SISTEMAS AUTOMÁTICOS TICOS DE ROCIADORES DE AGUA

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1 SISTEMAS AUTOMÁTICOS TICOS DE ROCIADORES DE AGUA Agosto 2014 (C) Morgado Pag 1

2 NOTA DE UTILIZACIÓN N DE ESTA GUÍA Esta guía contiene los conocimientos adquiridos de aplicar la Norma UNE EN-12845, de obligado cumplimiento en España, en el diseño e instalación de sistemas de rociadores. Pero cada vez más, sobre todo cuando se protegen riesgos especiales, como el caso de grandes almacenes, no contemplados en la UNE, suele recurrirse a otras normas de reconocido prestigio para el diseño de instalaciones de rociadores, como la americana NFPA-13, que permite una mayor definición ante el riesgo protegido y dispone de muchos más recursos para elegir los rociadores más adecuados. En esta guía a veces se hace referencia a las normas NFPA-13 y FM (Factory Mutual). El técnico de mantenimiento debe saber que el conocimiento de estas tres guías de diseño (Norma UNE-EN-12845, NFPA-13 y los estándares FM Global) es la única vía para conseguir desarrollar una protección eficaz de los edificios, y por tanto deberá conocer bajo qué norma se ha diseñado e instalado el sistema de rociadores que está manteniendo. No se deben escoger los artículos que más convengan de FM, NFPA13 o UNE. Para un mayor conocimiento de la norma NFPA-13, recomendamos consulte códigos NFPA en español totalmente gratuitos, en Fuentes: Handling & Storage Nº 68. Marzo-Abril 2013 Proyecto de instalaciones de protección contra incendios en un centro logístico. Reluy Domínguez Arturo y Comajuncosas Fortuño Andreu. Universidad Politécnica de Cataluña Rociador de respuesta estándar, colgante VK592 (K19.6). Aplicación específica modo control. Noviembre VIKING S.A. NFPA Journal Latinoamericano. Jaime A. Moncada. Junio Rociadores en almacenes en la industria: actualidad y novedades. José de Antonio. Seguritecnia. Septiembre 2011 Instalación de rociadores y techos con fuertes pendientes. Ferrán Carrasco Bahí. Prefire. Mayo Sistemas integrales en protección contra incendios. Rociadores, Clasificación de riesgos y Parámetros de diseño. PREFIRE Nuevas normas en tubería y su uso en sistemas de protección contra incendios de agua o espuma. Comité Sectorial de Instalación, Mantenimiento e Ingeniería de Sistemas y Equipos de Tecnifuego- Aespi. Seguritecnia. Diciembre Catálogo Técnico Grupo Almesa. Estudio Instalación contra incendios. Ángel Castillo Cuevas, Claudio Tedde, Inmaculada Martínez Vidal. Felipe Segura Gutiérrez Pag 2

3 QUÉ NORMAS REGULAN LA NECESIDAD DE INSTALAR ROCIADORES DE AGUA? Las normas de aplicación en España que determinan si es necesario instalar rociadores automáticos de agua son: -DB-SI del CTE, Código Técnico de la Edificación. ( - RD-2267/2004, Reglamento de Seguridad Contra Incendios en Establecimientos industriales ( Si las normas anteriores nos crean la necesidad de instalar rociadores, sus criterios de diseño hidráulico e instalación serán realizados según la siguiente normativa: - UNE-EN (Rociadores Modo Control K= 80 y K= 115). - NFPA-13 (Rociadores Modo Control con factores de descarga superiores a K= 115 y Rociadores de Modo Supresión). - FM 2-8N (Rociadores Modo Control con factores de descarga superiores a K= 115 y Rociadores de Modo Supresión). -FM 2-2 (Rociadores de Modo Supresión). -FM 8-9 (Rociadores de Modo Control y Modo Supresión, sólo aplicado a almacenes). 1.- Criterios Básicos de CTE El DB-SI del CTE establece que se instalarán rociadores en los siguientes casos: USO COMERCIAL Si la superficie construida excede de m², en las áreas públicas de ventas en las que la densidad de fuego ponderada y corregida aportada por los productos sea superior de 120 Mcal/m²; y en los recintos de Riesgo especial Medio y Alto. USO APARCAMIENTO. En los aparcamientos robotizados. USO RESIDENCIAL PÚBLICO Si la altura de evacuación excede 28 mts establecimiento excede de m² o la superficie construida del Pag 3

4 NOTA: Los rociadores con un diámetro de ampolla superior a 5mm no se usan (no están homologados). Rosca NPT En Europa se emplea la rosca tipo GAS Ampolla de 8mm Deflector Este rociador no cumple Normativa, su ampolla es de un diámetro mayor al exigido en Norma (> 5mm). Existen diferentes criterios en función de la norma de diseño que utilicemos. Sin entrar en detalles, la UNE-EN (de obligado cumplimiento para el diseño de instalaciones de rociadores en todo el territorio nacional) clasifica los rociadores en: - Rociadores convencionales. Descarga agua hacia arriba y hacia abajo. Se instalan por encima de los ramales (montante). - Rociadores pulverizadores. El deflector proyecta el agua hacia abajo. - Rociadores pulverizadores planos. Descargan parte del agua por encima del deflector. - Rociadores empotrados. Parte o toda la ampolla se instala por encima de la línea inferior del techo. - Rociadores semiempotrados. Parte del rociador se instala por encima de la línea inferior del techo, pero la ampolla queda por debajo de la misma. - Rociadores de pared. Pag 8

5 La NFPA 13 mantiene la clasificación de los rociadores basada en los conceptos de control y supresión. Los conceptos de control y supresión están relacionados con dos parámetros: la densidad de agua efectiva descargada (ADD) y la densidad necesaria (RDD). Cuanto más intenso es el incendio, mayor RDD se necesita; es decir, más agua se requiere para el control o la supresión. FM clasifica los rociadores en relación con su uso de la siguiente forma: - Rociadores para uso en riesgos de no almacenamiento (para fuegos con baja o media emisión de calor). Generalmente se consideran zonas de no almacenamiento aquellas cuyas alturas de almacenamiento no superan los 2,4 m (para Riesgo Ordinario Grupo 1) y 3,7 m (para RO Grupo 2). Generalmente se protegen zonas de producción o manipulación (de productos de baja combustibilidad y edificios con personas). - Rociadores para almacenes (para fuegos con alta emisión de calor). A partir de alturas superiores a las mencionadas anteriormente se considera riesgo extra de almacenamiento, REA. La nueva FM 8-9 no permite el uso de rociadores a nivel de techo con un Factor K115 o K80 (concepto que se contradice con la Norma UNE 12845). - Rociadores especiales. Dentro de esta clasificación de FM, existen rociadores de respuesta rápida y respuesta normal, cobertura normal y cobertura extendida. El tipo de sistema a usar, húmedo o seco, afecta también al rociador permitido por FM, así por ejemplo, en la protección de almacenes con sistemas secos, solo se admiten rociadores montantes, de respuesta normal, cobertura normal y alta temperatura. En almacenes protegidos con sistema húmedos, los rociadores del techo no pueden tener un factor K métrico menor de 160, pueden ser de respuesta normal o rápida, cobertura normal o extendida (solo en el caso para rociadores de K360 de respuesta rápida), con temperatura ordinaria. Los rociadores de estanterías han de estar especialmente aprobados por FM para ese uso, la temperatura a utilizar es la ordinaria y han de ser de respuesta rápida si el factor K es inferior a 200. Por tanto, a la hora de determinar la eficacia de un sistema de rociadores automáticos hay que tener claro con que normativa se ha diseñado (o se va a diseñar). Lo más habitual es la Norma UNE EN-12845, de obligado cumplimiento en España. Pero cada vez más, sobre todo cuando se protegen riesgos especiales, como el caso de grandes almacenes en altura, no contemplados en la UNE, suele recurrirse a otras normativas de reconocido prestigio para el diseño de instalaciones de rociadores, como la normativa americana NFPA13, que permite una mayor definición ante el riesgo protegido y dispone de muchos más recursos para elegir los rociadores más adecuados. Como hemos visto, existe una gran cantidad de tipos de rociadores. Cuando se utilizan varios tipos de rociadores para proteger un mismo compartimento, deberán tener características de respuesta similar (por ejemplo, de respuesta estándar o rápida). Pag 11

6 * La curva de descarga depende del tipo de rociador. Por ejemplo, los rociadores de cobertura extendida tienen una curva más plana que la de los rociadores estándar, y permite librar mejor las obstrucciones y usar menos rociadores. Zona libre de obstáculos Curva de descarga de rociadores de cobertura extendida colgantes o montantes para zonas sin almacenamiento Pantallas protectoras y placas anti-agua Se colocarán siempre en rociadores instalados en niveles intermedios en estanterías o bajo plataformas perforadas donde la descarga de agua de los rociadores situados en niveles superiores puede mojar las ampollas de los rociadores situados debajo y donde puedan sufrir golpes externos. Estas placas también sirven para mantener y acumular el calor del fuego alrededor de la ampolla, por eso su tamaño debe ser adecuado, de unos 150 mm de diámetro. Las placas anti-agua no se fijarán directamente a los deflectores de rociadores montantes. 150mm 150mm INCORRECTO INCORRECTO Fotos: Cortesía de Viking Ibérica. Pag 20

7 Colector Ramal Correa Instalación de ramales paralelos a las correas Ramales paralelos o perpendiculares a las correas del techo. El deflector del rociador debe alinearse (paralelo) con el techo o cubierta. Para ello los ramales deben ir perpendiculares a las correas. El 90% de las instalaciones se realizan llevando los ramales perpendiculares a las correas. Así, también lo establece NFPA 13. (*) Según la nueva FM 8-9, en techos con una pendiente superior al 5 (8.7%), el deflector del rociador debe quedar paralelo al suelo, por lo que deberemos llevar los ramales paralelos a las correas, lo que perjudica el diseño y coste de los soportes. Si el deflector debe ir paralelo al suelo, los ramales deben ir paralelos a las correas. Esto genera tres inconvenientes: FM 8-9 UNE-EN y NFPA Pag 24

8 Sistema de Tubería Seca 5 Suministro neumático (aire o gas) 6 Cortesía de Viking Ibérica Cuando un rociador (1) se activa, la pérdida de presión en el sistema permite la apertura de la clapeta (2) de la válvula, llenando el sistema con agua. En sistemas grandes se puede incorporar un acelerador (3), para aumentar la velocidad de apertura de la válvula. Un dispositivo integral anti-inundación evita los problemas de paso de agua al acelerador. El flujo de agua desde la cámara intermedia de la válvula activa un presostato (4) que hace sonar la alarma eléctrica, o bien se hace pasar por alarma hidromecánica o ambas simultáneamente. Los sistemas de tubería seca se instalan en ambientes con riesgo de congelación. Pag 31

9 Debe existir un soporte entre dos rociadores Los soportes tipo perrillo deben instalarse uno a cada lado de la correa alternándolos El codo debe ser DIN-2440 En esta figura, si el agua circula hacia la derecha, los perrillos podrían soltarse de las correas. Lo que obliga a instalar puntos fijos en el ramal de rociadores o bien colocar perrillos en la otra cara de las correas. En los colectores, deben instalarse soportes tipo abarcón cada dos ramales o cada 4 mts máximo. El tipo de soporte a utilizar para el colector, ha de ser del tipo que se muestra en la siguiente figura. Pag 40

10 VELAS PARA ROCIADORES La longitud de las velas tienen una medida estándar con objeto de cumplir la distancia del rociador al techo y evitar sombra del ramal sobre el rociador. POSICIÓN TÍPICA DE ROCIADORES CUANDO EXISTEN FALSOS TECHOS Si la longitud de la vela es superior a 1m hay que soportarla. RAMAL DN min 25 mm Todas las velas son como mínimo de 1'' FALSO TECHO Ramal > 2. Vela 1 TECHO MAL Esta vela está mal instalada. Toda la suciedad de la tubería se acumulará en ella obstruyendo el rociador. La altura de las correas determina si el rociador a instalar será colgante o montante. Siempre que sea posible, se instalarán rociadores en posición montante para evitar la acumulación de suciedad en el mismo. Sin embargo, es obligatorio montar rociadores montantes es instalaciones con anticongelante y en instalaciones secas. Pag 45

11 7. TUBERÍAS PARA SISTEMAS DE ROCIADORES AUTOMÁTICOS TICOS Las tuberías utilizadas en sistemas de rociadores deben cumplir la siguiente normativa: DN150: Es obligatorio el uso de espesores mínimos conforme ISO 65 M. > DN150: Es obligatorio el uso de espesores mínimos conforme ISO 65 L2. * Nota: Según NFPA 13, se emplearán: Tuberías A.E.S.S. / A.C.S. MATERIAL: ANSI/ASTM A53. DIMENSIONES: ANSI/ASME B36.10M. ESPESORES: Sch 5 a Sch 40. Las normas UNE presentan muchas dudas abiertas a la libre interpretación. Sin embargo, las normas NFPA tratan de forma más amplia las características que deben cumplir, para los sistemas PCI, las tuberías, accesorios, medios de unión, soportes, condiciones de instalación, etc, quedando perfectamente definidas y especificadas normas de referencia, espesores, calidades, pintura, protección, etc. Por tanto, puede considerarse como un excelente código de buenas prácticas. TUBERÍAS EN EL MERCADO ESPAÑOL NORMAS ANULADAS. NO DEBERÁN UTLIZARSE PARA LA ESPECIFICACIÓN DE TUBERÍAS. DIN 2440 (* No está en vigor): A.E.S.S./A.C.S. Equivalente a ISO 65 M. DN6 a DN150. (DN150: 165,1 mm). Apta para roscar. DIN 2448 (* No está en vigor): A.E.S.S. Espesor normalizado equivalente a ISO 65 L2 entre DN6 y DN100. DN6 a DN600. (DN150: 168,3 mm). No apta para roscar. DIN 2458 (* No está en vigor): A.C.S. Se utiliza como complemento a DIN 2440 en DN200 y superiores, con espesor normalizado. DN6 a DN2200. (DN150: 168,3 mm). No apta para roscar. Pag 50

12 8.1.- NECESIDADES DE CAUDAL Y PRESIÓN N EN FUNCIÓN N DEL RIESGO Estos datos son estimativos, aunque en la realidad, no deben suponer grandes variaciones. RIESGO ORDINARIO (RO) Tipo de Rociador: DN-15 (1/2 ), K= 80, 68º C. RIESGOS EXTRA PRODUCCIÓN (REP) Tipo de Rociador: REP1 (DN-15, K= 80). REP 2 (DN-15, K= 80 ó DN-20, K= 115). REP 3 (DN-20, K= 115). RIESGOS EXTRA ALMACENAMIENTO (REA) Protección única en techo Tipo de Rociador: DN-20 (3/4 ), K= 115, º C. Pag 64

13 En la siguiente fotografía, protección en estantería simple Miniload, el tubo está mal protegido, debe estar dentro de las estanterías. Puntal Bastidor Ramal Arriostrado Vertical Larguero Colector Vertical Placa Antiagua Rociador Jaula Contra Golpes Los rociadores de niveles intermedios siempre llevan placa antiagua. Larguero Detalle de rociador MAL instalado, el deflector está situado por encima del larguero. Los ramales normalmente se instalan paralelos a los largueros, el deflector del rociador tiene que quedar situado al menos 5 mm por debajo del larguero. De no ser así el larguero hará sombra en la descarga del rociador y la instalación será totalmente ineficaz. Pag 72

14 12. INTRODUCCIÓN N ROCIADORES DE NUEVAS TECNOLOGIAS Los rociadores de nuevas tecnologías son: MODO CONTROL MODOD SUPRESIÓN - ELO - ESFR K14 (K160) - LARGE-DROP K11.2 (K200) - ESFR K17 (K240) - VELO - ESFR K22 (K320) - ESFR K25 (K360) Rociadores de Orificio Extra Grande (ELO) Sus características generales son: No actúan de forma inmediata (RTI > 50). Presión de trabajo pequeña. Actúan más rociadores (Área operación mínima = 186 m²). Tamaño de gota más pequeño. Silueta de gota agua poco elíptica. Es de tipo CONTROL MODE. Apto para fuegos de rápida expansión. Algunos tipos de estos rociadores son: ELO convencional (Factor K = 164). ELO K14 (Factor K = 202). ELO K17 (Factor K = 242). EC-25 (Factor K = 363). LARGE-DROP (Factor K = 161). ELO Respuesta estándar K11.2 Los rociadores ELO permiten obtener un caudal mayor con una presión mucho menor, lo que supone una gran ventaja para su uso en aplicaciones de alta densidad, como la protección de zonas de almacenamiento alto. Pag 78

15 13. DISEÑO O HIDRÁULICO DE REDES DE ROCIADORES Para el diseño de rociadores automáticos se deben tener en cuenta los siguientes factores: PRESION CAUDAL DIAMETRO DE TUBERIAS DISEÑO DE SISTEMAS DE ROCIADORES TIPO DE ROCIADOR NUMERO DE ROCIADORES DISTANCIA A ELEMENTOS ESTRUCTURALES Distancia Rociador - Techo La distancia del rociador al techo es unos de los parámetros más importantes a tener en cuenta. El calor se acumula en la cubierta del edificio. El tiempo de respuesta de un rociador aumenta a media que aumenta la distancia de este al techo. Tiempo de actuación (seg) Distancia del rociador al techo (mm) (0,0) Pag 86

16 14. EJEMPLOS EJEMPLO 1 Se trata de proteger un almacén con las siguientes características: Altura del almacén = 7 m Altura de almacenamiento = 4 m Ancho del almacén = 50 m Largo del almacén = 100 m Configuración del almacenamiento = ST4 Producto almacenado = Algodón Tipo de correa = IPN-500 Temperatura ambiente media = 25 ºC Según Anexo C de UNE-EN-12845, tenemos: Área operación 2,94m Productos de Categoría II Riesgo Extra de Almacenamiento (REA) 2,94m Según la tabla 4 de UNE-EN-12845, obtenemos los siguientes datos: Densidad de diseño = 17,5 lts/min x m2 Área de operación = 260 m 2 Cálculo del área de operación: Lado paralelo ramal = 1,2 x 260 m2 = 19,34 m Lado perpendicular ramal = 260 m2 / 19,34 m = 13,44 m Distancia entre rociadores = 2,94 m Distancia entre ramales = 2,94 m Cobertura rociador = 2,94 x 2,94 = 8,64 m2 Nº de rociadores en lado paralelo de ramal del área de operación = 6,57 7 Nº de ramales en el área de operación = 4,56 5 Nº rociadores en área operación = 7 x 5 = 35 unidades Necesidades hidráulicas de la bomba pci: Q teórico descargado por rociadores = 17,5 lts/min x m 2 x 260 m 2 = lts/min Tipo de rociador = DN20 (3/4 ) K=115 Supongamos que según RD-2267 (RSCIEI) es necesario añadir un caudal adicional para Hidrantes de lits/min. Acorde a la tabla de simultaneidad del RD-2267 obtenemos: Q total teórico = Q rociadores x Q hidrantes Q total teórico bomba pci = lts/min x lts/min = lts/min Pag 92