1. Demanda del sistema de rociadores automáticos
El rociador automático se abre solo cuando su elemento sensible al calor alcanza su temperatura nominal, y el agua se descarga sobre el área que cubre (definición de la NFPA 13 reproducida en la NFPA 25). La bomba, por lo tanto, no atiende al edificio entero: atiende al área de operación, que es el área de mayor demanda hidráulica del sistema (IT 23, 11.1.3.1.1), con la densidad exigida por la clase de riesgo y las pérdidas hasta el abastecimiento.
En São Paulo, la IT 23 exige proyectar el sistema según las normas técnicas brasileñas y acepta la NFPA 13 cuando ellas no contemplan el tema, pero el área de operación, las tablas y los demás parámetros siguen la propia IT (4.1); los depósitos pasan a la IT 24 (2.3). La clase de riesgo sale de la carga de incendio de la IT 14, como muestra la tabla de esta sección (2.4).
Cuando ocupaciones adyacentes no están separadas por barreras capaces de contener el calor durante algún tiempo, el sistema de la ocupación de mayor demanda se extiende 4,5 m más allá de su perímetro (10.2).
El dimensionamiento es por cálculo hidráulico (10.1). Las tablas de diámetros solo valen para sistemas nuevos con área inferior a 465 m² o para ampliar sistemas calculados originalmente con ellas (11.2.1.1), y nunca para rociadores con factor K nominal distinto de 80 ni en áreas de riesgo extra, grupos 1 y 2 (11.2.1.2).
En el método de densidad y área, basta satisfacer un punto de la curva elegida (10.4.4.1); si el área de operación es menor que 140 m² en riesgo ligero u ordinario, o menor que 230 m² en riesgo extra, se usa la densidad de esas áreas (10.4.3). El área es rectangular, con el lado paralelo a los ramales de al menos 1,2 veces la raíz cuadrada del área de operación (11.1.3.2.1).
Ningún rociador opera por debajo de 48 kPa (4,8 mca), salvo ensayo específico que recomiende más (11.1.3.9), y, en riesgo extra, ninguno supera 1.210 kPa (123,5 mca) (11.1.3.10). El caudal de cada rociador sale del factor K por la relación K = Q/√p, la misma usada para equilibrar ramales (11.1.2.3), con tolerancia de 1 kPa (0,1 mca) en los puntos de unión (11.1.2.1).
Por eso no existe una presión única de rociador: la presión pedida a la bomba resulta de la presión en el rociador hidráulicamente más desfavorable, de las pérdidas en el recorrido y del desnivel, descontada la presión disponible en la succión.
La reserva considera la duración de la Tabla 11 (10.4.1.4); en una ocupación mixta, usa el caudal del riesgo más grave con el tiempo del riesgo predominante (4.5). La alarma se activa con un flujo equivalente al de un rociador de menor orificio, suena en hasta 2 minutos y se identifica en la central (5.1); en el sistema de tubería mojada, viene de una válvula de alarma o de otro detector de flujo (5.2).
Las bombas siguen el Anexo C de la IT 22 y la NBR 16704 (7.5), con presión positiva obligatoria y sin depósito de cebado (7.5.1), protegidas contra daños mecánicos, intemperie, agentes químicos, fuego o humedad (12). En Goiás, la NT 23 repite la presión positiva sin cebado (5.18), remite al Anexo C de la NT 22 y a la NBR 16704 (5.17) y adopta la NBR 10897 en los temas que no detalla (2.2).
| Clase de riesgo | Carga de incendio (IT 14) | Duración de la reserva | Área mínima para la densidad |
|---|---|---|---|
| Ligero | Hasta 300 MJ/m² | 30 min | 140 m² |
| Ordinario, Grupo I | Más de 300 hasta 800 MJ/m² | 60 min | 140 m² |
| Ordinario, Grupo II | Más de 800 hasta 1.200 MJ/m² | 60 min | 140 m² |
| Extraordinario, Grupo I | Más de 1.200 MJ/m², sin líquidos igníferos | 90 min | 230 m² |
| Extraordinario, Grupo II | Líquidos combustibles o inflamables en cantidad moderada o sustancial (M-2 en la IT 14) | 90 min | 230 m² |
2. Demanda de la red de hidrantes y mangueras semirrígidas
La NBR 13714 distingue dos puntos de uso. El hidrante es la toma de agua con una salida (simple) o dos (doble), con válvulas angulares, adaptadores, tapones, mangueras y accesorios (3.8); la boca de incendio equipada con manguera semirrígida (mangotinho) tiene una sola salida, con válvula de apertura rápida, manguera semirrígida y lanza regulable (3.12).
En la norma, las mangueras semirrígidas forman el sistema tipo 1 y los hidrantes, los tipos 2 y 3, y la reserva existe para el primer ataque, hasta la actuación del Cuerpo de Bomberos (5.4.1).
En São Paulo, la IT 22 tiene cinco tipos de sistema: el tipo 1 es la manguera semirrígida, y los tipos 2 a 5 son hidrantes. La Tabla 2 fija el caudal y la presión mínimos en la válvula del hidrante más desfavorable, obtenidos en la salida de la válvula (4.6.1.2).
El cálculo considera el uso simultáneo de los dos chorros más desfavorables (4.8.3); si las dos salidas más desfavorables son de un hidrante doble, se consideran esos dos puntos (4.8.3.1), y el más desfavorable es el de menor presión dinámica en la salida del hidrante (4.8.4).
Se aceptan presiones menores en las lanzas cuando el cálculo hidráulico y los catálogos de los fabricantes comprueban el caudal de la tabla y el alcance del chorro (nota 2 de la Tabla 2), y el proyectista puede hacer el dimensionamiento completo, con todas las pérdidas, partiendo de los caudales de la tabla y de la presión para que el chorro alcance 10 m con la lanza a hasta 1,20 m del piso (4.8.9).
Los límites de presión y de velocidad entran en la selección. En la IT 22, la presión de trabajo en las lanzas no supera 100 mca (1.000 kPa) (4.8.8); la velocidad en la succión de la bomba queda en hasta 2 m/s con succión negativa y 3 m/s con positiva (4.8.11), y en la tubería, en hasta 5 m/s (4.8.12); en el punto de derivación hacia los dos hidrantes más desfavorables, se admite una variación de hasta 0,50 mca (4.8.14).
Con succión negativa, el NPSH disponible se calcula con 1,5 veces el caudal nominal del sistema y debe ser igual o mayor que el requerido por la bomba (4.8.15). La NBR 13714, a su vez, limita la presión dinámica en cualquier lanza al doble de la obtenida en la más desfavorable (5.3.6), recomienda como máximo 1.000 kPa en cualquier punto (5.3.7) y limita la velocidad en la succión a 4 m/s (5.3.9).
En la NBR 13714, la reserva mínima es V = Q × t, con Q igual al caudal de dos salidas y t de 60 minutos para los tipos 1 y 2 y de 30 minutos para el tipo 3 (5.4.2). En São Paulo, el tipo de sistema y el volumen mínimo salen de la Tabla 3 de la IT 22, según la ocupación (4.9.1 y 4.12.3).
En una edificación mixta con sistema único, la reserva considera el área total y el riesgo predominante (4.8.5.2.1), y la bomba atiende los mayores valores de presión y caudal de los dos hidrantes más desfavorables de cada ocupación (4.8.5.2.3); los sistemas independientes solo valen en edificaciones de una planta, con las ocupaciones compartimentadas (4.8.5.1 y Cuadro 1).
| Tipo | DN de la lanza y de la manguera | Salidas | Caudal mínimo (L/min) | Presión mínima (mca) |
|---|---|---|---|---|
| 1 (manguera semirrígida) | 25 | Simple | 100 | 80 |
| 2 | 40 | Simple | 150 | 30 |
| 3 | 40 | Simple | 200 | 40 |
| 4 | 40 | Simple | 300 | 65 |
| 4 | 65 | Simple | 300 | 30 |
| 5 | 65 | Doble | 600 | 60 |
Nota
Los tipos 1 a 5 de la IT 22 no son los tipos 1 a 3 de la NBR 13714, y la regla de una instrucción estatal no es un requisito idéntico para todo Brasil: verifique qué documento adopta el proyecto antes de comparar caudales.
3. Diluvio: todas las boquillas de la válvula a la vez
En el sistema de diluvio, los rociadores o boquillas son abiertos y se conectan al abastecimiento por una válvula que solo se abre cuando actúa el sistema de detección instalado en la misma área. Abierta la válvula, el agua entra en la tubería y sale por todos los rociadores o boquillas conectados a ella (definición de la NFPA 13 reproducida en la NFPA 25).
El anexo de la NFPA 25 prevé que cada válvula de diluvio pueda operar de forma automática y manual.
Por eso la demanda del diluvio no es un área de operación elegida dentro de la red: es la suma de los caudales de todas las boquillas de la válvula que se abre, cada uno dado por el factor K a la presión de esa boquilla, y la presión pedida a la bomba cubre la boquilla más desfavorable y las pérdidas hasta ella.
Si el proyecto prevé más de una válvula abriéndose en el mismo evento, la memoria debe mostrar esa suma. En la IT 23, las pérdidas o longitudes equivalentes de las válvulas de diluvio vienen del fabricante o, a falta de ellas, de la literatura técnica aplicable (11.1.2.4), y la demanda de cortinas de agua se suma a la de los rociadores del techo en el punto de conexión, equilibrada por la mayor presión (10.4.3).
En la IT 23, los sistemas de preacción y de diluvio tienen dos alarmas accionadas de forma independiente, una por el sistema de detección y otra por el flujo de agua (5.3). El diluvio no necesita conexión de prueba (5.11), mientras que el sistema de preacción la tiene, con el aire de supervisión (5.10).
Para cotizar la bomba, envíe la memoria con la lista de boquillas por válvula y sus factores K, la presión exigida en la boquilla más desfavorable, la pérdida de la válvula de diluvio informada por el fabricante, la lógica de detección y de mando y las condiciones de succión y de reserva. La curva se elige para ese punto, y no por un rango de caudal por tipo de industria.
4. La presurización de escaleras utiliza aire
La presurización de la escalera de seguridad mantiene la escalera libre de humo para la evacuación de los ocupantes y también puede activarse en cualquier abandono del edificio (NT 13 de Goiás, 1.2). El espacio se presuriza con un suministro continuo de aire, que mantiene un diferencial de presión respecto de los ambientes vecinos y un flujo por trayectorias de escape hacia el exterior (5.1.1).
Los elementos básicos son el sistema de accionamiento y alarma, el aire exterior suministrado mecánicamente, la trayectoria de escape del aire y la fuente de energía garantizada (5.1.3).
Los números son de aire, no de agua. El nivel de proyecto no queda por debajo del de la Tabla A1 de la NT 13 ni supera 60 Pa con todas las puertas cortafuego cerradas (5.1.5.1), y el diferencial mínimo de cálculo es de 50 Pa (5.1.6.1).
Con una abertura permanente en la caja de la escalera, el caudal de aire debe dar una velocidad media de 4 m/s en esa abertura, y, con puertas abiertas durante la evacuación, al menos 1,0 m/s saliendo por ellas (5.1.6.4).
La NT recomienda el sistema de dos etapas, con un nivel bajo continuo y uno mayor en la emergencia (5.1.2); en edificios con varias escaleras presurizadas, pide un sistema independiente para cada una (5.2.2); y, cuando hay dos motoventiladores, uno de reserva del otro, exige un dispositivo automático que identifique la parada de uno y accione el otro (5.3.9).
El punto de contacto con la bomba contra incendios es la energía. La edificación tiene un grupo electrógeno automatizado con autonomía mínima de 4 horas (5.3.8 b), que puede alimentar también los demás sistemas de emergencia, entre ellos lo que la NT llama bombas de presurización hidráulicas contra incendios (5.3.8 c); el motoventilador arranca por detección automática de humo (5.3.8 d). Si el generador es compartido, informe al proyectista eléctrico la potencia y el modo de arranque de la bomba.
El nombre confunde: la jockey también se llama bomba de presurización, pero mantiene la presión de la red de agua y no mueve aire. Mantenga proyectos y mandos identificados por función; la coordinación del edificio trata las interfaces sin mezclar los equipos.
5. Cómo comparar las demandas e integrar las redes
La tabla resume lo que cambia entre los tres sistemas en las reglas citadas en esta página. Los caudales y presiones finales vienen siempre de la memoria del proyecto.
En São Paulo, la integración parte de dos reglas: la IT 23 suma la demanda de los hidrantes a la de los rociadores en el cálculo hidráulico y en el dimensionamiento de la reserva (10.4.1.1), y la IT 22 admite que la reserva alimente otros sistemas de protección, manuales o automáticos, mediante la interconexión de las tuberías de los depósitos, siempre que se cumplan los parámetros de la IT 23 (4.9.2).
En la NBR 13714, esa interconexión no se admite, salvo la del sistema tipo 1, el de mangueras semirrígidas, con rociadores automáticos debidamente dimensionados (5.4.3).
En Goiás, con hidrantes y mangueras semirrígidas instalados junto con los rociadores automáticos, la NT 23 exige garantizar los caudales y presiones mínimos de la NT 22 y sumar las reservas efectivas (5.8).
La derivación a los hidrantes sale antes de las válvulas de alarma de los rociadores (5.8 a); excepcionalmente, una sola bomba de combustión atiende los dos sistemas, siempre que haya un arranque de reserva con baterías estacionarias, activado automáticamente si el principal falla (5.8 b); y una única conexión de bomberos doble abastece los dos sistemas a la vez (5.8 c).
Para una bomba común, la curva debe cubrir el punto del escenario sumado cuando la regla suma y el mayor punto de cada sistema cuando no suma, como en el sistema único de hidrantes de la IT 22 para ocupaciones mixtas, que atiende los mayores valores de presión y caudal sin simultaneidad de eventos (4.12.4). Con bombas separadas, cada una tiene su punto, y la reserva y la succión siguen la regla de suma aplicable.
La elección entre bomba común y bombas separadas es del proyecto, no de una regla de una bomba por nombre de sistema.
| Criterio | Rociadores automáticos | Hidrantes y mangueras semirrígidas | Diluvio |
|---|---|---|---|
| Accionamiento | Cada rociador se abre por el calor en su elemento | Manual, por el brigadista o por los bomberos | La detección abre la válvula, con operación manual prevista |
| Escenario de cálculo | Área de operación de mayor demanda (IT 23, 11.1.3.1.1) | Dos chorros más desfavorables simultáneos (IT 22, 4.8.3; NBR 13714, 5.3.3) | Todas las boquillas de la válvula que se abre |
| Presión de referencia | Mínimo de 48 kPa por rociador; máximo de 1.210 kPa en riesgo extra (IT 23) | Tabla 2 de la IT 22 en la válvula; hasta 100 mca en la lanza | Presión exigida en la boquilla más desfavorable, según la memoria |
| Duración de la reserva | 30, 60 o 90 min según la clase (IT 23, Tabla 11) | Tabla 3 de la IT 22; NBR 13714: 60 min en los tipos 1 y 2 y 30 min en el tipo 3 | Según el criterio adoptado en el proyecto |
| Integración en SP | Suma la demanda de los hidrantes (IT 23, 10.4.1.1) | Tabla 2 de la IT 22 aun con redes independientes (IT 23, 10.4.1.2) | Según la memoria del sistema |
| Integración en GO | Hidrantes derivados antes de la válvula de alarma (NT 23, 5.8 a) | Caudales y presiones de la NT 22; reservas efectivas sumadas (NT 23, 5.8) | Según la memoria del sistema |
6. Pruebas, mantenimiento y modificaciones
Cuando el contrato adopta la NFPA 25, cada sistema tiene su tabla resumen de inspección, prueba y mantenimiento: rociadores automáticos, sistemas de tubería vertical y mangueras (standpipe), redes privadas contra incendios con sus hidrantes, bombas contra incendios y válvulas. Las frecuencias de la bomba no valen para los rociadores ni para los hidrantes, y el plan de mantenimiento sigue la tabla de cada sistema.
En la bomba, la prueba sin caudal es semanal en la diésel y mensual en la mayoría de las eléctricas, que vuelven a la semanal en casos como la succión desde un tanque a nivel del suelo, salvo que haya bomba redundante; el arranque es automático y la bomba funciona al menos 10 minutos si es eléctrica o 30 si es diésel.
La prueba con caudal es anual, y el resultado es aceptable, entre otras condiciones, cuando la bomba atiende el caudal y la presión del sistema más exigente que alimenta, con base en los datos de proyecto aportados por el propietario, suministra el 100% del caudal nominal y entrega, en cada punto de caudal, una presión neta de al menos el 95% de la indicada en una de las curvas de referencia: la original del fabricante, la de la prueba de campo original sin ajuste o la generada a partir de la placa de la bomba.
En São Paulo, la IT 23 recomienda al responsable técnico el informe de puesta en marcha del Anexo B después de la instalación y el de inspección del Anexo C en la renovación de la inspección, con la firma del propietario o del responsable del uso (13).
El informe de inspección pregunta si se presentó la curva de desempeño de la bomba preparada por el fabricante antes de la instalación y una curva producida en los últimos 36 meses (Anexo C, 4.2 y 4.3).
La IT 23 también exige un stock de rociadores de repuesto para sustitución inmediata, con las mismas características de los instalados y guardados en un lugar de hasta 38 °C: al menos 6 en instalaciones con hasta 300 rociadores, 12 de 301 a 1.000 y 24 por encima de 1.000, con un mínimo de cuatro de cada tipo, modelo y temperatura cuando haya más de uno (9.1 a 9.3).
Un cambio de ocupación, de clase de riesgo, de almacenamiento, de área protegida, de red o de reserva cambia la demanda. Rehaga el cálculo antes de aceptar la bomba existente, registre la configuración real y conserve los resultados de aceptación y de mantenimiento.
Nota de ingeniería
Las frecuencias y duraciones citadas aquí son las de la NFPA 25 para la bomba y valen cuando el contrato la adopta; las de rociadores, hidrantes y válvulas están en la tabla resumen de cada sistema y entran en el plan de mantenimiento.