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La selección de la bomba contra incendios adecuada comienza con dos parámetros críticos: el caudal (GPM) y la altura de elevación o presión (PSI). Una bomba contra incendios correctamente dimensionada debe suministrar suficiente agua al punto más exigente del sistema de protección contra incendios, manteniendo al mismo tiempo la presión requerida por las normativas aplicables.
Sin embargo, determinar el tamaño de una bomba contra incendios implica más que simplemente seleccionar un caudal y una presión de un catálogo. Los ingenieros deben tener en cuenta la demanda de los rociadores y de las columnas verticales (montantes), la altura del edificio, las pérdidas por fricción, la presión de succión disponible, los requisitos de la NFPA y la curva de rendimiento de la bomba proporcionada por el fabricante.
El primer paso consiste en calcular la demanda máxima de agua del sistema de protección contra incendios.
Dependiendo del proyecto, esto puede incluir:
·Demanda de los rociadores
·Demanda del sistema de tubería vertical
·Demanda de caudal de manguera
·Demanda por riesgo especial
Para sistemas combinados, la demanda hidráulica determinante debe identificarse mediante cálculos hidráulicos.
Los sistemas de tuberías verticales pueden representar una parte significativa del caudal requerido. Por ejemplo, los requisitos aplicables de la NFPA pueden exigir 500 GPM para la tubería vertical más alejada, con un caudal adicional para las tuberías verticales suplementarias. Los requisitos exactos dependen del diseño del sistema, de la edición aplicable de la NFPA y de la autoridad local con jurisdicción (AHJ).
El principio fundamental es:
La capacidad de caudal de la bomba contra incendios debe seleccionarse en función de la demanda calculada del sistema, y no simplemente del tamaño del edificio.
Imagen | Cálculo del caudal de la bomba contra incendios
Una vez calculado el caudal requerido, el siguiente paso es compararlo con las capacidades nominales de las bombas contra incendios disponibles.
Por ejemplo, si un proyecto requiere aproximadamente 1400 GPM, no se debe seleccionar una bomba contra incendios Purity simplemente porque su capacidad nominal de placa se aproxime a los 1400 GPM. El ingeniero debe evaluar la capacidad nominal estándar disponible y, posteriormente, verificar la curva de rendimiento real de la bomba para el caudal requerido del sistema.
Esto convierte a la curva de la bomba en una parte esencial del proceso de selección.
Una vez determinado el caudal, calcule la presión necesaria para llevar el agua hasta el punto más alejado.
Una relación práctica es:
Presión de bomba requerida = Altura estática + Presión residual + Pérdida por fricción − Presión de succión disponible
La altura estática es la presión necesaria para superar la elevación.
Para el agua:
1 pie de agua ≈ 0,433 PSI
Por ejemplo, una diferencia de elevación de 200 pies produce aproximadamente:
200 × 0,433 = 86,6 PSI
La presión residual es la presión que debe mantenerse en el rociador o en la conexión de manguera más alejados mientras fluye el agua. El valor requerido depende de la norma de protección contra incendios aplicable y del diseño del proyecto.
Se pierde presión a medida que el agua circula a través de tuberías, accesorios, válvulas, dispositivos de prevención de reflujo y otros componentes. Estas pérdidas deben incluirse en el cálculo hidráulico.
La presión disponible en la succión de la bomba puede reducir la presión que la bomba contra incendios debe suministrar, siempre que el suministro de agua sea confiable y esté contemplado en el diseño hidráulico del proyecto.
La norma NFPA 20 establece requisitos importantes para las bombas contra incendios estacionarias utilizadas en sistemas de protección contra incendios.
Una bomba contra incendios debe funcionar en un rango de condiciones operativas, no solo en su punto nominal.
Los ingenieros deben verificar:
Caudal nominal — El caudal y la presión especificados de la bomba.
150 % del caudal nominal — La bomba debe mantener la presión requerida por los criterios de desempeño de la NFPA aplicables al 150 % del caudal nominal.
Presión de cierre / Presión a caudal nulo — La presión a caudal cero debe mantenerse dentro del límite aplicable de la NFPA.
Por ejemplo, una bomba con una potencia nominal de:
1.000 GPM a 125 PSI
También debe verificarse a un caudal mayor y en condiciones de cierre.
La curva de la bomba certificada por el fabricante es la herramienta de verificación final.
Supongamos que el cálculo hidráulico requiere:
1400 GPM a 90 PSI
El ingeniero debe localizar este punto de operación en la curva de la bomba del fabricante y verificar que la bomba pueda proporcionar la presión requerida.
Al evaluar una bomba contra incendios Purity, el ingeniero puede comparar la demanda del proyecto con:
· Caudal nominal
· Presión nominal
· Punto de flujo del 140 %
· Caudal nominal del 150 %
· Presión de cierre / presión a caudal nulo
El objetivo es confirmar que la bomba seleccionada satisface la demanda hidráulica real y los requisitos de protección contra incendios aplicables.
Esta es una distinción importante:
La demanda calculada del sistema y la capacidad nominal de la bomba no tienen por qué ser siempre idénticas. La curva de la bomba determina si la bomba seleccionada puede satisfacer realmente los requisitos del sistema.
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La altura del edificio afecta directamente a la presión de la bomba contra incendios, ya que la elevación aumenta la altura manométrica estática.
Altura del edificio ↑ → Altura manométrica estática ↑ → Presión de bombeo requerida ↑
En el caso de edificios de gran altura, es posible que los ingenieros deban dividir el sistema de protección contra incendios en zonas de presión, en lugar de limitarse a seleccionar una bomba de mayor presión.
Una zonificación adecuada puede ayudar a mantener una presión suficiente en las plantas superiores, al tiempo que evita una presión excesiva en las secciones inferiores.
Una vez determinados el caudal y la altura, se puede seleccionar la configuración de bomba adecuada.
Bomba contra incendios eléctrica: Adecuada cuando se dispone de un suministro eléctrico fiable.
Bomba contra incendios diésel: Se utiliza cuando el proyecto requiere una fuente de energía independiente o de respaldo.
Bomba jockey: Mantiene la presión del sistema y compensa las pérdidas de presión menores, en lugar de abastecer la demanda principal de caudal contra incendios.
Purity suministra bombas contra incendios eléctricas, diésel y bombas auxiliares (jockey) para diversas configuraciones de sistemas de protección contra incendios. La selección final puede ajustarse a los requisitos de caudal, presión, fuente de energía y certificación, así como a las condiciones del proyecto.
Antes de finalizar la bomba contra incendios, verifique:
· El caudal requerido se calcula correctamente.
· Se determina la altura manométrica o presión requerida.
· Se incluye la altura manométrica estática.
· Se calculan las pérdidas por fricción.
· Se mantiene la presión residual requerida.
· Se considera la presión de succión disponible.
· Se cumplen los requisitos aplicables de la NFPA.
· La curva de la bomba confirma el punto de funcionamiento requerido.
· La presión de cierre (o presión a caudal cero) se encuentra dentro del límite aplicable.
· Se cumplen las certificaciones requeridas y las normativas locales.
Imagen | Software de selección Purity
El dimensionamiento de la bomba contra incendios comienza con los requisitos hidráulicos del sistema de protección contra incendios.
El proceso completo puede resumirse de la siguiente manera:
Calcular el caudal → Calcular la altura manométrica → Comprobar los requisitos de la NFPA → Verificar la curva de la bomba → Seleccionar la bomba contra incendios
El principio más importante es:
Seleccione una bomba contra incendios basándose en el sistema hidráulico completo, no simplemente en su caudal o presión nominales.
Para proyectos que requieran caudales, alturas manométricas o configuraciones eléctricas o diésel específicos, o bien certificación de bombas contra incendios, Purity puede ayudar a los ingenieros a evaluar los requisitos hidráulicos y seleccionar la solución de bombeo y la curva de rendimiento adecuadas.
Imagen | Perfil de la empresa Purity
