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TRABAJO DE TITULACIÓN “DISEÑO DE UNA RED DE AGUA PARA ACCIONAR SPRINKLERS CONTRA
INCENDIOS EN EL EDIFICIO 7000 MULTIMEDIA DE LA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA, UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE”
Autor: Víctor Andrés Sánchez Quezada
Profesor Patrocinante: Ing. Eduardo Larrucea Verdugo
Valdivia, Octubre de 2015
DEDICATORIA
Como primera cosa debo agradecerle a Dios por darme la fuerza y la convicción
de seguir adelante en esta carrera y tener la posibilidad de completar una de las tantas
metas propuestas en la vida.
Agradezco a mis padres por el cariño y el apoyo entregado durante todos estos
años. Sin el sacrificio de ellos no habría tenido los recursos necesarios para poder
alcanzar este logro. Creo que de alguna manera terminando este ciclo es una forma de
devolver todo lo que ellos se han sacrificado por mí.
Nunca he sido muy bueno expresando mi cariño a las personas y sobre todo con
mis hermanos, y creo que este es momento para decirle mil gracias a mi hermana
Constanza y a mi hermano Felipe por la paciencia que han tenido conmigo y por nunca
olvidarse de mí.
Una parte importante dentro de mi formación académica ha sido mi tío Orlando y
mi tía María, ya que gracias a su ayuda, cariño y amor que me han dado durante estos
años, han hecho que me pueda desarrollar como persona y como profesional. Siempre
me incluyeron en todas las cosas de la familia y nunca hicieron una diferencia entre mis
primos y yo. No tengo como expresar todo el cariño que siento por ellos, siempre ha
sido un apoyo incondicional que nunca olvidaré.
Gracias a mi primo Diego, que aunque él no lo crea, me ayudó bastante a pasar
los malos ratos del estudio y siempre me hizo reír y ver que las cosas no son tan malas
como uno cree.
En los últimos años de mi carrera conocí a mi novia Rocío, ha sido mi
complemento perfecto, siempre ha estado ahí cuando la he necesitado y ha hecho que
saque lo mejor de mí. Gran parte de que yo haya terminado mi tesis fue por la
constante insistencia y apoyo que ella me dio, ya que sin ella puede haber sido que
nunca hubiera podido terminar mi carrera.
Gracias a todos por siempre confiar en mí, en darme apoyo cuando estuve en los
peores momentos y en creer que siempre podía dar un poco más de mí mismo.
2
ÍNDICE
RESUMEN ....................................................................................................................... 8
SUMMARY ....................................................................................................................... 9
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 10
OBJETIVOS ................................................................................................................... 12
Capítulo I: DEFINICIONES GENERALES, CARACTERÍSTICAS Y CLASIFICACIÓN DE
LOS SISTEMAS DE ROCIADORES .............................................................................. 13
1.1 Descripción ............................................................................................................... 13
1.2 Definiciones Generales ............................................................................................ 13
1.2.1 Incendio ................................................................................................................. 13
1.2.2 Control del Fuego .................................................................................................. 13
1.2.3 Supresión del Fuego ............................................................................................. 14
1.2.4 Sistema Diseñado Hidráulicamente....................................................................... 14
1.2.5 Sistema de Rociadores ......................................................................................... 14
1.3 Definiciones de los Tipos de Sistemas de Rociadores ............................................. 14
1.3.1 Sistema Anticongelante ......................................................................................... 14
1.3.2 Sistema de Circulación en Circuito Cerrado .......................................................... 15
1.3.3 Sistema Combinado de Tubería Seca y de Preacción .......................................... 15
1.3.4 Sistema de Diluvio ................................................................................................. 15
1.3.5 Sistema de Tubería Seca ...................................................................................... 16
1.3.6 Sistema Tipo Malla ................................................................................................ 16
1.3.7 Sistema Tipo Anillo ................................................................................................ 16
1.3.8 Sistema de Preacción ............................................................................................ 17
1.3.9 Sistema de Tubería Húmeda ................................................................................. 17
1.4 Definiciones de los Componentes del Sistema. ...................................................... 17
1.4.1 Ramales ................................................................................................................ 17
1.4.2 Tuberías Principales Transversales ...................................................................... 18
1.4.3 Tuberías Principales de Alimentación. ................................................................. 18
1.4.4 Acople Flexible para Tuberías, Listado. ............................................................... 18
3
1.4.5 Tubería Vertical de Alimentación. ......................................................................... 18
1.4.6 Montante. ............................................................................................................. 18
1.4.7 Dispositivos de Supervisión ................................................................................... 18
1.4.8 Tallo del Sistema. ................................................................................................. 18
1.4.9 Cabezal ................................................................................................................. 19
1.5 Definiciones Referidas a los Rociadores .................................................................. 19
1.5.1 Las características de un Rociador que definen su capacidad para controlar o
extinguir un fuego son: .................................................................................................. 19
1.5.2 Según sus características de diseño y funcionamiento, los rociadores se definen
como: ............................................................................................................................. 20
1.5.2.1 Rociador de Supresión Temprana y Respuesta Rápida (ESFR) ........................ 20
1.5.2.2 Rociador de Cobertura Extendida (EC) .............................................................. 21
1.5.2.3 Rociador de Gota Grande .................................................................................. 21
1.5.2.4 Rociador Convencional/Estilo Antiguo ................................................................ 22
1.5.2.5 Rociadores Abiertos. ......................................................................................... 22
1.5.2.6 Rociadores de Respuesta Rápida. (QR) ............................................................ 22
1.5.2.7 Rociador de Respuesta Rápida y Supresión Temprana (QRES) ...................... 22
1.5.2.8 Rociador de Respuesta Rápida y Cobertura Extendida (QREC) ....................... 22
1.5.2.9 Rociador Residencial. ........................................................................................ 23
1.5.3 Según su Orientación, los rociadores se definen como: ....................................... 23
1.5.3.1 Rociadores Ocultos ............................................................................................ 23
1.5.3.2 Rociadores Embutidos ....................................................................................... 23
1.5.3.3 Rociadores Semi-Embutidos .............................................................................. 23
1.5.3.4 Rociadores Hacia Abajo ..................................................................................... 23
1.5.3.5 Rociadores Hacia Arriba ..................................................................................... 24
1.5.3.6 Rociadores de Pared .......................................................................................... 24
1.5.4 Según sean sus aplicaciones o ambientes especiales, los rociadores se definen
como: ............................................................................................................................. 24
1.5.4.1 Rociadores Resistentes a la Corrosión .............................................................. 24
1.5.4.2 Rociadores Secos .............................................................................................. 24
4
1.5.4.3 Rociadores para Almacenamiento en Estanterías ............................................. 25
1.6 Clasificación de los Recintos Según su Destino ....................................................... 25
1.6.1 Recintos de Riesgo Ligero (RL) ............................................................................ 25
1.6.2 Recintos de Riesgo Ordinario (RO) Grupo 1 ......................................................... 25
1.6.3 Recintos de Riesgo Ordinario (RO) Grupo 2 ......................................................... 25
1.6.4 Recintos de Riesgo Extra (RE) .............................................................................. 26
1.7 Cargas combustibles ................................................................................................ 26
1.7.1 Densidad de carga combustible media: ................................................................ 26
1.7.2 Clasificación de los edificios según su densidad de carga combustible ................ 26
1.8 Recintos de Riesgo Especial .................................................................................... 27
1.9 Nivel de Protección................................................................................................... 28
1.9.1 Sistemas de Área Limitada .................................................................................... 28
Capítulo II: REQUISITOS Y REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA DE INSTALACIÓN DE
ROCIADORES AUTOMATICOS .................................................................................... 29
2.1 Descripción de los Sistemas de Rociadores ............................................................ 29
2.2 Requisitos de los sistemas ....................................................................................... 30
2.2.1 Sistemas de Tubería Húmeda ............................................................................... 30
2.2.1.1 Manómetros ....................................................................................................... 30
2.2.1.2 Válvulas de Alivio ............................................................................................... 30
2.2.1.3 Sistemas Auxiliares ............................................................................................ 30
2.3 Requisitos de Instalación .......................................................................................... 31
2.3.1 Desarrollo de los Rociadores Automáticos. .......................................................... 32
2.3.2 Requisitos Básicos ................................................................................................ 33
2.3.3 Limitaciones del Área de Protección del Sistema .................................................. 33
2.3.4 Selección del Tipo de Rociador ............................................................................. 34
2.3.4.1 Temperatura de Activación ................................................................................. 34
2.3.5 Áreas de Protección por Rociador ......................................................................... 35
2.3.5.1 Determinación del Área de Protección Cubierta ................................................. 35
2.3.5.2 Área Máxima de Protección de Cobertura .......................................................... 36
5
2.3.5.3 Espaciamiento Entre Rociadores ....................................................................... 36
2.3.5.3.1 Distancia Máxima Entre Rociadores ................................................................ 36
2.3.5.3.2 Distancia Mínima Entre Rociadores ................................................................ 37
2.3.5.3.3 Distancia Máxima a las Paredes ..................................................................... 37
2.3.5.3.4 Distancia Mínima Desde las Paredes .............................................................. 37
2.3.5.5 Obstrucciones a la Descarga del Rociador ........................................................ 37
2.3.5.5.1 Obstrucciones al Desarrollo del Patrón de Descarga del Rociador ................. 38
2.3.5.5.2 Obstrucciones a la Descarga del Rociador que Evitan alcanzar el Riesgo ..... 39
2.3.5.5.3 Espacio Libre Respecto del Almacenamiento ................................................. 39
2.3.7 Instalación de Tuberías ......................................................................................... 39
2.3.7.1 Válvulas .............................................................................................................. 39
2.3.7.1.1 Válvulas que Controlan los Sistemas de Rociadores ...................................... 39
2.3.7.1.2 Válvulas Reductoras de Presión...................................................................... 40
2.3.8 Adicionales del Sistema ........................................................................................ 40
2.3.8.1 Alarmas de Rociadores ...................................................................................... 40
2.3.8.1.1 Sensores de Flujo de Agua ............................................................................. 40
Capítulo III: MÉTODOS DE DISEÑO ............................................................................. 42
3.1 Método de Control de Incendios según el Riesgo de Ocupación ............................. 42
3.1.1 Clasificación de las Ocupaciones .......................................................................... 42
3.1.2 Requisitos de Demanda de Agua - Métodos de Cálculo Hidráulico ...................... 42
3.1.2.1 Método Área/Densidad ....................................................................................... 45
3.2 Aplicación de la Hidráulica en el diseño del sistema de rociadores ......................... 47
3.2.1 Fuentes de Presión ............................................................................................... 47
3.2.2 Descarga de Agua a Través de Orificios ............................................................... 47
3.2.2.1 Coeficiente de Descarga .................................................................................... 48
3.2.3 Medición del Caudal .............................................................................................. 50
3.2.3.1 Método de la Lanza para Medición de Caudales................................................ 50
3.2.4 Cálculos de Descarga de los Rociadores .............................................................. 51
3.2.4.1 Constante de Descarga del Rociador ................................................................. 51
6
3.2.5 Procedimientos de Cálculo Hidráulico ................................................................... 53
3.2.6 Fórmula de Pérdidas por Fricción.......................................................................... 54
3.2.6.1 Fórmula de Hazen Williams ................................................................................ 54
3.2.6.2 Cálculo de pérdidas por rozamiento o fricción .................................................... 55
3.2.6.2.1 Pérdidas Primarias .......................................................................................... 55
3.2.6.3 Fórmula de Presión de Velocidad....................................................................... 55
3.2.6.4 Fórmula de Presión Normal ................................................................................ 56
3.2.6.5 Puntos Hidráulicos de Unión .............................................................................. 57
3.2.6.6 Pérdidas secundarias ......................................................................................... 57
3.2.6.7 Longitudes de Tubería Equivalente para Válvulas y Accesorios ........................ 58
3.2.7 Formulas para el cálculo hidráulico de los rociadores ........................................... 60
3.2.7.1 Caudal Inicial ...................................................................................................... 60
3.2.7.2 Rociadores totales a calcular ............................................................................. 60
3.2.7.3 Área de cobertura por Sprinklers ........................................................................ 60
3.2.7.4 Número de Áreas ............................................................................................... 60
3.2.7.5 Número de rociadores en el ramal ..................................................................... 60
3.2.7.6 Flujo Unitario por Sprinklers ............................................................................... 60
Capítulo IV: DISEÑO Y CÁLCULO DE LA RED DEL SISTEMA DE ROCIADORES ..... 61
4.1 Criterios de Diseño ................................................................................................... 61
4.2 Desarrollo del cálculo hidráulico ............................................................................... 62
4.2.1 Cálculo del primer piso .......................................................................................... 62
4.2.2 Datos del diseño de la primera planta ................................................................... 63
4.2.2.1 Caudal Inicial ...................................................................................................... 64
4.2.2.2 Cálculo hidráulico del primer piso ....................................................................... 65
4.2.2.3 Cálculo de Requerimientos Totales del Sistema Planta Primer Piso .................. 99
4.3 Diseño del estanque ............................................................................................... 100
Capítulo V: SELECCIÓN DE EQUIPOS Y COMPONENTES DEL SISTEMA DE LA RED
DE ROCIADORES ....................................................................................................... 101
7
5.1 Selección de bomba ............................................................................................... 102
5.2 Selección de Sprinkler ............................................................................................ 102
5.3 Válvulas .................................................................................................................. 104
5.3.1 Válvula de Compuerta ......................................................................................... 104
5.3.2 Válvula de Alarma (sensor de flujo) .................................................................... 104
5.3.3 Válvula de Retención y Drenaje .......................................................................... 105
5.4 Fittings y Accesorios............................................................................................... 106
Capítulo VI: LISTADO DE MATERIALES ..................................................................... 107
CONCLUSIÓN ............................................................................................................. 110
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................ 112
ANEXOS
8
RESUMEN
Este trabajo de tesis tiene como finalidad desarrollar el diseño de una red de
agua para accionar sprinklers contra incendios para el edificio Multimedia de la Facultad
de Ciencias de la Ingeniería, para lo cual se debe cumplir con la normativa vigente y
especificaciones que ésta requiera.
Antes de comenzar cualquier cálculo, se debió realizar una investigación
bibliográfica para recopilar la información necesaria sobre cada uno de los usos de los
implementos a utilizar como agentes de lucha contra incendio. También recopilar el
material necesario sobre el edificio en el cual se empleará y así hacer un diseño
coherente que ayude a combatir futuros incendios que se puedan producir en el
inmueble. Dentro de esta investigación el principal documento que se utilizó para el
diseño de esta red fue la Norma Chilena (NCh2095), la cual está basada en Norma
Americana National Fire Protection Association (NFPA13).
Habiendo comprendido la norma y recolectado todos los datos necesarios, se
procede a realizar el cálculo hidráulico ya que con ello se determina la capacidad de
ésta, y ver que se cumpla con todas las demandas operativas del diseño de la red y
parámetros que permite la norma NFPA 13.
Una vez listo el diseño se procede a seleccionar los accesorios necesarios para
poner en funcionamiento tal red y con esto determinar los costos asociados para la
realización del proyecto.
9
SUMMARY
This thesis is aimed to develop the design of a water network to activate
sprinklers against fire for the Multimedia building at the Faculty of Engineering Sciences,
for which the required current normative and specifications must be met.
Before calculating, a literature research was done to collect the needed
information about each one of the implement usages to be implemented as agents
against fire. Also, it was needed to collect the needed material about the building in
which this technique will be used and thus making a coherent design that helps fighting
future fires that can be produced on the facilities. In this research, the main document
used for this network’s design was the Chilean Normative (NCh2095), based on the
American Normative National Fire Protection Association (NFPA13).
Having understood the normative and collecting all the needed data, the hydraulic
calculation is made in order to determine its capacity, and check that it meets with all the
operative demands of network design and parameters allowed by the NFPA13
normative.
Once the design is ready, all the needed accessories to start this network up are
selected, in order to define the associated costs for the development of the project.
10
INTRODUCCIÓN
Los incendios pueden llegar a presentarse repentinamente en cualquier lugar: en
empresas comerciales, industriales, universidades o incluso en los hogares. Para ello,
es necesario contar con los equipos adecuados para su extinción, además de estar
capacitados y conocer las medidas adecuadas de prevención y control de ellos.
Siempre existe el riesgo de los incendios, y estos constituyen una amenaza
constante para la vida de las personas a de más de las cuantiosas pérdidas materiales
que pueden ocasionar. La seguridad de la vida humana resulta ser uno de los aspectos
más importantes a tomar en consideración, ya sea en los hogares, vehículos y los
lugares de trabajo, donde podría existir un importante riesgo de muerte por incendio.
Con el fin de lograr que en las actividades que se desarrollan particularmente en
las industrias se disminuyan los riesgos de incendios, se deben tomar en cuenta tanto
el control como la prevención de los mismos, a fin de evitar daños a las personas,
equipos y materiales.
El presente trabajo de tesis tiene como propósito principal realizar una
investigación en base a un estudio, análisis, interpretación y aplicación de normas de
diseño de redes de rociadores.
Chile ha venido experimentando en las últimas décadas un importante
crecimiento de grandes edificios, sobre todo en las universidades, debido a la gran
cantidad de alumnos que ellas poseen. Sin embargo, en estos edificios se podrían
generar, durante una emergencia, diversos problemas logísticos de incendio, por el
hecho de agrupar una gran cantidad de personas y por presentar características
constructivas exclusivas tanto en su diseño arquitectónico, como en los nuevos
materiales empleados en la construcción y revestimientos interiores. Además, el
entorno de estos edificios también sería un factor importante a considerar, tanto en la
propagación como en la extinción de un incendio.
11
En la mayoría de los edificios de nuestro país, se observa la falta de seguridad,
tanto para el inmueble en sí como para la de sus usuarios. Desde la planificación de los
proyectos no se toma en cuenta la seguridad de la obra, ni se hace un análisis de qué
es lo que pasaría en caso de accidentes o riesgos naturales a los que los usuarios
puedan estar expuestos, como por ejemplo: un incendio, un terremoto, una inundación
u otro tipo de catástrofe.
Refiriéndonos más específicamente a los edificios de nuestra facultad nos damos
cuenta que el edificio Multimedia carece de una red de protección activa, que incluya
elementos como son los sprinklers, detectores de humo, red húmeda y red seca. Es por
esto que surge la idea de diseñar esta red de agua que acciona los sprinklers. Los
sistemas de rociadores son uno de los medios más fiables para controlar los incendios.
El porcentaje de eficacia de los sistemas de rociadores ha sido excelente durante más
de 100 años que llevan utilizándose. Este sistema ayudará a hacer de este edificio un
lugar más seguro para los usuarios e inmueble, también con el fin de que este trabajo
sea un aporte en materia de diseño de un sistema de red de agua para rociadores.
El diseño del sistema de sprinklers se realizará en el edificio Multimedia, en la
Facultad de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Austral de Chile, con el fin de
proteger de cualquier eventualidad de incendio, la vida e integridad de sus usuarios,
además de su patrimonio inmobiliario, ya que en él hay diferentes tipos de
infraestructuras como por ejemplo oficinas, salas de reunión, laboratorios, entre otros.
12
OBJETIVOS
Objetivos Generales
El objetivo general de este trabajo de título es elaborar el diseño de una red de
agua para accionar sprinklers contra incendios en el edificio 7000 ubicado en la
Facultad de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Austral de Chile, para proteger
principalmente la vida de sus trabajadores y estudiantes, además del patrimonio físico,
con el fin de reducir al mínimo el riesgo de incendio, propagación o extinción del fuego.
Objetivos específicos
1- Reducir al mínimo el riesgo de incendio
2- Proteger la vida de todas las personas en caso de producirse alguna eventualidad
de incendio, que se encuentren dentro de la edificación, manteniendo despejadas
y libres las vías de evacuación.
3- Proteger el patrimonio estructural de la Universidad Austral de Chile.
4- Resumir la forma en que se calculan o determinan los diferentes elementos a
implementar de acuerdo a sus respectivas normas.
5- Conocer y aprender la norma de diseño para la instalación de sistema de
rociadores, National Fire Protection Association (NFPA) 13 y otras.
13
Capítulo I
DEFINICIONES GENERALES, CARACTERÍSTICAS Y CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ROCIADORES
1.1 Descripción
En esta sección se establecerá la terminología de uso frecuente, en relación con los
sistemas de rociadores automáticos destinados a la protección contra incendio en las
construcciones de todo tipo. Además contiene una descripción general de los sistemas
de rociadores y establece las características que determinan la capacidad de los
rociadores para controlar o extinguir el fuego. A su vez, establece una clasificación de
los sistemas de rociadores basada en el tipo de la red, la disposición de las tuberías y el
diseño del sistema, en base a la Norma para la Instalación de Sistemas de Rociadores
NFPA 13.
1.2 Definiciones Generales
1.2.1 Incendio
Un incendio se define como un fuego no controlado de grandes proporciones que
puede surgir súbita o gradualmente y puede llegar a ocasionar lesiones o pérdidas de
vidas humanas, animales, graves deterioros en la estructura o deterioro ambiental.
(NCh933, 1997).
1.2.2 Control del Fuego.
Limitar el tamaño de un incendio mediante la aplicación de agua para disminuir la
tasa de liberación de calor y pre-humedecer los combustibles adyacentes, mientras se
controla la temperatura de los gases a nivel del techo para evitar daños estructurales.
14
1.2.3 Supresión del Fuego.
Reducción drástica de la tasa de liberación de calor de un incendio y prevención
de su reignición posterior, mediante la aplicación de agua en forma directa y suficiente,
a través de las llamas y hasta la superficie en combustión.
1.2.4 Sistema Diseñado Hidráulicamente.
Sistema de rociadores calculado, en el cual los diámetros de las tuberías son
seleccionados en base a cálculos de pérdida de presión, para proporcionar una
densidad de aplicación de agua prescrita, en galones por minuto por pié cuadrado
[(L/min)/m2], o una presión mínima de descarga o flujo por rociador prescrita.
1.2.5 Sistema de Rociadores
Es un sistema integrado por tuberías subterráneas y aéreas, diseñado de
acuerdo con normas de ingeniería en protección contra incendios. La instalación incluye
una o más fuentes de abastecimiento automático de agua. La parte del sistema de
rociadores que se ubica sobre el terreno, es una red de tuberías especialmente
dimensionada o diseñada hidráulicamente, instalada en un edificio, estructura o área -
generalmente superior - a la cual se anexan rociadores siguiendo un patrón de
distribución sistemático. La válvula que controla cada tubería vertical de alimentación
del sistema se ubica en el tallo vertical de alimentación, o en su tubería de alimentación.
Cada tallo vertical del sistema de rociadores incluye un dispositivo que acciona una
alarma cuando el sistema se encuentra en operación. El sistema habitualmente resulta
activado por acción del calor generado por un incendio y descarga agua sobre la
superficie incendiada.
1.3 Definiciones de los Tipos de Sistemas de Rociadores
1.3.1 Sistema Anticongelante.
Sistema de rociadores de tubería húmeda, que emplea rociadores automáticos
conectados a un sistema de tuberías que contiene una solución anticongelante y está
15
conectado a un suministro de agua. La solución anticongelante se descarga, seguida de
agua, inmediatamente después que se inicia la operación de los rociadores, abiertos
por efecto del calor de un incendio.
1.3.2 Sistema de Circulación en Circuito Cerrado.
Sistema de rociadores de tubería húmeda, que posee conexiones ajenas a la
protección contra incendios conectadas a sistemas de rociadores automáticos, con
tuberías dispuestas en forma de circuito cerrado, con el fin de utilizar las tuberías de los
rociadores para conducir agua para calefacción o enfriamiento. El agua no se elimina ni
se utiliza desde el sistema, sólo circula a través de las tuberías del sistema.
1.3.3 Sistema Combinado de Tubería Seca y de Preacción.
Sistema de rociadores que emplea rociadores automáticos conectados a un
sistema de tuberías que contiene aire bajo presión, con un sistema suplementario de
detección, instalado en las mismas áreas que los rociadores. La operación del sistema
de detección, acciona dispositivos de disparo que abren las válvulas de tubería seca
simultáneamente y sin pérdida de la presión de aire del sistema. La operación del
sistema de detección abre también válvulas de escape de aire listadas, ubicadas en el
extremo de la tubería principal de alimentación, lo que generalmente antecede a la
apertura de los rociadores. El sistema de detección sirve también como sistema
automático de alarma de incendio.
1.3.4 Sistema de Diluvio.
Sistema de rociadores que emplea rociadores abiertos, conectados a un sistema
de tuberías que se encuentra conectado a un suministro de agua a través de una
válvula que se abre por la operación de un sistema de detección instalado en las
mismas áreas que los rociadores. Cuando esta válvula se abre, el agua fluye a las
tuberías del sistema y se descarga desde todos los rociadores conectados a las
mismas.
16
1.3.5 Sistema de Tubería Seca.
Sistema de rociadores que emplea rociadores automáticos conectados a un
sistema de tuberías que contiene aire o nitrógeno bajo presión, y cuya liberación (desde
el momento de apertura de un rociador), permite que la presión de agua abra una
válvula que se conoce como válvula de tubería seca. El agua fluye hacia el sistema de
tuberías y sale por los rociadores abiertos.
1.3.6 Sistema Tipo Malla
Sistema de rociadores en el cual los cabezales paralelos están conectados por
múltiples ramales. Un rociador en operación recibe agua desde ambos extremos de su
ramal mientras que otros ramales ayudan a transferir agua entre cabezales.
Figura Nº 1 - Sistema Tipo Malla. (NCh 2095/4 parte 4: Diseño, dibujo y cálculo)
1.3.7 Sistema Tipo Anillo
Sistema de rociadores en el cual se interconectan múltiples cabezales, de
manera que provean más de una vía de alimentación de agua para un rociador en
operación, y los ramales no están conectados entre sí.
17
Figura Nº 2 - Sistema Tipo Anillo. (NCh 2095/4 parte 4: Diseño, dibujo y cálculo)
1.3.8 Sistema de Preacción.
Sistema de rociadores que emplea rociadores automáticos conectados a un
sistema de tuberías que contiene aire, que puede o no estar bajo presión; con un
sistema de detección suplementario instalado en las mismas áreas que los rociadores.
El accionamiento del sistema de detección abre una válvula que permite que el agua
fluya dentro de las tuberías del sistema de rociadores y se descargue desde cualquier
rociador que esté abierto.
1.3.9 Sistema de Tubería Húmeda.
Sistema de rociadores que emplea rociadores automáticos conectados a un
sistema de tuberías que contiene agua y que, a su vez, se conecta a un suministro de
agua, de tal forma que el agua se descargue inmediatamente, desde los rociadores
abiertos por el calor de un incendio.
1.4 Definiciones de los Componentes del Sistema.
1.4.1 Ramales.
Tuberías en las cuales se colocan los rociadores, ya sea directamente o a través
de niples ascendentes o descendentes.
18
1.4.2 Tuberías Principales Transversales.
Tuberías que alimentan a los ramales, ya sea directamente o a través de
tuberías ascendentes o montantes.
1.4.3 Tuberías Principales de Alimentación.
Tuberías que alimentan a las tuberías principales transversales, ya sea
directamente o a través de tuberías de alimentación verticales.
1.4.4 Acople Flexible para Tuberías, Listado.
Acople o accesorio listado, que permite el desplazamiento axial, rotación y, por lo
menos, 1º de movimiento angular de la tubería sin provocar daños en la misma.
Excepción: Para tuberías de 8 pulgadas (203,2 [mm]) de diámetro y mayores, se
permitirá un movimiento angular menor a 1º, pero no menor a 0,5º. (NFPA 13 –
Sección 1.4.4: Definiciones Generales)
1.4.5 Tubería Vertical de Alimentación.
Las tuberías verticales de alimentación de un sistema de rociadores.
1.4.6 Montante.
Una línea que sube verticalmente y alimenta a un rociador único.
1.4.7 Dispositivos de Supervisión.
Dispositivos dispuestos para supervisar la condición operativa del sistema de
rociadores automáticos.
1.4.8 Tallo del Sistema.
La tubería horizontal o vertical ubicada sobre superficie, entre el suministro de
agua y las tuberías principales (transversales o de alimentación), que contiene una
válvula de control (conectada ya sea directamente sobre la misma o en su tubería de
alimentación) y un dispositivo sensor de flujo de agua.
19
1.4.9 Cabezal
Tubería que alimenta los ramales, ya sea directamente o a través de accesorios
de unión.
Figura Nº 3 - Sistema de rociadores y sus componentes
1.5 Definiciones Referidas a los Rociadores.
1.5.1 Las características de un Rociador que definen su capacidad para controlar o extinguir un fuego son:
a) Sensibilidad Térmica. Medida de la rapidez con que funciona el elemento
térmico, en la forma en que se encuentra instalado en un rociador o conjunto de
rociadores específico. Una medida de la sensibilidad térmica es el Índice de
Tiempo de Respuesta (RTI) (Response Time Index) que se mide bajo
condiciones de ensayo normalizadas (NFPA 13 – Sección 1.4.5: Definiciones
Generales)
20
1. Los rociadores que responden a la definición de “respuesta rápida”
poseen un elemento térmico con un RTI de 50 o
menor, o
2. Los rociadores que responden a la definición de “respuesta estándar”
poseen un elemento térmico con un RTI de 80 o
mayor.
b) Temperatura de activación. En este punto se refiere a los rangos normales
de temperatura a que están destinados los rociadores automáticos y se
especifica el color con que se deben pintar los brazos del armazón para
identificar esta característica.
c) Diámetro del orificio. Se refiere al factor K, la descarga relativa y la
identificación de los rociadores según su diámetro de orificio.
d) Orientación de la instalación. Ver 1.5.3
e) Características de la distribución del agua. (Forma de aplicación, mojado
en las murallas, etc.)
f) Condiciones especiales de servicio. Ver 1.5.4
1.5.2 Según sus características de diseño y funcionamiento, los rociadores se definen como:
1.5.2.1 Rociador de Supresión Temprana y Respuesta Rápida (ESFR).
Tipo de rociador de respuesta rápida, que cumple con los criterios de 1.5.1. (a) y
está listado por su capacidad de proporcionar supresión de incendios para tipos
específicos de incendio de alto riesgo.
21
1.5.2.2 Rociador de Cobertura Extendida (EC).
Tipo de rociador, que cumple con las áreas de protección extendida
1.5.2.3 Rociador de Gota Grande.
Tipo de rociador que es capaz de producir gotas de agua grandes
características, y que está listado por su capacidad de proporcionar control de incendios
para riesgos de incendio específicos de alto riesgo.
22
1.5.2.4 Rociador Convencional/Estilo Antiguo.
Rociadores que dirigen entre el 40 y el 60% del total del agua inicialmente hacia
abajo y que están diseñados ya sea para ser instalados con el deflector hacia arriba o
hacia abajo.
1.5.2.5 Rociadores Abiertos.
Rociadores que no poseen accionadores ni elementos de respuesta al calor.
1.5.2.6 Rociadores de Respuesta Rápida. (QR)
Tipo de rociador de pulverización que posee un elemento térmico con un RTI de
50 [mts-seg] o menor, y está listado como un rociador de respuesta rápida para su uso
destinado.
1.5.2.7 Rociador de Respuesta Rápida y Supresión Temprana (QRES).
Tipo de rociador de respuesta rápida que cumple con los criterios de 1.5.1. (a)1 y
está listado por su capacidad de proporcionar supresión para incendios en riesgos de
incendio específicos.
1.5.2.8 Rociador de Respuesta Rápida y Cobertura Extendida (QREC).
Tipo de rociador de respuesta rápida que cumple con los criterios de 1.5.1. (a)1 y
cumple con las áreas de protección extendida definidas en el Capítulo 3.
23
1.5.2.9 Rociador Residencial.
Tipo de rociador de respuesta rápida, que cumple con los criterios de 1.5.1. (a)1
y ha sido investigado específicamente por su capacidad para incrementar la
supervivencia en la habitación en que se origina el incendio, y que está listado para uso
en protección de unidades habitacionales.
1.5.3 Según su Orientación, los rociadores se definen como:
1.5.3.1 Rociadores Ocultos
Son Rociadores empotrados, provistos de una tapa que se desprende a una
temperatura inferior a la temperatura de apertura del rociador.
1.5.3.2 Rociadores Embutidos
Rociadores en que la totalidad o parte del cuerpo, incluyendo el extremo roscado
donde se fija el deflector (pulveriza y forma el chorro de agua nebulizada en la zona
donde haya fuego), se encuentra montado por sobre el nivel más bajo del cielo.
1.5.3.3 Rociadores Semi-Embutidos
Son rociadores en que la totalidad o parte del cuerpo, excluyendo el extremo
roscado donde se fija el deflector, se encuentra montado dentro de una caja empotrada.
1.5.3.4 Rociadores Hacia Abajo
Son rociadores diseñados para ser instalados de manera tal, que la corriente de
agua va dirigida hacia abajo contra el deflector. Debido a la forma del deflector, el
24
chorro continuo de agua que sale del orificio de los rociadores estándar se fragmenta y
se cae en una pulverización en forma de paraguas.
1.5.3.5 Rociadores Hacia Arriba
Son rociadores diseñados para ser instalados de manera tal, que la descarga de
agua está dirigida hacia arriba contra el deflector.
1.5.3.6 Rociadores de Pared
Rociadores que tienen deflectores especiales y que están diseñados para
descargar la mayor parte de agua lejos de la pared donde están montados, dirigiendo
una pequeña porción de la descarga hacia la pared detrás del rociador.
1.5.4 Según sean sus aplicaciones o ambientes especiales, los rociadores se definen como:
1.5.4.1 Rociadores Resistentes a la Corrosión
Rociadores fabricados con materiales resistentes a la corrosión, o con un baño
especial, y que están destinados a ser usados en ambientes adversos.
1.5.4.2 Rociadores Secos
Ensamble de rociador y niple que tiene un sello en el punto de conexión del niple
con el rociador, para prevenir el ingreso de agua hasta que opere el rociador. El
propósito de los rociadores secos es evitar que el agua penetre dentro de un área
expuesta a congelamiento desde un sistema húmedo o para ser usados en un sistema
seco en posición hacia abajo.
25
1.5.4.3 Rociadores para Almacenamiento en Estanterías
Rociadores equipados con un escudo de protección integrado, para evitar que
sus elementos operativos, sean afectados por la descarga de rociadores instalados en
niveles más
1.6 Clasificación de los Recintos Según su Destino.
La clasificación de los recintos según su destino, que se presenta a continuación,
está relacionada solamente con la instalación de rociadores y su suministro de agua, en
ningún caso se debe entender como relacionada con los riesgos inherentes al uso que
se da a los recintos.
1.6.1 Recintos de Riesgo Ligero (RL)
Son recintos o sectores de éstos, donde la cantidad de combustibles es baja, y
se esperan fuegos con bajos índices de liberación de calor.
1.6.2 Recintos de Riesgo Ordinario (RO) Grupo 1
Son recintos o sectores de otros recintos, donde existe baja combustibilidad, la
cantidad de combustible es moderada, su altura de almacenamiento no excede los 2,40
[mts] y se esperan fuegos con un moderado índice de liberación de calor.
1.6.3 Recintos de Riesgo Ordinario (RO) Grupo 2
Son recintos o sectores de otros recintos, donde la cantidad y combustibilidad de
los contenidos es de moderada a alta, la altura de almacenamiento no excede a 3,70
26
[mts] y se esperan fuegos con índices de liberación de calor que varían de moderado a
alto
1.6.4 Recintos de Riesgo Extra (RE)
Son recintos o sectores de otros recintos, donde la cantidad y combustibilidad de
los contenidos es muy alta, y están presentes líquidos inflamables, combustibles, polvo,
u otros materiales, los cuales introducen la posibilidad de desarrollar rápidamente
fuegos con un alto índice de liberación de calor.
1.7 Cargas combustibles
Cantidad total de calor que se desprendería por combustión completa al
incendiarse totalmente un edificio o parte de él. Se expresa en J o sus múltiplos MJ o
GJ. También en kcal o Mcal. (NCh 1916.Of 1999)
1.7.1 Densidad de carga combustible media:
Carga combustible de un edificio o parte de él dividida por la superficie de la
planta correspondiente. Se expresa en ⁄ o ⁄ . (NCh1916.Of 1999)
1.7.2 Clasificación de los edificios según su densidad de carga combustible
Se establecen seis categorías para clasificar los edificios o sectores de ellos
según su densidad de carga combustible y su densidad de carga combustible puntual
máxima. Dicha clasificación se encuentra en la Tabla N°1. (NCh 1993 OF 87)
Tabla N° 1 - Clasificación de edificios (o sectores) según su densidad de carga
combustible puntual máxima.
27
Nota: Para clasificar un edificio o sector de él, se aplica la densidad de carga
combustible mayor de ambas columnas de la tabla.
1.8 Recintos de Riesgo Especial
Son recintos o sectores de otros recintos, donde existe un riesgo de incendio que
se considera grave. Ejemplos: los procesos de preparación de algodón, fábricas de
explosivos, refinerías de petróleo, fábricas de barnices y otras actividades similares, así
como líquidos inflamables.
Tabla N° 2 - Clasificación del Grupo de Recintos para almacenamiento misceláneo con
una altura igual o menor a 3,7 [mts]. (NCh2095 – Sección 1.8: Clasificación de
Recintos)
28
1.9 Nivel de Protección
Un edificio protegido por la instalación de un sistema de rociadores automáticos
debe estar provisto de rociadores en todas sus áreas.
Excepción: Cuando se permita la omisión de rociadores, en secciones
específicas de esta norma. (NFPA 13 – Sección 1.6: Nivel de Protección)
1.9.1 Sistemas de Área Limitada.
Cuando se instalen sistemas de rociadores parciales, se deben aplicar los
requisitos de esta norma allí donde resulten aplicables. En cada caso, debe consultarse
a la autoridad competente.
29
Capítulo II
REQUISITOS Y REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA DE INSTALACIÓN DE ROCIADORES AUTOMATICOS
2.1 Descripción de los Sistemas de Rociadores
Los rociadores automáticos o sprinklers son uno de los sistemas más antiguos
para la protección contra incendios en todo tipo de edificios. El porcentaje de eficacia de
los sistemas de rociadores ha sido excelente durante más de 100 años que llevan
utilizándose. Están concebidos para detectar un conato de incendio y apagarlo con
agua o controlarlo para que pueda ser apagado por otros medios. Los rociadores
automáticos protegen prácticamente la totalidad de los inmuebles, salvo contadas
ocasiones en las que el agua no es recomendable como agente extintor y deben
emplearse otros sistemas más adecuados. Se trata de un sistema totalmente
independiente y automático de protección contra incendios, por lo que no requiere de
ningún otro sistema que los active.
Un sistema de rociadores es un sistema integrado por tuberías subterráneas y
aéreas, diseñadas de acuerdo con las normas de ingeniería y cuya finalidad es la
protección contra incendios. La parte superior del sistema de rociadores es una red de
tuberías especialmente diseñadas hidráulicamente, e instaladas por lo general de forma
aérea, y en la cual se instalan los rociadores siguiendo un patrón de distribución
sistemático
La válvula que controla cada alimentador vertical del sistema, está localizada en
la misma alimentación vertical o en su tubería de alimentación. Cada alimentador
vertical del sistema incluye un dispositivo que acciona una alarma cuando el sistema
está en operación. El sistema es activado por el calor proveniente de un fuego y
descarga agua sobre el área que arde. En esta descarga sólo actúan los rociadores que
están en el área que ocurre el incendio. (NFPA 13 – Sección 3: Requerimientos del
Sistemas)
30
2.2 Requisitos de los sistemas.
En este punto se establece los requisitos que deben cumplir los sistemas y
elementos complementarios de los sistemas de rociadores.
2.2.1 Sistemas de Tubería Húmeda
2.2.1.1 Manómetros
En cada alimentador vertical del sistema se debe instalarse manómetros por
encima y por debajo de cada válvula de retención de alarma, cuando tales dispositivos
se encuentren presentes.
2.2.1.2 Válvulas de Alivio
Los sistemas de tubería húmeda tipo malla, se deben proveer de una válvula de
alivio con un diámetro no menor de 6,4 [mm], calibrada para operar a una presión no
mayor a 1.210 [kpa] (12,1 [bar]).
2.2.1.3 Sistemas Auxiliares
Se permite que un sistema de tubería húmeda abastezca a un sistema auxiliar de
tubería seca, de preacción o diluvio, siempre y cuando el suministro de agua resulte
adecuado.
31
Figura N°4 - Sistemas de tubería húmeda
2.3 Requisitos de Instalación
En este punto de requisitos de instalación solo se hará mención a los requisitos
básicos que deben cumplir los rociadores automáticos en sistemas de tubería húmeda
Tipo Malla.
Ahora de acuerdo a las características del edificio Multimedia, que presenta una
construcción con materiales resistentes y duraderos, como paneles de maciza y madera
laminada, que son revestimientos con altos índices de combustión, además de eso no
cuenta con potenciales peligros de almacenamiento de combustibles, ya que estos se
disponen en pequeñas cantidades. La superficie total del edificio Multimedia es de
1.316 y representa un riesgo Ligero, de acuerdo a las normativas vigentes
NFPA 13 y NCh 2095 of 2001 (Véase listado de recintos de riesgo ligero, anexo G).
Para nuestros cálculos ocuparemos como área de diseño 195 de los 326
32
que tiene cada piso, ya que no se considerará el pasillo por la baja combustibilidad que
esta tiene.
Además se empleará rociadores de respuesta rápida (QR), y se hará uso el
sistema tipo malla para representar el diseño del sistema. Por lo tanto de aquí en
adelante se limitará el área de trabajo y será basado solamente a esta referencia.
2.3.1 Desarrollo de los Rociadores Automáticos.
Los rociadores automáticos son dispositivos para distribuir automáticamente
agua sobre un foco de incendio, en cantidad suficiente para dominarlo. Aunque los
actuales sistemas de rociadores no están diseñados para extinguir el fuego, aunque
muchos sistemas han conseguido hacerlo.
El agua llega a los rociadores a través de un sistema de tuberías, generalmente
suspendidas del techo; los rociadores están situados a determinada distancia a lo largo
de ellas. El orificio de los rociadores automáticos está normalmente cerrado por un
disco o caperuza, sostenido en su sitio por un elemento de disparo termosensible. La
figura N° 5 indica, en secuencia fotográfica, el funcionamiento de un típico rociador
automático de elemento termosensible.
Figura Nº 5 - Funcionamiento de Rociadores automáticos. (Nch 2095/3 parte 3:
Requisitos de los sistemas y de Instalación)
33
2.3.2 Requisitos Básicos
Los requisitos de espaciamiento, ubicación y posición de los rociadores se basan
sobre los siguientes principios:
a) Los rociadores se instalan en la totalidad del edificio;
b) Los rociadores se ubican de manera tal de no exceder el área máxima de
cobertura de cada rociador
c) Los rociadores se posicionan y ubican de manera que proporcionen un
desempeño adecuado con respecto al tiempo de activación y distribución.
Las válvulas y los manómetros del sistema, se deben instalar en lugares
accesibles para su operación, inspección, pruebas y mantención. (NFPA 13 – Sección
4: Requisitos de Instalación)
2.3.3 Limitaciones del Área de Protección del Sistema
La superficie máxima de cualquier planta protegida por rociadores, abastecidos
por una tubería vertical de alimentación del sistema de rociadores o por una tubería
vertical de alimentación del sistema de rociadores combinados, debe ser la que sigue:
34
2.3.4 Selección del Tipo de Rociador
Los rociadores deben ubicarse, espaciarse y posicionarse de acuerdo con los
requisitos de la presente sección, además se señala que los siguientes rociadores son
solamente para instalar en sistemas de tubería húmeda y clasificación de riesgo ligero,
como a continuación se describe:
Rociadores Estándar Hacia Arriba y Hacia Abajo: Se permiten rociadores de
rocío orientados hacia arriba y hacia abajo, en todo tipo de construcción y
clasificación de riesgo de destino.
2.3.4.1 Temperatura de Activación.
Deben utilizarse rociadores con temperatura de activación ordinaria en toda la
superficie de los edificios.
Excepción N°1: cuando la temperatura máxima en el cielorraso supere los 100°f (38°c),
deben utilizarse rociadores con temperaturas de activación en concordancia con las
temperaturas máximas en el cielorraso que figuran en el Tabla N°3.
35
Tabla N° 3 - Clasificación de temperatura de los rociadores basada en la distancia
desde la fuente de calor. (NCh2095 – Sección 3: Requisitos de Instalación)
2.3.5 Áreas de Protección por Rociador
2.3.5.1 Determinación del Área de Protección Cubierta
El área de protección de cobertura por rociador (As) debe determinarse como
sigue:
36
(a) A lo Largo de Ramales. Determine la distancia entre rociadores (o la distancia
a la pared u obstrucción, en el caso del último rociador del ramal), corriente
arriba y corriente abajo. Elija el valor mayor entre dos veces la distancia a la
pared o la distancia al próximo rociador. Esta dimensión se denominará “S”.
(b) Entre Ramales. Determine la distancia perpendicular al rociador del ramal
adyacente (o a la pared u obstrucción, en el caso del último ramal) a ambos
lados del ramal sobre el cual se ubique el rociador en cuestión. Elija el valor
mayor entre: dos veces la distancia hasta la pared u obstrucción o la distancia al
próximo rociador. Esta dimensión se denominará “L”.
El área de protección de cobertura del rociador se establece multiplicando la
dimensión S por la dimensión L.
(1)
2.3.5.2 Área Máxima de Protección de Cobertura.
El área máxima de protección de cobertura permitida para un rociador ( ) debe
estar en concordancia con el valor indicado en la Tabla N° 3 y en ningún caso debe
exceder de 225 (20,9 ).
2.3.5.3 Espaciamiento Entre Rociadores
2.3.5.3.1 Distancia Máxima Entre Rociadores
La distancia máxima permitida entre rociadores, se debe basar en la distancia de
la línea central entre los rociadores de un ramal o de un ramal adyacente. Se debe
medir a lo largo de la pendiente del cielo y cumplir con el valor indicado en esta sección
y corresponder a cada tipo y estilo de rociador. Debe ser establecida de acuerdo a la
Tabla Nº 4.
37
Tabla N° 4 - Rociadores estándar hacia arriba y hacia abajo - Áreas de protección y
espaciamiento máximo. (NCh2095 – Sección 3: Requisitos de Instalación)
2.3.5.3.2 Distancia Mínima Entre Rociadores
Los rociadores deben presentar una distancia de centro a centro no menor a 6
pies (1,8 [mts])
2.3.5.3.3 Distancia Máxima a las Paredes
La distancia entre los rociadores y las paredes no debe ser mayor a la mitad de
la distancia máxima permitida entre rociadores indicada en la Tabla N°3. La distancia de
la pared al rociador debe medirse perpendicular a la pared. Cuando las paredes
presenten inclinaciones o irregularidades, la distancia máxima horizontal entre un
rociador y cualquier punto de la superficie de piso protegida por el rociador no debe ser
mayor a 0,75 veces la distancia permitida entre rociadores, siempre que no se exceda
la distancia perpendicular máxima.
2.3.5.3.4 Distancia Mínima Desde las Paredes.
Los rociadores deben ubicarse a una distancia mínima de 4 pulgadas (102 [mm])
de la pared.
2.3.5.5 Obstrucciones a la Descarga del Rociador
Los rociadores deben ubicarse buscando minimizar las obstrucciones a la
descarga o deben proporcionarse rociadores adicionales para asegurar una adecuada
cobertura del riesgo.
38
Los rociadores deben disponerse en forma tal que cumplan con la Tabla N° 4 y la
Figura N° 5.
Figura N° 5 - Patrón de distribución típico de un rociador deflector normal. (NFPA
13 – Sección 4: REQUISITOS DE INSTALACION)
2.3.5.5.1 Obstrucciones al Desarrollo del Patrón de Descarga del Rociador
a) Las obstrucciones continuas o discontinuas ubicadas a menos de 18
pulgadas (457 [mm]) por debajo del deflector del rociador que eviten el
desarrollo total del patrón deben cumplir con esta sección.
b) Los rociadores deben ubicarse de tal manera que se encuentren a una
distancia tres veces mayor a la dimensión máxima de una obstrucción
hasta un máximo de 24 pulgadas (609 [mm]) (por ejemplo, miembros
estructurales, tubos, columnas, y accesorios).
39
2.3.5.5.2 Obstrucciones a la Descarga del Rociador que Evitan alcanzar el Riesgo.
a) Las obstrucciones continuas o discontinuas que interrumpan la
descarga de agua en un plano horizontal ubicado a una distancia mayor a
18 pulgadas (457 [mm]) por debajo del deflector del rociador de un modo
que eviten a la distribución alcanzar el riesgo protegido, deben cumplir
con esta sección.
b) Deben instalarse rociadores por debajo de las obstrucciones fijas que
presenten un ancho mayor a 4 pies (1,2 [mts]), tales como conductos,
cubiertas, mesas de corte y puertas elevadas.
c) Los rociadores instalados por debajo de rejillas abiertas deben ser del
tipo para nivel intermedio o el de almacenamiento en estanterías o estar
protegidos de algún otro modo de la descarga de los rociadores
superiores.
2.3.5.5.3 Espacio Libre Respecto del Almacenamiento Debe mantenerse un espacio libre de 18 pulgadas (457 [mm]) o mayor entre el
deflector y la parte superior del almacenamiento.
2.3.7 Instalación de Tuberías.
2.3.7.1 Válvulas.
2.3.7.1.1 Válvulas que Controlan los Sistemas de Rociadores.
Cada sistema debe estar provisto de una válvula indicadora listada, localizada en
una posición accesible, ubicada de modo que controle todas las fuentes automáticas de
suministro de agua.
Debe instalarse por lo menos una válvula indicadora listada en cada fuente de
suministro de agua.
Cuando exista más de una fuente de suministro de agua, debe instalarse una
válvula de retención en cada conexión.
40
Cuando un sistema único de rociadores de tubería húmeda se encuentre
equipado con una conexión para el departamento de bomberos, la válvula de alarma se
considera como una válvula de retención y no se requiere de una válvula de retención
adicional.
2.3.7.1.2 Válvulas Reductoras de Presión.
En las partes de los sistemas donde no todos los componentes fueran listados
para presiones mayores a 175 [psi] (12,1 [bar]) y exista la posibilidad de una presión de
agua normal (no en condición de incendio) que supere los 175 [psi] (12,1 [bar]), debe
instalarse una válvula reductora de presión listada y calibrada para una presión de
salida que no supere los 165 [psi] (2,4 [bar]) a la presión máxima de entrada.
Deben instalarse manómetros tanto del lado de entrada como de salida de cada
válvula reductora de presión.
Debe proporcionarse una válvula de alivio de un diámetro no menor a ½ pulgada
(13 [mm]) del lado de la descarga de la válvula reductora de presión, calibrada para
operar a una presión que no supere los 175 [psi] (12,1 [bar]).
2.3.8 Adicionales del Sistema.
2.3.8.1 Alarmas de Rociadores.
2.3.8.1.1 Sensores de Flujo de Agua.
a) Deben proporcionarse sensores de flujo de agua en todos los sistemas
de rociadores que posean más de 20 rociadores.
b) Debe instalarse un dispositivo de retardo en cada válvula de retención
de alarma utilizada bajo condiciones de presión de agua variable. Deben
proporcionarse válvulas en las conexiones de los dispositivos de retardo,
para permitir su reparación o remoción sin poner fuera de servicio a los
rociadores. Estas válvulas deben estar dispuestas de modo que puedan
asegurarse o sellarse en posición abierta.
41
c) Las válvulas de alarma, de tubería seca, de preacción y de diluvio
deben estar provistas de una conexión de derivación para el ensayo de
alarma del interruptor eléctrico de la alarma o la campana del motor de
agua o ambos. Esta tubería de conexión debe efectuarse del lado del
sistema correspondiente al suministro de agua, y debe contar con una
válvula de control y un drenaje para la tubería de alarma. En las válvulas
de tubería seca, debe instalarse una válvula de retención en la tubería de
conexión de la cámara intermedia.
Excepción: En la tubería vertical de alimentación, la conexión de ensayo de
alarma puede realizarse en una válvula de alarma sobre el lado que corresponde
al sistema.
42
Capítulo III
MÉTODOS DE DISEÑO.
Los requisitos de demanda de agua deben determinarse a partir del método de
control de incendios que corresponda al riesgo de ocupación. (NFPA 13 – Sección 5:
Métodos de Diseño y NCh2095 – Sección 4: Métodos de diseño)
3.1 Método de Control de Incendios según el Riesgo de Ocupación.
3.1.1 Clasificación de las Ocupaciones.
La clasificación de las ocupaciones se refiere únicamente a la instalación de los
rociadores y a sus suministros de agua. No debe ser utilizada como una clasificación
general de los riesgos de las ocupaciones.
Las ocupaciones o partes de ocupaciones, deben clasificarse de acuerdo a la
cantidad y combustibilidad de sus contenidos; a las tasas de liberación de calor
esperadas, al potencial total de liberación de energía, la altura de las pilas de
almacenamiento, y la presencia de líquidos inflamables y combustibles, utilizando las
definiciones contenidas en los capítulos anteriores.
Las clasificaciones son las siguientes:
Riesgo Leve.
Riesgo Ordinario (Grupos 1 y 2)
Riesgo Extra (Grupos 1 y 2)
Riesgo de Ocupación Especial.
Los rociadores en ocupaciones de riesgo leve deben ser de respuesta rápida
(QR).
3.1.2 Requisitos de Demanda de Agua - Métodos de Cálculo Hidráulico.
Los requisitos mínimos de suministro de agua para un sistema de rociadores
diseñado hidráulicamente para el control de incendios de un riesgo de ocupación,
43
deben determinarse adicionando al suministro de agua para rociadores la demanda
para chorro de manguera de la Tabla N° 5. Este suministro debe estar disponible
durante el tiempo mínimo especificado en el cuadro ya antes mencionado.
El suministro de agua empleado exclusivamente para rociadores, debe
determinarse a partir de las curvas área/densidad de la Figura N° 7, de acuerdo con el
método Área/Densidad, o basándose en el método de diseño “del cuarto”, dependiendo
del criterio del diseñador. Para la consideración de áreas especiales, se requieren
cálculos hidráulicos separados.
Tabla N° 5 - Requerimientos de agua para mangueras y duración del suministro de
agua. (NCh – Sección 4: Métodos de Diseños)
Para el método de diseño Área/Densidad, se aplican las siguientes restricciones:
(a) Para áreas de operación de rociadores menores a 1500 (139 )
utilizados en Ocupaciones de Riesgo Leve y Ordinario, debe utilizarse la
densidad que corresponde a 1500 (139 ). Para áreas de operación
de rociadores menores a 2500 (23 2) en Ocupaciones de Riesgo
Extra, debe utilizarse la densidad correspondiente a 2500 (232 ).
(b) En los edificios que posean espacios ocultos combustibles sin rociadores, el
área mínima de operación de los rociadores debe ser 3000 (279 ).
(c) Debe adicionarse la demanda de agua de los rociadores instalados en
estanterías o cortinas de agua a la demanda de agua en el punto de conexión de
los rociadores del cielorraso. Las demandas deben equilibrarse a la presión más
alta.
44
No es necesario adicionar a la demanda del cielorraso la demanda de los
rociadores instalados en espacios cerrados o debajo de obstrucciones tales
como ductos y mesas de corte.
(d) Cuando los gabinetes interiores con mangueras se proyecten o requieran
según otras normas, se debe adicionar a los requisitos de los rociadores una
tolerancia de agua total de 50 [gpm] (189 [L/min]) para la instalación de un
gabinete con una única manguera, ó 100 [gpm] (378 [L/min]) para la instalación
de un gabinete con múltiples mangueras. La tolerancia de agua debe adicionarse
en incrementos de 50 [gpm] (189 [L/min]), empezando en el gabinete de
manguera más lejano, agregando cada incremento a la presión requerida por el
diseño del sistema de rociadores en ese punto.
(e) Cuando se conecten válvulas para mangueras para uso del departamento de
bomberos en tallos verticales de alimentación de sistemas húmedos, no es
necesario agregar el suministro de agua a la demanda de la tubería para
gabinetes tal como se determina según la norma NFPA 14, Norma para
Instalación de Sistemas de Tuberías para Hidrantes y Mangueras.
(f) En la conexión a la tubería principal de la red municipal o en la conexión a un
hidrante de patio; la que estuviera más próxima a la tubería vertical de
alimentación, debe adicionarse a los requisitos de los rociadores y la manguera
interior, la tolerancia de agua de la manguera del sistema exterior.
(g) Cuando se proporcione un servicio de alarma por flujo de agua en estación
central o remota, se permiten los valores de duración más bajos del Tabla N° 5.
(h) Cuando las bombas, tanques de gravedad o tanques de presión alimenten
únicamente a los rociadores, no resulta necesario considerar los requisitos de las
mangueras interiores y exteriores, para determinar el tamaño de dichas bombas
o tanques.
45
Los requisitos totales de suministro de agua del sistema, deben determinarse de
acuerdo con los procedimientos de cálculo hidráulico.
3.1.2.1 Método Área/Densidad.
El suministro de agua requerida exclusivamente para rociadores, debe calcularse
a partir de las curvas área/densidad de la Figura N° 7. Los cálculos deben satisfacer
cualquier punto individual ubicado sobre la curva área/densidad correspondiente, como
sigue:
(a) Curva 1 Área/Densidad para Riesgo Leve
(b) Curva 2 Área/Densidad para Riesgo Ordinario (Grupo 1)
(c) Curva 3 Área/Densidad para Riesgo Ordinario (Grupo 2)
(d) Curva 4 Área/Densidad para Riesgo Extra (Grupo 1)
(e) Curva 5 Área/Densidad para Riesgo Extra (Grupo 2)
No es necesario cumplir todos los puntos de la curva seleccionada.
Figura N° 7 - Curvas área/densidad. (NFPA 13 – Sección 5: Métodos de Diseños)
46
Cuando se utilicen rociadores listados de respuesta rápida (QR) en todo el
sistema, puede reducirse el área de operación del sistema sin revisar la densidad como
se indica en la Figura N° 8, cuando se satisfagan todas las siguientes condiciones:
Sistema de tubería húmeda
Ocupación de Riesgo Leve u Ordinario
Altura máxima del cielorraso: 20 [pies] (9,0 [mts])
El número de rociadores en el área de diseño nunca debe ser menor a
cinco.
Figura N° 8 - Porcentaje de reducción del área de diseño, según la altura de cielo.
(NCh2095 – Sección 4: Métodos de Diseños)
47
3.2 Aplicación de la Hidráulica en el diseño del sistema de rociadores
La hidráulica es parte de la Mecánica que estudia el equilibrio y el movimiento de
los fluidos con aplicación a los problemas de naturaleza práctica. En nuestro caso,
estudia el flujo de agua que pasa por las tuberías y orificios, tales como las salidas de
los hidrantes, lanzas de las mangueras o rociadores. En esta parte del capítulo se
describirán las propiedades físicas del agua que afectan a los cálculos hidráulicos,
además se mencionarán las fórmulas utilizadas para calcular el caudal y las pérdidas de
presión en los sistemas de protección a diseñar.
3.2.1 Fuentes de Presión.
Las fuentes de presión que se encuentran normalmente en un sistema hidráulico
de protección contra incendios son las siguientes:
Gravedad: (Depósitos atmosféricos, depósitos elevados, tomas de agua);
La presión es la altura de la superficie del depósito de agua sobre el punto
considerado, medida directamente en metros o convertida a partir de la
lectura de un manómetro.
Bombeo: La altura es la suma de la presión de descarga de la bomba,
más menos la diferencia de altura entre el manómetro de descarga de la
bomba y el punto considerado.
Presión Neumática: (Depósitos de presión); La altura del agua es la del
aire del depósito, más menos cualquier diferencia de altura entre la
superficie del depósito de agua y el punto considerado.
Combinadas: Cualquier combinación de las fuentes mencionadas.
3.2.2 Descarga de Agua a Través de Orificios.
Cuando un líquido sale de una tubería, conducto o recipiente a través de un
orificio a la atmósfera, la presión normal se convierte en altura de velocidad.
El caudal del agua a través de un orificio puede expresarse en función de la velocidad y
de la sección, siendo la relación básica , del chorro.
48
Donde:
Q: Caudal. ⁄
a : Área de la sección.
v : Velocidad. ⁄
Combinando esta ecuación con la relación de Torricelli, (Juan G. Saldarriaga,
1998) se obtiene:
√ (2)
De aquí se deduce que, expresando el diámetro del orificio en , y el caudal
en . Se obtiene la siguiente expresión:
√ (3)
Donde:
Q: Caudal. ⁄
d : Diámetro interior.
: Presión de velocidad.
Las ecuaciones anteriores suponen: (2) el chorro es continuo y del mismo
diámetro que el orificio de salida y (3) que la totalidad de la altura se convierte en
presión de velocidad, uniforme en toda la sección. Pero este es un caso teórico al que
no se llega nunca, como se verá a continuación.
3.2.2.1 Coeficiente de Descarga
En condiciones reales con lanzas u orificios, la velocidad, considerada como
velocidad media en toda la sección del chorro, a veces es algo inferior a la velocidad
calculada a partir de la presión. Esta reducción se debe al rozamiento de la lanza u
orificio y se expresa mediante un coeficiente de velocidad . Los valores de , se
49
calculan mediante pruebas de laboratorio. Cuando las lanzas están bien diseñadas,
este coeficiente es casi constante y aproximadamente a 0,98.
Algunas lanzas de los sistemas contra incendios están diseñadas de modo que
la sección real del chorro sea algo menor que la del orificio. Esta diferencia se
contempla mediante un coeficiente de contracción . Para orificios con aristas vivas su
valor es aproximadamente de 0,62.
Generalmente los coeficientes de velocidad y contracción se combinan como un
solo coeficiente de descarga denominado :
(4)
Por consiguiente la ecuación básica del caudal se puede escribir así:
√ (5)
El coeficiente de descarga se define como la relación entre la velocidad de
descarga real y la teórica. Para un orificio o lanza específica, los valores de se
calculan mediante procedimientos normalizados de ensayo a partir de esta definición. El
caudal real descargado se mide con contadores o con “depósitos tarados”. El caudal
teórico se calcula con , midiendo con toda precisión el diámetro del orificio o la
lanza y con la presión de velocidad medida según la ecuación del caudal.
Existen coeficientes de descarga para la salida del agua a través de hidrantes,
lanzas de mangueras, rociadores automáticos y otros orificios corrientes de protección
contra incendios. En la Tabla Nº 6 se incluyen los valores representativos de esos
coeficientes de descarga. Como antes, estos coeficientes sólo se aplican cuando sale
agua por todo el orificio o lanza con un perfil de velocidad razonablemente uniforme.
50
Tabla N° 6 - Coeficientes de descarga típicos de lanzas de chorros compactos. (Nch
2095/4 parte 4: Diseño, dibujo y cálculo)
3.2.3 Medición del Caudal.
3.2.3.1 Método de la Lanza para Medición de Caudales
La velocidad de descarga se puede calcular también a partir de la presión
manométrica en la base de la lanza. La fórmula para el cálculo establece que:
√
√ (
) (6)
Donde:
: Caudal. ⁄
: Coef. de descarga.
: Diámetro de salida.
: Presión manométrica en la base de la lanza.
51
: Diámetro interior del acoplamiento del manómetro.
Esta es la misma fórmula que se utiliza para calcular la descarga en un orificio,
excepto que:
(1) la presión manométrica en la base de la lanza se sustituye por la presión de
Pitot y
(2) se añade un factor que representa la relación entre la presión manométrica
(normal) y la presión total en la base de la lanza (que es la manométrica más la
presión de velocidad).
Cuando se utiliza la presión en la base, el manómetro se une a un acoplamiento
cercano a la lanza con un tramo recto de tubería o manguera para eliminar las
turbulencias o las inestabilidades del caudal. Para mayor precisión de la que ofrece un
acoplamiento sencillo, se puede utilizar uno piezométrico. Con este dispositivo se
conecta el manómetro a un tubo anular con pequeños agujeros taladrados a su
alrededor. La presión estática media resultante, medida en el manómetro, es la de la
fórmula anterior. (Juan G. Saldarriaga, 1998)
Aunque es útil y exacto para el cálculo del caudal en dispositivos fijos, la medida
de la presión en la base de la lanza no es práctica para los chorros de mangueras.
No obstante, como el tubo de Pitot no es útil para mediciones en boquilla de
pulverización de agua o en otros sistemas especiales, es necesario utilizar el método de
la presión en la base.
3.2.4 Cálculos de Descarga de los Rociadores.
3.2.4.1 Constante de Descarga del Rociador
Para simplificar los cálculos en un orificio o lanza concretos, se pueden
multiplicar las constantes de la fórmula de caudal, reduciéndolas a:
√
√ (7)
52
Donde:
: Caudal. ⁄
: Factor , descarga relativa
: Presión en bar.
La identificación de los rociadores según su diámetro de orificio debe
corresponder a lo indicado en la Tabla Nº 7.
Nota:
El factor K, la descarga relativa, y la identificación de los rociadores que posean
distintos tamaños de orificio, debe estar de acuerdo al Tabla N°10.
Excepción N°1: Se permiten rociadores listados que presenten roscas diferentes
de las indicadas en Tabla N°7.
Excepción N°2: Se permiten rociadores con un diámetro de orificio mayor, que
incrementen el flujo en un 50 por ciento respecto de un rociador con un orificio de
½ pulgada (12,7 [mm]). (NFPA 13 – Sección 4-4.9: Aplicación de los tipos de
Rociadores)
Para las ocupaciones de Riesgo Leve que no requieran de una descarga de
agua tan importante como la que genera un rociador con orificio nominal de 1/2 pulgada
(12,7 [mm]) operando a 7 [lb/pulg²] (0,5 [bar]), se permite el uso de rociadores con
orificio más pequeño, si cumplen las siguientes restricciones:
a. El sistema debe calcularse hidráulicamente (NFPA 13 – Sección 6: Planos y
Cálculos)
b. Los rociadores con orificio pequeño sólo se permiten en sistemas húmedos.
c. Para los rociadores con orificios de tamaños nominales menores a 3/8 de
pulgada (9,5 [mm]), debe proveerse un filtro listado, del lado del suministro de
agua
53
Tabla N° 7 - Identificación de características de descarga de rociadores. (NCh2095 -
Sección 2: Componentes y Accesorios del Sistema)
3.2.5 Procedimientos de Cálculo Hidráulico.
Un sistema calculado para un edificio, o una ampliación calculada para un
sistema de un edificio con rociadores ya existente, sustituye a las reglas de esta norma
referidas a tabulaciones de tubos, a excepción de que todos los sistemas sigan estando
limitados por el área, y que los diámetros de las tuberías no podrán ser menores a 1
pulgada (25,4 [mm]) nominal para tuberías ferrosas ni menores a ¾ pulgada (19 [mm])
nominal para tuberías de cobre o tuberías no metálicas listadas para el servicio de
rociadores de lucha contra incendios. El diámetro de las tuberías, número de rociadores
por ramal y número de ramales por tubería principal transversal, se encuentran
limitados únicamente por el abastecimiento de agua disponible. Sin embargo, deben
cumplirse las restricciones referidas al espaciamiento de los rociadores y todas las
demás reglas cubierta por ésta y otras normas aplicables. (NFPA 13 – Sección 6:
Planos y Cálculos)
54
Tabla N° 8 - Tabulaciones de Tuberías para Riesgo Leve. (NCh2095 - Sección 4:
Planos y Cálculos)
3.2.6 Fórmula de Pérdidas por Fricción
3.2.6.1 Fórmula de Hazen Williams
Las fórmulas de caudal rozamiento que se utilizan normalmente en la hidráulica
de protección contra incendio han sido establecidas de modo experimental. Por lo tanto
las pérdidas por fricción en la tubería se deben determinar sobre la base esta fórmula, y
para ello utilizaremos la expresión (2.10), (NFPA 13 – Sección 6: Planos y Cálculos)
(8)
Donde:
: Resistencia friccional en [kPa] por metro de tubería
: Flujo en [l/min]
: Diámetro interior en [mm]
: Coeficiente de pérdida por fricción.
55
3.2.6.2 Cálculo de pérdidas por rozamiento o fricción
La solución a los problemas de protección contra incendios relativos a caudales y
fricciones en las tuberías, no requiere el cálculo directo mediante fórmulas, porque
existen tablas y diagramas. No obstante al usar las tablas y diagramas, que
simplifiquen, hay que tener gran cuidado para saber el valor de C (coeficiente de
fricción). Si el tipo o estado de una tubería requiere el uso de un C distinto, las pérdidas
por fricción obtenidas en la tabla se deben multiplicar o un factor de conversión para
hallar los resultados correctos. (NFPA 13 – Sección 6: Planos y Cálculos)
3.2.6.2.1 Pérdidas Primarias
Las pérdidas primarias son las “pérdidas de superficie” en el contacto del fluido
con la superficie (capa límite), rozamiento de unas capas de fluido con otras (régimen
laminar) o las partículas de fluido entre sí (régimen turbulento). Tienen lugar en flujo
uniforme y por lo tanto, principalmente se producen en tramos de tuberías de sección
constante.
(9)
Donde:
: Longitud de la tubería. [pie]
: Pérdida del Carga Fórmula de Hazen Williams
3.2.6.3 Fórmula de presión de velocidad
La presión de velocidad se debe determinar mediante la expresión, (NFPA 13 –
Sección 6: Planos y Cálculos)
(10)
Donde:
: Presión de velocidad en [kPa]
56
Q: Flujo en ⁄
D: Diámetro interior en
3.2.6.4 Fórmula de Presión Normal
La presión normal ( ) se debe determinar mediante la fórmula siguiente: (NFPA
13 – Sección 6: Planos y Cálculos)
(11)
Donde:
: Presión normal;
: Presión total [kPa];
: Presión de velocidad [kPa]
Cuando se use la presión normal ( ) para calcular el flujo de un orificio, se
deben usar los supuestos siguientes:
a. Sólo la presión normal puede operar en cualquier salida de flujo a lo largo de la
tubería, excepto la salida del extremo. La presión total ( ) puede operar en la
salida del extremo. Se deben considerar salidas del extremo, las siguientes:
- El último rociador con flujo en el extremo de un ramal;
- El último ramal con flujo en el extremo de un cabezal;
- Cualquier rociador donde se presente una división de flujo de un ramal
del sistema tipo malla; y
- Cualquier ramal donde se presente una división de flujo en un sistema
tipo anillo.
- En cualquier salida de flujo a lo largo de la tubería, excepto la salida
del extremo, la presión de operación que ocasiona el flujo por la salida,
57
es igual a la presión total ( ) menos la presión de velocidad ( ) en el
suministro de agua.
- Para encontrar la presión normal ( ) en cualquier salida del flujo,
excepto la salida del extremo, tomar un flujo desde la salida en
cuestión determinar la presión de velocidad ( ) para el flujo total en el
lado de aguas arriba.
- La presión mínima de operación de cualquier rociador debe ser de 0,5
[bar] y los componentes del sistema deben ser capaces de soportar la
presión máxima de trabajo, no menor a 12,1 [bar]. (NFPA 13 – Sección
6: Planos y Cálculos)
3.2.6.5 Puntos Hidráulicos de Unión.
Las presiones en los puntos o nudos hidráulicos de unión, deben equilibrarse
dentro de un rango de 0,5 [lb/pulg²] (0,03 [bar]). La presión más alta en el punto de
unión, y los flujos totales ajustados, deben transferirse a los cálculos.
3.2.6.6 Pérdidas secundarias.
En la mayor parte de los sistemas de flujo, la pérdida de energía primaria se
debe a la fricción del conducto. Los demás tipos de pérdidas son pequeños en
comparación, y por consiguiente se hace referencia a ellas como pérdidas menores.
Las pérdidas menores ocurren cuando hay un cambio en la sección cruzada de la
trayectoria del flujo o en la dirección de flujo, o cuando la trayectoria del flujo se
encuentra obstruida, como sucede con una válvula. La energía se pierde bajo estas
condiciones debido a fenómenos físicos bastante complejos. (NFPA 13 – Sección 6:
Planos y Cálculos)
La magnitud de las pérdidas menores se puede encontrar en muchos
documentos de referencia y se expresa de diversas maneras, siendo las más
corrientes:
58
a) de longitud equivalente ⁄
b) Coeficiente de caudal ( ).
c) Coeficiente de resistencia (k); está pérdida secundaria no será
expresada, ya que es bastante conocida.
Pérdidas secundarias:
(12)
Donde:
: Fittings y Accesorios. (Ver Tabla N°12)
: Pérdida del Carga Fórmula de Hazen Williams
3.2.6.7 Longitudes de Tubería Equivalente para Válvulas y Accesorios.
Para determinar la longitud equivalente de tubo para accesorios y dispositivos,
debe utilizarse la Tabla N° 9, a menos que los datos de ensayo del fabricante indiquen
que resultan apropiados otros factores. Para conexiones tipo silleta que presenten una
pérdida por fricción mayor a la indicada en la Tabla N°9, la pérdida por fricción
incrementada debe ser incluida en el cálculo hidráulico. Para diámetros internos de
tubería diferentes de los de la tubería de acero Cédula 40, la longitud equivalente
mostrada en la Tabla N° 9 debe ser multiplicada por un factor derivado de la siguiente
fórmula: (NFPA 13 – Sección 6: Planos y Cálculos)
[
]
(13)
59
El factor así obtenido debe ser modificado luego, tal como se requiere en la
Tabla N° 10.
Tabla N° 9 - Tabla de Longitudes Equivalentes de Tubería de Acero Cédula 40.
(NCh 2095 - Sección 4: Planos y Cálculos)
La Tabla N° 9 debe utilizarse únicamente para Hazen y Williams con C=120.
Para otros valores de C, los valores de la Tabla N° 9 deben multiplicarse por los
factores indicados en la Tabla N° 10.
Tabla N° 10 - Multiplicador del Valor C. (NFPA 13 - Sección 6: Planos y Cálculos)
NOTA: Esta Tabla se basa en la pérdida por fricción a través del accesorio, siendo
independiente del factor C disponible para la tubería.
60
Tabla N° 11 - Valores C de Hazen-Williams. (NFPA 13 - Sección 6: Planos y Cálculos)
3.2.7 Fórmulas para el cálculo hidráulico de los rociadores.
3.2.7.1 Caudal Inicial
(14)
3.2.7.2 Rociadores totales a calcular
(15)
3.2.7.3 Área de cobertura por Sprinklers
(16)
3.2.7.4 Número de Áreas
(17)
3.2.7.5 Número de rociadores en el ramal
√
(18)
3.2.7.6 Flujo Unitario por Sprinklers
(19)
61
Capítulo IV
DISEÑO Y CÁLCULO DE LA RED DEL SISTEMA DE ROCIADORES
El diseño de esta red se basará en la norma NFPA 13, ya que la norma chilena
NCh 2095 of 2001 está fundada casi en su totalidad en la norma americana ya antes
mencionada. También se complementará con una revisión bibliográfica de mecánica de
fluido e hidráulica.
Las unidades utilizadas para el desarrollo de los cálculos son de procedencia
americana, al igual que la norma, todo esto para asegurar el cumplimiento de ésta y no
crear confusiones.
4.1 Criterios de Diseño
Dimensiones generales del edificio
- Área total piso 1 al 4: 329
- Área de diseño por piso: 195
Clasificación NFPA del producto almacenado: Riesgo Leve
Clasificación del tipo de rociador: Rociador de respuesta rápida (QR)
Clasificación del sistema de diseño: Sistema tipo Malla
Método de diseño: Método Hidráulico Área/Densidad
Distanciamiento de Sprinklers:
- Mínimo entre Sprinklers: 1,8
- Máximo entre Sprinklers: 4,5
- Mínima entre Sprinklers y paredes: 0,1
- Máxima entre Sprinklers y paredes: 2,2
62
Presión Mínima requerida en el último Sprinklers: 7 psi
Diámetro Mínimo de cañería para alimentación de Sprinklers: 1 [pulg]
Capacidad de autonomía Sistema : 0,3
Área Máxima cubierta por Sprinklers: 225 ( 21 [ )
4.2 Desarrollo del cálculo Hidráulico.
Para determinar la demanda del Edificio Multimedia de la Faculta de Ciencias de
la Ingeniería utilizaremos el método Área/Densidad, el cual está basado en la cantidad
de agua necesaria para una unidad de área requerida. Este se obtiene a partir de la
superficie de diseño a proteger y del tipo de riesgo en el que este clasificado.
4.2.1 Calculo del primer piso
Figura N° 9 - Bosquejo primera planta edificio Multimedia
La Figura N° 9 muestra la planta del primer piso del edificio multimedia. Para el
cálculo del sistema solo consideraremos las dos salas y el sector de los baños, ya que
el área del pasillo es de muy baja combustibilidad y no representa un riesgo.
63
4.2.2 Datos del diseño de la primera planta.
Clasificación de la Ocupación : Riesgo Leve
Densidad de aplicación : Esta se calcula por curva de la figura
N° 9 y es de 0.088 ⁄
Área de diseño : 195
Cobertura por Rociador : 14.5
Coef. de descarga del rociador K : 4.2
Área máxima para diseño por zona : 279
Ya una vez con estos datos podemos comenzar a calcular la cantidad de áreas y
el número de rociadores para el diseño.
Dada que el área de cobertura es inferior al máximo establecido por la Norma
NFPA 13 (20.9 , se acepta la configuración propuesta.
64
4.2.2.1 Caudal Inicial
Como se mencionó anteriormente, el sistema de sprinklers está compuesto por 1
Zonas. El sistema se compone en su totalidad de 14 rociadores
Bajo el concepto de funcionamiento de 1 zona por aplicación se deberá calcular
para los 16 rociadores que hay en el primer piso.
El flujo unitario por sprinklers se calcula según formula (19):
Para el diseño del sistema se consideraran rociadores con un coeficiente de
descarga K =4.2, con que se tiene la presión requerida en el sprinkler más lejano:
(
)
(
)
La Norma NFPA 13 fija una presión mínima de 7 psi en el sprinkler más lejano, y
con la presión inicial que se obtuvo, se cumple con los requisitos de esta.
65
4.2.2.2 Calculo hidráulico del primer piso
Una vez determinada la cantidad de rociadores, la disposición de los rociadores
dentro del área de diseño, la presión y el caudal del rociador más lejano en el ramal,
procederemos a realizar el cálculo por cada tramo de cañería, el cual nos dará como
resultado la presión y el caudal necesario para el sistema completo.
Tramo A1B1
Datos:
66
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
codo 90° 1" 0,7 1 0,7 0,7
0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo B1C1
Datos:
⁄
67
Presión en B1:
Caudal rociador B1:
√
√
Caudal tramo B1C1:
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8 2,8 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primaria
68
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo C1F1
Datos:
⁄
Presión en C1:
Caudal rociador C1:
√
√
Caudal tramo C1F1:
69
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
1 codo 2"1/2 1,7 1 1,7
1,7 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo D1E1
Datos:
70
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
codo 90° 1" 0,7 1 0,7 0,7 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo E1F1
Datos:
71
⁄
Presión en E1:
Caudal rociador E1:
√
√
Caudal tramo E1F1:
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8 2,8 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
72
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo F1I1
Datos:
⁄
F C
E
73
Formula: √
Si dejamos igual el caudal , obtenemos un nueco caudal :
√
Nuevo
Si dejamos igual el caudal , obtenemos un nuevo caudal :
√
Nuevo
Ahora, a cada caudal le sumamos el caudal opuesto que hemos dejado igual:
Y como criterio para continuar, tomamos el caudal más grande (
para hallar las perdidas de carga de los tramos comunes junto con la presión del tramo
cuyo caudal se ha quedado igual por haber tomado el caudal opuesto (el más grande),
o sea:
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3 4,3 0
0
Pérdida de carga:
⁄
74
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo G1H1
Datos:
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
codo 90° 1" 0,7 1 0,7 0,7 0
0
75
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo H1I1
Datos:
⁄
Presión en H1:
76
Caudal rociador H1:
√
√
Caudal tramo H1I1:
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8 2,8 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
77
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo I1L1
Datos:
⁄
Formula: √
Si dejamos igual el caudal , obtenemos un nueco caudal :
√
Nuevo
Si dejamos igual el caudal , obtenemos un nuevo caudal :
√
Nuevo
I F
H
78
Ahora, a cada caudal le sumamos el caudal opuesto que hemos dejado igual:
Y como criterio para continuar, tomamos el caudal más grande ( para
hallar las perdidas de carga de los tramos comunes junto con la presión del tramo cuyo
caudal se ha quedado igual por haber tomado el caudal opuesto (el más grande), o sea:
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3 4,3 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
79
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo J1K1
Datos:
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
codo 90° 1" 0,7 1 0,7 0,7 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
80
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo K1L1
Datos:
⁄
Presión en K1:
Caudal rociador K1:
√
√
Caudal tramo K1L1:
81
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8 2,8 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo L1O1
Datos:
⁄
82
Formula: √
Si dejamos igual el caudal , obtenemos un nueco caudal :
√
Nuevo
Si dejamos igual el caudal , obtenemos un nuevo caudal :
√
Nuevo
Ahora, a cada caudal le sumamos el caudal opuesto que hemos dejado igual:
Y como criterio para continuar, tomamos el caudal más grande, para hallar las pérdidas
de carga de los tramos comunes junto con la presión del tramo cuyo caudal se ha
quedado igual por haber tomado el caudal opuesto (el más grande), o sea:
L I
K
83
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3 4,3 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo M1N1
Datos:
84
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
codo 90° 1" 0,7 1 0,7 0,7 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo N1O1
Datos:
85
⁄
Presión en N1:
Caudal rociador N1:
√
√
Caudal tramo N1O1:
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8 2,8 0
0
Pérdida de carga:
⁄
86
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo O1R1
Datos:
⁄
O L
N
Pérdida primarias
87
Formula: √
Si dejamos igual el caudal , obtenemos un nueco caudal :
√
Nuevo
Si dejamos igual el caudal , obtenemos un nuevo caudal :
√
Nuevo
Ahora, a cada caudal le sumamos el caudal opuesto que hemos dejado igual:
Y como criterio para continuar, tomamos el caudal más grande, para hallar las pérdidas
de carga de los tramos comunes junto con la presión del tramo cuyo caudal se ha
quedado igual por haber tomado el caudal opuesto (el más grande), o sea:
Accesorios L. equiv. Cantidad total L. equiv. Total
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3 4,3 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
88
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo P1Q1
Datos:
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
codo 90° 1" 0,7 1 0,7 0,7 0
0
Pérdida de carga:
⁄
89
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo Q1R1
Datos:
⁄
Presión en Q1:
Caudal rociador Q1:
√
√
90
Caudal tramo Q1R1:
Accesorios L. equiv Cantidad Total L. equiv. Total
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8 2,8 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
91
Tramo R1U1
Datos:
⁄
Formula: √
Si dejamos igual el caudal , obtenemos un nueco caudal :
√
Nuevo
Si dejamos igual el caudal , obtenemos un nuevo caudal :
√
Nuevo
Ahora, a cada caudal le sumamos el caudal opuesto que hemos dejado igual:
R O
Q
92
Y como criterio para continuar, tomamos el caudal más grande, para hallar las pérdidas
de carga de los tramos comunes junto con la presión del tramo cuyo caudal se ha
quedado igual por haber tomado el caudal opuesto (el más grande), o sea:
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3 4,3 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
93
Tramo S1T1
Datos:
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
codo 90° 1" 0,7 1 0,7 0,7 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
94
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo T1U1
Datos:
⁄
Presión en T1:
Caudal rociador T1:
√
√
Caudal tramo T1U1:
95
Accesorios L. equiv Cantidad Total L. equiv. Total
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8 2,8 0
0
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo U1X1
Datos:
⁄
96
Formula: √
Si dejamos igual el caudal , obtenemos un nueco caudal :
√
Nuevo
Si dejamos igual el caudal , obtenemos un nuevo caudal :
√
Nuevo
Ahora, a cada caudal le sumamos el caudal opuesto que hemos dejado igual:
Y como criterio para continuar, tomamos el caudal más grande, para hallar las pérdidas
de carga de los tramos comunes junto con la presión del tramo cuyo caudal se ha
quedado igual por haber tomado el caudal opuesto (el más grande), o sea:
U R
T
97
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv. Total
1 tee 2"1/2 4,7 1 4,7 10,3 Valv. Rete. 5,2 1 5,2
Valv. Comp. 0,4 1 0,4
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tramo S1T1
Datos:
98
Accesorios L. equiv. Cantidad Total L. equiv.
Total 1 tee 4" 6,7 1 6,7
13,8 Valv. Rete. 6,4 1 6,4 Valv.
Comp. 0,7 1 0,7
Pérdida de carga:
⁄
Pérdida primarias
Pérdidas secundarias
Pérdida total de presión
99
4.2.2.3 Cálculo de Requerimientos Totales del Sistema Planta Primer Piso.
Presión total primer piso:
Caudal total primer piso
⁄
El cuadro del cálculo de la red de rociadores se adjunta en el anexo para su
revisión.
Para el segundo, tercer y cuarto piso se considerará la misma distribución de
rociadores, ya que el área de diseño no cambia y las solicitaciones son las mismas, por
lo tanto, el cálculo de la red de los pisos siguientes se determina de la misma forma que
en el primer piso.
Para terminar con el diseño de la red se determinarán los caudales y las
presiones de la red exterior que abastecen a los diferentes pisos. El cálculo de éstos se
encuentran en el anexo B y también en la tabla del cuarto piso.
Por lo tanto, el resultado del caudal y la presión total necesaria para el
funcionamiento de la red será de:
Presión total:
Caudal total primer piso
⁄
100
4.3 Diseño del estanque
La red de rociadores trabaja por zona, es decir, el primer piso es la primera zona,
el segundo piso es la segunda zona y así sucesivamente con los demás pisos, esto
hace que cada zona se active independientemente de la otra y no es necesario que
todos los rociadores se activen.
Para el correcto funcionamiento del sistema y como medida de seguridad, el
estanque se diseñará pensando en lo más desfavorable, que sería cuando todos los
rociadores se encuentren abiertos.
El volumen del estaque se define de la siguiente manera (NFPA 13 – Sección 6:
Planos y Cálculos)
Donde:
Volumen del Tanque
Caudal ⁄
Tiempo [hr]
Por lo tanto:
Por lo tanto, el estanque debe poder almacenar 100 de agua. Además el
estanque deberá ser suficientemente grande como para almacenar las diferentes
bombas y espacios para su mantención.
101
Capítulo V
SELECCIÓN DE EQUIPOS Y COMPONENTES DEL SISTEMA DE LA RED DE ROCIADORES.
Para que el sistema contra incendios funcione correctamente, se debe
seleccionar una bomba que cumpla con los requisitos de la red, y que pueda
mantenerse bombeando por 30 [min] como mínimo, ya que esto es lo que estipula la
norma.
Las características necesarias para poder elegir la bomba son el caudal total
necesario para abastecer los 4 pisos, y el cabezal dinámico total (TDH).
Donde:
Caudal ⁄
Cabezal Dinámico Total, en pies ó Psi
Delta Altura, en pies
Delta Presión (Presión rociador más lejano), en pies ó Psi
Perdidas por Fricción por cada 100 pies de tubería, en pies
CV = Columna de Velocidad, tiende a 0
Por lo tanto:
⁄
Se tiene que todos los puntos de consumo cumplen con las presiones y caudales
especificadas en las Normas NFPA.
Además se agregará una bomba auxiliar o Jockey. La bomba auxiliar o jockey Es
una bomba automática pequeña que forma parte del grupo de presión del sistema de
102
protección contra incendios. Se le llama también “bomba mantenedora de presión”. Se
utiliza para compensar pérdidas de agua y mantener la presión de la red del sistema de
protección contra incendios. Por eso su importancia, ya que las bombas principales no
están diseñadas para estos menesteres. Según la norma UNE 23500:2012 la bomba
jockey ha de empezar a funcionar cuando la presión de tarado (presión a caudal 0)
haya disminuido al 90% y ha de parar de funcionar de forma automática a una presión
comprendida entre 0,8 bars y 1,5 bars por encima de la presión de arranque.
5.1 Selección de bomba
Según los requerimientos antes mencionados, se seleccionó el siguiente equipo
de bombeo marca KSB, el cual ya cuenta con diferentes accesorios.
Figura N° 10 - Bomba KSB serie FFS
5.2 Selección de Sprinkler
Figura N° 11 - Sprinklers colgante empotrado
103
Datos técnicos
Marca: Tyco
Modelo: TY2231
Tipo del rociador: Colgante empotrado
Orificio del rociador: Normal 1/2” [pulg]
Homologación: Listado por UL y C-UL
Homologado por FM, LPCB y NYC
Coeficiente de descarga K: 60,5 ⁄⁄
Figura N° 12 - Detalle de los rociadores
104
5.3 Válvulas
5.3.1 Válvula de Compuerta
Figura N° 13 - Válvula de compuerta Victaulic
5.3.2 Válvula de Alarma (sensor de flujo)
VSR-F Interruptor de alarma para flujo de agua, de tipo paleta con retardo.
105
Figura N° 14 - Válvula de alarma
Homologaciones: UL, ULC, CSFM, FM, LPCB, NYMEA, Marca CE
Presión de servicio: Hasta 450 psi (31 bares)
Caudal mínimo para alarma: 10 gpm (38 lpm)
Subida máxima: 18 pies/s (5,5 m/s)
Especificaciones ambientales: Adecuado para uso en interiores o
exteriores con junta de fábrica y carcasa moldeada.
A 4/IP55 Cerramiento clasificado, utilizar con los accesorios adecuados.
Temperaturas: 40°F/120°F, 4,5°C/49°C talada en fábrica.
Tamaños disponibles: Tubería de acero tipo 10 a 40, tamaños 2" a 8".
Tubería BS 1387, 50mm a 200mm
Servicio: Rociador automático NFPA-13
Residencia uni o bifamiliar NFPA-13D
Edificio residencial hasta cuatro plantas NFPA-13R NFPA-72
5.3.3 Válvula de Retención y Drenaje
Figura N° 15 - Válvula de retención Victaulic
106
Figura N° 16 - Válvula de drenaje
5.4 Fittings y Accesorios
Cañería – Fittings – Accesorios ASTM A795 Medidas: 1” – 1 ½” – 2” - 2 ½” – 3" – 4” ISO R65, HILO BSP Largo: 6 mts
Figura N° 17 - Fitting y accesorios Victaulic
107
Capítulo VI
LISTADO DE MATERIALES.
A continuación se presenta una tabla con algunos de los materiales involucrados
en el proyecto para realizar la implementación del “Diseño de una red de agua para
accionar sprinklers contra incendios en el edificio 7000 Multimedia de la Facultad de
Ciencias de la Ingeniería, Universidad Austral de Chile”, en la cual se indican los ítems
correspondientes a cada área del proyecto.
Tabla N°12 – Listado de materiales.
Descripción Unidad Cantidad Valor unitario Sub total
Cañería y Fitiing Cañería 4" ASTM A-106 s /c sch 40 mts 20 $ 46.900 $ 938.000
Cañería 2 1/2" ASTM A-106 s/c sch 40 mts 84 $ 27.290 $
2.292.360 Cañería 1 1/2" ASTM A-106 s/c sch 40 mts 47 $ 14.390 $ 676.330
Cañería 1" ASTM A-106 s/c sch 40 mts 125 $ 11.290 $
1.411.250 Soportación Antisísmica cañería 2 1/2" c/u 20 $ 19.690 $ 393.800 Soportación cañería 4" c/u 9 $ 11.400 $ 102.600 Soportación cañería 2 1/2" c/u 28 $ 6.670 $ 186.760 Soportación cañería 1 1/2" c/u 16 $ 5.200 $ 83.200 Soportación cañería 1" c/u 42 $ 3.980 $ 167.160 Codo 4" x 90° ranurado c/u 8 $ 16.390 $ 131.120 Codo 2 1/2" x 90° ranurado c/u 6 $ 10.290 $ 61.740 Codo 1" x 90° Roscado HI NPT c/u 30 $ 13.100 $ 393.000 Red. Conc 4" x 2 1/2" Ranurada c/u 5 $ 23.490 $ 117.450 Red. Conc 2 1/2" x 1 1/2" Ranurada c/u 30 $ 15.890 $ 476.700 Red. Conc 1 1/2" x 1" Roscada c/u 30 $ 1.750 $ 52.500 Unión Flexible 4" c/u 6 $ 14.690 $ 88.140 Unión Flexible 2 1/2" c/u 6 $ 10.050 $ 60.300 Unión Flexible 1 1/2" c/u 10 $ 4.850 $ 48.500 Unión Rígida 2 1/2" c/u 16 $ 4.050 $ 64.800 Tapa Cap 4" Roscada c/u 4 $ 10.890 $ 43.560 Tapa Cap 2 1/2" Roscada c/u 4 $ 9.890 $ 39.560 Tapa Cap 1 1/2" Roscada c/u 7 $ 7.580 $ 53.060 Tapa Cap 1" Roscada c/u 6 $ 5.990 $ 35.940
108
Total $
7.917.830 VALVULAS Válvula de mariposa 4" c/u 5 $ 75.490 $ 377.450 Válvula de mariposa 2 1/2" c/u 5 $ 62.990 $ 314.950 Válvula de Bola para drenaje 1" c/u 4 $ 5.900 $ 23.600 Válvula retención tipo Check 4" c/u 4 $ 153.500 $ 614.000 Válvula de retención tipo Check 2 1/2" c/u 4 $ 89.590 $ 358.360 Válvula de retención 4" c/u 4 $ 58.990 $ 235.960 Válvula de retención 2 1/2" c/u 4 $ 36.500 $ 146.000
Total $
2.070.320 ROCIADORES Sprinklers Tyco, tipo colgante ø1/2", K= 4,2, respuesta rápida, cobertura estándar (21 m2), decorado semi-embutido blanco, 68º C Tº de activación
c/u 56 $ 50.120 $ 2.806.720
Total $
2.806.720 BOMBAS Y EQUIPOS DE CONTROL
Equipo contra incendio (bombas) c/u 1 $ 3.890.400 $
3.890.400 Sensor de flujo 4" c/u 4 $ 61.380 $ 245.520 Sensor de flujo 2 1/2" c/u 4 $ 53.250 $ 213.000 Sensor de estado de Válvula 4" c/u 4 $ 105.280 $ 421.120 Sensor de estado de Válvula 2 1/2" c/u 4 $ 58.210 $ 232.840 Sensor de nivel de estanque de agua máx. c/u 1 $ 27.580 $ 27.580 Sensor de nivel de estanque de agua medio c/u 1 $ 48.280 $ 48.280 Sensor de presión calibrado a 5 bar c/u 1 $ 201.290 $ 201.290
Total $
5.280.030 MATERIALES MENORES Lubricante c/u 4 $ 7.490 $ 29.960 Teflón 3/4" c/u 50 $ 680 $ 34.000 Teflón 1/2" c/u 50 $ 490 $ 24.500 Lija metal N° 120 c/u 40 $ 180 $ 7.200 Lija metal N° 80 c/u 40 $ 120 $ 4.800 Brocha 3" c/u 8 $ 2.500 $ 20.000 Brocha 2" c/u 8 $ 2.290 $ 18.320 EPP c/u 4 $ 135.990 $ 543.960
109
Varios GL 1 $ 380.450 $ 380.450
Total $
1.063.190 OBRAS CIVILES
Excavaciones M3 250 $ 5.800 $
1.450.000
Fabricación Sala de bombas GL 1 $
14.795.900 $
14.795.900 Fabricación acceso a Sala de bombas GL 1 $ 341.350 $ 341.350 Fabricación recinto Manifold GL 1 $ 420.950 $ 420.950
Total $
17.008.200 FAENAS Instalación de faenas GL 1 $ 940.000 $ 940.000 Conexión instalaciones de faenas GL 1 $ 655.890 $ 655.890
Total $
1.595.890 OBRAS COMPLEMENTARIAS
Tramites e inscripción GL 1 $ 1.390.400 $
1.390.400 Planimetría GL 1 $ 720.900 $ 720.900 Revisor externo GL 1 $ 790.900 $ 790.900 Fabricación manual operaciones GL 1 $ 250.890 $ 250.890 Rotulación equipos e instalaciones GL 1 $ 445.980 $ 445.980 Obras anexas GL 1 $ 320.500 $ 320.500
Total
$ 3.919.570
Neto
$ 38.855.030
IVA (19%)
$ 7.382.456
Total
$ 46.237.486
110
CONCLUSIÓN
La realización de este estudio es de gran importancia para poder establecer que
un edificio quede totalmente equipado en todo ámbito, ya sea con instalaciones de uso
manual, como, automático y así poder combatir la amenaza de un incendio.
La información existente respecto del tema que se abordó fue muy escasa,
existen pocas publicaciones respecto de cómo realizar un sistema de redes, pero
abundan las investigaciones acerca de la factibilidad de la instalación de un diseño
como este.
El diseño de la red se realizó mediante procedimientos y aplicaciones bajo
principios de mecánica de fluidos y protección contra incendios, apoyado en la
normativa vigente para el desarrollo de sistemas de ésta naturaleza, en este caso, la
Norma para la Instalación de Sistemas de Rociadores automáticos de la NFPA 13,
norma americana y base para la formación de la Norma Chilena (NCh 2095), la cual es
la principal referencia en ésta materia.
Para un óptimo diseño debemos tener dos cosas en consideración: Primero,
mencionar que la normativa existente para instalación de estos sistemas, la cual
entrega las pautas y criterios a cumplir establece los modelos y procesos competentes
a cada caso. La función del diseñador es llevar esta reglamentación al caso particular y
modelar el sistema bajo la norma, aplicando un criterio de diseño confiable que sea
capaz de representar el caso real en cuestión.
Un segundo aspecto a considerar son los conceptos existentes sobre el tema en
desarrollo, una buena ingeniería radica en saber aplicar dichos conocimientos, dando
soluciones a los casos, acompañado de modelar y aplicar restricciones de acuerdo al
caso real, ya que no todas las construcciones cumplen con los mismos requerimientos y
restricciones.
Con respecto al costo involucrado en el proyecto, mirándolo objetivamente, no es
una gran suma, ya que con la implementación de este sistema contra incendio, al
111
ocurrir un incidente de este tipo se podría salvar un edificio, el cual tiene un costo
mucho más elevado que la implementación de este proyecto. También tenemos que
tener en cuenta que la instalación de los rociadores con sus respectivas mantenciones
puede durar 20 años o más, por lo tanto, la inversión inicial es la de mayor impacto,
pero en el tiempo, sus mantenciones no deberían tener un gran costo para la
Universidad. Por lo que se espera encontrar que el costo-beneficio sea favorable para
la universidad, ya que en caso de ocurrir un incendio el inmueble quedaría totalmente
apto para afrontarlo, lo cual evitaría su propagación y se facilitaría la extinción de las
llamas.
Con respecto al proceso de diseño, se considera que en el trabajo se puede
apreciar claramente una metodología ingenieril, propia de cada proceso, del cual se
debe indagar en materias y procedimientos para ver sus posibles soluciones,
seleccionando así la que cumple de mejor manera con los criterios. Esto se lleva a un
diseño para luego dar paso a los cálculos respectivos que nos entregan la magnitud del
sistema y los requerimientos para la posterior selección de los componentes, para
finalmente expresar los costos que el sistema significa.
Cabe mencionar que generalmente después de un incendio de grandes
proporciones, la única solución que hay es demoler todo el edificio, puesto que el daño
es tal en sus pilares que ya no son factibles las reparaciones y es por ello que con este
estudio se pretende evitar lo anteriormente expuesto por medio de buenas estaciones,
debidamente señalizadas, de protección activas para el edificio Multimedia.
112
BIBLIOGRAFÍA Ahumada, L. 2010. Un Análisis de la Seguridad Contra Incendios en Edificios de Altura
en Chile. Disponible en: http://www.fiso-
web.org/imagenes/publicaciones/archivos/3050.pdf. Consultado el 25 de marzo
de 2013).
Bayon, R.; Marín L. 1978. La protección contra incendios en la construcción. Barcelona:
Editores Técnicos Asociados.
Catalogo TYCO. 2007. Serie TY-B FRB – Rociadores montantes, Colgantes y
empotrados de respuesta rápida y cobertura normal – Factor K40,60, 80 y 115.
Catalogo Victaulic. 2011. Sistemas de protección contra Incendios.
Norma Chilena Oficial; Nch 1916 of 1999. Prevención de Incendios en Edificios.
Norma Chilena Oficial; Nch 1993 of 1987. Clasificación de los dificios según su
densidad de Carga Combustible.
Norma Chilena Oficial; Nch 2095 of 2001. Protección contra Incendios.
National Fire Protection Associate (NFPA 13); Norma para la Instalación de Sistemas de
Rociadores. Edición 1996, Asociación Nacional de Protección contra Incendios.
National Fire Protection Associate (NFPA 20); Norma para la Instalación de Bombas de
Protección contra Incendios. Edición 1996, Asociación Nacional de Protección
contra Incendios.
Troncoso C 2011. Elaboración e implementación de un plan de emergencia y
evacuación edificio hogar austral femenino. (Disponible en:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2011/bmfcit853e/doc/bmfcit853e.pdf.
Consultado el 29 de marzo de 2013).
ANEXO A
1. Posición del Deflector
1.1 Distancia por Debajo del Cielorraso.
a) Bajo construcciones sin obstrucciones, la distancia entre el deflector del
rociador y el cielorraso no debe ser menor a 1 pulgada (25,4 [mm]) ni mayor a 12
pulgadas (305 [mm]).
Excepción: Los rociadores para techos (ocultos, al ras y empotrados) pueden tener el
elemento operativo por encima del cielorraso y el deflector ubicado más cerca del
cielorraso si se encuentran instalados de acuerdo con sus respectivos listados. (NFPA
13 – Sección 4: Requisitos de Instalación)
b) Bajo construcciones obstruidas, el deflector del rociador debe ubicarse entre 1
y 6 pulgadas (25,4 y 152 [mm]) por debajo de los miembros estructurales y a una
distancia máxima de 22 pulgadas (559 [mm]) por debajo del cielorraso/cubierta
del techo.
Excepción N° 4*: Los deflectores de los rociadores bajo construcciones con "tes" de
concreto, con pies espaciados menos de 7 ½ pies (2,3 [mts]), pero más de 3 pies (0,9
[mts]) entre centros, pueden ubicarse en un plano horizontal ubicado 1 pulgada (25,4
[mm]) por debajo de la parte inferior de los pies de las “ tes” o encima del mencionado
plano, y deben cumplir con la Tabla N° 4, independientemente del ancho de la “te”.
ANEXOS
Tabla N° 1 Rociadores estándar hacia arriba y hacia abajo – Posición para evitar obstrucciones a la descarga
(NCh2095 – Sección 3: Requisitos de Instalación)
c) Los deflectores de los rociadores ubicados por debajo o próximos a la
cumbrera de un techo o cielorraso a dos aguas, deben ubicarse a no más de 3
pies (0,9 [mts]) verticalmente hacia abajo del vértice o cumbrera (Ver Figuras 1
(a) y 1 (b).)
Figura N° 1 (a) Rociadores en techos a dos aguas; los ramales corren hacia arriba de la
pendiente. (NFPA 13 – Sección 4: REQUISITOS DE INSTALACION)
Figura N° 1 (b) Rociadores en techos a dos aguas; los ramales corren hacia arriba de la
pendiente. (NFPA 13 – Sección 4: REQUISITOS DE INSTALACION)
1.2 Orientación del Deflector
Los deflectores de los rociadores se deben alinearse paralelos a los cielorrasos,
techos o inclinación de las escaleras.
ANEXO B
1. Obstrucciones al Desarrollo del Patrón de Descarga del Rociador
a) Las obstrucciones continuas o discontinuas ubicadas a menos de 18
pulgadas (457 [mm]) por debajo del deflector del rociador que eviten el
desarrollo total del patrón deben cumplir con esta sección.
b) Los rociadores deben ubicarse de tal manera que se encuentren a una
distancia tres veces mayor a la dimensión máxima de una obstrucción
hasta un máximo de 24 pulgadas (609 [mm]) (por ejemplo, miembros
estructurales, tubos, columnas, y accesorios).
2. Obstrucciones a la Descarga del Rociador que Evitan alcanzar el Riesgo. a) Las obstrucciones continuas o discontinuas que interrumpan la
descarga de agua en un plano horizontal ubicado a una distancia mayor a
18 pulgadas (457 [mm]) por debajo del deflector del rociador de un modo
que eviten a la distribución alcanzar el riesgo protegido, deben cumplir
con esta sección.
b) Deben instalarse rociadores por debajo de las obstrucciones fijas que
presenten un ancho mayor a 4 pies (1,2 [mts]), tales como conductos,
cubiertas, mesas de corte y puertas elevadas.
c) Los rociadores instalados por debajo de rejillas abiertas deben ser del
tipo para nivel intermedio o el de almacenamiento en estanterías o estar
protegidos de algún otro modo de la descarga de los rociadores
superiores.
ANEXO C
1. Situaciones Especiales.
1.1 Espacios Ocultos.
a) Todos los espacios ocultos cerrados total o parcialmente por una
construcción combustible expuesta, deben protegerse con rociadores.
b) Los rociadores colocados en espacios ocultos que no tengan acceso
para almacenamiento o para otro uso, deben instalarse de acuerdo con los
requisitos que rigen para Ocupaciones de Riesgo Leve.
1.2 Escaleras.
a) Deben instalarse rociadores por debajo de todas las escaleras cuya
construcción sea combustible.
b) En huecos de escaleras incombustibles que incluyan escaleras
incombustibles, deben instalarse rociadores en la parte más alta del hueco
y por debajo del primer descanso, ubicado encima de la parte inferior del
hueco de la escalera.
1.3 Espacios bajo Pisos de Planta Baja, Muelles Exteriores y Plataformas.
Deben instalarse rociadores en los espacios ubicados por debajo de todos los
pisos que se encuentren en planta baja, muelles exteriores y plataformas, si estos son
combustibles.
Excepción: Se pueden omitir rociadores, cuando prevalezcan todas las siguientes
condiciones:
(a) El espacio no resulte accesible a los fines de almacenamiento y esté
protegido contra la acumulación de desechos arrastrados por el viento.
(b) El espacio no contenga equipos, tales como transportadores o unidades
calefactoras a combustible.
(c) El piso sobre el espacio sea de construcción hermética.
(d) No se procese, maneje o almacene ningún líquido combustible o inflamable,
ni ningún material que bajo condiciones de incendio pudiera convertirse en un
líquido combustible o inflamable, sobre el piso ubicado por encima del espacio.
1.4 Disposiciones para la Limpieza del Sistema
Todos los sistemas de rociadores deben estar dispuestos de modo que permitan
su limpieza por flujo de agua. En los extremos de todas las tuberías principales
transversales deben proveerse accesorios fácilmente removibles. Todas las tuberías
principales transversales deben terminar en tubos de 1¼ pulgada (33 [mm]) o mayores.
Todos los ramales o sistemas reticulados (en malla) deben estar dispuestos en forma
que faciliten la limpieza por flujo de agua.
ANEXO D
1. Soporte de Tuberías.
Las tuberías de rociadores deben soportarse independientemente del
revestimiento del cielorraso.
1.1 Distancia Máxima Entre Soportes.
La distancia máxima entre soportes no debe superar la establecida en la Tabla
N° 1.
Tabla N° 1 Distancia máxima entre colgadores. (NCh2095 – Sección 3: Requisitos de
Instalación)
Excepción N° 1: Se aceptará que los orificios que atraviesen vigas de concreto actúen
como soporte de tuberías de acero, substituyendo a los soportes.
1.2 Ubicación de Soportes en Ramales.
a) Esta subsección se aplica al soporte de tuberías de acero o tuberías de
cobre.
b) No debe haber menos de un soporte por sección de tubería.
Excepción N° 2*: Cuando los rociadores estén espaciados a una distancia menor a 6
[pies] (1,8 [mts]), se permite que los soportes se separen hasta un máximo de 12 [pies]
(3,7 [mts]).
Excepción N° 3: Los tramos iniciales menores que 6 [pies] (1,8 [mts]) no requieren un
soporte, salvo que se encuentren en la línea terminal de un sistema de alimentación
lateral o que se haya omitido un soporte intermedio en una tubería principal transversa.
c) La distancia entre un soporte y la línea central de un rociador montante,
no debe ser menor a 3 pulgadas (76 [mm]).
d) La longitud sin soporte, comprendida entre el rociador final y el último
soporte de la línea, no debe ser mayor a 36 pulgadas (914 [mm]) para
tuberías de 1 pulgada (2,5 [cm]) ni mayor a 48 pulgadas (1219 [mm]) para
tuberías de 1¼ pulgada (3,2 [cm]), y de 60 pulgadas (1520 [mm]) para
tuberías de 1½ pulgada (3,8 [cm]) o mayores. Cuando se supere
cualquiera de estos límites, la tubería debe extenderse más allá del último
rociador y debe soportarse con un soporte adicional.
e) La longitud de un brazo horizontal sin soporte conectado a un rociador,
no debe ser mayor a 24 pulgadas (610 [mm]) para tuberías de acero o 6
pulgadas (305 [mm]) para tuberías de cobre.
1.3 Ubicación de Soportes en Tuberías Principales Transversales.
Esta subsección se aplica al soporte de tuberías de acero únicamente, y está
sujeta a las disposiciones de Distancia Máxima entre Soportes.
a) En las tuberías principales transversales debe haber por lo menos un
soporte entre cada par de ramales.
b) No deben omitirse soportes intermedios en tuberías de cobre.
c) En el extremo de la tubería principal transversal deben instalarse
soportes trapezoidales, salvo que la tubería principal transversal se
extienda hasta el siguiente miembro estructural y cuente con un soporte
instalado en este punto, en cuyo caso se permite la omisión de un soporte
intermedio. (NFPA 13 – Sección 4: Requisitos de Instalación)
1.4 Soporte de Tuberías Verticales de Alimentación.
El alimentador vertical se debe soportar por medio de abrazaderas para tubería o
por colgadores, ubicados en las conexiones horizontales cerca del alimentador vertical.
En edificios de múltiples pisos, los soportes para el alimentador vertical se deben
instalar en el nivel más bajo, en cada nivel alterno hacia arriba, arriba y debajo de
cambios de dirección y en la parte más alta del alimentador vertical. Cuando se utilicen
conexiones flexibles, los soportes arriba del nivel más bajo también deben fijar la
tubería para prevenir movimientos por una fuerza hacia arriba. Cuando los
alimentadores verticales se soporten desde el piso, éste constituye el primer nivel de
soporte del alimentador vertical. Cuando los alimentadores verticales tengan cambios
de dirección o no provengan del piso, el primer nivel del cielo encima de la desviación
constituye el primer nivel de soporte del alimentador vertical. (NFPA 13 – Sección 4:
Requisitos de Instalación y NCh2095 – Sección 3: Requisitos de Instalación)
ANEXO E
Drenaje.
a) Todos los tubos y accesorios de los rociadores deben estar instalados de
forma tal que el sistema pueda ser drenado.
b) En sistemas de tubería húmeda, las tuberías de los rociadores pueden
instalarse a nivel. Las tuberías bloqueadas deben drenarse de acuerdo a lo
indicado en drenajes auxiliares.
c) En sistemas de tubería seca y partes de sistemas de preacción sujetas a
congelamiento, los ramales deben presentar una inclinación no menor a ½
pulgada por cada 10 pies (4 [mm/mts]) y las tuberías principales deben presentar
una inclinación no menor a ¼ pulgada por cada 10 pies (2 [mm/mts]).
Figura N° 1 Conexiones de Drenaje para Tubería Vertical de Alimentación del Sistema.
(NCh2095 – Sección 4: REQUISITOS DE INSTALACION)
d) Las conexiones de drenaje para las tuberías verticales de alimentación y
tuberías principales del sistema, deben dimensionarse según se indica en la
Tabla N° 7
Tabla N° 2 Dimensiones del Drenaje. (NCh2095 – Sección 3: Requisitos de Instalación)
ANEXOS F
Cálculo Hidráulico Piso N° 1
Piso N° 1
Paso N° Tramo Flujo en [GPM] Diámetro
del tubo
Coef. De
descarga
del
rociador
(K)
accesorios L.
equiv cantidad total
L. equiv.
Total
Long. De
tubería
equivalente
(pie)
perdida por
fricción en
[Lb/plg^2]*pie
Resumen
de
presión
Presión
final
del
tramo
1
A1B1
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
B1C1
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
C1F1
q 14,15
2,5 4,2
1 codo 2"1/2 1,7 1 1,7
1,7
L 13,12
0,007
Pt 11,36
11,46 Q 41,29 0 F 1,7 Pe
0 T 14,82 Pf 0,11
2 D1E1 q 1 4,2 codo 90° 1" 0,7 1 0,7 0,7 L 14,62 0,076 Pt 9,86 11,03
Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
E1F1
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
F1I1
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 11,41
0,018
Pt 11,46
11,75 Q 68,50 0 F 4,3 Pe
0 T 15,71 Pf 0,29
3
G1H1
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
H1I1
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
I1L1
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 10,7
0,035
Pt 11,75
12,27
Q 96,10 0 F 4,3 Pe
0 T 15 Pf 0,52
4
J1K1
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
K1L1
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
L1O1
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 10,7
0,056
Pt 12,27
13,10
Q 124,30 0 F 4,3 Pe
0 T 15 Pf 0,83
5
M1N1
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
N1O1
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
O1R1
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 9,36
0,082
Pt 13,10
14,22
Q 153,40 0 F 4,3 Pe
0 T 13,66 Pf 1,12
6
P1Q1
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
Q1R1
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
R1U1
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 9,19
0,113
Pt 14,22
15,75
Q 182,50 0 F 4,3 Pe
0 T 13,49 Pf 1,53
7
S1T1
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
T1U1
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
U1X1 q 2,5 4,2 1 tee 2"1/2 4,7 1 4,7 10,3 L 4,26 0,153 Pt 15,75 17,97
Q 214,50 Valv. Rete. 5,2 1 5,2 F 10,3 Pe
Valv. Comp. 0,4 1 0,4 T 14,56 Pf 2,22
X1Z1
q
4 4,2
1 tee 4" 6,7 1 6,7
13,8
L 2,62
0,015
Pt 17,97
18,23
Q 214,50 Valv. Rete. 6,4 1 6,4 F 13,8 Pe
Valv. Comp. 0,7 1 0,7 T 16,42 Pf 0,25
Qt piso N°1 214,4 GPM
Pt piso N°1 18,23 PSI
Cálculo Hidráulico Piso N° 2
Piso N° 2
Paso N° Tramo Flujo en [GPM] Diámetro
del tubo
Coef. De
descarga
del
rociador
(K)
accesorios L.
equiv cantidad total
L. equiv.
Total
Long. De
tubería
equivalente
(pie)
perdida por
fricción en
[Lb/plg^2]*pie
Resumen
de
presión
Presión
final
del
tramo
1
A2B2
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
B2C2
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
C2F2
q 14,15
2,5 4,2
1 codo 2"1/2 1,7 1 1,7
1,7
L 13,12
0,007
Pt 11,36
11,46 Q 41,29 0 F 1,7 Pe
0 T 14,82 Pf 0,11
2 D2E2
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
E2F2
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
F2I2
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 11,41
0,018
Pt 11,46
11,75 Q 68,50 0 F 4,3 Pe
0 T 15,71 Pf 0,29
3
G2H2
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
H2I2
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
I2L2
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 10,7
0,035
Pt 11,75
12,27
Q 96,10 0 F 4,3 Pe
0 T 15 Pf 0,52
4 J2K2
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03
Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
K2L2
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
L2O2
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 10,7
0,056
Pt 12,27
13,10
Q 124,30 0 F 4,3 Pe
0 T 15 Pf 0,83
5
M2N2
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
N2O2
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
O2R2
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 9,36
0,082
Pt 13,10
14,22
Q 153,40 0 F 4,3 Pe
0 T 13,66 Pf 1,12
6 P2Q2 q 1 4,2 codo 90° 1" 0,7 1 0,7 0,7 L 14,62 0,076 Pt 9,86 11,03
Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
Q2R2
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
R2U2
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 9,19
0,113
Pt 14,22
15,75
Q 182,50 0 F 4,3 Pe
0 T 13,49 Pf 1,53
7
S2T2
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
T2U2
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
U2X2
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,7 1 4,7
10,3
L 4,26
0,153
Pt 15,75
17,97
Q 214,50 Valv. Rete. 5,2 1 5,2 F 10,3 Pe
Valv. Comp. 0,4 1 0,4 T 14,56 Pf 2,22
X2Z2
q
4 4,2
1 tee 4" 6,7 1 6,7
13,8
L 2,62
0,015
Pt 17,97
18,23
Q 214,50 Valv. Rete. 6,4 1 6,4 F 13,8 Pe
Valv. Comp. 0,7 1 0,7 T 16,42 Pf 0,25
Qt piso N°2 214,4 GPM
Pt piso N°2 18,23 PSI
Cálculo Hidráulico Piso N° 3
Piso N° 3
Paso N° Tramo Flujo en [GPM] Diámetro
del tubo
Coef. De
descarga
del
rociador
(K)
accesorios L.
equiv cantidad total
L. equiv.
Total
Long. De
tubería
equivalente
(pie)
perdida por
fricción en
[Lb/plg^2]*pie
Resumen
de
presión
Presión
final
del
tramo
1
A3B3
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
B3C3
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
C3F3
q 14,15
2,5 4,2
1 codo 2"1/2 1,7 1 1,7
1,7
L 13,12
0,007
Pt 11,36
11,46 Q 41,29 0 F 1,7 Pe
0 T 14,82 Pf 0,11
2 D3E3
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
E3F3
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
F3I3
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 11,41
0,018
Pt 11,46
11,75 Q 68,50 0 F 4,3 Pe
0 T 15,71 Pf 0,29
3
G3H3
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
H3I3
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
I3L3
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 10,7
0,035
Pt 11,75
12,27
Q 96,10 0 F 4,3 Pe
0 T 15 Pf 0,52
4 J3K3
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03
Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
K3L3
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
L3O3
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 10,7
0,056
Pt 12,27
13,10
Q 124,30 0 F 4,3 Pe
0 T 15 Pf 0,83
5
M3N3
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
N3O3
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
O3R3
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 9,36
0,082
Pt 13,10
14,22
Q 153,40 0 F 4,3 Pe
0 T 13,66 Pf 1,12
6 P3Q3 q 1 4,2 codo 90° 1" 0,7 1 0,7 0,7 L 14,62 0,076 Pt 9,86 11,03
Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
Q3R3
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
R3U3
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 9,19
0,113
Pt 14,22
15,75
Q 182,50 0 F 4,3 Pe
0 T 13,49 Pf 1,53
7
S3T3
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
T3U3
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
U3X3
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,7 1 4,7
10,3
L 4,26
0,153
Pt 15,75
17,97
Q 214,50 Valv. Rete. 5,2 1 5,2 F 10,3 Pe
Valv. Comp. 0,4 1 0,4 T 14,56 Pf 2,22
X3Z3
q
4 4,2
1 tee 4" 6,7 1 6,7
13,8
L 2,62
0,015
Pt 17,97
18,23
Q 214,50 Valv. Rete. 6,4 1 6,4 F 13,8 Pe
Valv. Comp. 0,7 1 0,7 T 16,42 Pf 0,25
Qt piso N°3 214,4 GPM
Pt piso N°3 18,23 PSI
Cálculo Hidráulico Piso N° 4
Piso N° 4
Paso N° Tramo Flujo en [GPM] Diámetro
del tubo
Coef. De
descarga
del
rociador
(K)
Accesorios L.
equiv Cantidad Total
L.
equiv.
Total
Long. De
tubería
equivalente
(pie)
perdida por
fricción en
[Lb/plg^2]*pie
Resumen
de
presión
Presión
final
del
tramo
1
A4B4
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
B4C4
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
C4F4
q 14,15
2,5 4,2
1 codo 2"1/2 1,7 1 1,7
1,7
L 13,12
0,007
Pt 11,36
11,46 Q 41,29 0 F 1,7 Pe
0 T 14,82 Pf 0,11
2 D4E4
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
E4F4
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
F4I4
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 11,41
0,018
Pt 11,46
11,75 Q 68,50 0 F 4,3 Pe
0 T 15,71 Pf 0,29
3
G4H4
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
H4I4
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
I4L4
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 10,7
0,035
Pt 11,75
12,27
Q 96,10 0 F 4,3 Pe
0 T 15 Pf 0,52
4 J4K4
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03
Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
K4L4
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
L4O4
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 10,7
0,056
Pt 12,27
13,10
Q 124,30 0 F 4,3 Pe
0 T 15 Pf 0,83
5
M4N4
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
N4O4
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
O4R4
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 9,36
0,082
Pt 13,10
14,22
Q 153,40 0 F 4,3 Pe
0 T 13,66 Pf 1,12
6 P4Q4 q 1 4,2 codo 90° 1" 0,7 1 0,7 0,7 L 14,62 0,076 Pt 9,86 11,03
Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
Q4R4
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
R4U4
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,3 1 4,3
4,3
L 9,19
0,113
Pt 14,22
15,75
Q 182,50 0 F 4,3 Pe
0 T 13,49 Pf 1,53
7
S4T4
q
1 4,2
codo 90° 1" 0,7 1 0,7
0,7
L 14,62
0,076
Pt 9,86
11,03 Q 13,19 0 F 0,7 Pe
0 T 15,32 Pf 1,17
T4U4
q 13,95
1,5 4,2
1 tee 1"1/2 2,8 1 2,8
2,8
L 5,47
0,040
Pt 11,03
11,36 Q 27,14 0 F 2,8 Pe
0 T 8,27 Pf 0,33
U4X4
q
2,5 4,2
1 tee 2"1/2 4,7 1 4,7
10,3
L 4,26
0,153
Pt 15,75
17,97
Q 214,50 Valv. Rete. 5,2 1 5,2 F 10,3 Pe
Valv. Comp. 0,4 1 0,4 T 14,56 Pf 2,22
X4Z4
q
4 4,2
1 tee 4" 6,7 1 6,7
13,8
L 2,62
0,015
Pt 17,97
18,23
Q 214,50 Valv. Rete. 6,4 1 6,4 F 13,8 Pe
Valv. Comp. 0,7 1 0,7 T 16,42 Pf 0,25
Z4Z3
q
4 4,2
0
0
L 13,12
0,015
Pt 18,23
18,43
Q 214,50 0 F 0 Pe
0 T 13,12 Pf 0,20
Z3Z2
q
4 4,2
0
0
L 13,12
0,056
Pt 18,43
19,17
Q 430,20 0 F 0 Pe
0 T 13,12 Pf 0,74
Z2Z1
q
4 4,2
0
0
L 13,12
0,120
Pt 19,17
20,75
Q 650,20 0 F 0 Pe
0 T 13,12 Pf 1,58
Z1bomba
q
4 4,2
1 Codo 90 2,8 1 2,8
2,8
L 20,34
0,210
Pt 20,75
25,62
Q 879,00 0 F 2,8 Pe
0 T 23,14 Pf 4,87
Qt 879,00 [GPM]
Pt 25,62 [PSI]
ANEXO G
LISTA DE RECINTOS DE RIESGO LIGERO, (Nch 2095/ 1 of 2001)
ANEXO H
TABLA DE LONGITUDES EQUIVALENTES
