La norma NFPA 20, titulada «Norma para la Instalación de Bombas Estacionarias para Protección Contra Incendios», establece los requisitos para el diseño, instalación y mantenimiento de sistemas de bombas contra incendios. A continuación, se mencionan algunos de los componentes clave del cuarto de bombas según NFPA 20, junto con referencias a secciones específicas de la norma:
Válvula de Compuerta en la Succión
La válvula de compuerta en la succión es un componente crucial para el funcionamiento eficiente de la bomba contra incendios. Según la Sección 4.16.5.1 de la NFPA 20, esta válvula debe ser del tipo «OS&Y» (Outside Screw and Yoke) y estar listada en la tubería de succión de la bomba. La elección de esta válvula se debe a su capacidad para cortar el flujo de agua hacia la bomba y proporcionar un medio para aislar la bomba durante operaciones de mantenimiento o reemplazo.
Es importante destacar que la NFPA 20 prohíbe el uso de válvulas tipo mariposa en la succión de la bomba contra incendio, a menos que se instalen a una distancia de al menos 15.3 metros (50 pies) de la brida de succión. Esto se debe a la necesidad de garantizar un flujo de agua lo más uniforme posible para evitar turbulencias no deseadas durante la succión.
Reductor Excéntrico en la Succión
La Sección 4.16.6.4 de la norma NFPA 20 especifica el uso de un reductor excéntrico en la tubería de succión cuando la tubería y la brida de succión de la bomba no tienen el mismo diámetro. Esta disposición es esencial para prevenir la formación de bolsas de aire, especialmente cuando el diámetro de la tubería de succión es mayor que la brida de succión de la bomba.
El reductor excéntrico se instala de manera que minimiza la posibilidad de formación de bolsas de aire al dirigir el flujo de manera adecuada. Esta precaución es fundamental para mantener un rendimiento óptimo de la bomba, ya que la presencia de bolsas de aire podría afectar negativamente el funcionamiento del impulsor.
Manómetros en las Bombas Contra Incendio
La importancia de los manómetros en las bombas contra incendio, según la NFPA 20 (Secciones 4.12.1 y 4.12.2), radica en proporcionar información crítica sobre la presión tanto en la succión como en la descarga. Estos manómetros, preferiblemente del tipo «llenos de líquido» para amortiguar las fluctuaciones de presión, son esenciales para el monitoreo constante del sistema.
Manómetro en la Succión
Colocado cerca de la bomba en la tubería de succión, este manómetro debe tener un diámetro no menor a 89 mm (3,5 pulgadas) con una válvula de 6 mm (1/4 de pulgada). Su función es proporcionar lecturas precisas de la presión de succión, especialmente cuando existe la posibilidad de presiones negativas, requiriendo un manómetro compuesto.
Manómetro en la Descarga
Instalado cerca de la descarga de la bomba, este manómetro debe tener las mismas características que el de succión. Su propósito es permitir la observación de la presión en la descarga, que incluye la presión generada por la bomba más la presión estática en la succión, si es aplicable.
Válvula de Ventéo Automático de Aire
De acuerdo con la Sección 6.3.3 de la NFPA 20, las bombas contra incendio controladas automáticamente deben contar con una válvula de venteo automático de aire, operada por flotador y con un diámetro nominal mínimo de 1/2 pulgada (12,7 mm). Esta válvula juega un papel crucial en la eliminación de aire del impulsor de la bomba, evitando posibles daños.
Para bombas verticales tipo turbina, la válvula de liberación de aire debe tener un diámetro nominal mínimo de 1,5 pulgadas (38 mm). Además, debe tener la capacidad no solo de ventear aire al arrancar la bomba, sino también de admitir aire cuando la bomba se detiene, como se establece en la Sección 7.3.5.2 de la NFPA 20.
Válvula de Recirculación
La Sección 4.13 de la NFPA 20 aborda la necesidad de una válvula de recirculación en la bomba contra incendios. Esta válvula automática, listada para alivio de presión cuando no hay flujo de agua hacia el sistema y la bomba está funcionando, desempeña un papel crucial en la prevención del recalentamiento de la bomba.
La válvula de recirculación debe estar calibrada por debajo de la presión de cierre de la bomba y debe instalarse en el lado de la descarga, antes de la válvula de retención de descarga. Se recomienda dirigir la descarga hacia un drenaje para evitar la acumulación de agua en el sistema. El diámetro nominal de la válvula variará según la capacidad de la bomba, siendo de 3/4 de pulgada para bombas de capacidad igual o menor a 2,500 gpm y de 1 pulgada para bombas de capacidad mayor a 3,000 gpm.
Esta válvula garantiza la circulación continua de agua, evitando que la bomba se sobrecaliente en situaciones donde el flujo de agua es insuficiente para su funcionamiento normal.
Válvula de Alivio de Presión
Cuando la bomba contra incendio es accionada por motor diésel o por un controlador eléctrico de velocidad variable, la Sección 4.20 de la NFPA 20 indica la instalación de una válvula de alivio de presión. Esta válvula es esencial para prevenir daños a los componentes del sistema cuando la presión excede los límites establecidos.
La válvula de alivio de presión se ubica entre la bomba y la válvula de retención de descarga. Su instalación se realiza de manera que pueda retirarse fácilmente si es necesario. Puede ser del tipo resorte cargado o de diafragma operado por piloto.
Es importante destacar que la instalación de esta válvula se basa en cálculos específicos que tienen en cuenta la presión de cierre y otros factores del sistema. La válvula de alivio no solo es una medida de seguridad crucial sino que también asegura el funcionamiento óptimo del sistema en condiciones diversas.
Cono de Visualización
La Sección 4.20.5 de la NFPA 20 aborda la importancia del cono de visualización, un componente vital que sigue a la válvula de alivio de presión. Este cono se utiliza cuando la descarga de la válvula de alivio se dirige hacia el tanque o se conecta a la tubería de succión, creando un circuito cerrado. Su función principal es permitir que el operador visualice fácilmente el flujo de agua, asegurando que la descarga se realice de manera segura sin dañar el sistema.
En situaciones donde la descarga se realiza a través de una tubería abierta a un drenaje o lugar seguro, o cuando la válvula de alivio está equipada con medios para detectar el flujo de agua, el cono de visualización puede no ser necesario.
Reductor Concéntrico en la Descarga
Cuando la tubería de descarga y la brida de descarga de la bomba contra incendios no tienen el mismo diámetro, se requiere un reductor concéntrico según la Sección 4.17.6 de la NFPA 20. Este componente es esencial para adaptar las diferentes dimensiones y garantizar un flujo eficiente sin la formación de bolsas de aire.
En numerosas instalaciones, la tubería de descarga normalizada según el caudal nominal de la bomba tiene un diámetro mayor que la brida de descarga. El reductor concéntrico se utiliza para igualar estos tamaños y se instala de manera que minimice la probabilidad de formación de bolsas de aire, optimizando así el rendimiento de la bomba.
Si la tubería de descarga y la brida de descarga de la bomba son del mismo tamaño, la instalación de un reductor concéntrico puede no ser necesaria.
Válvula de Retención en la Descarga
La Sección 4.17.7 de la NFPA 20 establece la necesidad de una válvula de retención en la tubería de descarga de la bomba contra incendios. Esta válvula es crucial para evitar el contraflujo a través de la bomba, lo que podría causar daños al sistema. Su instalación es esencial para prevenir que el líquido presurizado retorne a través de la bomba, lo que podría hacer que gire hacia atrás, generando ondas de presión y oscilaciones perjudiciales.
Existen diferentes tipos de válvulas de retención, y algunas deben tener características anti-golpe de ariete para prevenir daños al sistema por este fenómeno. Además, la válvula de retención en la descarga es necesaria para que una bomba jockey pueda mantener la presión en el sistema de manera eficiente.
Válvula de Control de Descarga
La Sección 4.17.8 de la NFPA 20 establece la necesidad de una válvula de control de descarga en la bomba contra incendios. Esta válvula puede ser de compuerta OS&Y (resilente y ascendente al abrirse) o mariposa. Su función principal es aislar la bomba, la válvula de retención de descarga y los componentes del cabezal de prueba para mantenimiento, reemplazo y pruebas, al tiempo que mantiene la red de agua presurizada.
La válvula de control de descarga se combina con la válvula de control de succión, proporcionando la capacidad de aislar diferentes partes del sistema cuando sea necesario. Esta capacidad de cierre y apertura selectiva es fundamental para realizar tareas de mantenimiento o pruebas sin afectar el rendimiento general del sistema.
Dispositivos de Prueba de Flujo de Agua
La instalación de una bomba contra incendios debe permitir pruebas de la bomba en condiciones nominales, y para ello, la NFPA 20 dedica la Sección 4.22. Esta sección establece la necesidad de dispositivos de prueba de flujo de agua, como cabezales de pruebas y medidores de caudal, para verificar el correcto funcionamiento de la bomba y la capacidad del suministro de agua.
El cabezal de pruebas, ubicado en el exterior del cuarto de bombas, permite la realización de pruebas de rendimiento en condiciones seguras. Su tamaño y las válvulas para conexiones de mangueras deben cumplir con los requisitos establecidos en la norma, garantizando pruebas efectivas y seguras.
Cabezal de Pruebas
Cuando se utiliza un cabezal de pruebas, este debe estar ubicado en el exterior del cuarto de bombas, estratégicamente colocado para que el agua se descargue sin causar daños. La NFPA 20, en su Tabla 4.28, establece el tamaño del cabezal y el número de válvulas para conexión de mangueras según el caudal nominal de la bomba contra incendios. Esto asegura que el cabezal de pruebas sea lo suficientemente robusto y versátil para adaptarse a diferentes condiciones de prueba.
Medidor de Cauda
El medidor de caudal es esencial para medir el rendimiento real de la bomba en funcionamiento. Los tipos comunes de medidores de caudal incluyen el tipo Venturi y el de placa orificio. La NFPA 20 establece que el medidor de caudal debe permitir un caudal no menor al 175% de la capacidad nominal de la bomba.
El medidor de caudal juega un papel crucial en las pruebas de las bombas, ya que permite tomar lecturas precisas a diferentes caudales y desarrollar curvas de prueba. Estas curvas son fundamentales para verificar que la bomba sigue operando de acuerdo con las especificaciones originales del fabricante. El medidor de caudal también contribuye a garantizar que la bomba esté en condiciones óptimas para su funcionamiento en situaciones de emergencia.
Tubería de Descarga del Medidor de Caudal
La tubería de descarga del medidor de caudal es parte integral del sistema de prueba de la bomba. Su diseño y disposición permiten que el agua se dirija de manera adecuada durante las pruebas, asegurando que los resultados sean precisos y confiables. Esta tubería puede retornar el agua al tanque de almacenamiento, a un drenaje con capacidad suficiente, a un lugar seguro donde no cause daños, o incluso a la tubería de succión.
Si el medidor de caudal está dispuesto en un circuito cerrado con retorno a la succión de la bomba, se pueden realizar pruebas de rendimiento de la bomba, aunque la NFPA 25 establece la necesidad de pruebas de desempeño «con descarga de agua» cada tercer año.
Válvulas en el Circuito de Pruebas
Las válvulas en el circuito de pruebas, como las de compuerta OS&Y o mariposa, son cruciales para controlar el flujo de agua durante las pruebas de desempeño. Estas válvulas se mantienen en posición cerrada y se abren solo durante las pruebas, facilitando la dirección del agua hacia el medidor de caudal o el cabezal de pruebas.
Aunque el cabezal de pruebas se ubica en el exterior del cuarto de bombas, la válvula de control de flujo debe estar dentro del cuarto. Además, con el medidor de caudal se requiere otra válvula, como una compuerta OS&Y o mariposa, que permita regular el flujo de agua durante las pruebas. Esta válvula debe instalarse con la separación recomendada por el fabricante del medidor.
Controladores de Bombas Contra Incendio
Los controladores de bombas contra incendio son esenciales para supervisar, arrancar y detener estas bombas. En el caso de las bombas de accionamiento eléctrico, el controlador monitorea la disponibilidad de energía y controla la alimentación del motor eléctrico. En las bombas con máquina diésel, los controladores supervisan la disponibilidad de energía y el estado de la máquina, enviando señales electrónicas al arrancador.
Estos controladores deben cumplir con normativas y estar listados para garantizar su fiabilidad y compatibilidad con el sistema de bombas contra incendio. Cuando se configuran para el funcionamiento automático, se utilizan sensores de presión para indicar al controlador que encienda la bomba cuando la presión del sistema descienda a un nivel preestablecido. La conexión de los controladores de las bombas se realiza mediante una «línea sensora» que conecta el sensor de presión dentro del controlador a la tubería de descarga de la bomba, entre la válvula de retención y la válvula de control.
Cada bomba debe contar con su propio controlador, seleccionado según si se trata de una bomba accionada por motor eléctrico o por máquina diésel. Para motores eléctricos, existen diversas opciones de controladores que se eligen en función del voltaje utilizado y del modo de arranque preferido.
Bomba Jockey
Aunque la NFPA 20 no indica específicamente el uso de una bomba jockey, sí establece la necesidad de un medio que mantenga la presión en el sistema de extinción contra incendios. La bomba jockey es la opción más comúnmente utilizada para cumplir con este requisito. Su función principal es mantener la presión en el sistema y evitar que la bomba contra incendio funcione a menos que haya un flujo significativo de agua.
La bomba jockey debe tener su propio panel controlador, el cual se encarga de arrancarla cuando la presión en el sistema desciende hasta un nivel preestablecido y de detenerla cuando la presión alcanza un valor también preestablecido. La presión de arranque de la bomba jockey debe ser mayor que la presión de arranque de la bomba contra incendios, asegurando así un funcionamiento eficiente del sistema.
El ajuste y la calibración de las presiones para ambas bombas, jockey y contra incendio, son críticos para evitar golpes de ariete y garantizar una transición suave entre ambas bombas. Esta práctica asegura una presión constante y óptima en el sistema de extinción, lista para responder de manera efectiva ante cualquier emergencia.
Conclusion:
Este post abarca las secciones clave de la NFPA 20, proporcionando una visión detallada de los requisitos y componentes esenciales en la instalación y operación de bombas contra incendios. Cada sección de la norma desempeña un papel crucial en garantizar la confiabilidad y eficacia de estos sistemas críticos para la seguridad contra incendios.
Es importante destacar que este resumen se basa en la edición de la NFPA 20 2019. Se recomienda consultar la versión más reciente de la norma para obtener información actualizada y asegurarse de cumplir con los requisitos más recientes.
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