Los sistemas de tubería vertical se basan en una amplia gama de componentes, desde conexiones para el departamento de bomberos hasta equipos de monitoreo electrónico.
Los sistemas de tubería vertical tienen numerosos componentes, cada uno de los cuales debe instalarse, inspeccionarse y mantenerse correctamente para garantizar que funcione en caso de una emergencia.
Los requisitos de colocación y mantenimiento de los componentes de la tubería vertical se describen en NFPA 14: Norma para la instalación de sistemas de tuberías verticales y mangueras y NFPA 25: Norma para la inspección, prueba y mantenimiento de sistemas de protección contra incendios a base de aguaasí como el Código Internacional de Incendios (CFI) y la Código Internacional de Construcción (IBC). En última instancia, sin embargo, la Autoridad competente (AHJ), generalmente una agencia del gobierno estatal o local, tiene la última palabra sobre los requisitos exactos.
En la primera parte de nuestra serie de tuberías verticales, brindamos una descripción general de los sistemas de tuberías verticales, incluidos los cinco tipos y las tres clases, y cómo funciona cada uno. Este artículo examina los principales componentes individuales de los sistemas de tubería vertical, junto con sus requisitos de instalación, inspección y mantenimiento. Nuestro objetivo es simplificar esta guía tanto para los contratistas como para los propietarios de edificios.
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Componentes básicos de los sistemas de tuberías verticales
Si bien cada sistema puede variar, una tubería vertical generalmente consta de una serie interconectada de tuberías, bombas, válvulas, alarmas, drenajes y conexiones para el departamento de bomberos. A lo largo de este artículo y el siguiente, analizaremos cada uno de estos componentes en detalle, incluidos los requisitos reglamentarios y de mantenimiento. Así que sin más preámbulos …
Tubo
El componente más extenso de un sistema de tubería vertical es la red de tuberías que transporta agua por todo el edificio. La Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) especifica diferentes requisitos para el material utilizado en tuberías subterráneas y tuberías sobre el suelo.
Las tuberías subterráneas se definen como aquellas “enterradas en el suelo” y deben estar hechas de hierro dúctil revestido, cemento, cobre, latón o plástico. Las tuberías de acero no están permitidas bajo tierra, ya que tienden a corroerse rápidamente en el suelo.
Las tuberías sobre el suelo incluyen las que se encuentran en sótanos y garajes subterráneos, así como las tuberías que viajan por el resto del edificio. Pueden estar compuestos de acero, hierro dúctil o cobre, siendo el acero la opción más popular. Este metal se elige a menudo porque es más resistente que el hierro dúctil y menos costoso (y menos susceptible de robo) que el cobre.
El diámetro y el grosor de la tubería utilizada en los sistemas de tubería vertical se determinan mediante cálculos hidráulicos específicos sobre la demanda y la presión requerida del sistema en función del tamaño y la altura del edificio. Dicho esto, NFPA 14 requiere que las tuberías verticales tengan un tamaño de al menos 4” (100 mm), mientras que las tuberías que forman parte de un sistema combinado de tubería vertical/rociadores deben tener al menos 6” (150 mm).
Inspección y mantenimiento necesarios para las tuberías.
De la edición 2017 de NFPA 25
6.2.4.1 La tubería se inspeccionará anualmente para las siguientes condiciones:
(1) Tubería dañada
(2) Válvulas de control dañadas
(3) Dispositivo de soporte de tubería faltante o dañado (es decir, suspensión o refuerzo sísmico faltante o dañado)
(4) Dispositivo iniciador de señal de supervisión dañado
La inspección de los sistemas de tuberías verticales debe realizarse anualmente. Es muy difícil, si no imposible, inspeccionar tuberías subterráneas. El daño que puede resultar en fugas no siempre es evidente en las tuberías sobre el suelo en los sistemas de tubería vertical secos manuales, secos semiautomáticos y secos automáticos, ya que no siempre están llenos de agua. Una prueba hidrostática inicial y de cinco años puede identificar fugas obvias en tuberías sobre el suelo en sistemas secos, así como fugas ocultas en las partes subterráneas de cualquier sistema.
Si se detecta alguno de los problemas anteriores durante una inspección, NFPA 25 requiere que «cuando se observe alguna deficiencia, se tomarán las medidas correctivas apropiadas». Este requisito general se aplica a todas las inspecciones de cada componente de un sistema de tubería vertical. Aunque la edición de 2011 de NFPA 25 comenzó a permitir la clasificación de problemas en tres niveles, como un impedimento, una deficiencia crítica o una deficiencia no crítica, si una inspección detecta algo, arréglelo lo antes posible.
bombas contra incendios
Las bombas contra incendios son el mecanismo en el sitio que suministra agua a presión para los sistemas de tubería vertical automáticos y semiautomáticos. Los sistemas de tuberías verticales manuales no los necesitan ya que el departamento de bomberos suministra el agua y la presión de los camiones cuando los bomberos llegan a la escena. La bomba contra incendios adecuada para un sistema de tubería vertical depende del tamaño de la bomba y la capacidad de flujo en relación con la demanda del sistema de la tubería vertical a la que servirá. La mayoría de las tuberías verticales tienen una demanda del sistema de 750, 1000 o 1250 galones por minuto (GPM), y se puede usar una bomba para suministrar un sistema que tenga una demanda del 100 % al 150 % de la capacidad de flujo de la bomba.
Por ejemplo, una bomba contra incendios con capacidad nominal de 500 GPM se puede usar para una tubería vertical con una demanda del sistema de 750 GPM, aunque también se usa comúnmente una bomba con una capacidad nominal exacta de 750 GPM. Uso de bombas con mayor que caudal superior a la demanda del sistema no es aconsejable por dos razones: tiene el potencial de aplicar demasiada presión al sistema, y las bombas más grandes son más caras.
Los requisitos para la inspección y el mantenimiento regulares de las bombas contra incendios son extensos y se detallan exhaustivamente en el Capítulo 8 de NFPA 25. La Tabla 8.1.1.2 a continuación enumera todas las acciones necesarias:
Para obtener más información sobre los requisitos anuales (y posteriores) para las pruebas de bombas contra incendios, lea nuestra serie de dos partes: «Prueba de flujo de bombas contra incendios» y «Prueba de componentes de bombas contra incendios».
Alarmas de flujo de agua
Cada sistema de tubería vertical (con la excepción de la variedad seca manual) requiere que se instale un dispositivo de alarma de flujo de agua en una parte de la tubería entre el suministro de agua y la conexión inicial de la manguera. Esta alarma suena para avisar que el sistema está activado durante un incendio. También llama la atención del personal que puede evaluar si realmente hay una emergencia; si no, estas alarmas podrían prevenir daños por agua en un sistema comprometido.
De la edición 2017 de NFPA 25
13.2.6.1.1 Los dispositivos mecánicos de alarma de flujo de agua se inspeccionarán trimestralmente para verificar que no presenten daños físicos.
13.2.6.2.1 Los dispositivos de alarma de flujo de agua tipo paleta, paleta y interruptor de presión deben inspeccionarse trimestralmente para verificar que no presenten daños físicos.
Para obtener más información sobre qué dispositivos de detección de flujo son apropiados para su sistema de tubería vertical, consulte «Interruptores de flujo frente a interruptores de presión en la protección contra incendios».
Drenajes de tubería vertical
Se requiere algún tipo de drenaje en cada sistema de tubería vertical y, a menudo, se necesitan múltiples drenajes. Todos los sistemas deben tener un drenaje principal en la tubería de suministro de agua que permita drenar el sistema y que los técnicos realicen pruebas. Si partes del sistema están aisladas y no se drenan a través del drenaje principal, se requieren drenajes auxiliares apropiados. Aprenda todo sobre los drenajes del sistema de protección contra incendios aquí.
Para drenajes de tubería vertical, todos los requisitos de inspección y mantenimiento se cumplen durante la prueba anual del drenaje principal. Dicho esto, se requiere una inspección de rutina para garantizar que la señalización está presente para identificar y ubicar los desagües.
Calibres
Se requieren manómetros en numerosas partes de los sistemas de tubería vertical. Proporcionan una lectura de presión durante las condiciones de prueba y evalúan la presión de funcionamiento normal del sistema. Las ubicaciones de los indicadores incluyen:
- En la parte superior de cada tubo vertical (obligatorio)
- En cada conexión de suministro de agua (obligatorio)
- Aguas arriba o aguas abajo de cualquier conjunto regulador de presión maestro (requerido)
- Por encima y por debajo de cada válvula de retención de alarma, válvula de tubería seca, válvula de diluvio, dispositivo de prevención de reflujo o válvula de retención de tubería ascendente del sistema (obligatorio)
- En estaciones de manguera que tienen una válvula reductora de presión (opcional)
Debido a la importancia de monitorear su sistema de tubería vertical, el mantenimiento de los medidores es especialmente crítico.
De la edición 2017 de NFPA 25
13.2.7.1.1* Los medidores se inspeccionarán mensualmente para verificar que funcionen correctamente y que no estén dañados físicamente.
13.2.7.1.2 Los manómetros que controlan la presión del agua se inspeccionarán trimestralmente para verificar que se mantenga la presión normal del suministro de agua.
13.2.7.1.3 Los manómetros que controlan la presión de aire o nitrógeno se inspeccionarán mensualmente para verificar que se mantenga la presión normal de aire o nitrógeno.
13.2.7.1.3.1 El manómetro del dispositivo de apertura rápida, si se incluye, deberá indicar la misma presión que el manómetro del lado del sistema de la válvula de tubería seca.
13.2.7.1.3.2 Cuando la supervisión de la presión del aire esté conectada a un lugar atendido constantemente, los manómetros se inspeccionarán trimestralmente.
13.2.7.1.4* Para los sistemas de tubería seca o preacción que protegen los congeladores con manómetro(s) de presión de aire en la(s) línea(s) de aire entre el compresor y la tubería seca o válvula de preacción, el manómetro de aire cerca del compresor debe compararse mensualmente con el manómetro anterior. la tubería seca o válvula de preacción.
13.2.7.1.4.1 Cuando el manómetro cerca del compresor muestre una lectura más alta que el manómetro cerca de la válvula de tubería seca, la línea de aire en servicio se debe sacar de servicio y la línea de aire alternativa se debe abrir para igualar la presión.
13.2.7.1.4.2 Una línea de aire puesta fuera de servicio de acuerdo con 13.2.7.1.4.1 deberá ser inspeccionada internamente, eliminada toda obstrucción por hielo y reensamblada para su uso como una futura línea de aire alternativa.
13.2.7.2* Los manómetros se reemplazarán cada 5 años o se probarán cada 5 años en comparación con un manómetro calibrado.
13.2.7.3 Los manómetros que no tengan una precisión del 3 por ciento de la escala completa deberán recalibrarse o reemplazarse.
Conexión del Departamento de Bomberos FDC (Siamesa)
Los requisitos para las conexiones del departamento de bomberos varían según el tamaño del edificio y otros factores
La conexión del departamento de bomberos (CFB) es un componente esencial de los sistemas manuales húmedos y manuales secos, que no funcionarán sin que los bomberos suministren agua y presión al sistema. Dicho esto, los FDC (Siamesa) aún se requieren en todos los sistemas de Clase I y Clase III, incluso aquellos con bombas contra incendios en el sitio que tienen el propósito expreso de suministrar agua a presión. La justificación para requerir FDC (Siamesa) en estos sistemas es simple: si una bomba contra incendios funciona mal durante una emergencia, el FDC (Siamesa) proporciona un respaldo.
Para garantizar la presión adecuada en todas las partes de un edificio, especialmente en estructuras muy altas, muchos sistemas de tuberías verticales están segmentados en zonas verticales separadas. Cada una de estas zonas requiere al menos un FDC (Siamesa) (NFPA 14: 7.12.2.1), aunque NFPA también estipula que «los edificios de gran altura deben tener al menos dos conexiones de bomberos ubicadas remotamente para cada zona». (7.12.2)
Los pisos superiores en edificios extremadamente altos son una excepción a esta regla. Si un camión de bomberos que accede a un FDC (Siamesa) no puede suministrar agua y presión adecuadas a la elevación (7.12.1.1). La NFPA requiere que estos pisos altos tengan “un medio auxiliar de suministro en forma de almacenamiento de agua de alto nivel con equipo de bombeo adicional u otros medios aceptables para la AHJ (autoridad con jurisdicción)”. (7.9.3)
La capacidad de bombeo de los vehículos del departamento de bomberos varía, por lo que se debe diseñar un tubo vertical teniendo en cuenta las capacidades de los bomberos locales. En términos generales, la mayoría de los departamentos de bomberos pueden suministrar suficiente agua y presión a través del FDC (Siamesa) para llegar a pisos que se encuentran entre 200 y 350 pies sobre la calle.
Los FDC (Siamesa) varían en su diseño, número de entradas, tamaño de entrada y más
Cada FDC (Siamesa) también debe tener suficientes conexiones de entrada individuales de 2 1/2″ para satisfacer la demanda de flujo del edificio: una por cada 250 galones por minuto (GPM) de demanda. La mayoría de los edificios con más de una escalera requieren un FDC (Siamesa) con al menos tres conexiones de entrada (normalmente se usan cuatro), y estas conexiones deben coincidir con el tamaño y las conexiones de manguera específicas que emplea el departamento de bomberos local, ya sean de 2 1/2 Conexiones de ″ con roscas tradicionales o entradas de 4″ o 5″ usando conexiones Storz (también conocidas como acoplamientos sin rosca de gran diámetro).
Las conexiones Storz alguna vez fueron raras en los EE. UU., pero se están volviendo más populares, ya que facilitan la conexión de una manguera. Además, tenga en cuenta que suelen utilizar una conexión roscada tradicional de 3”, así que asegúrese de que las entradas de su FDC (Siamesa) coincidan con las necesidades de su departamento de bomberos local.
Los FDC (Siamesa) pueden ser:
- Al ras contra el costado de un edificio
- Expuesto: los rociadores sobresalen del costado del edificio en ángulos opuestos (este diseño se conoce como «conexión siamesa»).
- Independiente: una tubería sobresale hacia arriba desde el suelo y las conexiones de entrada se asientan en la parte superior de la tubería.
La señalización y la ubicación adecuada son fundamentales para los FDC (Siamesa) de tubería vertical
La accesibilidad y la visibilidad determinan qué diseño de FDC (Siamesa) debe usarse.
De la edición 2016 de NFPA 14
6.4.5.1 Las conexiones del departamento de bomberos deben ser visibles y reconocibles desde la calle o el punto más cercano de acceso a los aparatos del departamento de bomberos o en el lado de la calle de los edificios.
6.4.5.1.1 Las conexiones del departamento de bomberos deben estar ubicadas y dispuestas de modo que las mangueras puedan conectarse a las entradas sin interferencia de objetos cercanos, incluidos edificios, cercas, postes, jardines, vehículos u otras conexiones del departamento de bomberos.
Por ejemplo, un FDC (Siamesa) al ras en el costado de un edificio que está bloqueado por arbustos no será visible ni accesible, mientras que una versión independiente ubicada hacia adelante del edificio funcionaría. Una conexión que esté separada de la calle por una cerca o que esté bloqueada por un automóvil estacionado también podría limitar el acceso de los camiones de bomberos.
Además, la ubicación y el diseño de un FDC (Siamesa) deben tener en cuenta la ruta a lo largo de la cual correrá cualquier manguera conectada; este camino no debe bloquear ninguna salida, lo que podría obstaculizar a los ocupantes que intentan escapar de un incendio.
Finalmente, cada FDC (Siamesa) debe estar claramente etiquetado con letreros y cada conexión de entrada debe tener tapas o tapones que protejan la abertura de cualquier obstrucción, como vandalismo o escombros que puedan ingresar a la entrada y bloquear el flujo de agua. No tener estos límites instalados es una de las infracciones del código más comúnmente citadas. A veces se rompen o los contratistas no los instalan en primer lugar, pero el robo es una causa más probable.
Hay tapas de plástico o aluminio que los bomberos pueden romper fácilmente en caso de emergencia, y tapones atornillables de latón, plástico o aluminio que se aseguran con una cadena. Los tapones de latón son más duraderos, pero los ladrones pueden atacarlos debido a su valor. Asegúrese de considerar el riesgo de robo de tapas o taponess al elegir una solución que funcione para su edificio. Si un ladrón se los lleva, podría perder el costo de una nueva tapa o tapón y la posible multa asociada con una violación del código.
Además, a partir de 2010, las tapas FDC (Siamesa) o todo el aparato deben estar codificados por colores en Nueva York. Entradas que acceden a un el sistema de tubería vertical debe ser rojo, los que acceden a un sistema de rociadores deben ser verdes y los que se conectan a un sistema combinado de tubería vertical/rociadores son amarillos. Los colores permiten a los bomberos identificar rápidamente la naturaleza de un FDC (Siamesa) en caso de emergencia.
La mayoría de los FDC (Siamesa) requieren una inspección trimestral con una inspección interior anual, si las tapas permanecen en su lugar. La medida correctiva para cualquier problema es reparar o reemplazar «según sea necesario de acuerdo con las instrucciones del fabricante» y esencialmente eliminar cualquier obstrucción que impida que el FDC (Siamesa) haga su trabajo.
De la edición 2017 de NFPA 25
13.8.1 Las conexiones del departamento de bomberos se inspeccionarán trimestralmente para verificar lo siguiente:
(1) Las conexiones del departamento de bomberos son visibles y accesibles.
(2) Los acoplamientos o pivotes no están dañados y giran suavemente.
(3) Los tapones o tapas están en su lugar y no están dañados.
(4) Las juntas están en su lugar.
(5) Los letreros de identificación están en su lugar.
(6) La válvula de retención no tiene fugas.
(7) La válvula de drenaje automático está en su lugar y funciona correctamente.
(8) La(s) clapeta(s) de conexión del departamento de bomberos está(n) en su lugar y funcionando correctamente.
(9) * Se inspecciona el interior de la conexión para detectar obstrucciones.
(10) La tubería visible que alimenta la conexión del departamento de bomberos no está dañada.13.8.2 Las inspecciones interiores se realizarán anualmente si se instalan tapas de cierre o tapones de cierre aprobados.
Los componentes grandes y pequeños permiten que los sistemas de tuberías verticales suministren agua cuando más se necesita
Esto concluye la segunda parte de nuestra revisión de los sistemas de tubería vertical, presentando los principales componentes del sistema y sus requisitos de mantenimiento. En la próxima entrega de esta serie, revisamos más componentes de varios sistemas de tubería vertical, incluidas las numerosas válvulas, mangueras, conexiones de mangueras y estaciones de mangueras necesarias.
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Esta publicación es la parte 2 de una serie de 7 partes sobre sistemas de tubería vertical:
Parte 2: Componentes del sistema de tubería vertical y cómo mantenerlos
Parte 3: Más componentes del sistema de tubería vertical y cómo mantenerlos
Parte 4: Pruebas de aceptación de tuberías verticales
Parte 5: Pruebas y mantenimiento de tuberías verticales (continuación)
Parte 6: Pruebas y mantenimiento para tuberías verticales secas automáticas y semiautomáticas
Parte 7: Señales y marcado de tuberías verticales