifier.com

5. “Química del fuego”,

http://64.233.161.104/search?q=cache:mpN3pEmlQBsJ:usuarios.lycos.es/gala

pagar/quimica.html+quimica+del+fuego&hl=es

6. “Tyco Fire “Building Products”, www.tyco-fire.com/

7. “Victaulic Piping Systems Solutions”, www.victaulic.com/

8. “Wikipedia”,

http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_de_ionizaci%C3%B3n

174  

APENDICE

Apéndice A: Simbología

175  

176  

ANEXOS

Anexo A: Sistema de incendio de rociadores automáticos

Los sistemas de rociadores automaticos, son alimentados por una tuberia

principal como la mostrada en la siguiente figura. En esta se muestra el alimentador

principal con todos sus dispositivos.

 

Figura A.1 Alimentador principal

177  

La tubería principal es alimentada por el sistema de tubería subterránea, la cual

viene desde la conexión de la bomba de agua contra incendio, la cual es la encargada de

inyectar agua a una determinada presión desde el tanque de reserva de agua para

incendio. El agua llega a una presión máxima de 175 psi según el código 13 de la NFPA

“Sistemas de Rociadores”. El alimentador es sostenido en el suelo por acoples flexibles

los cuales permiten cierto grado de movimiento debido a la presión con que viaja el

agua en este. A este alimentador se le conectan los siguientes dispositivos:

• Válvula Mariposa: Esta es la encargada de abrir o cerrar el paso del agua en el

alimentador principal. Esta lleva una conexión al panel de control del sistema de

detección y alarma contra incendio, de esta manera se puede verificar desde el

panel de control si esta se encuentra abierta o cerrada. Ya que al estar cerrada y

darse un incendio no se tendrá agua en las tuberías que alimentan los rociadores.

Figura A.2 Válvula mariposa

• Válvula de Retención: Esta deja que el agua fluya en un solo sentido,

previniendo que el caudal de agua se devuelva desde el sistema de rociadores

178  

hacia la tubería enterrada. Esto lo que hace es prevenir del golpe de ariete que

pueda dar un flujo reverso. Esta cuenta con manómetros que indican la presión

del sistema antes de ella y después de ella.

Figura A.3 Válvula de retención

• Válvula de Drenaje: Esta es la que aparece en la figura anterior del lado derecho,

es la encargada de drenar el agua que se encuentra en los ramales del sistema de

rociadores, este drenaje solo se utiliza en caso de pruebas y mantenimiento, o en

el caso que se necesite cambiar alguna tubería ramal de los rociadores, entonces

se procede a drenar el sistema para poder sustituir la tubería averiada.

• Detector de flujo: Al activarse uno o más rociadores el agua empezara a fluir

desde el alimentador principal hasta el rociador que este en la zona de incendio,

la función del detector de flujo es indicar si se está dando circulación de agua en

el alimentador principal. Como se ve en la figura este se conecta directamente a

la tubería del alimentador principal, al haber flujo de agua en esta una especie de

aleta con que cuenta el detector se mueve y procede a enviar la señal de alarma

al panel de control, para que se notifique que se tiene una situación de incendio.

179  

Figura A.4 Detector de Flujo

Si se está en el caso de ser una edificación de más de un piso, este juego

de dispositivos se ponen en la alimentación principal de cada piso, así de esta

forma se tiene un detector de flujo por piso, de manera que al darse un incendio

se puede saber con rapidez en que piso se está dando la emergencia.

Siempre que se tenga un sistema de rociadores automáticos, este tipo de

dispositivos como los detectores de flujo y las válvulas mariposa de todo el

sistema, deberán ser conectados al sistema de detección y notificación de

incendio. Para que se puedan dar las notificaciones ya mencionadas en el panel

de control.

180  

Anexo B: Tubo Geiger-Mueller

Una cámara de ionización es un dispositivo usado con dos fines principales: la

detección de partículas en el aire (como en un detector de humo) y la detección o

medición de la radiación ionizante.

Una cámara de ionización es un instrumento construido para medir el número de

iones dentro de una vasija llena de gas entre dos placas de metal conductoras (o dos

electrodos planos paralelos o cilíndricos coaxiales) separadas por un hueco, pudiendo

ser una la propia pared del recipiente. Se aplica un voltaje (llamado corriente de

calibración) entre ambas placas, lo que limpia los electrones de forma que el dispositivo

no se sature. Cuando el gas entre los electrodos se ioniza por algún motivo, por ejemplo

rayos X o emisiones radiactivas, los iones se mueven hacia los electrodos de signo

opuesto, creando así una corriente de ionización, que puede ser medida por un

galvanómetro o un electrómetro. Tal como en el detector de humo de ionización.

Las cámaras de ionización se usan ampliamente en la industria nuclear, pues

proporcionan un valor proporcional a la dosis recibida y tienen una vida útil mayor que

los tubos Geiger estándar. Las cámaras de ionización se usan en medicina nuclear para

determinar la actividad exacta de los tratamientos radiactivos terapéuticos (llamándose

tales dispositivos «calibradores de dosis de radioisótopos»).

Un tubo Geiger-Müller (usado en los contadores Geiger) es otro tipo de cámara

de ionización. En él una de las placas está enrollada formando un cilindro. La otra se

sustituye por un cable situado en el eje del anterior. Este tipo de tubo suele estar sellado

y relleno de un gas inerte, de forma que no circule corriente en los dos electrodos

aunque se mantengan a potenciales diferentes.

181  

Si una partícula de radiación ionizante entra en el tubo (una partícula alfa, beta o

un rayo gamma) crea una traza de iones en el gas. Dichos iones permiten durante un

instante que se forma un camino conductor entre los electrodos, disparando un breve

pulso de corriente. Si esta salida se conecta a un altavoz, puede oírse el familiar

chasquido de un contador Geiger.

Muchos tipos diferentes de detectores y contadores de radiación están basados

en dispositivos similares al tubo Geiger-Müller. Algunos contienen diferentes gases de

rellenos, otros usan líquidos y otros están abiertos al aire. Son posibles diferentes

medidas dependiendo del tipo de ventana del dispositivo (una ventana de cristal no

dejará pasar las partículas alfa, mientras una ventana de mica sí) o de la diferencia de

potencial entre los electrodos.

En un detector de humo el hueco entre las placas se deja expuesto al aire. La

cámara contiene una pequeña cantidad de americio-241, que es un emisor de partículas

alfa. Estas partículas transportan una considerable cantidad de energía, y cuando

colisionan con el gas en la cámara de ionización (principalmente nitrógeno y oxígeno)

el momento transferido puede ionizar las moléculas, es decir, las moléculas sin carga

del gas perderán uno o más electrones y se volverán cargadas.

Debido a que las placas están a diferente voltaje (en un detector de humo típico,

la diferencia de voltaje es de unos pocos cientos de voltios) los iones y electrones serán

atraídos a éstas. Este pequeño flujo de iones entre las placas representa una corriente

eléctrica medible. Si el humo entra en el detector, interrumpe esta corriente. Los iones

golpean las partículas de humos y son neutralizados. Esta caída de la corriente dispara la

alarma de humo.

182