Memoria de cálculo - bibing.us.esbibing.us.es/proyectos/abreproy/4849/fichero/02+Memoria+de+cálculo... · Los quemadores de gas natural serán aptos para resistir las altas temperaturas

Proyecto redactado por Juan Rodríguez García.

23

2. MEMORIA DE CÁLCULO.

Laboratorio para ensayos de resistencia al fuego de materiales de construcción.

24

2.1. HORNOS.

2.1.1. Generalidades.

La variedad en tipología de elementos constructivos así como los requerimientos de tamaño

de las muestras dado en las familias de normas UNE-EN 1364 y UNE-EN 1365 hacen que sean

requeridos diferentes tipos de hornos que permitan recrear las curvas de temperatura sobre una o

varias superficies simultáneamente en función del elemento ensayado.

Los hornos serán de tipo abiertos, es decir, uno de los laterales no estará cubierto y se

cerrarán mediante la propia muestra de ensayo junto con un cerramiento que sea lo más parecido

posible al que nos pudiéramos encontrar en una situación real (ladrillos, bloques de hormigón,

paneles de chapa, etc.) cuando esta no cubra todo el hueco. Las posibles juntas se cerrarán con

cemento, mortero o similar.

El diseño de los hornos debe respetar en todo momento el R.D. 919/2006: Reglamento

técnico de distribución y utilización de combustibles gaseosos.

El consumo de combustible de los hornos se calcula en el Anexo I: Estudio de potencia y

otros parámetros de los hornos.

El planteamiento estructural de los tres hornos es similar. Consta de una caja realizada en

perfilería de acero, habiéndose elegido perfiles tubulares huecos de sección rectangular formando un

armazón metálico que se forra interiormente con chapa de acero de 1.5 mm de grosor. Las uniones

entre perfiles se resolverán mediante soldadura con arco eléctrico alrededor de toda la unión

generando nudos rígidos. La unión de la chapa al armazón metálico se hará mediante soldadura por

puntos directamente a los perfiles metálicos.

Las cargas a soportar no son significativas ya el material aislante es lana de roca cuya

densidad según el fabricante es de 128 kg/m3. En cambio, las tensiones debido a posibles

distribuciones irregulares de temperatura pueden llegar a ser significativas, asociado a posibles

efectos de disminución de resistencia mecánica por la temperatura justifican el

sobredimensionamiento de la estructura.

Sobre la chapa se colocan 25 cm de aislante térmico pegado mediante adhesivos especiales

suministrados por el fabricante del aislante.


25

El aislante elegido se suministra en forma de mantas tipo “lana de roca” de grosor 50 mm, de

modo que serán necesarias 5 capas que se unirán entre sí también con adhesivos recomendados y

suministrados por el fabricante del aislante. El aislante elegido es Isofrax 1260°C Blanket de la marca

UNIFRAX (pueden encontrarse más detalles del producto en el ANEXO I: ESTUDIO DE

POTENCIA Y OTROS PARÁMETROS DE LOS HORNOS).

Los quemadores de gas natural serán aptos para resistir las altas temperaturas que se

alcanzan en estos hornos, habiéndose elegido los quemadores VOLTIFLARE de la casa comercial

MAXON. En concreto los modelos 1.5” y 2” de la serie G.

Estos quemadores se caracterizan por generar una llama circular y plana que se extiende

perpendicular al eje del quemador, es decir, paralelamente a la pared del horno. Esto permite una

mejor uniformidad en la distribución de la temperatura a lo largo de la superficie.


26

Las características técnicas de los quemadores se muestran en la siguiente tabla:

Debido al gran caudal de gas quemado es necesario un caudal forzado de aire de combustión

que se consigue a través de ventiladores centrífugos. Teniendo en cuenta el requisito mínimo de un

4% de exceso de oxígeno sobre el estequiométrico necesario que marca la norma UNE-EN 1363-1

para este tipo de hornos, se toma un exceso de aire para combustión del 25%.

Además, debe garantizarse que el interior del horno esté a una presión mayor que la

atmosférica para facilitar la salida de humos por las chimeneas. En todo caso esta sobrepresión no


27

pasará nunca de 40 Pa para no afectar al comportamiento de la estructura, esto se tiene en cuenta en el

diseño de las chimeneas.

Se ha seleccionado el modelo VBW9 del catálogo de la casa ACI, cuyas características

técnicas se muestran a continuación:


28


29

El seguimiento de una curva de temperaturas durante el ensayo se realiza con un control variable del

caudal de gas y aire aportado en cada momento. Se usarán actuadores electrónicos sobre las válvulas

en la alimentación de los quemadores, de manera que permitan un control automatizado y a distancia.

Se ha elegido el sistema SMARTFIRE de la casa MAXON. Este sistema integra actuador

electrónico, válvula de control de flujo de gas natural y software adecuado para la monitorización y

control a distancia.

Debido a la propia naturaleza de los ensayos el aislamiento térmico del horno estará

sometido a condiciones de trabajo duras debido a posibles golpes, proyecciones y derrumbes de las

muestras durante los ensayos. El desgaste producido podría dejar expuesta la estructura metálica del

horno a la acción directa de las llamas, pudiendo dañarla. Para evitar esto y como sistema de

protección ante el calor la estructura tubular estará ventilada con aire en su interior mediante

ventiladores. Para que esto sea posible se garantizará que en los nudos entre barras de la estructura se

deje un hueco que permita el paso del aire de un tubo a otro, como se muestra en la siguiente figura.


30

CORTE A-A'

14

A

A'

El modelo de ventilador elegido para esta tarea es el VBM3 de la marca ACI, cuyas

características técnicas se muestran a continuación.


31


32

2.1.2. Horno vertical.

Es un horno que permite recrear las curvas de temperatura sobre una sola cara de elementos

que se sostengan verticalmente. Este es el caso de fábricas de ladrillos, puertas, sistemas de

aislamiento en muros, pilares ensayados en una sola cara o placas de hormigón prefabricado para uso

como muros.

Las normas de ensayo UNE-EN 1365 y UNE-EN 1364 para elementos portantes y no

portantes respectivamente especifican los siguientes tamaños mínimos de las muestras a ensayar de

manera vertical:

Paredes 3 x 3 m. Fachadas ligeras 3 x 3 m. Pilares (a una sola cara) 3 m.

Las medidas de la boca del horno (370 x 370 cm) se toman lo suficientemente grandes como

para permitir ensayar todos los elementos especificados en las normas actuales.

El horno se apoyará sobre una bancada realizada en estructura metálica cuya única función

es permitir el encaje entre el horno y la prensa.

Las dimensiones y el diseño detallado de los hornos y la bancada se muestran en los planos

correspondientes.


33

2.1.2.1. Esquema básico del horno vertical

Horno vertical sin funcionamiento. La estructura de la caja (en azul) forma una jaula abierta

por una de sus paredes frontales. La chapa de acero de 1.5 mm (en negro) sirve de soporte al aislante

(en gris) y los quemadores (en rojo).

Las muestras a ensayar se colocan como se muestra la figura, en este caso se trata de un pilar

(en gris) ensayándose a una sola cara. Los distintos quemadores repartidos por el horno (en rojo) son

los encargados de simular la curva de temperaturas a lo largo del tiempo durante el ensayo.


34

Para evitar pérdidas innecesarias de calor y como elemento de seguridad para el personal,

durante el ensayo la superficie no cubierta de la boca del horno se tapa mediante un muro de fábrica

de ladrillo (en rojo). Este muro se construye in situ tras la puesta en obra de la muestra antes de cada

ensayo. Las juntas se cierran mediante mortero o material aislante similar de manera que quede un

cierre hermético que impida la salida de humos.

2.1.2.2. Número de quemadores.

El número de quemadores se determina a partir de la potencia máxima estimada en el

ANEXO I y los datos del fabricante de los quemadores:

Potencia máxima consumida = 511,63 kW

Potencia máxima por quemador = 500.000 BTU/h (1.5” serie G VOLTIFLARE) = 146,41

kW

Número necesario de quemadores = 511,63/146,41 = 3,49 quemadores.

Aunque con 4 quemadores sería suficiente, para mejorar la uniformidad en la distribución de

temperatura a lo largo de la superficie y evitar que los quemadores trabajen al límite de sus

capacidades se instalarán 5 quemadores.

Se instalarán cinco válvulas con actuador incorporado para el control del flujo de gas natural

y aire de entrada, una por quemador, junto con el sistema de monitorización y control a distancia.

Para alcanzar la potencia máxima es necesario un consumo de combustible de 48.96 Nm3/h,

para los que son necesarios un caudal de aire (combustión con 4% de exceso de oxígeno) de 613.5


35

Nm3/h, que será aportado con un ventilador centrífugo modelo VBW9 de la marca ACI.

La protección de la estructura frente al calor en caso de fallo de aislamiento se garantizará

mediante 2 ventiladores modelo VBM3 de la marca ACI que inyectarán aire al interior de la

estructura tubular y se posicionarán de la siguiente manera:

VENT. 1

VENT. 2


36

2.1.3. Horno horizontal.

Es un horno cúbico en el que la superficie abierta es la tapa superior. Permite ensayar

elementos horizontales continuos como es el caso de forjados o cubiertas. También sirven para

ensayar a varias caras elementos verticales, ya que es posible introducir completamente en ellos las

muestras, este sería el caso de pilares expuestos en todo su perímetro u otros elementos verticales.

Las normas de ensayo UNE-EN 1365 y UNE-EN 1364 para elementos portantes y no

portantes respectivamente especifican los siguientes tamaños mínimos de las muestras a ensayar en

horno horizontal:

Falsos techos 3 x 4 m. Suelos y cubiertas 3 x 4 m. Pilares (en todas sus caras)

3 m.

Vigas 4 m. Balconadas 3 x 3 x 3 m. Pasarelas 3 x 4 x 3 m. Escaleras 3 x 4 x 3 m.

Las medidas de la boca del horno (500 x 500 cm), así como su altura (400 cm) se toman lo

suficientemente grandes como para permitir ensayar todos los elementos especificados en las normas

actuales.

Las dimensiones y diseño detallado de los hornos se muestran en los planos

correspondientes.


37

2.1.3.1. Esquema básico del horno horizontal

En el caso del horno horizontal la pared abierta es la tapa superior. Podemos distinguir entre

quemadores situados en el plano horizontal inferior y los situados en las paredes verticales.

Aunque todos pueden funcionar al mismo tiempo dependiendo del tipo de elemento a

ensayar serán de uso preferente unos u otros.

La muestra ensayada en este caso es un pilar en sus cuatro caras. Aquí serán usadas

preferentemente los quemadores situados en las paredes verticales ya que permitirán una distribución

de temperatura más uniforme en la superficie de la muestra. Los quemadores del plano horizontal

podrían usarse como apoyo en caso necesario.


38

En este caso la muestra ensayada es una cubierta de material transparente rojizo. La propia

muestra sirve de tapa del horno. En este caso se usarán preferentemente los quemadores del plano

horizontal inferior para un mejor reparto de las temperaturas. Los quemadores de las paredes

verticales pueden usarse como apoyo.

En casos en los que la muestra no cubra totalmente el hueco del horno (como en el ensayo

del pilar a cuatro caras) será necesario colocar una tapa que cubra el espacio restante (en este caso una

placa de pequeño canto de hormigón).


39

2.1.3.2. Número de quemadores



Potencia máxima consumida = 1.206,09 kW

Potencia máxima por quemador (1.5” serie G VOLTIFLARE) = 500.000 BTU/h = 146,41 kW

Potencia máxima por quemador (2” serie G VOLTIFLARE) = 750.000 BTU/h = 219,61 kW

Se elige una combinación de 4 quemadores de 2” a colocar en el plano horizontal inferior y 4

quemadores de 1.5” a colocar uno en cada pared vertical.

Potencia total quemadores = 4 x 146,41 + 4 x 219,61 = 1.464,08 kW > 1.206,09 kW

Se instalarán ocho válvulas con actuador incorporado para el control del flujo de gas natural

y aire de entrada, una por quemador, junto con el sistema de monitorización y control a distancia.

Para alcanzar la potencia máxima es necesario un consumo de combustible de 115.42

Nm3/h, para los que son necesarios un caudal de aire (combustión con 4% de exceso de oxígeno) de

1446.64 Nm3/h, que será aportado con un ventilador centrífugo modelo VBW9 de la marca ACI.


40

VENT. 1


mediante 4 ventiladores modelo VBM3 de la marca ACI que inyectarán aire al interior de la

estructura tubular y se posicionarán según la siguiente figura:

VENT. 2

VENT. 3

VENT. 4


41

2.1.4. Horno cúbico.

Es un horno cerrado de menores dimensiones que no tiene por qué cumplir normas y que

puede usarse para realizar ensayos previos e investigación. Por su menor tamaño requerirá una menor

preparación así como gastos menores de combustible, lo que permitirá ofrecer ensayos a precios

menores. En este caso las muestras a ensayar no serían elementos constructivos completos sino

pequeñas muestras de material: pinturas, muestras de materiales de construcción, aislantes, etc.

Las medidas interiores del horno son de 1x1x1 m, suficiente para las muestras a las que está

destinado.

Las dimensiones y diseño detallado de los hornos se muestran en los planos

correspondientes.

2.1.4.1. Esquema básico del horno cúbico

La muestra se introduce en el interior para el ensayo. En este caso el horno tiene una tapa

que permite su cierre ya las muestras serán de pequeño tamaño y caben en el interior.


42

2.1.4.2. Número de quemadores



Potencia máxima consumida = 138.44 kW

Potencia máxima por quemador (1.5” serie G VOLTIFLARE) = 500.000 BTU/h = 146,41 kW

Se instalará un único quemador de 1.5” serie G VOLTIFLARE.

Se instalarán una válvula con actuador incorporado para el control del flujo de gas natural y

aire de entrada, junto con el sistema de monitorización y control a distancia.

Para alcanzar la potencia máxima es necesario un consumo de combustible de 13.25 Nm3/h,

para los que son necesarios un caudal de aire (combustión con 4% de exceso de oxígeno) de 166.00

Nm3/h, que será aportado con un ventilador centrífugo modelo VBW9 de la marca ACI.


mediante 1 ventilador modelo VBM3 de la marca ACI.


43

2.2. PRENSAS.

2.2.1. Prensa para horno vertical.

2.2.1.1. Capacidad.

La prensa se diseña con una capacidad de carga de hasta 90 toneladas. Aunque no existe

ninguna norma que limite las deformaciones máximas que puedan darse en esta prensa, por razones

de operatividad durante el cálculo de la estructura se impone un desplazamiento máximo de cualquier

punto en cualquier dirección de 4 mm.

2.2.1.2. Bastidor.

La prensa se diseña como un elemento autoportante en el sentido de que no transmite cargas

al exterior salvo aquellas de peso propio. El bastidor es un marco rígido sobre el que se apoya la

muestra en su parte inferior y se aplica la carga en la superior que sirve de apoyo a un cilindro

hidráulico.

Cada una de las barras del marco se realiza mediante dos perfiles HEM 600 de acero

laminado S275 soldados en cajón.


44

Las alas exteriores de los perfiles se rigidizarán mediante cartelas en las zonas donde se

transmiten las cargas al bastidor de manera que se garantiza un reparto homogéneo de las tensiones

evitando puntos de plastificación local.

Para garantizar una unión rígida de las barras del marco se soldarán cada una de las almas y

alas de la viga cajón que forma una barra con sus homólogas de la barra a la que se une. Dado el

grosor y geometría de los perfiles se pondrá especial atención a la preparación de los bordes de las

soldaduras, siendo preferente la preparación mediante biselado a 45º y su relleno mediante varias

pasadas.

Como medida de protección pasiva en caso de accidente toda la estructura metálica se

pintará con pintura intumescente con el espesor adecuado de manera que alcance una protección

frente al fuego al menos RF-30.

2.2.1.3. Apoyos

El bastidor se apoya sobre cuatro ruedas de características suficientes para soportar los pesos

del conjunto cargado. El guiado de las mismas se consigue al introducirlas dentro de perfiles en U que

se embutirán en el suelo.

El modelo de ruedas que se propone por sus características técnicas es el G250/25K del

fabricante Blickle, del cual se adjuntan sus características técnicas.

2.2.1.4. Diseño y cálculos.

El diseño detallado de esta prensa se puede ver en el plano correspondiente. En este plano

también se detalla su montaje respecto al horno y elementos auxiliares.

El cálculo se realiza mediante el programa comercial CYPE Ingenieros versión 2009.1

En el Anexo VII se muestran los listados del cálculo correspondientes a la estructura del

bastidor

A la hora de evaluar las acciones se han tomado dos hipótesis de carga, una con la máxima

carga actuando en el centro del marco y otra con la máxima carga actuando en el lateral. Estos son los

casos límite para la deformación y la resistencia respectivamente.


45

2.2.1.5. Carga.

La carga se ejerce a través de un cilindro hidráulico de doble efecto que se unirá a la prensa

de manera articulada. El modelo de cilindro elegido es el RRH-10010 del fabricante ENERPAC cuyas

características se adjuntan. En caso que la distribución de cargas que se quiera aplicar requiera más de

un punto de aplicación de carga se podrá añadir diferentes cilindros actuando conjuntamente siempre

que su carga total no supere la máxima.

El accionamiento del conjunto se hará mediante bombas eléctricas con capacidad de ejercer

hasta 700 bar de presión. El modelo elegido es el ZU4420SE del mismo fabricante que el cilindro

ENERPAC.

El modelo señalado incluye una válvula de 4 vías que permite accionar el cilindro de doble

efecto incluyendo una función de bloqueo para mantener fija la presión del sistema, un sistema de

regulación de la presión ejercida mediante by-pass y un medidor de presión de alta resolución que

permite saber la fuerza ejercida. Se adjuntan las características técnicas de este modelo de bomba.


46

2.2.2. Prensa para horno horizontal.

2.2.2.1. Capacidad.

La prensa se diseña con una capacidad de carga de hasta 60 toneladas repartidas en 4

actuadores de 15 toneladas cada uno. Aunque no existe ninguna norma que limite las deformaciones

máximas que puedan darse en esta prensa, por razones de operatividad durante el cálculo de la

estructura se impone un desplazamiento máximo de cualquier punto en cualquier dirección de 5 mm

salvo en las viga donde apoyan los actuadores hidráulicos que se permite una flecha máxima de 11

mm.

2.2.2.2. Estructura de la prensa.

Las muestras de ensayo que se ensayen en horizontal (p. ej.: cubiertas o vigas) se apoyarán

sobre las vigas de los dos pórticos laterales al horno. Las fuerzas se transmitirán desde los puntos de

apoyo de las muestras hasta los cilindros encargados de ejercer las fuerzas mediante dos bastidores

metálicos. Estos bastidores podrán deslizar sobre la estructura soporte de las muestras de manera que

las fuerzas puedan aplicarse en cualquier punto dentro de la superficie de la boca del horno. El

funcionamiento del conjunto estructura de apoyo-bastidores permite que no se transmitirán cargas

salvo las de peso propio fuera de este conjunto estructural.


47

Las muestras de ensayo que se ensayen en vertical (p. ej.: ensayos de pilares en sus cuatro

caras) se apoyarán sobre la placa de apoyo disponible en la parte inferior del horno. Los pórticos

laterales están unidos rígidamente al una misma placa de hormigón armado de manera que las fuerzas

se transmitirán a través de esta. El funcionamiento del conjunto estructura de apoyo-bastidores-placa

permite que no se transmitirán cargas salvo las de peso propio fuera de este conjunto estructural.

Para la ejecución de los pórticos de apoyo se utilizarán perfiles laminados de acero S275

HEM 300 soldados de manera que se formen nudos rígidos. En las vigas laterales que soportan el

peso de los marcos y permiten su desplazamiento se utilizarán perfiles laminados de acero S275 HEM

280 soldados de manera que se formen nudos rígidos. Las vigas superiores del pórtico de apoyo, a

través de las cuales se transmiten las fuerzas entre los bastidores y la muestra de ensayo se reforzarán

con platabandas laterales en toda su longitud para evitar puntos de plastificación locales que dañen la

estructura.

Los bastidores móviles se ejecutarán con perfiles laminados de acero S275 HEM 600. Las

alas de la viga superior donde apoyarán los cilindros hidráulicos se rigidizarán mediante cartelas. Las

ménsulas inferiores a través de las cuales se transmiten las fuerzas entre el bastidor y el pórtico de

apoyo se reforzarán con platabandas laterales en toda su longitud para evitar puntos de plastificación

locales que dañen la estructura.

Para garantizar una unión rígida de las barras del marco se soldarán cada una de las almas y

alas de la viga cajón que forma una barra con sus homólogas de la barra a la que se une. Dado el

grosor y geometría de los perfiles se pondrá especial atención a la preparación de los bordes de las

soldaduras, siendo preferente la preparación mediante biselado a 45º y su relleno mediante varias

pasadas.

Como medida de protección pasiva en caso de accidente los bastidores móviles se pintarán

con pintura intumescente con el espesor adecuado de manera que alcance una protección frente al

fuego al menos RF-30.

La placa de hormigón HA-25 tendrá unas dimensiones de 750 x 750 x 80 cm y los marcos

laterales se anclarán rígidamente mediante placas de anclaje. Se armará en la parte superior e inferior

mediante barras de acero corrugado B 400 S de 16 y 12 mm de diámetro respectivamente. En el

centro de la placa se coloca otra placa de anclaje de 900 x 900 mm sobre la que podrán apoyarse las

muestras durante los ensayos de elementos verticales.

Todas las dimensiones y detalles constructivos necesarios se definen en el plano


48

correspondiente.

2.2.2.3. Apoyos

Los bastidores apoyan en la estructura soporte sobre cuatro ruedas de características

suficientes para soportar los pesos del conjunto cargado. El guiado de las mismas se consigue al

introducirlas dentro de perfiles en U soldados a la viga soporte. El modelo de ruedas que se propone

por sus características es el G250/25K del fabricante Blickle, del cual se adjuntan sus características

técnicas.

2.2.2.4. Diseño y cálculos.

El diseño detallado de esta prensa se puede ver en los planos correspondientes. En estos

planos también se detalla su montaje respecto al horno y elementos auxiliares.

El cálculo se realiza mediante el programa comercial CYPE Ingenieros versión 2009.1 y en

los Anexos VIII y IX se muestran los listados del cálculo correspondientes a la estructura del marco y

los apoyos.

A la hora de evaluar las acciones se han tomado dos hipótesis de carga, una con la máxima

carga actuando en el centro del marco y otra con la máxima carga actuando en el lateral. Estos son los

casos límite para la deformación y la resistencia respectivamente.

2.2.2.5. Carga.

La carga se ejerce a través de cilindros hidráulico de doble efecto que se unirán a la prensa

de manera articulada y permitiendo el desplazamiento a lo largo de su longitud. El modelo de cilindro

elegido es el RRH-307 del fabricante ENERPAC cuyas características se adjuntan. En caso que la

distribución de cargas que se quiera aplicar requiera más puntos de aplicación de carga se podrá

añadir diferentes cilindros actuando conjuntamente siempre que su carga total no supere la máxima.

El accionamiento del conjunto se hará mediante bombas eléctricas con capacidad de ejercer

hasta 700 bar. de presión. El modelo elegido es el ZU4420SE del mismo fabricante que el cilindro

ENERPAC.

El modelo señalado incluye una válvula de 4 vías que permite accionar el cilindro de doble

efecto incluyendo una función de bloqueo para mantener fija la presión del sistema, un sistema de

regulación de la presión ejercida mediante by-pass y un medidor de presión de alta resolución que


49

permite saber la fuerza ejercida. Se adjuntan las características técnicas de este modelo de bomba.


50


51


52


53


54

2.3. SALIDA DE GASES DE COMBUSTIÓN.

Los gases productos de la combustión serán desalojados a través de chimeneas. Al estar esta

instalación entre las especificadas por el R.D. 919/2006: Reglamento técnico de distribución y

utilización de combustibles gaseosos, las chimeneas se dimensionarán según lo especificado en las

familias de normas UNE 123001, UNE-EN 1856 y UNE-EN 13384.

La instalación dispondrá de una chimenea independiente por horno. Se elige esta opción

desechando las configuraciones en paralelo o cascada que usan una chimenea común para varios

aparatos porque el caudal másico de gases de salida de cada una de las chimeneas va a ser alto, lo que

llevaría a tener que recurrir a grandes diámetros de tuberías y válvulas de cierre de las salidas de

humos en los hornos, que encarecerían la instalación frente al ahorro en metros de tubo que se

consigue al diseñar una instalación común a todos los hornos.

Las chimeneas constarán de un tramo horizontal hasta la pared más cercana y un tramo

vertical hasta 2 metros por encima de la cubierta.

Para la comprobación de los requisitos marcados en la norma UNE-EN 13384-1 se considera

que en el interior de los hornos existe una sobrepresión mínima respecto al punto de descarga de

humos de 20 Pa. Esta sobrepresión está garantizada ya que en el rango de funcionamiento de las

bombas de impulsión de aire de combustión la presión estática generada es mayor que 20 Pa, siendo

este por tanto un cálculo conservador.

Las temperaturas ambiente exteriores mínimas y máximas de funcionamiento se consideran -

15 y 35ºC respectivamente.

Para verificar los casos de funcionamiento a potencia nominal y funcionamiento a potencia

mínima contemplados en la norma UNE-EN 13384-1se tomarán el funcionamiento al 80% y 10% de

la máxima potencia posible en cada horno respectivamente.

Las comprobaciones a realizar según la norma UNE-EN 13384-1 son las siguientes:

• ZOeFVBWOLHRZO PPPPPPPP =−−≤+−= en Pa. ZexcessZO PP ≤ en Pa.

• ZexcessFVZO PPP ≤+ en Pa.

• girb TT ≥ en K.


55

ZOP es la presión positiva a la entrada de los humos de la chimenea, en Pa.

WOP es la presión diferencial máxima del aparato, en Pa.

ZOeP es la presión diferencial máxima a la de los humos en la chimenea, en Pa.

ZexcessP es la presión máxima admisible de la designación de la chimenea, en Pa.

RP es la resistencia de presión de la chimenea, en Pa.

irbT es la temperatura de la pared interior en la salida de la chimenea al régimen de temperatura, en K.

gT es el límite de temperatura, en K.

Las comprobaciones se realizarán para la potencia térmica nominal del aparato y para el

valor más bajo del intervalo de potencia térmica que está indicado por el fabricante del equipo.

Los conductos de las chimeneas son de chapa de acero de 1 mm de espesor y sección

circular.

El aislamiento de las chimeneas, necesario para evitar condensaciones en el interior, se

realizará con el mismo material que los hornos, Isofrax 1260°C Blanket suminostrado en mantas de

25 mm. Para alcanzar el espesor de aislamiento necesario se unirán diferentes capas mediante

adhesivo adecuado recomendado por el fabricante del aislamiento.

El desarrollo del cálculo según la norma UNE-EN 13384-1 se realiza en el ANEXO VI:

CÁLCULO DE CHIMENEAS.

2.3.1. Chimenea para horno vertical.

Longitud del tramo horizontal: 3 m.

Longitud del tramo vertical: 10 m.

Diámetro de la sección: 300 mm.

Espesor de la tubería: 1 mm.

Material: Tubería de chapa de acero laminado con soldadura helicoidal.

Espesor de aislamiento: 7,5 cm. (3 capas de 25 mm.)

Potencia térmica nominal: 409,30 kW.

ZOeFVBWOLHRZO PPPPPPPP =−−≤+−=

46.1754.2000,2000,2529.3659.670.4 =−−≤+−=− CUMPLE


56

ZexcessZO PP ≤

00,4070.4 ≤− CUMPLE

ZexcessFVZO PPP ≤+

00.4017.254.270.4 ≤−=+− CUMPLE

girb TT ≥

20.32874.404 ≥ CUMPLE

Potencia mínima de funcionamiento: 51,16 kW.


95.1905.0000.2000.2541.2813.029.3 =−−≤+−=− CUMPLE

ZexcessZO PP ≤

00.4029.3 ≤− CUMPLE


00.4024.305.029.3 ≤−=+− CUMPLE

girb TT ≥

20.32802.329 ≥ CUMPLE

2.3.2. Chimenea para horno horizontal.

Longitud del tramo horizontal: 7.20 m.

Longitud del tramo vertical: 10 m.




Espesor de aislamiento: 7,5 cm. (3 capas de 25 mm.)

Potencia térmica nominal: 964.87 kW.


04.1496.5000,2000,256.3042.782.1 =−−≤+−=− CUMPLE


57

ZexcessZO PP ≤

00,4082.1 ≤ CUMPLE


00.4078.796.582.1 ≤=+ CUMPLE

girb TT ≥

20.32847.411 ≥ CUMPLE

Potencia mínima de funcionamiento: 120.61 kW.


89.1911.0000.2000.2594.2514.081.0 =−−≤+−=− CUMPLE

ZexcessZO PP ≤

00.4081.0 ≤− CUMPLE


00.4070.011.081.0 ≤−=+− CUMPLE

girb TT ≥

20.32893.358 ≥ CUMPLE

2.3.3. Chimenea para horno cúbico.

Longitud del tramo horizontal: 2.5 m.

Longitud del tramo vertical: 10.3 m.




Espesor de aislamiento: 12.5 cm. (5 capas de 25 mm.)

Potencia térmica nominal: 110.75 kW.


33.1567.4000,2000,2567.3076.1409.9 =−−≤+−= CUMPLE


58

ZexcessZO PP ≤

00,4009.9 ≤ CUMPLE


00.4077.1367.409.9 ≤=+ CUMPLE

girb TT ≥

20.32834.399 ≥ CUMPLE

Potencia mínima de funcionamiento: 20.77 kW.


81.1919.0000.2000.2558.2460.002.1 =−−≤+−= CUMPLE

ZexcessZO PP ≤

00.4002.1 ≤ CUMPLE


00.4021.119.002.1 ≤=+ CUMPLE

girb TT ≥

20.32857.333 ≥ CUMPLE


59

2.4. INSTALACIÓN DE GAS NATURAL.

El suministro se efectuará por la empresa GAS NATURAL, a través de su red de distribución

de gas natural en el municipio de Dos Hermanas (Sevilla), que distribuye gas Sevilla y pueblos de

alrededores a una presión de operación (MOP) de hasta 6 bar, con una presión mínima garantizada de

4 bar (instalación receptora clase I).

La instalación se ha diseñado y se instalará de acuerdo a la normativa vigente respecto a

instalaciones de este tipo:

- REAL DECRETO 919/2006, de 28 de julio, por el que se aprueba el Reglamento técnico de distribución y utilización de combustibles gaseosos y sus instrucciones técnicas complementarias ICG 01 a 11.

- Normas UNE 60620: Instalaciones receptoras de gas natural suministradas a presiones superiores a 5 bar.

Las características medias del gas suministrado por GAS NATURAL son las siguientes:

- Composición:

GN COMERCIAL ALTA PUREZA Componentes (%) molar Metano 90,866 Etano 6,141 Propano 0,904 Butano 0,339 Pentano 0,050 Hexano 0,020 Nitrógeno 1,564 Dióxido de carbono 0,036

- Otros parámetros:

Densidad: 0,785 kg/Nm3 Densidad relativa: 0,607 PCI: 9.000 Kcal/Nm3

La tubería se instalará al aire en todo su recorrido, y en la parte que discurriese bajo la

superficie del terreno irá en arqueta registrable en su totalidad. Se protegerá contra la corrosión

mediante dos capas de pintura anticorrosiva de tipo minio, siendo la pintura de acabado amarilla.


60

2.4.1. Esquema de la instalación.

GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS GAS

HornoverticalqGN =0,0136 Nm³/sPalimentación = 2.5 bar

HornohorizontalqGN =0,0321 Nm³/sPalimentación = 2.5 bar

HornocúbicoqGN =0,0037 Nm³/sPalimentación = 2.5 bar

ACOMETIDAINTERIOR

Ø 1"

RECINTOE.R.M.

GA

SG

AS

GA

SG

AS

GA

S

GASGASGASGASGASGASGAS

TRAMO AØ1 ½"

TRAMO BØ 1 ½"

TRAMO CØ ½"

2.4.2. Acometida interior.

Conjunto de conducciones y accesorios comprendidos entre la válvula de acometida,

excluida esta, y la válvula o válvulas de edificio, incluida éstas.

2.4.2.1. Bases de cálculo:

La acometida interior tiene una longitud de 5 metros y deberá calcularse para las siguientes

bases de diseño:

Caudal Nominal: 174.20 Nm3GN/h

Se adoptará una E.R.M de 200 Nm3GN/h suficiente para el máximo consumo posible.

Presión mínima: 4 bar efectivos.

Presión máxima: 6 bar efectivos.

Velocidad máxima: 30 m/s.

2.4.2.2. Características de la tubería:

- Material: Tubería de acero UNE-EN 10208-1.

- Diámetro nominal: 1’’.


61

- Uniones: Soldados al arco eléctrico con unión a tope, con pasadas adecuadas. Todas las

uniones se supervisarán mediante ensayos no destructivos apropiados. Se cumplirá en todo momento

con lo dictado por la norma UNE-60310 al respecto.

- Protección contra la corrosión: Dos manos de imprimación anticorrosiva de pintura de

minio, con acabado amarillo.

- Protección mecánica: Todo el tramo que se encuentre en el exterior de la parcela irá

protegido dentro de tubería metálica y enterrada bajo el terreno a una profundidad mínima de 80 cm.

En la parte correspondiente al interior de la parcela se instalará en zanja registrable al aire hasta su

finalización en la válvula general de usuario.

- Protección eléctrica: Al ser el tramo de acometida interior de poca longitud y al existir

continuidad eléctrica, se considerará ya protegido por los medios que disponga la instalación de la

empresa suministradora. Al final del tramo de acometida interior se dispondrá una junta dieléctrica

apropiada que aísle los dos extremos.

2.4.2.3. Válvula general de usuario:

Debe estar colocada después de la válvula general de acometida de la Empresa Distribuidora

una vez rebasado el límite de la propiedad.

2.4.2.4. Válvula de entrada a la Estación de regulación y medida:

Al cumplirse simultáneamente los 3 requisitos siguientes puede prescindirse de ella y se

considera que la válvula general de usuario hace las funciones de la misma.

Que la válvula general de usuario sea visible desde la propia E.R.M. y se pueda

llegar hasta ella fácilmente desde la E.R.M.

CUMPLE.

Que la válvula general de usuario y la E.R.M. se encuentren a un mismo nivel.

Tolerándose una diferencia de cota máxima de 3 m.

CUMPLE.

Que el recorrido del trazado entre la válvula general de usuario y la E.R.M. sea

inferior a 25 m.

CUMPLE.


62

2.4.3. Estación de regulación y medida.

Se denomina estación de regulación y medida al conjunto de elementos cuya misión es

reducir y mantener a un valor constante la presión del gas a la salida de la misma. Así mismo, mide el

volumen de gas que ha sido suministrado al laboratorio.

Esta estación es del TIPO A ya que el caudal nominal es menor de 2.000 Nm3/h.

Se instalará en recinto cerrado incorporado dentro de la propia nave industrial. Dicho recinto

se realizará de obra y se respetará una distancia mínima de 6 m entre la envolvente del recinto y

depósitos con material inflamable o fuegos abiertos, como el caso de los hornos del laboratorio. Los

esquemas tanto de la instalación como de su recinto se encuentran en los planos correspondientes.


Caudal horario máximo: 174.20 Nm3GN/h

Presión mínima de entrada: 4 bar efectivos.

Presión máxima de entrada: 6 bar efectivos.

Velocidad máxima entrada: 30 m/s.

Velocidad máxima salida: 20 m/s.

Presión de salida regulada: 2,5 bar.

Presión nominal de los equipos: PN 10

2.4.3.2. Características de los materiales:

Juntas dieléctricas:

� Características: Tipo Monoblock. 1’’ PN-10.

� Marca: ZUNT


63

Válvula de seccionamiento rápido ¼ de vuelta:

� Características: Tipo Esfera. 1’’ PN-10.

Obturador de acero inoxidable.

Conexión por bridas.

� Marca: ISO F14D Acero Carbono.

Filtro de gas:

� Características: Tipo cartucho cilíndrico vertical. 1’’ PN-10.

Cuerpo de acero al carbono.

Cartucho de fibra sintética lavable y recambiable.


Con válvula de purga.

Capacidad de filtraje: 5 micras.

Manómetro diferencial incorporado.

� Marca: PIETRO FIORENTINI 50101

Regulador de presión

� Características: De acción directa. Calibre: 1’’.

Caudal: 200 Nm3/h a la presión prefijada.

Con VIS de máxima y mínima presión incorporado.

� Marca: PIETRO FIORENTINI DIVAL 160 AP


64

Válvula de corte de seguridad

� Características: Incorporada al regulador.

1’’ Acción por máxima y mínima presión.

Cuerpo de acero.

Obturador de acero inoxidable.


Presión de disparo: 0,5 + 6 bar regulable.

� Marca: PIETRO FIORENTINI

Contador de gas

� Características: De turbina.

Caudal: 200 Nm3/h a 5 bar abs.

Cuerpo de aluminio anodizado.

Conexión por bridas PN-10.

Doble emisor de pulsos de baja frecuencia (BF) incorporado.

Incluye bomba de engrase incorporada.

Antes del contador se dejará una longitud libre de tubería superior a 5 veces el diámetro de la

tuberías y después de éste, otra de longitud igual o superior a 3 veces el mismo, con el fin de evitar

turbulencias y medidas irregulares. Se colocará un disco ciego en ocho, entre las válvulas del by-pass

del contador.

� Marca: BILTOKI i-METER G-65


65

Manómetro de entrada

� Características: Tipo Bourdon.

Graduación de 0 a 8 bar.

Clase 0.006.

Diámetro 150 mm.

� Marca: FIORENTINI

Manómetro de medición

� Características: Tipo Bourdon.

Graduación de 0 a 10 bar.

Clase 0.06. Las divisiones de escala será cada 0.2 bar.

Diámetro 150 mm.

� Marca: FIORENTINI

� La válvula de paso al manómetro será de 3 vías.

Válvulas del portamanómetro

� Características: Tipo pulsadora. Clase PN-10.

� Marca: BILTOKI

� Una de ellas irá con bridas para la colocación del manómetro patrón.


66

Llave de purga

� Características: Cierre de bola.

Cierre de teflón.

Clase PN-10.

� Marca: HARD

Termómetro de mercurio

� Características: Tipo copilla.

Escala de medida: -10ºC a 50ºC

Longitud de escala 200 mm.

Conexión a rosca ¾” con vaina de protección del bulbo.

Todos los elementos de la estación de regulación y medida situados entre las juntas

dieléctricas deberán encontrarse permanentemente al mismo potencial eléctrico y puestas a tierra con

una resistencia de 10 ohmios. Esta toma de tierra se utilizará exclusivamente para la estación de

regulación.

2.4.3.3. Recinto de la estación de regulación:

El recinto que ubicará la estación de regulación es un recinto de obra dentro de la nave,

ubicado en una de sus esquinas y alejado 5 metros de la arqueta de la compañía de distribución

situada en la calzada.

Es de categoría A ya que la estación de regulación es inferior a 2.000 Nm3/h.

Estará construido mediante bloques de hormigón y será accesible desde la calzada con

puertas de apertura exterior.

La cubierta del recinto se realizará en forjado de hormigón armado de 15 cm de espesor y no

será transitable.


67

La puerta será de perfiles metálicos con soportes y recubierto de chapa de acero con

elementos de cierre y seguridad adecuados.

La ventilación se garantizará mediante huecos cubiertos por rejillas metálicas hacia el

exterior, siendo su área mayor al 5% de la superficie total, excluyendo el suelo y el techo.

Las dimensiones, diseño y detalles constructivos de cada uno de los elementos se pueden ver

en el plano correspondiente.

2.4.4. Línea de distribución interior.

Es la parte de la instalación que enlaza la salida de la E.R.M. con los aparatos receptores,

siendo su longitud total de unos 23 m. Su tendido es al aire dentro de zanja registrable en todo su

recorrido salvo en los puntos en que aparecen derivaciones a cada uno de los aparatos de consumo.

Se realizará en su totalidad en tubo de acero sin soldadura.

La línea de distribución interior estará puesta a tierra con una resistencia inferior a 10

ohmios. Esta toma de tierra se utilizará exclusivamente para la línea de distribución interior.


Longitud tramo A: 9 m.

Caudal tramo A: 174.20 Nm3GN/h

Longitud tramo B: 7 m.

Caudal tramo B: 128.66 Nm3GN/h

Longitud tramo C: 7 m.

Caudal tramo C: 13.25 Nm3GN/h

Presión regulada: 2.5 bar.

Velocidad máxima: 20 m/s.

2.4.4.2. Características de la tubería:

- Material: Tubería de acero UNE-EN 10208-1.

- Diámetro nominal:

Tramo A: 1 ½’’.

Tramo B: 1 ½”.

Tramo C: ½”.


68

- Uniones: Soldados al arco eléctrico con unión a tope, con pasadas adecuadas. Todas las

uniones se supervisarán mediante ensayos no destructivos apropiados. Se cumplirá en todo momento

con lo dictado por la norma UNE-60310 al respecto.

- Protección contra la corrosión: Dos manos de imprimación anticorrosiva de pintura de

minio, con acabado amarillo.

- Protección mecánica: Se instalará en zanja registrable salvo los tramos para conexión

con cada uno de los hornos en los que irá al aire.

- Protección eléctrica: La línea de distribución se pondrá a tierra con una resistencia

eléctrica inferior a 10 ohmios.

2.4.5. Pruebas

Se procederá a probar los siguientes equipos antes de su puesta en marcha de acorde a lo

dictado en la norma UNE 60310.

- Acometida

Resistencia:

Fluido: Agua.

Presión de prueba: 6 bar.

Tiempo: 6 horas.

Estanqueidad:

Fluido: Aire.


Tiempo: 24 horas.

- Estación de regulación y medida

Resistencia y estanqueidad

Fluido: Agua.


Tiempo: 6 horas.

Estanqueidad:

Fluido: Aire.


Tiempo: 24 horas.

- Red interior:

Resistencia:

Fluido: Agua.



69

Tiempo: 6 horas.

Estanqueidad:

Fluido: Aire.


Tiempo: 24 horas.


70

2.5. PUENTE GRÚA

2.5.1. Grúa

La capacidad de transporte del puente grúa se elige teniendo en cuenta que las densidades

medias del acero y hormigón (materiales predominantes en el ámbito de la construcción) son

respectivamente 7850 y 2350 kg/m3.

Para una capacidad de carga de 16 t podemos hacer frente a:

- 16000/7850 = 2.03 m3 en el caso de acero,

- 16000/2350 = 6.80 m3 en el caso de hormigón,

suficiente para el uso necesario en un laboratorio de construcción.

La anchura disponible de la nave es de 18 m aunque debido al espacio necesario para la

estructura donde se sustenta la luz disponible es de 16 m. Se instalará una grúa similar al modelo

birrail ZLK (16000 kg, 16 m.) del fabricante ABUS, cuyos datos se adjuntan a continuación.

Debido a la altura de los hornos y en previsión del tamaño considerable de las muestras a

ensayar la viga carril del puente grúa se sitúa a una altura de 7 m.


71


72


73

2.5.2. Estructura soporte.

Para el cálculo y diseño de la viga carril por donde circula el puente grúa y los pilares

soportes de la misma se tienen en cuenta las cargas máximas por ruedas dadas en la hoja de

características del fabricante.

2.5.2.1. Cargas

Las cargas que actúan sobre la estructura y que se han tenido en cuenta a la hora del cálculo

han sido las siguientes.

- Peso propio de la estructura.

- Carga estática máxima por rueda.

- Carga estática mínima por rueda.

- Carga dinámica por rueda: 1.15·Carga estática por rueda (Únicamente para el cálculo

de la viga carril)

- Cargas por aceleración/frenado del carro: 0.1·Carga estática por rueda, actuando en

dirección transversal a la viga carril.

- Cargas por aceleración/frenado del conjunto: (1/7)·Carga estática por rueda, actuando

en dirección longitudinal a la viga carril.

2.5.2.2. Bases de diseño estructural

La estructura se realizará en su totalidad con perfiles comerciales laminados de acero S275,

unidos mediante soldadura y uniones atornilladas.

El conjunto constará de una serie 7 de pilares con ménsula unidos rígidamente al terreno

mediante zapatas. Los pilares están separados entre sí una distancia de 6 m.

La viga carril continua de 36 m. apoya y se articula a las ménsulas.


74

Debido al gran canto de la viga carril, para evitar problemas de pandeo fuera de plano se

arriostra cada 1.5 m. mediante puntales articulados que transmiten los esfuerzos en planos

transversales a una viga de acompañamiento que une los pilares.

Para evitar un mal funcionamiento de la maquinaria se limita la flecha máxima a del

conjunto viga carril – estructura soporte a 10 mm.

El cálculo de la cimentación se ha realizado tomando unas tensiones admisibles en el

terreno:

- Situaciones persistentes: 2 kp/cm2

- Situaciones accidentales: 3 kp/cm2

La estructura metálica se unirá a las zapatas mediante placas de anclaje.

2.5.2.3. Cálculo estructural

El cálculo se realiza mediante el programa comercial CYPE Ingenieros versión 2009.1

En los Anexos IV, V Y VI se muestran los listados del cálculo correspondientes a la

estructura, viga carril y cimentación, respectivamente.

A la hora de evaluar diferentes combinaciones de acciones se ha supuesto que todas las

cargas pueden actuar simultáneamente apoyándose en un solo pilar, siendo esta posibilidad la más

desfavorable.

2.5.2.4. Resultados.

Para el diseño final se usarán los siguientes perfiles comerciales para cada una de las partes

especificadas:

- Pilar: HEB-400

- Ménsula: HEB-400

- Viga carril: IPE-500

- Vigas de acompañamiento: HEA-140

- Puntales de arriostramiento lateral de la viga carril: IPE-80

- Cartelas: para rigidizar diferentes puntos se usará chapa de acero S275 de 20 mm de


75

grosor.

- Cimentación: Una zapata individual excéntrica para cada pilar de dimensiones 270 cm

x 145 cm x 95 cm.

- Placas de anclaje: 550 mm x 650 mm x 22 mm en acero S275. Unidas a la zapata

mediante 4 pernos Ø32 mm de 50 cm con patilla a 90 grados.

Las uniones, cartelas, elementos auxiliares, dimensiones y otros detalles se definen en el

plano correspondiente.


76

2.6. INSTALACIONES DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS.

Para el caso de instalaciones de carácter industrial la legislación aplicable en cuanto a

protección contra incendios es el “RD 2267-2004 del 3 de Diciembre de 2004: Reglamento de

seguridad contra incendios en establecimientos industriales” en el que se especifican los medios de

protección frente a incendios así como el grado de resistencia a fuego que deben alcanzar los

elementos estructurales que conforman el edificio que alberga el proceso productivo.

Para el caso que nos ocupa las soluciones adoptadas atienden a la metodología dada por

Reglamento de seguridad contra incendios en establecimientos industriales, aprobado por el RD

2267-2004 del 3 de Diciembre de 2004.

Según la clasificación dada en el ANEXO I del Reglamento, el edificio que alberga el

laboratorio objeto de diseño conforma un establecimiento industrial tipo B al considerarse un

establecimiento industrial ubicado en un edificio, siendo éste una nave adosada que no comparte

estructura con las edificaciones colindantes.

Se considerará un único sector de incendio para todo el laboratorio y éste será delimitado por

la propia envolvente del edificio, que será resistente al fuego el tiempo que se establezca para este

caso.

Los establecimientos industriales, en general, estarán constituidos por una o varias

configuraciones de los tipos A, B, C, D y E. Cada una de estas configuraciones constituirá una o

varias zonas (sectores o áreas de incendio) del establecimiento industrial.

Para los tipos A, B y C se considera "sector de incendio" el espacio del edificio cerrado por

elementos resistentes al fuego durante el tiempo que se establezca en cada caso.


77

El riesgo intrínseco del sector de incendio se calcula a través de la densidad de carga de

fuego ponderada y corregida según la fórmula:

válida para actividades de producción, transformación, reparación o cualquier otra distinta al

almacenamiento.

Donde:

QS = densidad de carga de fuego, ponderada y corregida, del sector o área de incendio, en MJ/m2 o

Mcal/m2.

Ci = coeficiente adimensional que pondera el grado de peligrosidad (por la combustibilidad) de cada

uno de los combustibles (i) que existen en el sector de incendio.

Ra = coeficiente adimensional que corrige el grado de peligrosidad (por la activación) inherente a la

actividad industrial que se desarrolla en el sector de incendio, producción, montaje,

transformación, reparación, almacenamiento, etc.

Cuando existen varias actividades en el mismo sector, se tomará como factor de riesgo

de activación el inherente a la actividad de mayor riesgo de activación, siempre que dicha actividad

ocupe al menos el 10 por ciento de la superficie del sector o área de incendio.

A = superficie construida del sector de incendio o superficie ocupada del área de incendio, en m2.

qsi = densidad de carga de fuego de cada zona con proceso diferente según los distintos procesos que

se realizan en el sector de incendio (i), en MJ/m2 o Mcal/m2.

Si = superficie de cada zona con proceso diferente y densidad de carga de fuego, qsi diferente, en

m2.

Los valores Ci, Ra, y qsi se obtienen de las tablas dadas en el reglamento. Se estiman las

cantidades almacenadas de materiales combustibles.

kg C

200 42 2 16800 57,36 MJ/m2Papel oficina 200 16,7 2 6680

30 46 2 2760Gas Natural en tuberías (metano) 30 50,2 2 3012

29252

MATERIAL COMBUSTIBLE ALMACENADO

q (MJ/kg)

Aceite mineral inst. hidráulicas Qs=

Propano soldadura – oxicorte


78

Por otro lado en las tablas del reglamento contra incendios también disponemos de valores

de densidad de carga de fuego media de diversos procesos industriales, almacenamiento de productos

y riesgo de activación asociado.

Suponiendo usos asimilables al nuestro:

Tomamos como valor de densidad de carga de fuego el más restrictivo: 200 MJ/m2.

Lo que para un área del sector de incendio de 943 m2.

Tenemos que el Nivel de riesgo intrínseco es: BAJO 1.

Las superficies máximas construidas para cada sector de incendio admisible vienen dadas en

el anexo 2 del reglamento.

Qs (MJ/m2)Artículos de Hormigón 100Hornos 200Lab. Metalúrgicos 200


79

Para el caso de sectores de incendio TIPO B y RIESGO BAJO 1 es de 6.000 m2.

6.0 > 944 m2. Superficie construida en nuestro sector de incendio: CUMPLE.

2.6.1. Protección frente al fuego de los elementos estructurales portantes.

Para los sectores de incendio TIPO B con riesgo BAJO según la tabla 2.2 del

Reglamento de Seguridad Contra Incendios en Establecimientos Industriales la

estabilidad a fuego exigida a la estructura portante en plantas sobre rasante es R 60

(EF 60).


80

En el caso de la estructura principal de la cubierta, al tratarse de una cubierta ligera

el valor de estabilidad frente al fuego exigido viene dado por la tabla 2.3 y es R 15

(EF 15).

La protección necesaria en cada caso se conseguirá mediante pinturas intumescentes

adecuadas aplicadas sobre la estructura metálica.

Para garantizar una buena aplicación se desengrasará con disolvente y se chorreará

con arena toda la estructura y se aplicará una capa de pintura sellante previa a la de

protección.

Se propone el uso de la pintura de intumescencia progresiva WIP del fabricante de

pinturas JUNO. El espesor de la capa de pintura se define a través de las tablas del

fabricante para cada uno de los perfiles existentes en la estructura.


81

Perfil Masividad

(m-1)

Grado de

protección

Espesor mínimo

(micras)

Pilares HEB 500 88.9 EF-60 750

Vigas IPE 550 140.3 EF-60 1126

Correas de cubierta IPE 200 269.5 EF-30 388

Perfiles que forman

parte de las

estructuras de las

prensas.

HEM-600 65.1 EF-30 350


82

2.6.2. Instalaciones de Protección Contra Incendios necesarias

Además de la protección de la estructura el RD 2267-2004 exige una serie de instalaciones

para proteger a las personas que se muestran y describen en la siguiente tabla.

Sistemas automáticos de

detección de incendio.

No es necesario.

Sistemas manuales de

alarma de incendio.

SÍ. Un Pulsador junto a cada salida de evacuación del sector de

incendio y la distancia máxima a recorrer hasta un pulsador será menor

de 25m.

Se colocará al menos un pulsador que haga saltar la alarma de incendio

en la puerta de salida de la nave, según se marca en el plano

correspondiente.

Sistemas de

comunicación de alarma.

No es necesario.

Sistemas de

abastecimiento de agua

contra incendios.

No es necesario.

Sistemas de hidrantes

exteriores.

No es necesario.

Extintores de incendio. SÍ. El recorrido máximo horizontal entre extintores será menor de 15m.


83

Los extintores serán de eficacia mínima 21A, instalándose un extintor

hasta los 600 m2 del sector de incendios y 1 más por cada 200m2 o

fracción en exceso.

Se instalan extintores tipo AB al existir riesgo de incendio por

combustibles sólidos y líquidos. No son necesarios extintores tipo C,

para combustibles gaseosos, al ser la carga de fuego aportada por este

tipo de combustibles menor del 90%.

La eficacia mínima de los extintores será 21A y 233B.

Área de planta baja = 840 m2.

Área de entreplanta = 104 m2.


84

Área total = 944 m2.

Serán necesarios 3 extintores en planta baja y uno adicional en la

entreplanta.

La posición de los mismos será la definida en el plano correspondiente.

Sistemas de bocas de

incendio equipadas

(BIEs).

No es necesario.

Sistemas de columna

seca.

No es necesario.

Sistemas de rociadores

automáticos de agua.

No es necesario.

Sistemas de agua

pulverizada.

No es necesario.

Sistemas de espuma

física.

No es necesario.

Sistemas de extinción por

polvo.

No es necesario.

Sistemas de extinción por

agentes extintores

gaseosos.

No es necesario.


85

2.7. INSTALACIÓN ELÉCTRICA

La instalación eléctrica se ampliará para añadir las cargas eléctricas correspondientes a los hornos, las

prensas y el puente grúa. También se incluirán nuevas tomas de potencia en la zona del taller en

previsión de la maquinaria que puede usarse en esa zona.

Además habrá que reformar todos los elementos que se encuentren aguas arriba del cuadro general de

baja tensión de la nave, incluyendo la acometida exterior y los elementos de protección.

Toda la instalación se realizará en baja tensión trifásica.

2.7.1. Cargas eléctricas.

Motores

(cos φ = 0.80)

Alumbrado de

descarga

(cos φ = 0.90)

Otros

(cos φ = 0.95)

Horno Vertical 2.6 kW 2 kW

Horno Horizontal 2.6 kW 2 kW

Horno Cúbico 2.6 kW 2 kW

Prensa para Horno

Vertical

1.25 kW

Prensa para Horno

Horizontal

1.25 kW

Taller 1 kW 3 kW

Puente grúa 7 kW

Iluminación 4.3 kW

Oficinas 3 kW 3 kW 8.64 kW


86

2.7.2. Líneas eléctricas y protecciones

Todas las líneas eléctricas en el interior de la nave discurrirán al aire y sobre bandeja perforada

siempre que discurran cerca de algún pilar o paramento vertical. En caso de que no ocurra así irán

bajo tubo y empotrados en el suelo.

La situación así como sus características y las de sus protecciones de las líneas se describen en el

plano correspondiente.

La justificación de los cálculos puede verse en el Anexo X: Instalación eléctrica.

2.7.3. Cálculo

El cálculo de la instalación se realiza de acuerdo a lo exigido por la normativa vigente, el Reglamento

Electrotécnico de Baja Tensión y sus instrucciones complementarias (R.D. 842/2002).

Para realizar los cálculos se ha utilizado el programa Cypelec, perteneciente al paquete CYPE

Ingenieros versión 2009.1

Documents

Memoria de cálculo - bibing.us.esbibing.us.es/proyectos/abreproy/4849/fichero/02+Memoria+de+cálculo... · Los quemadores de gas natural serán aptos para resistir las altas temperaturas