Requisitos de prueba de aceptación de NFPA de sistemas de tubería vertical

En las publicaciones anteriores de esta serie, cubrimos los sistemas de tubería vertical, el mantenimiento requerido y los componentes de los sistemas de tubería vertical. Algunos de los componentes principales que cubrimos fueron tuberías, alarmas de flujo de agua, conexiones del departamento de bomberos, mangueras, conexiones de mangueras y válvulas del sistema. A medida que continuamos con nuestra serie, esta entrega cubre las pruebas requeridas para los sistemas de tuberías verticales y los códigos NFPA que corresponden a los diferentes tipos de pruebas.

Esta publicación es la parte 4 de una serie de 7 partes sobre sistemas de tubería vertical:

Parte 1: Descripción general del sistema de tubería vertical de protección contra incendios e introducción a NFPA 14

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 marcas de tuberías verticales

Las pruebas requeridas para la certificación de sistemas de tuberías verticales nuevos y alterados

La complejidad de los sistemas de tuberías verticales exige una acción diligente para garantizar que todas las partes del sistema funcionen en caso de emergencia. Y así como los componentes del sistema tienen requisitos detallados de mantenimiento e inspección, la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) también describe una serie de pruebas que deben realizarse en un orden específico y en intervalos exactos. Hay dos categorías principales de pruebas que se deben ejecutar:

Test de aceptación se realiza cuando se instala un sistema de tubería vertical o una parte de un sistema. En la gran mayoría de los casos, este proceso coincide con la construcción de un nuevo edificio. También se requiere cuando se realizan modificaciones significativas en un sistema de tubería vertical existente, como una expansión de la tubería o una actualización de la tubería vertical con un sistema de rociadores.

Pruebas en curso consiste en todas las Pruebas y mantenimiento que deben realizarse a intervalos regulares después de la instalación.

Estos requisitos de prueba se describen principalmente 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 agua. Los procedimientos y requisitos de prueba adicionales también se describen en NFPA 24: Norma para la Instalación de Redes Privadas de Servicio Contra Incendios y sus Accesorios y NFPA 72: Código Nacional de Señalización y Alarma de Incendio.

En las entregas anteriores de nuestra serie de tuberías verticales, presentamos los sistemas de tuberías verticales y revisamos la función, la inspección y el mantenimiento de los principales componentes del sistema. Este artículo desglosará la requisitos de prueba de aceptación para sistemas de tuberías verticales en un esfuerzo por aclarar el código NFPA para contratistas y propietarios de edificios.

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En secuencia: pruebas subterráneas y sobre el suelo

Las pruebas de aceptación de una tubería vertical se realizan secuencialmente, comenzando con varias que se ejecutan en las secciones subterráneas del sistema, seguidas de pruebas de los componentes sobre el suelo. El motivo de esta orden es simple: las secciones subterráneas solo estarán expuestas durante una fase temprana de la nueva construcción, lo que permitirá a los contratistas detectar y reparar más fácilmente deficiencias como fugas, daños u obstrucciones. Además, las pruebas en tuberías sobre el suelo podrían verse comprometidas si las tuberías subterráneas no se han revisado minuciosamente primero.

Una nota importante sobre esta secuencia: Si se utilizan diferentes contratistas para las pruebas subterráneas y sobre el suelo, asegúrese de que el último contratista esté presente para verificar los resultados de las pruebas subterráneas.

Prueba de flujo de una tubería vertical — Válvulas reductoras de presión de prueba de flujo (Fuente de la imagen)

Pruebas subterráneas de componentes de tuberías verticales

Las dos pruebas principales que deben realizarse en tuberías subterráneas son una prueba de descarga y una prueba hidrostática.

Aceptación de tubería vertical subterránea: prueba de descarga

Una prueba de descarga está destinada a limpiar las tuberías subterráneas de cualquier suciedad o escombros antes de que se conecten a la tubería sobre el suelo.

De la edición 2016 de NFPA 14
11.2.1 Las tuberías subterráneas que alimentan el sistema deben enjuagarse de acuerdo con NFPA 24.
De la edición 2016 de NFPA 24
10.10.2.1.1 Las tuberías subterráneas, desde el suministro de agua hasta la tubería ascendente del sistema, y las conexiones de entrada a la tubería ascendente del sistema, incluidos todos los hidrantes, deben enjuagarse por completo antes de realizar la conexión a la tubería del sistema de protección contra incendios aguas abajo.

Una prueba de descarga implica bombear agua a través de la tubería a una tasa elevada específica (bombear suficientes galones por minuto para lograr una velocidad de 10 pies/s) o simplemente descargar las tuberías con el flujo máximo del suministro de agua del sistema. Es más probable que el uso de presión elevada limpie las tuberías, pero es difícil medir la velocidad del agua. En cualquier caso, la prueba consiste en hacer correr el agua a través de la tubería subterránea y sacarla por un orificio en la superficie. El agua se deja correr hasta que sale clara y, a veces, los contratistas usan un colador para recoger los desechos que emergen. La prueba de descarga debe completarse antes de una prueba hidrostática, ya que cualquier obstrucción que quede en la tubería alterará las lecturas de presión de la última prueba.

Aceptación de tubería vertical subterránea: prueba hidrostática

Se debe realizar una prueba hidrostática después de la prueba de lavado para asegurarse de que la tubería subterránea esté ensamblada correctamente, desbloqueada y sin daños. La prueba consiste en tapar todas las salidas, hacer correr agua a presión a través del sistema durante dos horas e inspeccionar la tubería en busca de fugas mientras se controlan los manómetros para detectar cualquier pérdida de presión que indique una fuga. El agua debe bombearse y la presión debe controlarse desde el punto más bajo posible del sistema.

De la edición 2016 de NFPA 14
11.4.1* Generalidades. Todos los sistemas nuevos, incluidas las tuberías de jardín y las tuberías de conexión del departamento de bomberos, deben probarse hidrostáticamente a no menos de 200 psi (13,8 bar) o 50 psi (3,5 bar) por encima de la presión de trabajo del sistema, lo que sea mayor, durante 2 horas.
11.4.2 La presión de la prueba hidrostática se medirá en el punto de elevación más bajo del sistema o zona individual que se esté probando.
11.4.3 La tubería del sistema de tubería vertical no debe mostrar fugas distintas a las permitidas por 11.4.4.
11.4.4 La tubería subterránea se probará de acuerdo con NFPA 24.

A diferencia de las pruebas hidrostáticas que se realizan en tuberías sobre el suelo, NFPA 24 permite cierta pérdida de presión en la tubería subterránea. Esto se debe a que una pequeña cantidad de fugas a través de los drenajes de las bocas de incendios es inevitable en las tuberías principales subterráneas conectadas a las bocas de incendios, además de que es difícil apretar las uniones en las tuberías subterráneas hasta el punto en que no haya fugas pequeñas. Se permite una pérdida de 5 psi durante el examen. Cualquier cosa mayor que eso indica un problema que debe ser encontrado y reparado.

Aceptación de tubería vertical subterránea: Pruebas adicionales

Antes de probar las tuberías sobre el suelo, se deben probar tres áreas más del sistema. Bocas de incendios particulares que están conectados a la tubería principal subterránea deben abrirse y bombearse agua para enjuagar el barril, y luego deben cerrarse para asegurarse de que sellen correctamente bajo la presión del sistema (25: 7.3.2.1). Además, Las válvulas de control deben abrirse y cerrarse. para asegurarse de que funcionen bajo la presión del agua del sistema (que puede requerir una bomba de prueba; 14: 11.6.1). Por fin, el dispositivo de prevención de reflujo debe someterse a una prueba de flujo directo (14: 11.5.3.1). El dispositivo de prevención de contraflujo es la válvula de retención esencial que evita que el agua estancada en el sistema de tubería vertical regrese y contamine el suministro de agua de la ciudad. Para probarlo, simplemente haga fluir agua (a demanda del sistema) a través del dispositivo de prevención de reflujo hasta un orificio abierto.

Realización de una prueba hidrostática (Fuente de la imagen)

Pruebas sobre el suelo de sistemas de tuberías verticales

La tubería y el equipo de superficie están listos para la prueba de aceptación después de que se verifiquen los componentes subterráneos. Estas pruebas incluyen:

Aceptación de tubería vertical sobre el suelo: prueba de descarga

Al igual que las tuberías subterráneas, la tubería de conexión del departamento de bomberos también debe enjuagarse para «eliminar cualquier escombros de construcción y basura”.

De la edición 2016 de NFPA 14
11.2.2 La tubería entre la conexión del departamento de bomberos y la válvula de retención en la tubería de entrada se debe enjuagar con un volumen suficiente de agua para eliminar los desechos de construcción y la basura acumulada en la tubería antes de completar el sistema y antes de instalar el conexión del cuerpo de bomberos.

Aceptación de tubería vertical sobre el suelo: prueba hidrostática

Las tuberías sobre el suelo también deben probarse hidrostáticamente durante dos horas a 200 psi o 50 psi más que la presión de trabajo del sistema, la que sea mayor. Durante este período, la tubería debe inspeccionarse visualmente en busca de fugas y los manómetros deben monitorearse para detectar cualquier caída de presión que indique una fuga. Al igual que la prueba hidrostática de la tubería subterránea, la presión de prueba debe leerse desde el punto más bajo del sistema o, dado que los sistemas de tubería vertical pueden tener varias zonas verticales según el tamaño del edificio, el punto más bajo de cada zona.

De la edición 2016 de NFPA 14
11.4.1* Generalidades. Todos los sistemas nuevos, incluidas las tuberías de jardín y las tuberías de conexión del departamento de bomberos, deben probarse hidrostáticamente a no menos de 200 psi (13,8 bar) o 50 psi (3,5 bar) por encima de la presión de trabajo del sistema, lo que sea mayor, durante 2 horas.
11.4.2 La presión de la prueba hidrostática se medirá en el punto de elevación más bajo del sistema o zona individual que se esté probando.

Si bien se permite cierta caída de presión (y cierto grado correspondiente de fuga) cuando se prueban hidrostáticamente tuberías subterráneas, aparentemente no se permite ninguna caída de presión en el sistema más bajo o indicador de zona en tuberías sobre el suelo. Sin embargo, existe una excepción a este estándar estricto: si la temperatura bajó significativamente durante la prueba de dos horas, el agua podría haberse contraído en relación con el aire atrapado en el sistema, causando una ligera pérdida de presión. Lo que se considera una pérdida de presión aceptable es un criterio basado en el cambio de temperatura, el tamaño del sistema y si existe alguna otra razón posible para la pérdida (p. ej., la presencia de una fuga visible en la tubería). Además, naturalmente se permite cierta pérdida de presión en los manómetros que se leen en las partes más altas del sistema para tener en cuenta la gravedad y la fricción.

Nota IMPORTANTE: Una prueba de presión de aire puede sustituirse temporalmente por una prueba hidrostática si las temperaturas bajo cero hacen que esta última sea imposible en ese momento:

De la edición 2016 de NFPA 14
11.4.5 Cuando el clima frío impida la prueba con agua, se permitirá realizar una prueba de aire provisional antes de la prueba hidrostática estándar.
11.4.5.1 Se debe realizar una prueba de fuga de presión de aire a 40 psi (2,8 bar) durante 24 horas.
11.4.5.2 Cualquier fuga que resulte en una pérdida de presión superior a 11/2 psi (0,1 bar) durante un período continuo de 24 horas deberá corregirse.

Esta es solo una medida provisional; será necesario realizar una prueba hidrostática completa cuando el clima lo permita.

Además, se requieren pruebas hidrostáticas de aceptación de cualquier sistema de tubería vertical existente que se modifique con tuberías nuevas, aunque “las modificaciones que no se pueden aislar, como válvulas nuevas o el punto de conexión para tuberías nuevas, no requerirán pruebas que excedan las pruebas estáticas del sistema. presión.» (14: 11.4.7.2)

Aceptación de tubería vertical sobre el suelo: roscas de manguera

Recuerde, diferentes departamentos de bomberos pueden usar mangueras de diferentes tamaños (como el uso de entradas de 3″ en San Francisco y Nueva York), así como diferentes tipos de roscas o acoplamientos (como conexiones Storz de 5″ sin rosca). Por lo tanto, una de las pruebas de aceptación más básicas para un nuevo sistema de tubería vertical es asegurarse de que las conexiones sean compatibles con el equipo utilizado por las autoridades locales.

De la edición 2016 de NFPA 14
11.3.1 Todas las conexiones de mangueras y las roscas de las conexiones del departamento de bomberos deben probarse para verificar su compatibilidad con las roscas utilizadas por el departamento de bomberos local.
11.3.1.1 La prueba consistirá en enroscar muestras de acoplamiento, tapas o tapones en los dispositivos instalados.

Aceptación de tubería vertical sobre el suelo: prueba de flujo

Se debe realizar una prueba de flujo para verificar que se puede lograr suficiente presión en la conexión de manguera más remota cuando la tubería vertical funciona según la demanda del sistema. La presión de diseño que debe lograrse en la conexión más remota para los sistemas de Clase I y Clase III suele ser de 100 psi, mientras que los sistemas de Clase II normalmente deben alcanzar al menos 65 psi. Estos valores se pueden medir usando un medidor de flujo o interpretando la diferencia de presión en manómetros individuales colocados en la conexión del departamento de bomberos y la salida de manguera más remota. En las tuberías verticales automáticas, la prueba se puede realizar utilizando el agua fácilmente accesible en el sistema, mientras que los sistemas manuales requieren una bomba que presuriza el agua procedente de un hidrante o tanque.

De la edición 2016 de NFPA 14
11.5.1* El sistema de tubería vertical se probará para verificar la demanda del sistema.
11.5.1.1 Se permitirá la exención de la prueba requerida por 11.5.1 cuando sea aceptable para la AHJ.
11.5.1.2 Esta prueba se debe realizar con agua fluyendo simultáneamente desde la(s) salida(s) indicada(s) en los cálculos hidráulicos aprobados de cada tubería vertical según lo requerido por las Secciones 7.8 y 7.10.
11.5.1.2.1 Para cada tubo vertical adicional, se permitirá que el flujo requerido se tome de cualquier conexión de manguera en ese tubo vertical.
11.5.2* Para una tubería vertical manual, se debe usar una bomba del departamento de bomberos, una bomba portátil con capacidad para proporcionar el flujo y la presión requeridos u otros medios aprobados para verificar el diseño del sistema mediante el bombeo en la conexión del departamento de bomberos.
11.5.2.1 Cuando lo permita la autoridad competente, se debe permitir la exención de la prueba requerida por 11.5.2.

Aceptación de tubería vertical sobre el suelo: dispositivos reductores de presión

Todas las válvulas reductoras de presión deben probarse para garantizar que funcionen según lo diseñado:

La prueba se realiza haciendo fluir 250 gpm a través de la salida de Clase I o Clase III con un manómetro en el lado aguas arriba y un manómetro en el lado aguas abajo del dispositivo. La diferencia entre las lecturas de los manómetros indicará si el dispositivo está funcionando correctamente.

Además, las válvulas que están dispuestas en serie también deben probarse en serie.

De la edición 2016 de NFPA 14
11.5.5.1* Cada dispositivo regulador de presión debe probarse para verificar que la instalación sea correcta, que el dispositivo esté funcionando y que las presiones de entrada y salida y el flujo en el dispositivo estén de acuerdo con el diseño.
11.5.5.1.1 Cuando las válvulas reductoras de presión estén dispuestas en serie, la válvula reductora de presión aguas abajo debe probarse a la presión de descarga de la válvula reductora de presión aguas arriba y con el bypass de la válvula reductora de presión aguas arriba abierto.
11.5.5.2 La presión de entrada estática y residual y la presión y flujo de salida estática y residual se registrarán en el certificado de prueba del contratista.

El incendio de 1991 en el rascacielos Meridian de Filadelfia es un claro ejemplo de las consecuencias de no probar los dispositivos de regulación de presión. Numerosas válvulas reductoras de presión que se habían instalado en las conexiones de las mangueras en los pisos superiores no estaban correctamente calibradas y, por lo tanto, terminaron “suministrando solo entre 40 y 50 psi en la punta de la boquilla” durante la emergencia. La falla de este componente crucial contribuyó a la muerte de 3 bomberos y lesiones a otros 24, así como a la pérdida total de nueve pisos y millones de dólares en daños.

Aceptación de tubería vertical sobre el suelo: prueba de flujo de drenaje principal

Los tubos verticales automáticos y semiautomáticos con conexión a un suministro de agua requieren una prueba de drenaje principal. Esta prueba verifica que las válvulas entre el suministro de agua y los desagües estén abiertas, además establece una lectura de presión de referencia para futuras Pruebas y mantenimiento.

De la edición 2016 de NFPA 14
11.5.6.1 La válvula de drenaje principal se abrirá y permanecerá abierta hasta que se estabilice la presión del sistema.
11.5.6.2 La presión estática y residual se registrará en el certificado de prueba del contratista.

Si hay vacilación en el regreso de la presión del sistema a la presión estática después de cerrar el drenaje, puede haber un bloqueo, una válvula parcialmente cerrada u otro problema.

Aceptación de tubería vertical sobre el suelo: Pruebas adicionales

Se requieren algunas pruebas de aceptación más, aunque algunas solo se aplican a ciertos tipos de sistemas:

Todos los dispositivos de alarma y supervisión deben probarse de acuerdo con NFPA 72. (14: 11.7)
Si una válvula antirretorno es parte del sistema sobre el suelo, debe someterse a una prueba de flujo como se describió anteriormente para las tuberías subterráneas. (14: 11.5.3)
Control Las válvulas y las válvulas de manguera deben probarse manualmente de la siguiente manera:

De la edición 2016 de NFPA 14
11.6.1 Cada válvula destinada a abrirse o cerrarse manualmente debe operarse girando la manivela o la llave del volante en su rango completo y devolviéndola a su posición normal.
11.6.2 Las tapas de las válvulas de las mangueras deben apretarse lo suficiente para evitar fugas durante la prueba y retirarse después de la prueba para drenar el agua y aliviar la presión.

Se deben ejecutar pruebas de aceptación adicionales específicas para secado automático y secado semiautomático sistemas:

De la edición 2016 de NFPA 14
11.5.7.1 Los sistemas secos automáticos y semiautomáticos se probarán iniciando un flujo de agua desde la conexión de manguera hidráulicamente más remota. [In systems with pumps, the pump may be activated during this test]
11.5.7.2 El sistema debe entregar un mínimo de 250 gpm (946 L/min) en la conexión de la manguera dentro de los 3 minutos posteriores a la apertura de la válvula de la manguera si la capacidad del sistema supera los 750 gal (2480 L).
11.5.7.3 Cada dispositivo de activación por control remoto para operar un sistema semiautomático debe probarse de acuerdo con las especificaciones e instrucciones del fabricante.
11.5.7.4 Además de la prueba hidrostática estándar, se debe realizar una prueba de fuga de presión de aire a 40 psi (2,7 bar) durante 24 horas. Cualquier fuga que resulte en una pérdida de presión superior a 1,5 psi (0,1 bar) durante las 24 horas deberá corregirse. [13:25.2.2.1]

Una nota importante sobre las pruebas de aceptación: además de todas las pruebas anteriores, cualquier sistema de tubería vertical automático o semiautomático requiere pruebas de aceptación de la bomba contra incendios en el sitio. Debido a la complejidad mecánica de una bomba, estos requisitos de prueba son extensos y se describen específicamente en NFPA 20: Norma para la Instalación de Bombas Estacionarias para Protección contra Incendios.

Continuará: La guía completa de sistemas de tubería vertical

Esto concluye la cuarta parte de nuestra revisión de los sistemas de tubería vertical, una mirada a las pruebas de aceptación requeridas para los sistemas nuevos y modificados. En la próxima entrega de esta serie, revisamos los requisitos regulares de prueba de la NFPA para los sistemas existentes.

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