Las bajas temperaturas son una de las principales causas de fugas, y la prevención de congelamiento no siempre es tan simple como agregar anticongelante

La prevención de la congelación del sistema de rociadores contra incendios es un tema complicado: la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) ofrece a los instaladores una gran variedad de opciones que van desde simplemente calentar el espacio circundante hasta construir sistemas completos llenos de aire comprimido.

Siga leyendo para aprender sobre:

También puede saltar a nuestra lista de componentes de prevención de congelamiento de rociadores contra incendios, incluidos drenajes auxiliares, letreros y un resumen de los códigos que los requieren.

La prevención de congelamiento de rociadores contra incendios es una necesidad incluso antes de que las temperaturas caigan a 32F

Los sistemas de tubería húmeda son el tipo de sistema de rociadores contra incendios más común. Debido a que su red de tuberías contiene un suministro de agua presurizado en todo momento, el agua se descarga tan pronto como el aumento de las temperaturas hace que se abraun rociador contra incendios. Pero como explicamos en un artículo sobre anticongelante en sistemas de rociadores contra incendios, las bajas temperaturas, incluso las ligeramente sobre congelación—puede amenazar la integridad de las tuberías y accesorios.

A 40 F (4,4 C), el agua dulce comienza a cristalizarse en hielo. A medida que las temperaturas continúan bajando, las tuberías llenas de agua se vuelven una carga. Las tuberías se hinchan y agrietan. Los codos, acoplamientos y otros accesorios se separan. El agua puede comenzar a gotear o rociar, dañando lentamente la estructura circundante o privando a los rociadores del agua que tanto necesitan. Y el hielo forma obstrucciones que cierran secciones enteras de tuberías.

Imagen de hielo en las tuberías del sistema de preacción
El hielo puede formar un tapón que impide que el agua se mueva a través de las tuberías del sistema de rociadores. Fuente: Deficiencias de protección contra incendios

Las principales reglas de instalación ofrecen opciones que van desde calentar el espacio hasta «trazado de calor»

Las secciones del sistema que se enfrentan a temperaturas bajo cero pueden ser adecuadamente calentado, aislado o protegido de otra manera contra las bajas temperaturas de 40 grados Fahrenheit (4 grados Celsius) o menos. Los enfoques clave ofrecidos en el capítulo 16 de NFPA 13: Norma para la Instalación de Sistemas de Rociadores (edición 2019) incluyen:

  • Rediseñar estas áreas para proporcionar calor.. Incluso los espacios justo encima de las habitaciones con calefacción pueden proporcionar suficiente calor, siempre que los contratistas aíslen adecuadamente el área.
Imagen de tubería de CPVC con aislamiento
El aislamiento de las carpas a veces puede ser suficiente para proteger los sistemas de rociadores contra la congelación, siempre que haya calor proveniente de abajo. Fuente: NFPA
  • Trazado de calor, o proteger contra las bajas temperaturas con una combinación de cables calefactores eléctricos y aislamiento térmico. Este método solo puede proteger ciertas partes de un sistema de rociadores contra incendios (y viene con tareas adicionales de inspección y mantenimiento). Sin embargo, puede ser más rentable en algunos escenarios. Estos sistemas deben estar debidamente homologados y eléctricamente supervisados.
  • Revestimientos aislantes, cubiertas y otros métodos que mantienen temperaturas entre 40 y 120 grados Fahrenheit (4 y 49 grados Celsius). Estos están reservados para «tuberías de suministro, elevadores, elevadores del sistema o líneas principales de alimentación» que pasan por áreas de baja temperatura (NFPA 13, sección 4.1.3). Los instaladores también pueden usar bobinas de vapor, tuberías de agua caliente y otros métodos que son específicamente probado y listado para su uso con sistemas de rociadores contra incendios.
  • Contar con ingenieros profesionales que proporcionen cálculos de pérdida de calor que verifican la resistencia del sistema a las heladas.

Los profesionales de incendios también pueden agregar una lista, es decir, probada y certificada.solución anticongelante. El anticongelante LFP de Tyco, por ejemplo, es una de las pocas soluciones anticongelantes que se pueden usar en estacionamientos, instalaciones residenciales y una variedad de otros entornos. Sin embargo, no está aprobado para su uso en estructuras con alto riesgo de incendio (incluidas las ocupaciones de riesgo adicional y las instalaciones que almacenan líquidos inflamables) o para su uso con todo tipo de rociadores.

La prevención de congelamiento de rociadores contra incendios en todo el edificio puede emplear tuberías llenas de aire, en lugar de llenas de agua.

Los sistemas de tubería seca y de acción previa, si bien son efectivos contra la congelación, deben usarse solo cuando sea necesario.

Cuando el trazado de calor, el aislamiento u otros métodos de calefacción de tubería húmeda no funcionan, los contratistas instalan sistemas de tubería seca o de acción previa. En resumen, estos sistemas, que contienen un suministro de aire o nitrógeno a presión y no agua, son necesarios cuando las temperaturas no se pueden controlar de manera confiable. Son ideales para unidades de refrigeración, garajes de estacionamiento y otros espacios expuestos a temperaturas inferiores a 40 °F (4 °C).

Sin embargo, la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) señala que “[t]El uso de un sistema de tubería seca debe limitarse a esa área, y debe usarse un sistema de tubería húmeda por separado para las partes calentadas de un edificio”. Esto se debe a que hay un retraso de hasta 60 segundos en llevar agua al fuego. Antes de que un rociador contra incendios en un sistema de tubería seca pueda descargar agua, parte del aire presurizado dentro de las tuberías debe descargarse para liberar la válvula de tubería seca que retiene el suministro de agua.

Diapositiva que muestra un sistema combinado de rociadores contra incendios secos y húmedos
Los sistemas húmedos y secos pueden, y con frecuencia deben, combinarse, utilizando tuberías llenas de agua cuando las temperaturas lo permitan. Fuente: NRMSA a través de SlideShare

Él Manual NFPA 13 explica que hay algunas otras preocupaciones que pueden pesar en contra de acercarse a la prevención de congelamiento de rociadores contra incendios con tuberías llenas de aire:

  • Es posible que los sistemas de tubería seca no suministren agua lo suficientemente rápido para cumplir con otros requisitos de NFPA 13. como el Manual NFPA 13 explica, los sistemas que protegen las unidades de vivienda en los edificios residenciales deben suministrar agua a cada parte del sistema en no más de 15 segundos.
  • Los sistemas de preacción también deben entregar su agua rápidamente, lo cual, en unidades de vivienda, significa que los contratistas deben incluir detectores adicionales que activan una válvula de liberación de agua en cada espacio que contenga rociadoresincluyendo closets y baños.
  • Los sistemas llenos de aire deben evitarse si es posible. debido a un mayor riesgo de corrosión, tiempos de funcionamiento más lentos y requisitos de mantenimiento adicionales.

Existen otros inconvenientes en los sistemas de tubería seca y de preacción: su instalación es más compleja y costosa. Tienen requisitos de mantenimiento que los sistemas de tubería húmeda no tienen. E incluso los sistemas de tubería seca requieren un grado limitado de control de temperatura: las habitaciones que contienen la válvula seca deben estar protegidas por una fuente de calor instalada permanentemente, como un zócalo o un calentador de unidad.

Finalmente, mientras que las tuberías en los sistemas húmedos se pueden colocar a nivel, las tuberías en los sistemas de preacción y tubería seca también debe ser lanzado (en ángulo hacia abajo) para dirigir el agua hacia un desagüe. Es sorprendentemente difícil de hacer y, si se hace mal, puede acelerar la corrosión dentro del sistema. Sección 16.10.3.3 de NFPA 13 establece los requisitos para la inclinación de la tubería seca y de acción previa según el propósito de la tubería y si el área está refrigerada:

  • No refrigerado: las líneas secundarias tienen una pendiente de 1/2″ y las tuberías principales de 1/4″ cada 10 pies (mínimo)
  • Refrigerados: ramales y red paso 1/2” cada 10 pies (mínimo)
Diagrama de la pendiente requerida de la tubería del rociador contra incendios
El agua tiende a acumularse en la tubería de nivel (arriba), descartando su uso cuando las temperaturas descienden a 40 grados. Pero están inclinados en sistemas secos y de acción previa, ya sea a razón de 1/4” por 10 pies (líneas principales) o 1/2” por 10 pies (líneas secundarias). Fuente: Meyer Fire

Los drenajes auxiliares, que se utilizan tanto en sistemas húmedos como secos, abordan la prevención de congelamiento al eliminar el agua atrapada

Pero muchos sistemas, incluso con tuberías correctamente inclinadas, tienen «tuberías atrapadas»: regiones donde el agua se atasca y no se drena a través del desagüe principal. Para eliminar esta agua utilizamos desagües auxiliares. Son una parte clave del drenaje adecuado de un sistema y son esenciales cuando se requiere la prevención de congelamiento del sistema de rociadores contra incendios.

De la edición 2019 de NFPA 13

16.10.5.1 Se deben proporcionar drenajes auxiliares cuando un cambio en la dirección de la tubería impida el drenaje de la tubería del sistema a través de la válvula de drenaje principal.

Casi todos los puntos bajos necesidades un drenaje auxiliar. No todos están instalados como medio de prevención de congelamiento; NFPA 13 habla en detalle sobre drenajes en áreas de sistemas de preacción y tubería húmeda no frente a temperaturas bajo cero. Pero los siguientes requisitos se aplican en todos los ámbitos:

  • Deben ser accesibles para su uso y ITM (inspección, prueba y mantenimiento), aunque pueden estar protegidos por paneles o puertas removibles (1.1).
  • No se pueden conectar directamente a un drenaje de rociadores o alcantarillado, y se deben descargar de acuerdo con las leyes ambientales y de salud aplicables (10.6.2).
  • Estos dispositivos no son necesarios con caídas de tuberías que suministran rociadores secos colgantes (nota: no verticales) instalado de acuerdo con NFPA 13 (10.5.3.4).
  • Tampoco son necesarios cuando rociadores colgantes y la tubería que los alimenta se encuentran en una zona climatizada.

Con el uso regular, los drenajes auxiliares y los «goteos de tambor» pueden evitar que se forme hielo en los sistemas secos y de preacción.

Los drenajes auxiliares pueden ser simples, con tan solo dos partes, o pueden ser algo más complicados. Su diseño varía según la cantidad de agua que se puede retener en las secciones atrapadas de la tubería a la que se conectan.

De la edición 2019 de NFPA 13

16.10.5.3 Drenajes Auxiliares para Sistemas de Tubería Seca y Sistemas de Preacción.

16.10.5.3.2 Los drenajes auxiliares ubicados en áreas mantenidas a temperaturas bajo cero deben ser accesibles y deben consistir en una válvula de no menos de 1 pulgada (25 mm) y un tapón o una boquilla y una tapa.

16.10.5.3.3 Cuando la capacidad de las secciones atrapadas de la tubería sea inferior a 5 gal (20 L), el drenaje auxiliar debe consistir en una válvula de no menos de 1/2 pulgada (15 mm) y un tapón o una boquilla y una tapa.

16.10.5.3.5 Cuando la capacidad de las secciones atrapadas aisladas de la tubería del sistema sea superior a 5 gal (20 L), el drenaje auxiliar consistirá en dos válvulas de 1 pulg. (25 mm) y una de 2 pulg. × 12 pulg. (50 mm × 300 mm). ) boquilla de condensación o equivalente […] o un dispositivo listado para este servicio.

En efecto, secciones más pequeñas de tubería atrapada (que contienen menos de 5 galones) solo necesita una válvula de 1/2” y también:

  • un enchufe roscado
  • Un pezón (longitud no especificada) y una gorra
Imagen de Drenaje Auxiliar sin Goteo de Tambor
Un desagüe auxiliar sin goteo de tambor: se encuentra con secciones atrapadas que contienen menos de 5 galones. Fuente: Deficiencias de protección contra incendios

Pero las secciones atrapadas que contienen más de 5 galones de agua usan un tipo especializado de drenaje auxiliar llamado «goteo de tambor». También conocido como trampa de condensado o drenaje de condensado, este dispositivo se instala verticalmente, lo que permite que el agua caiga de las tuberías de arriba y se acumule dentro de un niple grande debajo.

Cada gotero de tambor consta de tres partes esenciales, que pueden venderse como un solo componente o fabricarse durante la instalación:

  • La válvula más cercana a la tubería del sistema. A menudo una válvula de bola, este dispositivo normalmente Permanece abierto para dejar gotear el agua de las tuberías de arriba.
  • Una gran boquilla de condensado, que se encuentra debajo de la válvula superior y almacena el exceso de agua hasta que se pueda drenar correctamente.
  • La válvula inferior, que libera el agua almacenada en la boquilla de condensación. Esta válvula permanece cerrada a menos que se esté drenando el sistema.

Una vez más, los goteros de tambor estándar, o una alternativa enumerada, son requerido cuando las secciones atrapadas pueden contener más de 5 galones de agua. Cada válvula debe tener un diámetro nominal de al menos 1”, junto con un niple de condensado de 2” x 12”.

Vea nuestra lista de compras de componentes de prevención de congelamiento de rociadores contra incendios, incluidos los drenajes auxiliares.

¿Qué secciones atrapadas contienen al menos 5 galones de agua? Veamos las estimaciones utilizando algunos tamaños de tubería estándar:

  • Tubería de 3/4”: 179 pies
  • Tubería de 1”: 111 pies (cédula 40) o 102 pies (cédula 10)
  • Tubería de 1-1/4”: 64 pies (programa 40) o 59 pies (programa 10)
  • Tubería de 1-1/2”: 47 pies (programa 40) o 43.5 pies (programa 10)
  • Tubería de 2”: 29 pies (cédula 40) o 26 pies (cédula 10)
  • Tubería de 2-1/2”: 20 pies (programa 40) o 18 pies (programa 10)

Tenga en cuenta que si el agua quedará atrapada en ramales adyacentes—los que suministran agua directamente a los rociadores contra incendios—los instaladores necesitan conectarlos juntos con desagüe de empalme.

En este arreglo, los contratistas conectan los extremos de los ramales con una tubería de 1” y la conducen a un solo drenaje (ya sea el drenaje del tambor o el pequeño drenaje auxiliar mencionado anteriormente). El empalme debe inclinarse hacia abajo a una velocidad de no menos de 1/2” por 10′, permitiendo que la gravedad tire del líquido residual hacia el drenaje auxiliar (16.10.5.3.6).

Conseguir un goteo de tambor o drenaje auxiliar y usarlo bien

La frecuencia con la que se debe operar un drenaje auxiliar depende de las temperaturas y la presencia de agua en el sistema

El uso de un drenaje auxiliar es un proceso continuo. Para sistemas secos, de diluvio y de acción previa, NFPA 25: Norma para la inspección, prueba y mantenimiento de sistemas de protección contra incendios a base de agua requiere que se operen los desagües auxiliares:

  • Cada vez que el sistema opera
  • Antes del inicio de las temperaturas bajo cero
  • Según sea necesario

Estos requisitos se pueden encontrar en las secciones 13.4.3.3 (pre-acción), 13.4.4.3.3 (diluvio), y 13.4.5.3.2 (seco) de la edición de 2017. La frecuencia con la que «según sea necesario» varía, pero NFPA 25 explica en una nota no vinculante que es posible que deban drenarse con frecuencia. Sección A.13.4.5.3.2 sugiere drenar:

  • Una vez al día después de que funcione un sistema seco hasta que no salga aguay con menos frecuencia a partir de entonces
  • Diariamente cuando se acerca el clima frío, y con menos frecuencia, dependiendo de la cantidad de agua que se libere
  • De acuerdo con los cronogramas desarrollados como “parte de un buen programa de mantenimiento”

El drenaje con goteo de tambor es casi tan simple como abrir una válvula. Por lo general, la liberación de agua con un drenaje auxiliar sigue estos pasos:

  • Cierre la válvula superior (de entrada) girando la manija hasta que quede perpendicular al drenaje auxiliar
  • Coloque un balde debajo de la válvula inferior (de salida)
  • Abra la válvula inferior girándola hasta que la manija quede paralela al desagüe.
  • Permita que el agua gotee
  • Cierre la válvula inferior y abra la válvula superior.
  • Repita estos pasos hasta que se descargue poco o nada de líquido.

Hagas lo que hagas, No abra las dos válvulas al mismo tiempo.—esto descargará aire presurizado y posiblemente active el sistema— y siempre abra la válvula superior cuando se complete el drenaje. Estos pasos se muestran en el siguiente video:

Manténgase en cumplimiento y no pase por alto algunos requisitos menos conocidos en NFPA 13

No existe un enfoque universal para la prevención de congelamiento de rociadores contra incendios, pero hemos compilado una lista de productos que pueden ayudarlo a cumplir con los principales códigos de seguridad contra incendios, incluidos los goteros de tambor y otros componentes relacionados.

Sin embargo, recuerde: todos los drenajes auxiliares deben tenerse en cuenta. Cada sistema necesita un signo en la tubería seca o válvula de preacción que registra el número y la ubicación de todos los desagües (16.10.5.3.7). Y, como todas las demás válvulas de drenaje en un sistema que cumple con NFPA-13, los drenajes auxiliares necesitan letreros que se mantengan en su lugar con «alambres, cadenas u otros medios aprobados resistentes a la corrosión» (16.9.12.1 – 16.9.12.2).

Imagen del drenaje auxiliar de AGF
🥇IO Technology S.A.C lleva el drenaje auxiliar 5300A de AGF, que combina un goteo de tambor y el letrero de «drenaje auxiliar» requerido por la NFPA en un solo dispositivo.

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