2. UNIDADES UTILIZADAS
• Metro (m), Kilogramo masa (Kg), Segundo (s)
• Unidad de Fuerza: Newton = 1Kg * 1m/s2
• 1 Kgr (fuerza) = 9,81 Newton
• Unidad de Presión: 1 Pa (Pascal)= 1 Newton/m2
• 1 Baria = 100.000 Pa = 100 KPa = 0,1MPa
• 1 Baria = 1,02 Atmosferas
• 1 psi (libras/pulg2) = 0,0689 Baria
• 1 Galon = 3,785 litros (dm3) (galon USA)
• 1 l/min/m2 = 1 mm/min
• 1 Caloria = 4.185 Joule
3. INDICE
• Analisis de los Riesgos
• Agua: sus limitaciones
• Objetivos del Diseño
• Rociadores: su efectividad
• Quien exige rociadores
• Diseño: Determinacion del Riesgo, Area y densidad
de aplicación
• Componentes del sistema: Rociadores
• Metodos de Calculo requerimiento de agua
4. Porque El Agua
• AGUA - Razones de su Uso:
• Disponibilidad
• Capacidad Calórica: (1 Cal/Kg.°C -y 600 Cal/Kg
pasar de liquido a vapor )
• Almacenaje: liquido
• No perecedero
• Cualquier incendio de magnitud necesita
agua:
5. AGENTE EXTINTOR AGUA
• AGUA: Limitaciones
• Temperatura mínima: 0°C
• Líquidos Inflamables con punto de inflamación
menor a 40°C
• Materiales susceptibles al agua (Mg, P, K)
6. AGENTE EXTINTOR AGUA
• PROPIEDADES:
• Calor Absorbido:De 20°C a 100°C= 80 Cal/kg
• Su pase a Vapor: 540 Cal/kg (2260J/kg
• 1 kg de vapor de agua ocupa: 1,5 m3
• 0,3kg de vapor => 0,45m3 => 12% O2
• Logro inertizar
7. AGENTE EXTINTOR AGUA
• AGUA – APLICACIONES
• Chorro Pleno: para llegar lejos en un incendio
descontrolado
• Niebla: Para proteger al bombero y obtener
eficiencia en la absorción de calor
• Niebla: mas pequeña la gota mas eficiencia
• Relación Superficie/Volumen: 4*∏*r2/4*∏*r3/3
• S/V= 3/r
8. ANALISIS DEL RIESGO
• a)Condicionantes Externos:
– Clima: Temperaturas máximas y mínimas
– Geografía: Altitud
Humedad
Atmosfera salina
Disponibilidad de agua
Disponibilidad de Egia. Electrica
Efecto Sismico
--Cuerpo de Bomberos cercano
9. ANALISIS DEL RIESGO
• b)Factores Internos
• Denominación de Usos:
• Áreas de Producción
• Aéreas de Servicio: Hospitales, Escuelas..
• Almacenamientos
• Viviendas
10. • NFPA 13 Ed. 2007 – Índice
• ..UBANFPA 13 2007 Esp Indice.doc
• ..ESPECIALISTA EN SEGURIDAD CONTRA
INCENDIOVIDEOSThe Station Fire.mpg
• ..ESPECIALISTA EN SEGURIDAD CONTRA
INCENDIOVIDEOSTHE STATION SIMULACION
NIST RI Fire comparison.mpg
11. • ..ESPECIALISTA EN SEGURIDAD CONTRA
INCENDIOVIDEOS991 sprink residential.wmv
• ..ESPECIALISTA EN SEGURIDAD CONTRA
INCENDIOVIDEOS97 In_rack sprink test.MPG
• ..ESPECIALISTA EN SEGURIDAD CONTRA
INCENDIOVIDEOS1 Tyco K-25 & K-14 ESFR
distribution comp.avi
12. ANALISIS DEL RIESGO DEFINICIONES
El capitulo 5 de NFPA 13 Ed. 2007 define los
diferentes Riesgos en:
–Riesgo Leve:
– Ej. Oficinas, Iglesias, Clubes, restaurantes
–Riesgo Ordinario 1:
–Ej. Taller mecánico, Plantas de electrónica,
Lavanderías
13. –Riesgo Ordinario 2:
–Ej. Molinos, Confección de Productos,
Destilerias
–Riesgo Alto:
–Ej. Hangares, Manufacturas de espumas
plásticas
– Riesgo Muy Alto:
–Ej. Preparación de Barnices y Pinturas
14. ANALISIS DEL RIESGO
–Almacenamientos
• El tipo de material almacenado y la altura
de almacenaje definen el riesgo y los
requerimientos de protección (NFPA 13)
15. ANALISIS DEL RIESGO
• Almacenamientos
• La ley 19587 en su Decreto 351 considera el
tipo de material desde R2 (Inflamables) hasta
R5 (Poco Combustibles), y la Carga
Combustible en Kg de madera en vez de la
altura
16. AGUA: Objetivos de Diseño
• Extinción: Se logra por alguno de los
siguientes métodos:
– Enfriamiento de Materiales o Superficies
– Ahogamiento por vapor
– Emulsificacion
– Dilucion
– Combinacion de los anteriores
– Densidades de Aplicación de 6 a 20 l/min*m2
17. AGUA Objetivos de Diseño
• Control de la Combustión: Donde se controla el
incendio hasta que se consuma el combustible en
juego. (los rociadores standard)
• De tratarse de líquidos inflamables o gases, las tasas
de aplicación de agua son altas en el orden de no
menos de 20 l/min*m2 (20mm/min)
• Protección por Exposición: Enfriamiento de
estructuras o recipientes para evitar su colapso
• Densidad Típica: De 4 a 10 l/min*m2
18. AGUA Objetivos de Diseño
• Prevención de Incendios: Aplicar agua para
diluir, disolver o dispersar vapores o gases
inflamables que podrían alcanzar un área de
riesgo
• En todos estos casos se debe realizar un
Control del agua descargada para evitar
polución, transferencia de daños a áreas
adyacentes por transporte de líquidos
inflamables
20. ROCIADORES AUTOMATICOS
• Efectividad:
• Distribuye agua pulverizada en el foco de incendio a
la densidad necesaria en forma automática en
función del aumento de temperatura permitiendo el
CONTROL del incendio sin intervención humana.
• El 92% de los incendios se controla con 20 rociadores
o menos (registro de 2860 incendios desde 1978 a
1987 Factory Mutual).
28. ROCIADORES AUTOMATICOS
• Quien exige:
• Ley 19587 Dto. 351/79
• Código de Edificación de CABA
• Códigos Locales
• Proyecto Nuevo Código de Edificación
• Normas Internacionales: NFPA 1 y 101
• Codigos Locales
29. ROCIADORES AUTOMATICOS
• Dto. 351/79:
• Llevara rociadores todo Uso ubicado en 2°
subsuelo y hacia abajo, excepto R5 a R7
• Local Comercial, Industria, Deposito R3 con
sector de incendio mayor a 1000m2. (o si
cuenta con PB y mas de 2 pisos y supera
900m2.)
• Ídem anterior para Uso R4 si > 1500m2
30. ROCIADORES AUTOMATICOS
• DISEÑO DEL SISTEMA: Norma NFPA 13
• Etapa N°1:
• Análisis del Riesgo:
• Uso: Procesos o Servicios: Riesgos:
– Liviano o Leve
– Ordinario I ó II
– Peligroso o Alto Riesgo I ó II
32. ROCIADORES AUTOMATICOS
• Combustibles Líquidos o Inflamables:
– Se rigen por otras normas: NFPA 30, NFPA
11(Espuma Baja Exp), NFPA 15(Sist. de Agua
Pulverizada), NFPA 16(Rociadores de Espuma)
– La aplicación de agua apunta al enfriamiento y
absorción del calor generado
33. ROCIADORES AUTOMATICOS
Tipo de RIESGO
• Riesgo Liviano: Ocupaciones donde la cantidad y/o
combustibilidad de los contenidos es baja y la tasa de
liberación de calor esperada es baja
• Riesgo Ordinario (Grupo I): Ocupaciones donde la
combustibilidad es baja, cantidad de combustible es
moderada, cantidad de apilado no excede 2,4 m y la
tasa de liberación de calor esperada es moderada.
34. ROCIADORES AUTOMATICOS
• Riesgo Ordinario (Grupo II): Ocupaciones
donde la cantidad y combustibilidad de los
contenidos son de moderada a alta, donde el
apilado de los contenidos con moderada tasa
de liberación de calor esperada no excede
3,7m (12 pie) y el apilado de contenidos con
alta tasa de liberación de calor no excede
2,4m (8 pie)
35. ROCIADORES AUTOMATICOS
• Riesgo Peligroso (Grupo I): Ocupaciones
donde la cantidad y combustibilidad de los
contenidos es muy alta y polvo, fibras u otros
materiales están presentes introduciendo la
probabilidad de un rápido desarrollo del fuego
con altas tasas de liberación de calor, pero con
poco o nada de líquidos combustibles o
inflamables
36. ROCIADORES AUTOMATICOS
• Riesgo Peligroso (Grupo II): Ocupaciones con
moderado a importante cantidad de líquidos
combustibles o inflamables o donde la “protección”
de los combustibles es extensa
• Mercaderías – Clasificación:
• Clase I: Productos NO Combustibles que cumplen
UNO de los siguientes criterios:
37. ROCIADORES AUTOMATICOS
• 1) Ubicados directamente en paletas de
madera
• 2) Ubicados en cartón corrugado de simple
capa con o sin divisores de cartón (simple),
con o sin paleta
• 3) Envoltura termo contraíble o de papel como
una unidad de carga con o sin paleta.
38. ROCIADORES AUTOMATICOS
• Clase II: Productos NO combustibles en armazones
de madera, cajas de madera solida, cartón corrugado
de múltiple capas, o material de empaque de
combustibilidad equivalente, con o sin paleta
• Clase III: Productos elaborados con madera, papel o
fibras naturales, o plásticos Grupo C, con o sin
cartón, cajas o armazones, y con o sin paletas. Este
grupo puede contener una cantidad limitada (5% en
peso o volumen) de plásticos Grupo A o B.
39. ROCIADORES AUTOMATICOS
• Clase IV: Productos con o sin paletas, que cumplen
alguno de los siguientes criterios:
1)Construidos parcial o totalmente en plásticos
Grupo B
2) Consiste en material plástico Grupo A de fluir libre
3) Contiene dentro de si o en su empaque una
cantidad apreciable (5 a 15% en peso ó 5 a 25% en
volumen) de plásticos Grupo A
40. ROCIADORES AUTOMATICOS
• Plásticos:
– Gr. A: ABS, EPDM, Goma natural si
expandida
– Gr. B: Celulósicos, Goma Natural, Nylon,
– Gr. C: Fluoroplasticos, PVC (<20% de
plastificante)
Otros Usos Especificos
41. ROCIADORES AUTOMATICOS
• La Norma NFPA 13 tiene una clasificación por
uso, y es la que seguiremos como norma de
aplicación.
42. Rociadores Automáticos
• Etapa N°2:
• Determinación de la Densidad de Aplicación
de Agua y
• Determinación de la Superficie de Diseño
donde se descargara la densidad de Agua
determinada (capitulo 11 de NFPA 13)
44. Rociadores: Densidad de Aplicación
• La Superficie a considerar puede variar según la
configuración del techo y el riesgo
• Las Compañías Aseguradoras (EEUU) pueden
requerir mas densidad o superficie (en general para
riesgos especiales)
• En altos riesgos como Almacenes, la densidad
depende de la conjunción: tipo de mercadería, altura
de almacenajes, altura a cielorraso, tipo de rack, etc.
45. Rociadores: Densidad de Aplicación
• Las curvas anteriores son para el rociador “estándar”:
conexión de ½”, orificio de salida de 12 mm con K= 5,6
(si P en psi)) (8 si P en KPa), temperatura de operación:
70 °C, tiempo de respuesta estándar
• Los demás rociadores son de aplicación especial según
la aprobación lograda
• Q [gpm]= K*raíz(P[psi]) -- Q[l/m]= K*raíz(P[KPa])
• K: definido por el orificio de salida y su forma
47. Rociadores
• NOTA:
• Dado que se mencionan rociadores de
respuesta “standard” y de “respuesta rapida” ,
cabe explicar el indice usado:
• RTI: Response Time Index: Indice de Tiempo
de Respuesta.
• Si RTI <50 [metro-seg]1/2: Respuesta Rapida
• Si RTI > 80 [metro-seg]1/2: Standard
48. Sistemas de Rociadores: Componentes
• Rociadores
• Cañerías sobre nivel
• Accesorios
• Uniones de Cañerías y Accesorios
• Soportes
• Válvulas
• Conexión para Bomberos
• Alarmas de Flujo de Agua
49. Componentes: Presiones de Trabajo
• Los componentes de la instalación serán del
rango adecuado para la máxima presión de
trabajo del sistema, pero en ningún caso serán
para una presión menor de 1,2 MPa. para los
componentes sobre nivel y 1,05 MPa para
componentes subterráneos
57. ROCIADORES AUTOMATICOS
• Rociadores Especiales:
• Los rociadores antes mostrados son todos
para la protección de Riesgos Leves u
Ordinarios, típicos para protección de
Oficinas, Hoteles, plantas industriales de
Riesgos Ordinarios, Depósitos clasificados
como Ordinarios de baja altura.
60. Rociador ECOH
• Solo puede usarse en cielorrasos SIN obstrucciones,
o NO combustibles con obstrucciones, en ningún
caso con pendiente mayor al 16,7%
66. ROCIADORES: Densidades y Superficie de
Diseño
RIESGO Superf. Diseño Densidad GPM/p2 Densidad L/min*m2
Leve 139 m2 0,1 4,1
Ordinario I 139 m2 0,15 6,1
Ordinario II 139 m2 0,2 8,2
Alto I 232 m2 0,3 12
Alto II 232 m2 0,4 16,4
67. Demanda de Agua para Bocas de Incendio con
Rociadores -por NFPA 13 Cap. 11
Uso Bocas de Incendio Bocas de Incendio Tiempo de
Internas Externas Operación
Leve 0 a 100 GPM 100 GPM 30 minutos
Ordinario O a 100 GPM 250 GPM 60 a 90 minutos
Peligroso O a 100 GPM 500 GPM 90 a 120 min
69. Rociadores: Temperatura
• En techos metálicos sin aislación la
temperatura será elevada
• En zonas donde haya equipos de calefacción
habrá áreas con alta temperatura
• En Hornos a proteger se usaran rociadores de
alta temperatura, y también en Campanas de
cocina y sus conductos de extracción
70. Rociador: Área de Protección
• Etapa 3:
• El área protegida por un rociador esta definida por:
• a) A lo largo del ramal la distancia entre rociadores o
el doble desde aquel a la pared, y llamaremos S
• b) la distancia entre ramales, o el doble si medimos a
la pared, y llamaremos L
• El área será: Ar= S x L
71. Rociadores: Área máxima de Cobertura
• El área máxima de cobertura depende del tipo y
estilo de rociador. Ningún rociador podrá tener
un área de cobertura mayor a 400 p2 (37m2)
(8.5.2.2.2 NFPA 13 Ed 2007)
72. Rociadores Standard: Área y Distancia Máxima en Usos
Riesgo Leve (8.6.2.2.1(a) NFPA 13)
Tipo de Construcción Sistema Área (m2) Distancia (m)
No combustible, o combustible Por Tabla 18,60 4,60
sin obstrucciones y miembros (200p2)
>0,90m entre centros
Ídem anterior Con calculo 20,9 4,60
hidráulico
Combustible obstruida con todos 15,60 4,60
miembros > 0,90 e/ centros
Combustible con miembros < todos 12,10 4,60
0,90m entre centros
Altillos combustibles……. todos 11,10 Ver norma
73. Rociadores Standard: Área y Distancia Máxima en Usos
Riesgos Ordinario (8.6.2.2.1(b) )
Construcción Sistema Superficie Distancia
m2 m
Todas Todos 12,1 4,60
74. Rociadores Standard: Área y Distancia Máxima en Usos
Riesgos Alto 1 y 2 (8.6.2.2.1(c))
Superficie Distancia
Construcción Sistema
m2 m
Hidráulicamente
Todas Calculado Densidad > 9,30 3,70
10,2 l/minxm2
Hidráulicamente
Calculado Densidad <
Todas 12,1 4,60
10,2 l/minxm2
75. Rociadores Standard: Distancias
• Distancia Máxima a Pared: la mitad de la máxima entre
rociadores en la misma dirección
• Distancia Mínima entre Rociadores: Será de 1,80 m salvo
lo que permite la norma para cada tipo de rociador para
que no se mojen (8.6.3.4)
• Posición del Deflector: será siempre paralela al cielorraso,
techo o plano de escalera
• Distancia del Deflector al Cielorraso: En cielorrasos sin
obstrucciones la distancia mínima será de 0,025m y la
máxima de 0,30m (8.6.4.1)
77. Temperaturas en Cielorraso
• De acuerdo a los ensayos de Alpert en 1972 para
fuegos estables en grandes espacios, ellos arrojan
resultados que muestran la relación de la altura con
la temperatura de la pluma y su variación en el
sentido radial.
• También determinó la “altura” de la cama caliente de
gases que se desplazan por el cielorraso que oscila
entre 3% y no mas del 6%, acercandose a la
temperatura ambiente cuando supera el 12%.
80. Alpert
• Lo que el grafico nos muestra es:
• A medida que crece la altura para activar el detector
termico requiero mas POTENCIA de FUEGO.
• Para cuando actua el rociador requiero mas
DENSIDAD de Agua para el control o supresión del
incendio. Esto hace que no sirva el sistema con
grandes alturas.
81. Alpert
• Para resolver este problema la norma NFPA72
reduce el espaciamiento de los detectores
termicos.
• La altura limite la fija en 9 m
• Por arriba de dicha altura no exige reducción
del espaciamiento pero queda la
incertidumbre…..
83. Rociadores-Determinación del Área de Diseño
• Para definir el Area de Diseño debemos PRIMERO
realizar la distribución de rociadores y tendido de
las cañerias de distribución y troncales.(Ejemplos)
• Luego podremos determinar el Area de Diseño
(sector donde se asume operarán los rociadores y
exigirán la mayor presión y caudal del sistema)
• La norma NFPA 13 acepta 2 métodos de calculo:
• Método de Diseño del Recinto: Aplicable en
general a un recinto “separado por paredes
resistentes al fuego” con superficie menor al área
de diseño mínima. La densidad será la
84. Rociador: Determinación del Área de Diseño
• Método del Área de Diseño: Sera el área de un
rectángulo con un lado minimo de1,2 veces la raíz
cuadrada del área de diseño, medido sobre el ramal con
rociadores. Pueden incluirse rociadores a ambos lados
del troncal. El numero de rociadores surge de dividir el
área de diseño por el área cubierta por el rociador.
Cualquier fracción se lleva al numero entero mayor.
(14.4.4.1.1.)
• El área de diseño se ubicara en el punto hidraulicamente
mas alejado del sistema (demandante de mayor presión)
87. Numero de Rociadores a Considerar
• Asumimos un area remota de 139m2 (Ordinario I) y por la
distribución el area por rociador es de 10,9 m2
• Rociadores a considerar: 139/10,9= 12,75 > >13
• Lado mayor del rectangulo: 1,2*raiz(139)= 14,15m
• Distancia entre rociadores sobre ramal: 3,60 m
• Rociadores sobre ramal que entran en el area:=
• = 14,15/3,6= 3,93 > 4 rociadores
• Debemos abarcar 3 ramales (12 rociadores) mas 1 rociador
en el cuarto ramal.
88. Ubicación de los Rociadores
• El rociador numero 13 se debe ubicar, en los
sistemas en “árbol” en el ramal siguiente hacia
la alimentación y tomar el mas cercano al
troncal de alimentación
89. Rociadores
• Sistema de Cañería en Grilla: Se deben elaborar no
menos de 3 juegos de cálculos para determinar el
área mas demandante en perdida de presión para
calcular la presión necesaria en la fuente de agua.
Para los programas de computación que muestren el
pico de demanda en perdida de presión bastara un
calculo hidráulico
• Tienen sentido para instalaciones grandes donde hay
muchos ramales que alimentan a ambos extremos
91. Rociadores: Presión Mínima de Diseño
• El rociador mas alejado deberá tener una presión tal que
descargue el caudal que surge de la densidad mínima por
el área de cobertura del rociador: q= Ar*Densidad
• Si la densidad es de 6,1 l/m2*min y el rociador cubre 12
m2, el caudal será: 73,2l/min-
• La Presión minima será de 0,5 bar= 0,05MPa (7psi)
• Si Q=k*raiz(P)
• Un rociador con K=80 requerirá una presión de P=(Q/k)2
=83KPa = 0,83 kg/cm2 = 0,83 bar
• Es mayor que la minima
93. LEY DE BERNOULLI
• En todo fluido incompresible que circula en forma estable
por una cañeria, sin fricción, por el principio de
conservación de la energia, la suma de: la presión de
velocidad, la presion normal y la altura de la particula
respecto a un plano de referencia es una constante para
cualquier particula en la cañería y es igual a la Presion
Estatica.
• Dado que en la realidad no hay fluidos sin fricción, en la
formula incorporamos el termino “perdidas por fricción”
para mantener la constante
95. LEY DE BERNOULLI
• VA: Velocidad del agua en el punto A
• VB: Velocidad en el punto B (extremo de la cañeria)
• PA: Presión normal en el punto A
• PB: Presion normal en el punto B
• W: Peso especifico del liquido
• ZA: Cota (altura) del punto A respecto al plano de referencia
• ZB: Idem anterior para el punto B
• hAB: Perdida de energia (presion) entre el punto A y el B
96. DIMENSIONES
• Se deben usar las unidades del sistema
metrico para que sea congruente la formula.
V2/2g= m2/seg2/m/seg2= m
• P/W= Newton/m2/Newton/m3= m
• Z= m
97. Si en la formula anterior consideramos que la velocidad en el
punto A es cero (pelo de agua) y la presion es la atmosferica
que por intervenir siempre no la consideramos nos queda:
98. CALCULOS HIDRAULICOS
• En incendio vemos que se tiene siempre como dato el
caudal (l/min) que surge del requerimiento del sistema a
diseñar, y al fijar el diametro de la cañeria podremos
calcular la velocidad.
• Asimismo lo que necesitamos encontrar es la presión
minima necesaria en el orificio de salida para lograr el
caudal necesario y ademas definir o la altura del tanque
elevado que alimentará a un sistema de rociadores o la
presión que debe suministrar una bomba para el caudal
calculado en función del riesgo
99. CAUDAL POR ORIFICIO
• El caudal por un ORIFICIO viene dado por la ecuación:
• Q= C*A*(V)
• Donde:
• C: Coeficiente de forma del orificio (adimensional)
• A: area del orificio (m2)
• V: velocidad del liquido (m/seg)
• Q: caudal en m3/seg
100. CAUDAL POR ORIFICIO
• La Velocidad está ligada a la presión Normal en
el orificio por:
• P= (V)2/2*g [presion en Newton/m2]: N/m2
• g: aceleración de la gravedad: 9,81 m/s2
• Por lo que el caudal resultará:
• Q=C*A*raiz(P/2g)
• Al valor: C*A incluyendo el coeficiente dimensional
por las unidades usadas se denomina: K : coeficiente
de descarga
101. CAUDAL POR ORIFICIO
• Por razones tecnicas el K de los rociadores
automaticos los da el fabricante para las unidades
metricas pero con Q en l/min.
• Por ejemplo un rociador con salida de 12,5 mm
tiene un K=8 para la presión medida en Kpa, K=80
si la presión se la mide en barias, y K=5,6 si es en
unidades inglesas (gpm y psi)
102. CALCULO DE LA PERDIDA DE FRICCION
• Teniendo el caudal a descargar por el orificio y la
presión necesaria para que salga dicho caudal nos
queda determinar las perdidas generadas por la
friccion del agua en las cañerias para sumarla a la
anterior y considerar los cambios de altura para
obtener la presión final.
• Para los sistemas contra incendio a base de agua la
norma NFPA 13 utiliza la formula de Hazen y Williams
que es valida para regimenes turbulentos
104. Formula de Hazen y Williams
• Donde:
• Pm = perdida por fricción en bar por metro lineal de
cañeria: Esto incluye la longitud equivalente de los
accesorios
• Q= caudal en l/min
• C= coeficiente de fricción adimensional
• D= diámetro interno del caño en mm
105. Cálculos Hidráulicos- Puntos a Tener en Cuenta
• El diámetro mínimo de los caños es de 1” para acero
y ¾” para cobre o cañería no metálica
• Puntos hidráulicos de unión: La presión se balanceará
a una diferencia máxima de 3 KPa (0,03 bar – 0,5 psi)
• Longitud Equivalente de válvulas y accesorios: Se
usaran datos de tablas reconocidas o dados por el
fabricante
• El coeficiente C para cañería de acero será 120
106. Cálculos Hidráulicos – Exigencia de NFPA 13
• Perdidas por Fricción:
• Los tés y cruces en el sentido del cambio de dirección se
consideraran en el tramo de caño de menor diámetro o
caudal (en el sentido de flujo: te mas caño)
• No se exige incluir la perdida de fricción en tés o cruces con
flujo a través.
• Usar longitud equivalente de codo estándar en todo cambio
brusco de dirección, y codo radio largo para cambios de
dirección en uniones soldadas o bridadas
• No se requiere calcular la perdida por fricción del accesorio
donde se conecta el rociador.
107. Calculos Hidráulicos - Consideraciones
• Perdidas por Velocidad:
• La norma NFPA no exige que se tenga en
cuenta las pérdidas por “cambios de
velocidad”, la que asume son bajas, (limitando
la velocidad a no mas de 6 m/s) pero lo que se
recomienda es adicionar un factor de
“Seguridad” al final del cálculo.
• Notese que dH= (V)2/2g, si V=2 m/s
• dH= 0,2 m columna de agua
108. Cálculos Hidráulicos Presiones Limites
• La presión mínima en el rociador no será
inferior a 50 KPa (7 psi)
• La presión máxima no superara el valor de 1,2
MPa (175 psi)
• La presión de la red no será mayor que el valor
anterior
110. Calculo Hidráulico
• Etapa N°4:
• El calculo arranca desde el rociador A del ramal 1 (el ultimo y mas
alejado) determinando el caudal de descarga Q en funcion de la
densidad minima y la superficie que cubre el rociador según el
PROYECTO y con el K de éste la presión minima necesaria PARA
LOGRAR DICHO CAUDAL.
• Luego calculamos la perdida de carga del tramo de cañería A-B,
sumamos esta presión al valor anterior y ahora con dicho valor
calculamos el caudal de descarga del rociador B Qb= K*√(Pb)
• Repetimos la operación para los nodos C y D que son rociadores
que descargan agua en el area de diseño.
111. Calculo Hidraulico
• Luego calculamos la perdida de carga del caño
D-1 si tienen el mismo diametro, o del tramo
D-E y luego el E-1 si difiere. incluyendo el codo
del nodo 5 y determinando la presión en dicho
punto.
• Ahora asumimos el ramal A como un “orificio”
que descarga el caudal suma de los 4
rociadores y calculamos su K.
112. Calculo HIdraulico
• Luego calculamos la perdida de carga del caño D-1 si
tienen el mismo diametro, o del tramo D-E y luego el E-
1 si difiere.
• Para este ultimo debemos incluir el codo (o Te) del
nodo 1 y determinar la presión en dicho punto. La
llamamos P1.
• Ahora asumimos el ramal 1 como un “orificio” que
descarga el caudal suma de los 4 rociadores y
calculamos su K. K1= Qramal/raiz(P1)
113. Calculo Hidráulico
• Lo llamamos K1
• Luego calculamos la perdida por fricción del tramo 1-2 y
determinamos la presión en el nodo 2. Aquí debemos
incorporar el accesorio –codo o Te- que haya en el tramo
pasando el nodo que alimenta el ramal 2.
• Con esta presión y asumiendo que el K del ramal 2 es el
mismo que el del primer ramal pues los ramales son iguales,
determinamos el caudal de descarga de “dicho ramal”. Q2=
K1* raiz(P2)
• De aquí en mas se repite la operación con los ramales que
descargan agua que son 3.
114. Calculo Hidraulico
• Para el rociador “adicional” que puede
aparecer en el cuarto ramal hay que
determinar por prueba y error la presión y el
caudal.
• Desde dicho punto hasta la fuente de agua es
un calculo normal
115. Calculo Hidraulico
• Para el rociador “adicional” que puede aparecer en el cuarto
ramal hay que determinar por prueba y error la presión y el
caudal.
• Suponemos que descargara por ejemplo el caudal del rociador
D-3 y calculamos la perdida de presion desde el nodo 4 hasta el
rociador D-4. Si la presion resultante (P4 menos dP por friccion)
coincide con la necesaria para que el rociador D-4 descargue el
caudal adoptado se valida el calculo. Si en cambio difiere se
aumentará o disminuirá hasta equilibrar la presion y el caudal
116. Calculo Hidraulico
• Desde el nodo 4 debemos calcular ahora las
perdidas de presion en los diferentes tramos
de cañeria con diferentes diametros si los
hubiere (tendremos tantos pasos como
cambios de diametros haya ya que el caudal
por rociadores no varía)
122. Sistemas en Grilla
• Se justifican en sistemas grandes donde la
cantidad de ramales permiten reemplazar las
cañerías troncales o colaborar con ellas al
suministro de agua al área de incendio. El
calculo hidráulico es complejo por lo que se
utilizan software de diseño para realizar dicho
calculo.
• El método es iterativo
125. Ventajas del Lazo
• Al cerrar los distribuidores formando un lazo
la alimentación en la zona mas demandante se
realiza por dos lados lo que permite:
• A) Aumentar el caudal en el area con la misma
presión (se “aumentó” el diametro de la
cañeria)
• B) Disminuir la presión final
• C) Reducir el diametro de los distribuidores
127. Calculo Hidráulico Presión en la Fuente de Agua
• Teniendo la presión total al pie de la fuente de agua y el
caudal real erogado podemos ya elegir la bomba centrifuga
adecuada a nuestra instalación o determinar la altura de
nuestro tanque elevado
• Vale aclarar que si se alimentan bocas de incendio sumaremos
el caudal requerido en este punto, debiendo verificar cual de
las presiones es la mayor
• Como las bombas centrifugas listadas tienen un caudal
nominal y presión nominal, buscaremos la que nos de los
valores necesarios dentro del rango del 90% al 140% del
campo del caudal nominal
129. Rociadores Standard: Obstrucciones
• Para Ocupaciones Leve u Ordinario, con
cielorrasos no combustibles (o
combustibilidad limitada =1950 Cal/kg) donde
hay desniveles en cielorraso de menos de
0,90m se podrá considerarlo liso pero
teniendo en cuenta los limites fijados por
Obstrucciones (figura anterior)
130. Rociadores Standard: Obstrucciones
• Construcciones con Obstrucciones: El deflector se
ubicara según alguno de los siguientes arreglos
• a) dentro del plano horizontal de 2 a 15 cm debajo
del miembro estructural y a no mas de 56cm bajo el
cielorraso
• b) Por arriba de la parte inferior de la obstrucción, a
no mas de 56cm del cielorraso, y respetando la
relación “distancia – altura” de la tabla siguiente:
132. Rociador Estándar Distancia a la Obstrucción
Distancia A horizontal a Distancia B máxima del
la obstrucción (m) deflector arriba del
fondo (m)
Menos de 0,30 0
De 0,30 a < 0,45 0,06
De >0,45 a < 0,60 0,09
De > 0,60 a < 0,90 0,18
De > 0,90 a <1,20 0,25
De > 1,20 a < 1,50 0,40
Mas de 1,50 0,46
133. Rociadores Standard: Obstrucciones
• c) Construcción de vigas prefabricadas (viga
Te) con las almas separadas a menos de 2,30m
pero a mas de 0,90m, el deflector se ubicara
en el plano horizontal de la parte inferior de la
viga (o a no mas de 0,02m arriba), no importa
la distancia al cielorraso, pero respetando la
tabla anterior
134. Rociadores Standard: Distancias
• Techos a dos Aguas: La distancia (vertical) desde el
deflector a la cumbrera no debe ser mayor que
0,90m. En techos muy empinados podrá superarse
para lograr una distancia Mínima horizontal de 0,60m
desde el deflector a las obstrucciones.
• Techo diente de sierra: la distancia máxima desde el
deflector a la cumbrera será de 0,90m medidos a lo
largo del techo
135. Rociadores Standard: Obstrucciones
• Cualquier obstrucción que supera 1,20m de
ancho llevara rociadores debajo. Para las
menores se deberá tener en cuenta el efecto
obstructor antes mencionado
• Obstrucciones de hasta 0,46m de ancho
debajo del rociador que impida el desarrollo
del patrón de descarga deberá cumplir con lo
siguiente:
136. • La distancia del rociador a la obstrucción será
no menor a 3 veces la dimensión de esta con
una distancia mínima de 0,60m
138. Rociadores: Obstrucciones
• Luz Mínima en Depósitos: La distancia mínima
entre el rociador y la parte superior del
almacenaje será de 0,46 m o mayor si así se
exige en otros puntos de la norma.
139. Rociador Sidewall Standard
• El área máxima de cobertura no excederá
18,20 m2, pero respetara los valores de la
tabla adjunta:
140. Rociador Sidewal Standard
Riesgo Leve Riesgo Ordinario
Combustible Incombustible Combustible Incombustible
Distancia entre
4,25 4,25 3,05 3,05
rociadores (m)
Distancia a pared
3,65 3,65 3,05 3,05
opuesta (m)
Área Máxima 11,16 m2 18,22 m2 7,45 m2 9,3 m2
143. Cañerías Aéreas del Sistema
• Serán de acero, norma ASTM A-53, A-135, A-
795 o equivalentes (IRAM 2502).
• Si roscadas: cedula 40
• Soldadas o ranuradas por deformación: cedula
10 (caño 6” espesor 3,5 mm) en cualquier
caso aptas para una presión de hasta 2MPa
• Cañerías de CPVC listadas para usos Leves
144. Accesorios
• De fundición diámetro 2” y menores, serie estándar
se aceptan para presiones de hasta 2MPa
• De fundición maleable serie estándar hasta 6” para
presiones de hasta 2MPa
• Accesorios listados se podrán usar hasta la presión
limite fijada en el listado.
• Si la presión excede 1,2MPa los accesorios que no
cumplan con lo anterior serán extra pesados
145. Accesorios
• No se usaran cuplas roscadas para unir caños
de mas de 2” de diámetro
• Cañerías soldadas: El procedimiento de
soldadura debe estar certificado y el soldador
calificado para la ejecución de los mismos
(AWS B2.1, Especificación para procedimiento
de Soldadura y Calificación de Cumplimiento)
146. Sistema de Rociadores: Soportes
• Serán diseñados para cumplir los siguientes
requisitos:
• a) Soportar 5 veces el peso del tramo de caño
con agua mas una carga de 115 kg en cada
punto.
• b) Los puntos de soporte serán adecuados
para soportar el sistema
• c) El espaciamiento entre soportes no
excederá los valores de la tabla adjunta
148. Rociadores Distancias de Soportes
• Habrá no menos de 1 soporte por sección de caño. Si
los rociadores están separados menos de 1,80m se
permite llevar la distancia hasta 3,70m.
• La distancia desde el rociador extremo al soporte no
superara 0,90m para caño de 1”, 1,20m para caño de
1 ¼”, y 1,50m para caño de 1 ½” y mayores.
• Para extremos que alimentan rociador debajo de un
cielorraso la distancia máxima se reduce a 0,30m
149. Rociadores: Soportes
• Las montantes se soportaran por grampas o
fijaciones en las conexiones horizontales
dentro de los 0,60m.
• En edificios de varios pisos las subidas se
soportaran con fijación en el nivel inferior, en
cada nivel intermedio, arriba y debajo de
cualquier desvío, y en el nivel superior.
• En cualquier caso la distancia máxima entre
soportes no superara los 7,60m
150. Rociadores: Soportes
• En las instalaciones realizadas en áreas con riesgo
sísmico se utilizaran conexiones flexibles listadas en
caños de 2 ½” y mayores para permitir el movimiento
diferencial entre secciones del edificio.
• Se analizara cada caso según lo requerido por la
norma NFPA 13
• La carga horizontal máxima para el calculo por efecto
sísmico es Fh= 0,5*Peso*1,15
153. Sistemas de Rociadores: Limitación del Área por
Sistema
• La máxima área de un piso, en cualquier piso, a ser
protegida por rociadores alimentados por una subida
(montante) de un sistema de rociadores será la
siguiente:
• Riesgo Leve: 4800m2
• Riesgo Ordinario: 4800m2
• Riesgo Alto: 3700m2
• Depósitos con Apilado en Altura (>3,70m): 3700m2
154. Limitación del Área por Sistema Válvula de
Control
• Cada sistema así limitado contara con su válvula
seccionadora (de control) que deberá ser “listada”
(certificada) para su uso, y con indicador de posición
local o remoto
• Las válvulas serán para una presión mínima de
trabajo de 1,2 MPa. O de la serie adecuada si la
presión es mayor.
• El tiempo de cierre de las válvulas no será menor a 5
segundos (evita golpe de ariete)
155. Alarmas de Flujo de Agua
• Cada sistema deberá contar con un aparato listado para su
uso que con cualquier flujo de agua igual o mayor al que
genere el mas pequeño de los rociadores allí instalado sea
capaz de dar una alarma acústica dentro de los 5 minutos
desde que el flujo se inicie, y continúe hasta que el flujo pare
La alarma deberá escucharse en el predio
• Se dispondrá una cañería de mínimo 1” terminada en un buje,
resistente a la corrosión con orificio calibrado, que permita el
flujo del rociador mas pequeño para probar las alarmas
156. Dispositivos de Detección de Flujo de Agua
• Sistemas Húmedos: Los aparatos de alarma
consistirán en una válvula de retención de alarma u
otro aparato de alarma para detectar flujo de agua,
listados, con sus correspondientes accesorios para
lograr el cometido de dar alarma
• Sistemas Diluvio y Preacción: Los aparatos de alarma
serán actuados independientemente por el sistema
de detección y por el flujo de agua
• Las cañerías a los mencionados dispositivos deben ser
de acero galvanizado o material resistente a la
corrosión
157. Manómetros
• Se dispondrá un manómetro en cada alimentador al
sistema de rociadores.
• En las válvulas de retención de alarma se dispondrá un
manómetro arriba y debajo de la misma.
• Se dispondrá manómetro en cada drenaje principal, en
cada drenaje de válvula de control de piso y en la entrada
y salida de cada válvula reductora de presión.
• Cada manómetro tendrá válvula de cierre y dispositivo de
drenaje, y su rango será como mínimo el doble de la
presión de trabajo
158. Drenajes del Sistema
• El drenaje del alimentador principal se dimensionara
según lo siguiente:
• Para alimentador de 2”: ¾”
• Para alimentador hasta 3”: 1 ¼” o >
• Para 4” y mayor: 2”
• Estos drenajes permiten probar la alimentación de la
fuente de agua.
• Se dispondrán drenajes auxiliares en aquellos tramos
del sistema que no puedan vaciarse por el drenaje
principal
160. Pruebas de Aceptación del Sistema
• Lavado de Cañerías: Las cañerías subterráneas serán
limpiadas mediante un flujo de agua que deberá ser
alguna de:
• a) Lo que arroja el calculo incluyendo mangueras
• b) El flujo que permita una velocidad de 3m/s en la
cañería
• Prueba Hidrostática: Se realizara a una presión mínima
de 13,8 bar (1,38MPa) por 2 horas sin presentar
perdidas ( o 3,5 bar por arriba de la presión de trabajo
si se supera la anterior)
161. Pruebas Operacionales
• Se probaran todos los dispositivos de Alarma por
flujo de agua verificando su correcta operación en
toda su secuencia
• Drenaje Principal: Se abrirá completamente la válvula
registrando la presión estática y residual en el
sistema
• Válvulas de Control: se abrirán y cerraran bajo
presión para verificar su correcta operación
• Válvulas Reductoras: se verificara su operación a flujo
total y no flujo
162. Cañeria de Acero-Perdida de Carga a V= 2m/seg
• Caño 1”: 23% (23 m col. Agua en 100m)
• Caño 2”: 11%
• Caño 3”: 6,7%
• Caño 4”: 5%
• Caño 6”: 3%
• Caño 8”: 2,1%
• Codo a 90° (standard): equivale a 30 diametros
• Te flujo lateral: equivale a 60 diametros
• Valvula Esclusa: 6 diametros
• Valvula de Retencion: 60 diametros
163. BIBLIOGRAFIA
• Manual de la Proteccion Contra Incendio de la
NFPA, editado por MAPFRE (en español)
• Proteccion de Edificios Contra Incendio – Ed.
Alsina
• Manual de Instalaciones Contra Incendio de
Suay Belenguer (España)
164. NORMAS Y LEYES DE APLICACION
• Ley 19587 Decreto 351/79
• Código de Edificación
• Proyecto de Nuevo Código de Edificación
• Códigos Municipales locales
• Ley 13660 Decreto 10877/60
165. NORMAS INTERNACIONALES
• NFPA 13: Norma para la Instalación de
Sistemas de Rociadores Automáticos
• NFPA 15: Norma para la Instalación de
Sistemas de Agua Pulverizada para la
Protección Contra Incendio
166. NORMAS INTERNACIONALES
• NFPA 20: Norma para la Instalación de Bombas Estacionarias para la
Protección Contra Incendio
• Norma NFPA 22: Norma para los Tanques de Agua de los Sistemas
de Protección Contra Incendio Privados
• Norma NFPA 24: Norma para la Instalaion de Troncales de Servicio
Privado de Incendio (Incluye bocas externas)
• NFPA 750: Norma para la Instalación de Sistemas de Niebla
• NFPA 1: Código de Prevención de Incendio
• NFPA 101: Código de Seguridad de Vida
