Las bombas contra incendios son dispositivos necesarios cuando la presión de agua y caudal o flujo que corre a través de los sistemas de extinción de agua, como los sistemas de rociadores, no son suficientes.
Los sistemas de rociadores contra incendios son una innovación que ha estado salvando propiedades y vidas durante más de un siglo.
Los sistemas de rociadores contra incendios de hoy en día son significativamente más sofisticados, complejos y efectivos que sus contrapartes anteriores, y los sistemas masivos ahora protegen grandes hospitales, almacenes, escuelas y más.
Las bombas contra incendios juegan un papel importante. Veamos que son las bombas contra incendios y sus tipos principales.
¿Qué son las bombas contra incendios?
Las bombas contra incendios son una pieza integral del equipo de seguridad humana que se utiliza para ayudar a los rociadores contra incendios a mantener la presión y el caudal adecuados necesarios para proteger la propiedad de manera efectiva.
Las bombas contra incendios se mantienen en cuartos de bombas o casas designadas. Por lo general, funcionan con un motor eléctrico o diesel, aunque hay algunas bombas impulsadas por turbinas de vapor.
Las bombas están diseñadas para activarse cuando ocurre una pérdida predeterminada de presión en el sistema de rociadores contra incendios.
Por lo general, la activación de un rociador no es suficiente para activar la bomba contra incendios.
Sin embargo, si se activan dos o más cabezales de rociadores contra incendios, la pérdida de presión en el sistema, en la mayoría de los casos, será suficiente para activar la bomba contra incendios.
Una vez activado, comienza a bombear agua al sistema de rociadores contra incendios para garantizar que el agua fluya a una velocidad y presión suficientes para sofocar y extinguir el fuego de manera efectiva.
Las bombas contra incendios están diseñadas teniendo en cuenta tanto el flujo de agua como la presión del agua, ya que tanto la tasa de flujo como la presión son factores esenciales para garantizar que el agua extinga el fuego de manera efectiva.
La mayoría de las bombas contra incendios pueden bombear hasta 5000 galones de agua por minuto y algunas hasta 600 PSI (Pounds per Square Inch o Libras por pulgada cuadrada) de agua.
Tipos de Bombas contra incendios
Bombas Contra Incendios Eléctricas vs. Diesel
Si bien las bombas contra incendios eléctricas y diésel brindan esencialmente los mismos resultados, sus motores funcionan de manera diferente y requieren diferentes protocolos de mantenimiento y prueba.
Los motores con motor eléctrico son una opción más económica y un poco más comunes. Requieren menos mantenimiento e inspecciones, lo cual es otra ventaja. Sin embargo, si no hay un generador de respaldo, la bomba se vuelve inútil si se corta la energía, lo cual es una desventaja grave y probablemente también significará que el sistema de rociadores contra incendios en sí no sirve.
Dicho esto, algunas aplicaciones, como hospitales y escuelas, requieren que se use un generador de respaldo junto con una bomba eléctrica contra incendios, en cuyo caso, los cortes de energía no deberían ser un problema.
Las bombas contra incendios que funcionan con diesel no tienen las desventajas de verse afectadas por cortes de energía y, en general, son más confiables.
Sin embargo, son mucho más caros y requieren un protocolo de mantenimiento anual para mantenerlos en buenas condiciones de funcionamiento.
Las bombas contra incendios son una parte esencial de muchos sistemas de protección contra incendios a base de agua.
Se utilizan para aumentar la presión (medida en psi y bar) de una fuente de agua cuando esa fuente no es adecuada para el sistema que está suministrando.
Estos se encuentran comúnmente en edificios que tienden a tener una demanda de alta presión, como rascacielos o almacenes de almacenamiento.
Este blog revisará los diferentes tipos de opciones de bombas contra incendios disponibles para los diseñadores.
Hay muchos tipos de bombas contra incendios disponibles. Es importante seleccionar el tipo correcto de bomba para el proyecto de instalación para evitar costos excesivos y presiones excesivas que podrían dañar su sistema. Si no se tienen en cuenta todos los factores, podría resultar en una instalación de la bomba que no alcance los requisitos de presión necesarios, lo que podría requerir la instalación de una bomba nueva.
Hay dos categorías principales de bombas: de desplazamiento positivo y centrífugas.
Bombas contra incendios de desplazamiento positivo
El papel que desempeña la bomba de desplazamiento positivo en la protección contra incendios se ha convertido en un uso creciente con sistemas de protección contra incendios de riesgo especial, combinado con el uso tradicional con sistemas de concentrado de espuma.
En el pasado más reciente, la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) reconoció el hecho de que las bombas de desplazamiento positivo son más adecuadas para aplicaciones de concentrado de espuma y sistemas de agua nebulizada que las bombas centrífugas más tradicionales.
En consecuencia, la versión de 1999 de NFPA 20, «Estándar para la instalación de bombas estacionarias para protección contra incendios», se reescribió para incluir un capítulo completo sobre bombas de desplazamiento positivo.
Esta fue una tarea importante para el comité NFPA 20; sin embargo, el Consejo de Normas de NFPA sabía que era esencial abordar las bombas de desplazamiento positivo debido a la creciente aplicación de este tipo de bombas en la industria de protección contra incendios y su idoneidad para espuma y agua nebulizada.
El nuevo capítulo tiene un lenguaje específico que guía a un usuario o ingeniero de diseño en la selección y aplicación de una bomba de desplazamiento positivo para servicio de agua y espuma.
Antes de la versión de 1999, NFPA 20 se limitaba estrictamente al diseño y la aplicación de bombas centrífugas contra incendios para sistemas tradicionales de protección contra incendios solo de agua. No había documentos o guías de la NFPA para aplicar correctamente las bombas de desplazamiento positivo en ningún servicio de protección contra incendios.
El estándar de espumas, NFPA 11, abordaba las bombas de desplazamiento positivo pero no en detalle. El estándar de agua nebulizada,
Una parte clave del nuevo capítulo 5 de NFPA 20 es el requisito de que la bomba de desplazamiento positivo esté «listada» para el servicio previsto.
Esto significa que la bomba de agua nebulizada o de espuma debe tener una certificación de terceros, independientemente del uso o la aplicación.
Sin embargo, la autoridad final es la Autoridad con jurisdicción (AHJ) con respecto a la elección de las listas UL y FM o ambas, o ningún requisito de lista, para bombas de desplazamiento positivo de espuma o agua nebulizada.
Mientras tanto, los fabricantes de bombas centrífugas trabajan arduamente para mejorar la eficiencia de las bombas y reducir los costos en un mercado cada vez más competitivo, mientras que los fabricantes de bombas de desplazamiento positivo exploran nuevas tecnologías y aplicaciones para un concepto de diseño de bombas muy antiguo que ha despertado un renovado interés.
Las bombas de desplazamiento positivo generan muy altas presiones con un caudal limitado en comparación con las bombas centrífugas.
Al principio de la historia de la protección contra incendios, se descubrieron aditivos para el agua que podrían ser más beneficiosos cuando se combaten incendios de líquidos inflamables que cuando se usa agua corriente.
Esto condujo a la necesidad de una bomba que pudiera manejar el bombeo de concentrado de espuma.
Y, debido a las características físicas únicas del concentrado de espuma, las bombas de desplazamiento positivo demostraron ser la mejor opción para este servicio debido a su alta capacidad de presión de descarga.
Este tipo de bombas se utiliza principalmente para sistemas de agua nebulizada y espuma-agua.
Bombas contra incendios centrífugas
Las bombas contra incendios centrífugas son las bombas contra incendios más comunes y se usan en la mayoría de los sistemas. En las bombas centrífugas, la presión se desarrolla principalmente por la acción de la fuerza centrífuga de rotación
Las bombas contra incendios centrífugas han evolucionado para producir eficiencias operativas que a menudo superan el 70% de eficiencia con una amplia variedad de configuraciones de bombas.
Ya sea que los requisitos de flujo de agua sean de 300 gpm ( galones por minuto) o 3000 gpm, existe una bomba contra incendios centrífuga aprobada por UL y/o FM que se adapta a la aplicación.
Los estilos típicos de bombas centrífugas que se utilizan para el servicio de protección contra incendios incluyen bombas de diseño vertical en línea, de succión final, de turbina vertical y de carcasa dividida horizontal.
Hoy en día, las bombas contra incendios centrífugas se utilizan exclusivamente para aplicaciones tradicionales de agua tipo rociador en la protección contra incendios.
Sin embargo, existe una nueva tecnología emergente para la cual las bombas de desplazamiento positivo son la mejor opción.
Esta nueva aplicación de desplazamiento positivo ha vuelto a generar conciencia e interés en la aplicación de bombas de desplazamiento positivo para sistemas de protección contra incendios de riesgo especial.
Esta nueva aplicación se refiere a los sistemas de protección contra incendios de agua nebulizada.
Las bombas de desplazamiento positivo suelen ofrecer un caudal más bajo y capacidades de presión de descarga más altas que las bombas centrífugas.
Por lo tanto, ahora es común ver bombas de pistón, bombas de émbolo y bombas de engranajes rotativos especificadas para suministrar agua a altas presiones a un sistema de agua nebulizada.
Las presiones de descarga típicas varían desde un mínimo de 175 psig hasta 3000 psig para aplicaciones de agua nebulizada.
Las siguientes son diferentes configuraciones de bombas de tipo centrífugo:
Bomba horizontal de carcasa dividida
Las bombas horizontales de carcasa dividida son el tipo más común de bomba contra incendio.
Estas bombas están específicamente diseñadas y probadas para aplicaciones de servicio de bomberos donde la confiabilidad del desempeño es de vital importancia.
En una bomba de carcasa dividida, el caudal se divide y entra al impulsor desde lados opuestos de la carcasa de la bomba.
Las bombas de carcasa partida se caracterizan por:
• Fácil acceso a todas las partes de trabajo;
• Construcción robusta;
• Pasos de agua liberales; y
• Operación eficiente.
Las bombas contra incendios de carcasa dividida se especifican cuando la fuente de agua
se encuentra por encima de la superficie del suelo y proporciona una presión de succión positiva a la bomba en cualquier punto de rendimiento.
Las bombas de una o varias etapas están disponibles según requisitos de presión de descarga.
Las bombas contra incendios de caja dividida deben estar construidas según los estándares de NFPA 20 y estar listadas por Underwriters Laboratories (UL) y aprobadas por Factory Mutual (FM).
Los paquetes también incluyen el controlador del sistema, con una gama completa
de opciones y accesorios disponibles para completar el paquete de bomba contra incendios que cumple con la NFPA.
Son muy confiables, vienen en una amplia gama de capacidades nominales de flujo y presión, son fáciles de mantener y se pueden usar tanto con motores eléctricos como diesel.
Sin embargo, estos también suelen necesitar la mayor cantidad de espacio de todos los tipos de bombas contra incendios.
Bomba de turbina vertical
Cuando la fuente de agua de protección contra incendios se encuentra bajo tierra o a nivel de cubierta, la mejor solución técnica de bombeo es la bomba de turbina multietapa suspendida vertical.
En este tipo de unidad, los impulsores se sumergen por completo en el agua y se mantienen cebados en todo momento.
Las bombas son accionadas por motores eléctricos verticales o por motores diesel a través de una caja de cambios de ángulo recto.
Una bomba de turbina vertical es el único tipo de bomba permitida por NFPA 20, Norma para la instalación de bombas estacionarias para protección contra incendios, que puede arrancar con presión de succión negativa o tomar agua en condiciones de elevación, como de una fuente subterránea, como un río o tanque de subterráneo.
as bombas de turbina vertical están disponibles con instalación de motor seco, en una amplia gama de caudales, cabezas de presión y materiales de construcción.
Estas bombas se utilizan principalmente en pozos perforados para proporcionar riego agrícola o de césped.
Pero también se utilizan como suministro de agua subterránea para los municipios que no pueden depender del agua superficial y se pueden usar para proporcionar agua de reposición de plantas y agua contra incendios para plantas industriales
Bomba en línea
Las bombas en línea verticales son similares a las cajas divididas horizontales en que usan un motor en paralelo al impulsor, pero en el caso de las bombas en línea, el impulsor y el motor están montados para girar alrededor de su eje vertical, con el motor más comúnmente se encuentra en la parte superior del impulsor.
Esto crea una solución para cuartos de bombas estrechos, ya que ocuparán menos espacio en el piso.
Las bombas de eje de línea vertical son similares a las bombas en línea verticales, con el motor y el impulsor montados para girar alrededor del eje vertical.
Se diferencian en que una bomba de eje de línea vertical utiliza un eje vertical largo para conectarse a un impulsor o conjunto de impulsores ubicados de forma remota.
Por lo general, estas bombas se usan para extraer agua de fuentes debajo de la bomba, como un pozo subterráneo, un lago/estanque o un tanque de agua subterráneo, donde la cabeza de succión positiva neta es demasiado grande para otros tipos de bombas.
Los tipos de eje vertical, que son los más comunes, tienen el impulsor ubicado directamente sobre la bomba. Estas suelen ser una de las unidades menos costosas y ocupan la menor cantidad de espacio, pero también son una de las más costosas de reparar.
El mantenimiento y la reparación de la bomba pueden ser difíciles porque el motor debe levantarse y retirarse para acceder a la bomba, a diferencia de una unidad de carcasa dividida.
Con estas bombas, la brida de succión y la brida de descarga están aproximadamente en el mismo plano.
Las bombas en línea tienen una capacidad limitada que normalmente no supera los 1500 gpm (5678 l/min) y solo se pueden usar con un controlador eléctrico, lo que limita sus posibles aplicaciones.
Bomba de succión final
Las bombas de succión final son únicas porque el agua ingresa a la bomba generalmente en dirección horizontal hacia el centro de la bomba y sale en dirección vertical.
Poseen una salida de descarga que es perpendicular a la entrada de succión. Su capacidad de flujo está limitada típicamente hasta 1500 gpm (5678 L/min).
Son más compactas cuando se comparan con las bombas contra incendios horizontales de carcasa dividida, y requieren menos espacio de instalación en una sala de bombas contra incendios.
Las bombas de succión final pueden utilizar un motor diesel o eléctrico.
Bomba multipuerto multietapa
Las bombas multietapa multipuerto utilizan un solo impulsor que puede ser un motor eléctrico o un motor diésel que se conecta a una bomba con múltiples impulsores en serie en una sola carcasa impulsada por un eje horizontal. La carcasa tiene varios puertos, o salidas de descarga, que entregan diferentes presiones: cada puerto tiene una presión mayor de los impulsores de serie consecutivos.
Por ejemplo, una bomba multipuerto multietapa podría instalarse en un edificio alto de 30 pisos. El edificio se puede dividir en tres zonas en las que una bomba multipuerto de etapas múltiples equipada con tres salidas de descarga usaría cada salida para una zona.
El primero tiene una presión de salida de 100 psi (6,9 bar) y alimenta pisos bajos o zona baja (tierra a 9), el segundo tiene una presión de salida de 175 psi (12,1 bar) y alimenta pisos medios o zona media (10 a 19), y un tercero tiene una presión de descarga de 300 psi (20,7 bar) y alimenta los pisos superiores o zona alta (20 a 30).
El uso de bombas contra incendios multipuerto podría resultar en:
- Se requieren menos bombas
- Menos tuberías y menos válvulas, ya que una bomba podría eliminar la necesidad de algunas válvulas de control y dispositivos reductores de presión
- No se requieren tanques de almacenamiento de agua en los pisos intermedios
- Menores cargas estructurales y costos asociados, ya que solo se puede requerir una bomba
- Conservación de energía porque se consumirá menos electricidad y/o combustible. Menos contaminación también es un beneficio potencial.
¿Siempre se requieren bombas contra incendios?
La respuesta a esta pregunta es: Depende.
El diseño del sistema de rociadores determinará si se requiere o no una bomba contra incendios. Una vez que se diseña e instala un sistema de rociadores, recibe una prueba de flujo de agua.
Si esa prueba demuestra galones por minuto (flujo) o presión de agua insuficiente para satisfacer la demanda del sistema de rociadores, los diseñadores deben incluir una bomba contra incendios en la aplicación.
La bomba contra incendios proporciona la presión (PSI) adicionales y/o los galones por minuto necesarios para garantizar que el sistema de rociadores funcione de manera eficaz.
La causa de la presión o el flujo de agua insuficiente varía, pero a menudo tiene algo que ver con un suministro de agua de baja presión desde la fuente de agua, ya sea el servicio público local o un estanque cercano diseñado para suministrar agua al sistema de seguridad contra incendios.
Entonces, en teoría, un sistema de rociadores puede no requerir una bomba contra incendios en un lugar, pero un sistema de rociadores de tamaño y complejidad similar puede requerir una bomba contra incendios en un lugar diferente.
Requisitos de inspección y prueba de bombas contra incendios
Todas las casas de bombas y bombas contra incendios requieren inspecciones visuales semanales para verificar la presión, la succión y la descarga, y para asegurarse de que todas las válvulas estén en la posición abierta, el controlador de la bomba contra incendios esté en un estado normal, etc.
Tanto las bombas eléctricas como las que funcionan con diésel también deben probarse sin flujo o en seco . Esto se debe hacer semanalmente para las bombas que funcionan con diesel, mientras que las bombas que funcionan con electricidad generalmente requieren una prueba en seco solo una vez al mes durante diez minutos. Sin embargo, ciertas aplicaciones eléctricas también requieren pruebas secas semanales.
Tanto las pruebas visuales semanales como las pruebas secas semanales/visuales técnicamente se pueden realizar
por el personal de mantenimiento regular de la propiedad, siempre que hayan recibido capacitación sobre qué buscar y cómo realizar las pruebas. Sin embargo, muchos clientes aún eligen que Koorsen Fire & Security venga a realizar estas inspecciones y pruebas, ya que disminuye su responsabilidad.
Finalmente, las bombas contra incendios también deben someterse a pruebas anuales completas que ponen a prueba todo el sistema, utilizando agua real, y estas pruebas deben ser realizadas por un profesional autorizado.
Durante las pruebas, el técnico medirá la presión del agua y el flujo de agua y luego comparará las medidas con las especificaciones del diseño original de la bomba contra incendios para garantizar que funcione de manera efectiva.
Cuando se encuentran discrepancias, a menudo hay una fácil explicación y reparación que se puede hacer para corregir el problema, como cuando se descubre una obstrucción o se necesita reemplazar una simple pieza de hardware.
Mantenimiento Adicional
Las bombas contra incendios que funcionan con diesel deben recibir servicio anualmente, además de las inspecciones y pruebas. Este mantenimiento incluye el cambio de filtros de combustible, prueba de baterías, niveles de fluidos, filtros de aceite, etc.
El mantenimiento debe ser realizado por una persona certificada para trabajar en motores diesel para aplicaciones de bombas contra incendios, no solo por un técnico regular.
Como las bombas contra incendios cuestan fácilmente entre $ 50,000 y $150,000, no desea que cualquiera realice estas inspecciones anuales y protocolos de mantenimiento en su bomba contra incendios.
Esta es la razón por la cual siempre es recomendable contratar técnicos especializados para inspeccionar, probar y trabajar en las bombas contra incendios durante su prueba y mantenimiento anual.
Para obtener más orientación, consulte NFPA 20 para conocer los requisitos de instalación y NFPA 25 Norma para la inspección, prueba y mantenimiento de sistemas de protección contra incendios a base de agua, para conocer los requisitos de ITM.
