Bombas Contra Incendios para Almacenes Logísticos

1. Clasificación del depósito y las reglas que se aplican

En São Paulo, el Reglamento de Seguridad Contra Incendios (Decreto estatal 69.118) clasifica los depósitos en el grupo J por carga de fuego: J-1 para material incombustible sin embalaje, J-2 hasta 300 MJ/m², J-3 por encima de 300 y hasta 1.200 MJ/m², y J-4 por encima de 1.200 MJ/m², que incluye materiales reciclables combustibles diversos. La división define las medidas de seguridad exigidas; la bomba contra incendios viene después, dimensionada para los sistemas que esas medidas piden.

Para las divisiones J-3 y J-4 con más de 750 m² o más de 12 m de altura, la Tabla 6J-2 del reglamento exige hidrantes y bocas de incendio equipadas con manguera semirrígida en todas las franjas de altura y rociadores automáticos por encima de 12 m; hasta 30 m, la compartimentación horizontal exigida puede sustituirse por rociadores automáticos.

La altura, en este reglamento, va del piso más bajo ocupado al piso del último nivel, y la construcción de un solo nivel, aunque tenga entrepiso, es de planta baja, cualquiera que sea la altura libre. En un galpón de planta baja de estas divisiones, por lo tanto, la tabla no exige rociadores por la altura: entran cuando sustituyen la compartimentación horizontal (nota 1) o por exigencia de riesgo específico de otra Instrucción Técnica (nota general c).

Con los rociadores exigidos, la IT 23 remite los depósitos a la IT 24, y lo mismo vale para las edificaciones comerciales del grupo C con almacenamiento por encima de 3,70 m. La IT 24 se aplica a todas las áreas de depósito donde se exigen rociadores, salvo las de líquidos inflamables o combustibles, y fue elaborada con base en la NFPA 13.

En Goiás, la NT 23 remite cualquier almacenamiento, aunque sea transitorio y de cualquier altura, a la NBR 16981, y trata como almacenamiento las edificaciones comerciales con exhibidores por encima de 3,7 m.

Para la bomba, los datos que importan son los del proyecto de rociadores: clase de la mercancía, disposición (paletas, pilas sólidas, cajas bin-box, estanterías o racks), altura de almacenamiento y altura del edificio, que la IT 24 mide desde el piso hasta la cara inferior del techo o cubierta en su punto más alto. Los criterios de la IT 24 solo valen para techos con pendiente de hasta el 16,7%.

Un cambio de mercancía, de disposición o de altura pide una nueva evaluación del proyectista: la curva elegida para la operación anterior no demuestra adecuación al nuevo escenario.

2. Principal, reserva y jockey: lo que pide cada regla

La bomba principal atiende la demanda de combate del proyecto. En São Paulo, los conjuntos de bombas de los rociadores siguen el anexo C de la IT 22 y la NBR 16704 (IT 23, 7.5).

Ese anexo pide al menos una bomba eléctrica o de combustión interna, usada solo para el combate a incendios, acoplada directamente por acople elástico, sin correas ni cadenas, con válvula de bloqueo aguas arriba y válvula de retención y otra de bloqueo aguas abajo (C.1.1, C.1.3 y C.1.5).

Después del arranque, la bomba solo se apaga manualmente, en su propio panel, en la sala de bombas; con la bomba automatizada, hay al menos un punto de accionamiento manual en un lugar seguro y de fácil acceso; y el régimen pleno llega en aproximadamente 30 s (C.1.6, C.1.7 y C.1.9).

La reserva no es automática en todo galpón. Cuando el contrato adopta la NFPA 20, la bomba eléctrica necesita una fuente alternativa de energía cuando la fuente normal no es confiable o en edificio alto, y esa fuente se dispensa con una bomba de reserva diésel, de vapor o eléctrica con alimentación independiente (9.3.1 y 9.3.2); la fuente alternativa puede ser un generador u otra fuente independiente de la normal (9.3.3).

Según la IT 22, ante la falta de energía de la distribuidora, la bomba eléctrica puede alimentarse con un generador diésel en las condiciones del C.2.8 (C.2.9), y, cuando hay una sola bomba de combustión, el arranque es siempre automático (C.3.12). En Goiás, con hidrantes y rociadores combinados, la NT 23 acepta excepcionalmente una sola bomba de combustión para los dos sistemas, siempre que haya un arranque de reserva por baterías estacionarias, accionado automáticamente si el principal falla (5.8 b).

La jockey mantiene la red presurizada y compensa pequeñas pérdidas, sin sustituir a la principal. Según la IT 22, las redes de hidrantes o mangueras semirrígidas con más de seis salidas llevan jockey de como máximo 20 L/min, dispensada cuando el depósito de incendio es elevado; su presión máxima es igual a la presión sin caudal de la principal, y se recomienda cerca de 10 mca entre los arranques secuenciales de las bombas (C.1.15 y C.1.15.1).

Para sistemas solo con tubería aérea de rociadores e hidrantes, el anexo de la NFPA 20 recomienda una jockey con caudal menor que el de un único rociador, para que la principal arranque cuando se abra un rociador.

El panel de señalización de la principal tiene botonera de arranque manual y señalización óptica y acústica. En la bomba eléctrica, indica al menos panel energizado, bomba en funcionamiento, falta de fase y falta de energía en el mando del arranque; en la de combustión, panel energizado, bomba en funcionamiento, baja carga de la batería y llave en posición manual o panel apagado (IT 22, C.1.16).

La propuesta debe identificar cada bomba, el accionamiento, la lógica de mando y las interfaces: la cantidad de equipos, por sí sola, no demuestra redundancia.

3. Demanda de rociadores e hidrantes, curva y succión

La IT 24 separa dos caminos. Con rociadores de control por densidad y área, la densidad de proyecto nunca es menor que 6,1 L/min/m², y el área de operación nunca es menor que 186 m² en tubería húmeda o 242 m² en tubería seca (5.2.2.1.3.1); en sistemas de tubería seca y de acción previa, esa área aumenta un 30%, sin superar 557,4 m² (5.1.6.7 y 5.1.6.8).

Para mercancías en paletas, pilas sólidas, cajas bin-box o estanterías, la reserva dura de 90 minutos (Clase I a III por encima de 3,7 m y hasta 6,1 m) a 150 minutos (Clase IV por encima de 6,1 m y hasta 9,1 m, y plásticos del Grupo A por encima de 6,1 m y hasta 7,6 m) (Tabla 5.2.1.2).

En racks, las tablas propias piden 90 minutos para Clase I a III y 120 minutos para Clase IV; los neumáticos (5.4) y el almacenamiento temporal (5.1.10) también tienen tablas propias.

Con rociadores ESFR, el área de operación incluye los 12 rociadores de mayor demanda hidráulica, formada por 4 rociadores en 3 ramales, con un mínimo de 89 m² (5.2.2.3.3).

La presión mínima de operación sale de la tabla de la IT 24 por la mercancía, la altura máxima de almacenamiento y la altura máxima del techo, y en el cálculo hidráulico entran los factores K que la IT indica entre paréntesis, como 200 para el K-14,0 y 360 para el K-25,2 (5.1.1.4). El ESFR solo se usa en tubería húmeda y en edificios con altura igual o inferior a aquella para la que fue certificado (5.1.4.9 y 5.1.2.8).

La tabla al final de esta sección muestra, en una fila de la IT 24, cómo el factor K cambia presión por caudal.

La demanda de los hidrantes se suma a la de los rociadores. Según la IT 23, la demanda de hidrantes entra en el cálculo hidráulico y en la reserva junto con la de rociadores, cumple la Tabla 2 de la IT 22 aunque los sistemas sean independientes, y las reservas efectivas se suman (10.4.1.1, 10.4.1.2 y 8.2).

En la IT 22, el dimensionamiento considera los dos chorros más desfavorables en uso simultáneo, cada uno con al menos el caudal de la Tabla 2 (4.8.3): 200 L/min en el sistema tipo 3, 300 L/min en el tipo 4 y 600 L/min en el tipo 5, de salida doble.

En la Tabla 3, los depósitos J-3 van al tipo 3 hasta 800 MJ/m² y al tipo 4 por encima, y los J-4, al tipo 4 hasta 5.000 m² y al tipo 5 por encima; la nota 1 permite el tipo 4 cuando la ocupación del tipo 5 tiene rociadores exigidos.

Con la demanda sumada en el punto de conexión, entra la curva. Cuando el contrato adopta la NFPA 20, la bomba centrífuga entrega al menos el 65% de la presión nominal al 150% del caudal nominal, con un cierre de como máximo el 140% de la presión nominal, para cualquier tipo de bomba (6.2.1 y 6.2.2).

Según la IT 22, la capacidad de la principal en caudal y presión atiende la demanda según los criterios adoptados, y no se recomiendan bombas por encima de 100 mca (1 MPa) (C.1.13 y C.1.14). Pida la curva del modelo, del impulsor y de la rotación ofertados, y no convierta el caudal máximo de catálogo en punto de trabajo garantizado: presión, potencia y succión deben corresponder a la misma selección.

La succión cierra la selección. En São Paulo y en Goiás, la bomba de rociadores trabaja obligatoriamente con presión positiva, sin depósito de cebado (IT 23, 7.5.1; NT 23, 5.18); la IT 22 define la succión positiva por el eje de la bomba por debajo del nivel X de agua, admitido hasta 2 m por encima o a 1/3 de la capacidad efectiva del depósito, lo que sea menor (C.1.12).

Cuando el contrato adopta la NFPA 20, las bombas centrífugas de ese capítulo no se usan con altura estática de aspiración (6.1.1.4), y la tubería de succión se dimensiona para que la presión en la brida de succión quede en 0 psi (0 bar) o más con todas las bombas al caudal máximo: 150% del nominal o el máximo que el abastecimiento entrega a la menor presión de succión admisible (4.16.3.1).

La excepción es el tanque de succión cuyo nivel, después de abastecer el sistema de mayor demanda durante el tiempo exigido, queda en la cota del eje de la bomba o por encima: entonces la presión puede bajar hasta −3 psi (−0,2 bar) al 150% del caudal, con el nivel más bajo (4.16.3.2).

4. Sala de bombas y skid

Cuando el contrato adopta la NFPA 20, la bomba, el accionamiento, el controlador, el abastecimiento de agua y la alimentación de energía quedan protegidos contra la interrupción por explosión, fuego, inundación, sismo, roedores, insectos, vendaval, congelamiento, vandalismo y otras condiciones adversas (4.14.1).

En un edificio que no es de gran altura, la sala de bombas interior queda separada del galpón por construcción con 2 horas de resistencia al fuego o por 15,3 m cuando el galpón no tiene rociadores, y por 1 hora o 15,3 m cuando ambos tienen rociadores conforme a la NFPA 13 o a la NFPA 13R (Tabla 4.14.1.1.2).

La propia sala de bombas recibe rociadores conforme a la NFPA 13: riesgo extra grupo 2 cuando aloja un motor diésel o su tanque, y riesgo ordinario grupo 1 con motor eléctrico (4.14.1.3). Las unidades al aire libre quedan a por lo menos 15,3 m de edificaciones y otras exposiciones al fuego (4.14.1.2.1).

La ubicación y el acceso de la sala de bombas se planifican con el Cuerpo de Bomberos; sin acceso directo desde el exterior, el acceso es por un corredor resistente al fuego desde una escalera cerrada o una salida exterior (4.14.1.1.4 y 4.14.2.1.1).

La sala queda libre de almacenamiento, equipos y pasos que no sean esenciales para la bomba, admitidos los equipos de agua de consumo, y tiene espacio para las distancias de instalación y mantenimiento entre componentes y hasta la pared (4.14.1.1.5 a 4.14.1.1.7).

La NFPA 20 pide además calefacción por encima de 4 °C donde haga falta, iluminación normal, iluminación de emergencia de 32,3 lux durante al menos 2 horas, salvo otro valor exigido por la autoridad, sin conexión a la batería de arranque del motor, ventilación, piso con pendiente, desagüe hacia un lugar sin congelamiento y protector de acople (4.14.3 a 4.14.8).

Las reglas brasileñas piden el mismo cuidado. Según la IT 22, la sala de bombas permite acceso alrededor de las bombas, mantenimiento en el lugar y retiro completo de cualquier bomba; si es enterrada o está en el recinto del colector (barrilete), tiene acceso al menos por escalera de gato, y ese recinto tiene una altura libre mínima de 1,5 m (C.1.2 y C.1.2.1).

Las bombas quedan protegidas contra daños mecánicos, intemperie, agentes químicos, fuego o humedad, y no comparten la sala con otras máquinas, salvo las de sistemas de protección contra incendios a base de agua y las bombas de agua de consumo de la edificación (C.1.4 y C.2.5).

En el modelo de informe de inspección de la IT 23, la inspección verifica que la bomba esté en un compartimento protegido contra el fuego y sin acumulación de materiales combustibles (Anexo C, 4.4 y 4.5).

En el skid, la bomba y el accionador van sobre una base común rellena con grout, según las instrucciones del fabricante, fijada a una cimentación sólida que asegure la alineación de los ejes (NFPA 20, 6.4.1 y 6.4.3).

Cada bomba tiene válvula automática de alivio de circulación listada para servicio de bomba contra incendios, instalada antes de la retención de descarga, ajustada por debajo del cierre con la menor presión de succión esperada y con descarga visible a un desagüe, salvo los casos que la norma exime (4.13.1, 4.13.3, 4.13.5, 4.13.8 y 4.13.10); la IT 22 pide, en las bombas con caudal nominal de más de 600 L/min, un flujo continuo por tubo o placa de orificio de 6 mm derivado de la voluta, para evitar el sobrecalentamiento (C.2.18.7).

Separe en el contrato suministro, instalación y puesta en marcha, con las interfaces hidráulicas, eléctricas y civiles de cada parte.

5. Pruebas de fábrica y aceptación en campo

En la fábrica de Cabreúva-SP, FB Bombas realiza mecanizado CNC, montaje y ensayos en banco hidráulico según la ANSI/HI 14.6. Según el proyecto, la documentación incluye hoja de datos, curva Q×H, plano dimensional, plan de FAT y certificado de ensayo en banco; los ensayos y documentos de cada suministro se definen en la propuesta.

El modelo de informe de inspección de la IT 23 pregunta si se presentó la curva de desempeño (caudal × presión) preparada por el fabricante antes de la instalación (Anexo C, 4.2).

En campo, cuando el contrato adopta la NFPA 20, la prueba de aceptación usa instrumentos calibrados para presiones netas, caudal, tensión, corriente y velocidad, con etiqueta de la última calibración, calibración al menos anual y exactitud de ±1%; las lecturas de tensión y corriente de controladores calibrados en fábrica a ±2% pueden sustituir los instrumentos.

El procedimiento de ejemplo del anexo señala como puntos importantes el 150% del caudal nominal, el caudal nominal y el cierre, y en cada punto registra velocidad, presiones de succión y de descarga, caudal, corriente y tensión; en el diésel, también contrapresión del escape, presión del aceite, presión del agua del circuito de enfriamiento y temperatura del motor. La evaluación verifica que el caudal y la presión basten para la demanda de protección.

En São Paulo, la IT 23 recomienda que, después de instalar los rociadores, el responsable técnico de la instalación complete el informe de puesta en marcha del Anexo B, recoja la firma del propietario o del responsable del uso y lo mantenga en el archivo de la obra.

Según el procedimiento del anexo, el instalador concluye los trabajos, la inspección y las pruebas con la presencia de quien actúa por el propietario, y todos los problemas se resuelven, con el sistema en servicio, antes de que deje la obra; el formulario registra también la presión y la duración de la prueba hidrostática de la tubería.

Una prueba hidrostática verifica una condición distinta de una prueba de desempeño hidráulico, y un informe no demuestra automáticamente el otro. La aceptación técnica del conjunto y la regularización de la edificación también tienen alcances distintos: el suministro de la bomba no garantiza la aprobación de la obra.

6. Inspección, pruebas y mantenimiento con el almacén en operación

Cuando el contrato adopta la NFPA 25, la bomba diésel pasa por la prueba sin caudal cada semana, y la mayoría de las bombas eléctricas, cada mes.

La eléctrica vuelve a la frecuencia semanal cuando atiende una edificación por encima de la capacidad de bombeo del Cuerpo de Bomberos, tiene controlador de servicio limitado, es de turbina vertical o aspira de un tanque a nivel del suelo o de una fuente sin presión útil sin la bomba, salvo que haya bomba redundante; ambas frecuencias pueden ampliarse con un análisis de riesgo aprobado.

En un almacén con tanque a nivel del suelo, por lo tanto, la bomba eléctrica que aspira de él sigue en prueba semanal, salvo que haya bomba redundante. La prueba empieza con arranque automático, drenando la línea del sensor de presión para simular la caída del sistema, y la bomba funciona al menos 10 minutos si es eléctrica o 30 minutos si es diésel.

Personal calificado acompaña la bomba en funcionamiento, salvo cuando la inspección y la prueba se automatizan conforme a la norma. Durante la prueba, se confirma que la válvula de alivio de circulación descarga un pequeño flujo de agua; una vez al año, la prueba con caudal verifica la condición completa de operación de la bomba, y el combustible del diésel se ensaya anualmente. Compare los resultados con los de la puesta en marcha y registre cada intervención.

En São Paulo, en la renovación de la inspección, la IT 23 recomienda al responsable técnico del mantenimiento el informe de inspección del Anexo C, firmado por el propietario o por el responsable del uso y archivado en la edificación.

En el bloque de la bomba, el informe pregunta si hay curva de desempeño producida en los últimos 36 meses, si caudal y presión siguen el proyecto aprobado, si las válvulas de bloqueo, salvo las del cabezal de pruebas, están trabadas totalmente abiertas, si hay medidor de caudal y cabezal de pruebas para la prueba anual y si la central de alarma señala los eventos del Anexo B de la NBR 10897 para la supervisión de las bombas (Anexo C, 4.3, 4.7, 4.8 y 4.10 a 4.12).

Planifique cómo mantener la protección durante trabajos en la bomba o en la red y cómo comunicar la indisponibilidad a la operación del almacén. Nuevas demandas, cambios de mercancía o de disposición y alteraciones en el depósito o en la red requieren evaluación técnica antes de cambiar la operación.

7. Cuerpo de Bomberos, aseguradora y documentos del conjunto

Según la IT 22, cada bomba principal o de refuerzo tiene placa de identificación con fabricante, número de serie, modelo, caudal nominal, presión nominal, rotación de régimen y diámetro del impulsor; el motor eléctrico y el motor de combustión tienen placas propias, y el panel se entrega con planos dimensionales, disposición, diagrama eléctrico, regleta de bornes, diagrama eléctrico interno y lista de materiales (C.2.15, C.2.16, C.3.8 y C.2.18.4).

La llave de alimentación de la bomba eléctrica lleva la inscripción “ALIMENTAÇÃO DA BOMBA DE INCÊNDIO – NÃO DESLIGUE” (alimentación de la bomba contra incendios – no desconecte) (C.2.11).

Registre en la consulta las exigencias de la aseguradora y del contratante, como componentes listados o aprobados, y pida los documentos del modelo ofertado cuando se exijan: citar una norma no demuestra un listado ni una aprobación, y la NFPA y la ABNT publican normas, no certifican productos. La NFPA 20 exige listado en elementos específicos, como la válvula automática de alivio de circulación (4.13.1).

En la IT 24, los rociadores de aplicación específica solo se aceptan con certificación de un laboratorio de reconocida competencia nacional o internacional, con informes y catálogos en portugués o con traducción jurada (5.1.1.7 y 5.1.1.7.1).

Envíe la memoria de cálculo hidráulico, el plano de la sala de bombas, los datos de alimentación y las exigencias de la autoridad local, con la lista de los documentos que deben acompañar el conjunto y quién responde por cada etapa.

FB Bombas analiza la propuesta a partir de esos datos y ofrece en la posventa puesta en marcha y comisionamiento a partir del manual y de las condiciones de la instalación, ensayo de desempeño en banco con alcance definido para el proyecto y contratos de mantenimiento de las líneas FB; forma de atención, verificaciones, criterios de aceptación y registros se definen en la propuesta. Plazo, pruebas y servicios en campo se confirman para cada suministro.