nfpa 72

Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica

IE – 0502 Proyecto Eléctrico

GUIA DE ELEMENTOS Y CRITERIOS EN SISTEMAS DE ALARMA Y DETECCION DE INCENDIOS EN CONFORMIDAD CON EL ESTANDAR NFPA 72 - 2002

Por: ROBERTO DONADIO DINIS

Ciudad Universitaria Rodrigo Facio JULIO del 2008

GUIA DE ELEMENTOS Y CRITERIOS BASICOS EN SISTEMAS DE ALARMA Y DETECCION DE INENDIO EN CONFORMIDAD CON EL ESTANDAR NFPA 72 - 2002

Por: ROBERTO DONADIO DINIS

Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica como requisito parcial para optar por el grado de: BACHILLER EN INGENIERÍA ELÉCTRICA Aprobado por el Tribunal:

 _________________________________  Ing. Peter Zeledón Méndez Profesor Guía

 _________________________________

_________________________________ 

Ing. Rafael Sánchez Quesada

Ing. Mauricio Meneses Flaque

Profesor lector

Profesor lector 

ii

DEDICATORIA A Dios primero le dedico todo, le entrego mi vida y le pido que siempre me ilumine para que se cumpla su gran plan en mí. A mi familia que siempre me ha apoyado en todo momento y me ha enseñado que para triunfar hay que luchar no importa la situación. A mis amigos les doy gracias por siempre estar ahí para mí cuando lo he necesitado, la verdad es que son hermanos para mí.

iii

ÍNDICE GENERAL RESUMEN ..................................................................................................................... 10 CAPÍTULO 1: Introducción ........................................................................................... 11 1.1 Objetivos ................................................................................................................... 13 1.1.1 Objetivo general .............................................................................................................13 1.1.2 Objetivos específicos......................................................................................................13 1.2Metodología .......................................................................................................................14

CAPITULO 2: Combustión............................................................................................ 16 2.1 Combustible, comburente y energía de activación......................................................... 16 2.2 Tipos de combustión .........................................................................................................17 2.3 Resultados de la Combustión............................................................................................18 2.4 Métodos de transmisión del calor .................................................................................... 19 2.5 Métodos de extinción de incendios .................................................................................. 19 2.6 Triángulo y Tetraedro del fuego........................................................................................20 2.7 Fases del fuego..................................................................................................................21 2.8 Clasificación de los fuegos.................................................................................................22

CAPITULO 3: Sistemas de detección y de alarma contra incendio .............................. 24 3.1 Sistemas de Alarma contra Incendio de uso Residencial .................................................. 25 3.2 Requerimientos para alarmas contra incendio de uso residencial ................................... 26 3.3 Distribución de Detectores‐Alarmas ................................................................................. 26 3.4 Dispositivos detectores .....................................................................................................29 3.5 Notificaciones sonoras ......................................................................................................29 3.6 Premisas protegidas con sistemas de alarma contra incendio ......................................... 33 3.7 Sistema municipal auxiliar de alarma contra incendio ..................................................... 35 3.8 Estaciones centrales de sistemas de alarma contra incendio........................................... 36 3.9 Alimentación de las alarmas contra incendio ................................................................... 37 3.10 Notificaciones de un sistema de alarma contra incendio ............................................... 38 3.11 Dispositivos de iniciación de la alarma contra incendio ................................................. 39 3.12 Detectores automáticos de incendio .............................................................................. 41 3.13 Paneles de control y estaciones notificadores................................................................ 65 3.14 Estaciones luminosas ......................................................................................................73 3.15 Ubicación de detectores contra incendio ....................................................................... 88 3.16 Diseño de paneles de control y conexiones de los dispositivos.................................... 116 iv

3.17 Paneles de control de sistemas contra incendio........................................................... 130

CAPITULO 4: Inspección, pruebas y mantenimiento ................................................. 136 4.1 Inspecciones ....................................................................................................................136 4.2 Pruebas............................................................................................................................136 3.3 Mantenimiento ...............................................................................................................152 3.4 Registros ..........................................................................................................................153 4.5 Inspección visual a P&G ..................................................................................................155

CAPITULO 5: Información básica que debe aparecer en un plano de diseño de sistemas de alarma y detección de incendio................................................................................ 166 5.1 Información Básica ..........................................................................................................166

CAPITULO 6: Conclusiones y recomendaciones ........................................................ 169 6.2 Recomendaciones ...........................................................................................................171

BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................... 173 APENDICE .................................................................................................................. 174 Apéndice A: Simbología.........................................................................................................174

ANEXOS ...................................................................................................................... 176 Anexo A: Sistema de incendio de rociadores automáticos................................................... 176 Anexo B: Tubo Geiger‐Mueller..............................................................................................180

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1 Triangulo de fuego ........................................................................................ 20 Figura 2.2 Tetraedro del fuego ....................................................................................... 21 Figura 3.1 Ubicación de detectores de humo residenciales ............................................ 26 Figura 3.2 Circuito de Detectores/Alarmas .................................................................... 27 Figura 3.3 Alarma con panel de control ......................................................................... 28 Figura 3.4 Señal audible estandarizada .......................................................................... 31 Figura 3.5 Alarma por voz.............................................................................................. 32 Figura 3.6 Sistema de telefonía de bomberos ................................................................. 33 Figura 3.7 Sistema de supervisión .................................................................................. 34 Figura 3.8 Diagrama de distribución de interruptores manuales.................................... 35 v

Figura 3.9 Unidades manuales de activación ................................................................. ................................................................. 36 Figura 3.10 Soportería para los detectores contra incendio ............................................ ............................................ 42 Figura 3.11 Ubicación de detectores de humo ............................................................... ............................................................... 42 Figura 3.12 Ubicación de los detectores y controles en lugares de difícil acceso .......... 43 Figura 3.13 Detector Det ector de tasa de aumento ........................................................... ....................................................................... ............ 46 Figura 3.14 Detector de temperatura establecida ........................................................... ........................................................... 47 Figura 3.15 Detector de tasa compensada ................................................................ ...................................................................... ...... 47 Figura 3.16 Funcionamiento de detector de tasa compensada ...................................... ........................................ 48 Figura 3.17 Detector lineal ....................................................................... ............................................................................................. ...................... 49 Figura 3.18 Aplicación de los detectores lineales .......................................................... .......................................................... 49 Figura 3.19 Detector de humo de ionización............................................................. .................................................................. ..... 51 Figura 3.20 Detector de ionización..................................................... ionización................................................................................. ............................ 52 Figura 3.21 Detector D etector de dispersión ......................................................... ................................................................................. ........................ 52 Figura 3.22 Funcionamiento F uncionamiento de un detector de dispersión ............................................. ............................................. 53 Figura 3.23 Funcionamiento del detector de luz fotoeléctrica de obscurecimiento ....... 54 Figura 3.24 Detector de luz fotoeléctrica de obscurecimiento ....................................... ....................................... 54 Figura 3.25 Fenómeno F enómeno de la estratificación........................ estratificación.................................................... ............................................ ................ 56 Figura 3.26 Detector de humo de haz lineal ..................................... .................................................................. ............................... 57 Figura 3.27 Ubicación de los detectores de haz lineal ................................................... ................................................... 57 Figura 3.28 Detector D etector de humo de ducto .......................................................... ......................................................................... ............... 59 Figura 3.29 Regulación R egulación de aire dentro de un ducto ....................................................... ......................................................... 60 Figura 3.30 Espectro electromagnético .............................................................. .......................................................................... ............ 61 Figura 3.31 Combinación C ombinación de detectores infrarrojos y ultravioleta ................................. ................................. 64 Figura 3.32 Nivel de sonido dependiendo de la distancia .................................. .............................................. ............ 71 Figura 3.33 Niveles Ni veles de sonido dependiendo del ángulo ................................................. ................................................. 72 Figura 3.34 Señales luminosas .............................................................. ....................................................................................... ......................... 73 Figura 3.35 Distancia entre estaciones luminosas lu minosas de pared ........................................... ........................................... 76 Figura 3.36 Ejemplo de aplicación de la tabla 3.6.......................................................... 3.6.......................................................... 78 Figura 3.37 Ejemplo de ubicación de estaciones est aciones luminosas .......................................... .......................................... 80 Figura 3.38 Opciones de ubicación de las estaciones luminosas ................................... 81 81 Figura 3.39 Ubicación de estaciones luminosas en corredores .................................... ........................................ 83 Figura 3.40 Unidades notificadoras audibles/visibles .............................. .................................................... ...................... 84 Figura 3.41 Circuito sincronizador de luces estroboscopicas......................................... 85 vi

Figura 3.42 Panel P anel notificador notifi cador .......................................................... ...................................................................................... ............................... ... 87 Figura 3.43 Ilustración de la regla de las 4 pulgadas...................................................... pulgadas...................................................... 89 Figura 3.44 Distancia Dis tancia ideal de espaciamiento entre detectores ............................... ...................................... ....... 90 Figura 3.45 Espaciamiento de detectores en distribuciones inusuales ........................... 91 Figura 3.46 Distribución D istribución de detectores en distribuciones inusuales............................... ............................... 92 Figura 3.47 Espaciamiento de detectores en áreas rectangulares ................................... ................................... 93 Figura 3.48 Vista lateral de techos en forma de pico ..................................................... ..................................................... 94 Figura 3.49 Vista lateral de techo con pendiente......................................................... pendiente............................................................ ... 95 Figura 3.50 Ubicación de detectores de calor en techos con viguetas ........................... 96 Figura 3.51 Ubicación de detectores de calor en techos con vigas ................................ 97 Figura 3.52 Ubicación de detectores de humo en techos con vigas ............................... ............................... 98 Figura 3.53 Ubicación de detectores humo cercanos a difusores de aire ..................... ..................... 100 Figura 3.54 Ubicación de detectores en cuartos con paredes bajas .............................. 101 Figura 3.55 Cielo falso f also y piso falso ............................... ........................................................... ............................................... ................... 102 Figura 3.56 Ubicación de detectores de humo entre piso falso ................................... ..................................... 103 Figura 3.57 Espaciamiento de detectores lineales .............................................. ........................................................ .......... 104 Figura 3.58 Espaciamiento Es paciamiento de detectores de haz proyectado ....................................... ....................................... 105 Figura 3.59 Espaciamiento de detectores ............................................. ..................................................................... ........................ 106 Figura 3.60 Instalación de detectores en cielo con pendiente ...................................... ...................................... 107 Figura 3.61 Cono de visión .......................................................................... .......................................................................................... ................ 108 Figura 3.62 Detector de ducto .................................................... .................................................................................... .................................... 110 Figura 3.63 Detector de ducto interno .............................................. .......................................................................... ............................ 110 Figura 3.64 Circuito IDC clase B .............................................................. ................................................................................. ................... 118 Figura 3.65 Fallas del sistema siste ma .................................................... ................................................................................... .................................. ... 119 Figura 3.66 Circuito C ircuito Clase A ........................................................ ....................................................................................... ................................. 121 Figura 3.67 Circuito de clase B, B , estilo Y, en operación normal................................... ................................... 124 Figura 3.68 Circuito de clase B, estilo Y, en operación bajo falla ............................... ............................... 125 125 Figura 3.69 Circuito de notificación clase A ............................................................ ................................................................ .... 125 Figura 3.70 Circuito de notificación clase A en condición de falla ............................. 126 Figura 3.71 Circuito lineal clase B, B , estilo 4 ....................................................... ................................................................. .......... 128 Figura 3.72 Circuito clase A, estilo es tilo 6 en operación normal ....................................... ........................................... 128 Figura 3.73 Diagrama de la alarma contra incendio ..................................................... ..................................................... 131 Figura 3.74 Plano P lano de un sistema contra incendio ..................................... ......................................................... .................... 132 vii

Figura 3.75 Diagrama esquemático de un sistema sis tema contra incendio ............................. 133 133 Figura 4.1 Sistema contra incendio de P&G ....................................................... ................................................................ ......... 155 Figura 4.2 Dispositivo de iniciación manual de accionamiento sencillo ..................... 156 Figura 4.3 Dispositivo de iniciación manual de accionamiento doble ......................... 156 Figura 4.4 Dispositivo de iniciación manual de accionamiento sencillo ..................... 157 Figura 4.5 Unidad notificadora Audible/Visible .......................................................... .......................................................... 158 Figura 4.5 Unidad notificadora Audible/Visible desarmada ..................................... ........................................ ... 159 Figura 4.6 Circuito de luz estroboscopica ............................................................... .................................................................... ..... 160 Figura 4.7 Fuente de poder del edificio D ............................... .............................................................. ..................................... ...... 161 Figura 4.8 Fuente de d e poder del edificio E .................................................................... .................................................................... 162 Figura 4.9 Circuitos de la fuente de poder del edificio D ............................................. ............................................. 163 Figura 4.10 Señales S eñales de la fuente de poder ................................. ............................................................... ................................... ..... 164 Figura 4.11 Circuitos de la fuente de poder del edificio E ........................................... ........................................... 165 Figura 5.1 Simbología de Incendio............................................. Incendio........................................................................... .................................. .... 168 Figura A.1 Alimentador principal ......................................................... ................................................................................ ....................... 176 Figura A.2 Válvula mariposa ........................................................... ....................................................................................... ............................ 177 Figura A.3 Válvula de retención.............................................. retención........................................................................... ..................................... ........ 178 Figura A.4 Detector de Flujo ........................................................... ........................................................................................ ............................. 179

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 3.1 Comparación entre detectores [3] ....................................................... ................................................................... ............ 44 Tabla 3.3 Niveles de sonido de elementos que componen el sonido ambiente .............. 69 Tabla 3.4 Valores típicos de atenuación .................................. ................................................................... ....................................... ...... 70 Tabla 3.5 Mínima intensidad luminosa por cuarto ........................................................ .......................................................... 75 Tabla 3.6 Nivel de luminosidad dependiendo de la altura del techo .............................. .............................. 77 Tabla 3.7 Numero de estaciones luminosas l uminosas para corredores de menos de 6.096 m (20 ft) de ancho .................................................... ................................................................................ ......................................................... .......................................... ............. 82 Tabla 3.8 Intensidad de los notificadores luminosos en cuartos de habitación .............. 83 Tabla 3.9 Espaciamiento de detectores en función de la altura del cielo ..................... 103 Tabla 3.10 Distancia de cobertura de un detector ........................................................ ........................................................ 113 Tabla 3.11 Tabla de referencia ....................................................................... ..................................................................................... .............. 114 viii

Tabla 3.12 Parámetros de los detectores ...................................................................... 115 Tabla 3.13 Selección del dispositivo IDC .................................................................... 122 Tabla 3.14 Selección del circuito de estaciones notificadoras ..................................... 123 Tabla 3.15 Desempeño y capacidad de circuitos lineales de señales ........................... 127 Tabla 3.16 Cargas por dispositivo ................................................................................ 134 Tabla 3.17 Cargas totales ............................................................................................. 135 Tabla 4.1 Frecuencia para la inspección visual ............................................................ 138 Tabla 4.2: Métodos de Prueba ...................................................................................... 139 Tabla 4.3: Frecuencia de las Pruebas............................................................................ 150 Tabla 4.4: Formulario de inspección y prueba ............................................................. 154

ix

RESUMEN El objetivo general de este proyecto consiste en realizar una guía práctica de diseño de un sistema de detección y alarma contra incendio, pero tal cosa no solo implica el saber las leyes de diseño de esta clase de sistemas. Es por esta razón que se empieza con el estudio del fuego desde un punto de vista químico y físico. Aquí es donde se analiza el concepto de la combustión, y los elementos que la componen, tales como el comburente y la energía de activación. Es importante recalcar que se estudiaron los diferentes clases de incendio que se pueden dar, esto para que a la hora de tener que participar en un incendio se pueda saber que sustancia utilizar para extinguirlo de una manera segura y confiable. Entrando un poco más al tema de sistemas de detección y alarma de incendio, se  partió por explicar los elementos que componen todo el sistema. De forma conceptual se analizaron los diferentes tipos de detectores de incendio, paneles de control, estaciones notificadoras, etc. Se analizaron los requerimientos y recomendaciones dadas por la NFPA 72 –  2002 sobre estos sistemas. Se recomienda sin ninguna excepción siempre realizar el diseño de acuerdo a este estándar, para garantizarse un buen desempeño. Pero todo esto se logra mantener a lo largo del tiempo solo si se cuenta con un  buen plan de mantenimiento y pruebas al equipo. En este proyecto se mencionan los  procedimientos correctos para este tipo de tareas, y se propone un protocolo para la hora de realizar este tipo de pruebas. Para tal razón en esta investigación se ilustran los métodos correctos de diseño, la correcta escogencia del equipo y los métodos de conexión para lograr proteger las diferentes instalaciones de una forma práctica y segura.

CAPÍTULO 1: Introducción La seguridad de la vida y de los inmuebles es un tema indisputable. Es por esto que desde hace más de un siglo se han implementado sistemas de alarma y detección de incendio han sido diseñados para detectar condiciones peligrosas, y proveer una notificación correcta e inmediata a los ocupantes ante una situación de incendio. Para así lograr la acción de medidas  pre cautivas ante tal emergencia, evitando o por lo menos disminuyendo las muertes y pérdidas  por causa de un incendio. Los sistemas de alarmas contra incendio han evolucionado conjuntamente con el campo de la electrónica en lo referente a control y comunicación logrando sistemas más eficientes que  puedan realizar diversas funciones e integrar otros sistemas para lograr mejorar la seguridad. A pesar de los grandes avances en las alarmas el objetivo principal sigue y seguirá siendo el mismo a través de los años. Gracias a estos sistemas de protección de la vida y de la  propiedad es que el ser humano cada vez se impulsa a llegar a metas más altas cada día. Esto se ha demostrado en el creciente número de proyectos de construcción, en donde se trata de aprovechar al máximo las nuevas técnicas y tecnologías de diseño de alarmas contra incendio  para lograr instalaciones cada vez más confiables y seguras. Para hacer cumplir esto el diseñador debe demostrar que la propuesta y el desempeño del equipo a escoger sobrepasan los requerimientos dados por la NFPA 72 para cada tipo de instalación. Por tal razón es que se ha realizado un gran estudio en este campo, solo la [Asociación  Nacional de Protección contra Incendio ó NFPA] (National Fire Protection Association) ha  publicado alrededor de 290 códigos, estándares, prácticas recomendadas y guías. Como concepto inicial la NFPA es el ente encargado de estudiar las normativas para el buen desarrollo de los sistemas contra incendio, se debe tener en cuenta que la NFPA no aprueba, inspecciona o certifica ninguna instalación, procedimientos, equipos o materiales, tampoco

11

aprueba o evalúa laboratorios de prueba. La NFPA solo estudia y lista las normas necesarias  para el debido diseño y montaje de los sistemas contra incendios. Esta se enfoca a la protección y al diseño de sistemas contra incendio. Estas normas son elaboradas por comités de expertos en el tema, donde se reúnen los conocimientos que estas  personas muy bien calificadas han aprendido con muchos años de experiencia. Estos comités son conformados por usuarios, personal de aseguradoras, investigadores, técnicos instaladores y consumidores, entre otros; siempre cuidadosamente escogidos por la Asociación Nacional de Protección contra Incendio (NFPA). Gracias a estas investigaciones es que han nacido este tipo de normas y códigos los cuales sirven a los diseñadores de guía. Es por esto que el principal objetivo de este trabajo es brindar la información necesaria sobre los diferentes elementos que componen una alarma contra incendio, y de proporcionar la información requerida a la hora de realizar un diseño. Por tal razón se pretende estudiar la teoría de sistemas contra incendio, en donde se analizaran los requisitos básicos del diseño de los diferentes tipos de edificaciones tal como lo dicta el Estándar NFPA 101 denominado “Código de Seguridad de la Vida”, en donde se mencionan los requisitos que deben cumplir las edificaciones para poder lograr una correcta y  practica instalación de los sistemas de alarmas contra incendio. En lo referente a sistemas de detección y de alarmas de incendio se estudiara el Estándar   NFPA 72 - 2002 denominado “Código Nacional de Alarmas de Incendio” (“NFPA 72 National Alarm Code”). En el cual se establecen los criterios mínimos que debe cumplir un sistema de detección y alarma de incendio para garantizar confiabilidad y robustez. Dentro de este trabajo se realizará una guía básica para comprender el manejo de dicho estándar y se desarrollaran ejemplos prácticos donde se implementen dichas directrices a manera ilustrativa.

12

Sin embargo la labor de un sistema de detección y alarmas de incendio no termina con el diseño e instalación de la misma, sino que se deben realizar inspecciones periódicamente para corroborar su funcionamiento así como el mantenimiento preventivo para que de esta manera  poder garantizar el correcto funcionamiento de esta a través del tiempo. Es por esto que se realizará una guía de los casos a seguir para la realización de una inspección y pruebas de mantenimiento de un sistema de alarma de incendio según los requerimientos de la Estándar   NFPA 72. Esta se realizara en campo y se realizara la documentación del mismo. Además se estudiaran los elementos básicos para la puesta en marcha de un sistema de detección y de alarma de incendio. En la actualidad solo unas pocas compañías en Costa Rica se dedican a la instalación este tipo de sistemas de protección de la vida. Por lo que se quiere motivar a que este tema sea cada vez más común entre los profesionales del país. Logrando cubrir esta necesidad, y logrando una vida más segura y confiable. Ya que es un tema de seguridad sobre la vida, deberá ser tomado con toda la responsabilidad del caso.

1.1 Objetivos 1.1.1 Objetivo general Realizar una guía práctica para el estudio de sistemas contra incendios y profundizar en los sistemas de detección y alarma de incendios según el Estándar NFPA 72.

1.1.2 Objetivos específicos 1. Estudiar los principios básicos del fuego desde el punto de vista químico y físico.

13

2. Estudiar la teoría de los sistemas contra incendios. 3. Realizar una síntesis del estándar NFPA 72. 4. Realizar una guía rápida del estándar NFPA 72 y desarrollar un ejemplo para uso didáctico. 5. Realizar y documentar una inspección de mantenimiento de un sistema de detección y alarma de incendio de acuerdo a los pasos citados en el estándar   NFPA 72.

1.2Metodología Por lo antes mencionado este trabajo será una investigación teórico-práctica, en la cual se pretende sintetizar la información dada en el estándar NFPA 72 de una forma  práctica y aplicable, tanto para la hora del diseño como a la de una inspección a un sistema de alarmas de incendio. Se realizara una guía de diseño en donde se partirá con el estudio de la información teórica necesaria para la comprensión de las normas de diseño. Se partirá de la investigación básica conceptual sobre los principios básicos del fuego, de los componentes de una alarma de incendio y de los paneles controladores de la alarma. Se realizara una guía práctica en donde se ilustraran los elementos que componen dichos sistemas, además de las normas básicas a seguir a la hora de realizar  diseños de esta clase de sistemas según las especificaciones de estándar 72, por lo que de manera teórica y esquemática se enunciarán las técnicas y cuidados a seguir para la elaboración de esta.

14

Se mostrarán los pasos para realizar el cálculo para escoger los diferentes dispositivos que componen el sistema. Se mostrara el procedimiento para la elección de las baterías que alimentaran el sistema de alarma. Así mismo se realizara una inspección de pruebas a una alarma contra incendio ya existente, en la cual se seguirán los pasos a seguir según la norma 72 de la NFPA, con el fin de determinar si el sistema estudiado funciona de acuerdo a esta norma ya mencionada. Por tal razón se tendrá un trabajo teórico-práctico tal como se menciono al inicio, en este se aprenderán tanto los conceptos como los procedimientos necesarios  para realizar el diseño de una alarma contra incendio según las normas de la NFPA.

15

CAPITULO 2: Combustión El concepto de combustión se describe como un proceso auto sostenido de oxidación rápida de un combustible que se caracteriza por el desprendimiento de calor acompañada de humo, llamas o de ambos. Al ser la combustión una oxidación, habrán de intervenir, para que ésta se  produzca, un material que se oxide, al que llamaremos combustible, un elemento oxidante, que llamaremos comburente y una cierta cantidad de energía, que llamaremos energía de activación.

2.1 Combustible, comburente y energía de activación

2.1.1 Combustible. Sustancia que en presencia de oxígeno y aportándole una cierta energía de activación, es capaz de arder. Los combustibles pueden clasificarse, según su naturaleza, en:

•

Combustibles sólidos: Carbón mineral, madera, plástico, textiles, etc.

•

Combustibles líquidos: Productos de destilación del petróleo (gasolina, gas-oil, fuel-oil, aceites, etc.), alcoholes, disolventes, etc.

•

Combustibles gaseosos: Gas natural,

metano, propano, butano, etileno,

hidrógeno, etc. 2.1.2 Comburente.

Elemento en cuya presencia del combustible puede arder. De forma general, se considera al oxígeno como el comburente típico. Se encuentra en el aire en una concentración del 21% en volumen.

16

Existen otros, tales como el ácido perclórico, el ozono, el peróxido de hidrógeno, etc. Los combustibles que presentan un alto número de átomos de oxígeno en su molécula no necesitan comburente para arder (peróxidos orgánicos).

2.1.3 Energía de Activación. Es la energía necesaria para que la reacción se inicie. Las fuentes de ignición que  proporciona esta energía pueden ser: sobrecargas o cortocircuitos eléctricos, rozamientos entre partes metálicas, equipos de soldadura, estufas, reacciones químicas, chispas, etc.

2.2 Tipos de combustión En función de la velocidad en la que se desarrollan las combustiones, se clasifican de la siguiente manera.

•

Combustiones lentas: Se producen sin emisión de luz y con poca emisión de calor. Se dan en lugares con escasez de aire, combustibles muy compactos o cuando la generación de humos enrarece la atmósfera, como ocurre en sótanos y habitaciones cerradas. Estas son muy peligrosas, ya que en el caso de que entre aire fresco puede generarse una súbita aceleración del incendio, e incluso una explosión.

•

Combustiones rápidas: Son las que se producen con fuerte emisión de luz y calor, con llamas. Cuando las combustiones son muy rápidas, o instantáneas, se  producen las explosiones. Cuando la velocidad de propagación del frente en llamas es menor que la velocidad del sonido (340 m/s), a la explosión se le llama deflagración. Cuando la velocidad de propagación del frente de llamas es mayor  que la velocidad del sonido, a la explosión se le llama detonación. 17

2.3 Resultados de la Combustión

Estos se clasifican de la siguiente manera:

•

Humo: Aparece por una combustión incompleta, en la que pequeñas partículas se hacen visibles, pudiendo impedir el paso de la luz. El humo puede ser  también inflamable, cuando la proporción de oxígeno y calor es la adecuada. Es irritante, provoca lagrimeo, tos, estornudos, etc.

•

Llama: La llama es un gas incandescente. Arderán siempre con llama los combustibles líquidos y gaseosos. Los combustibles líquidos se volatilizan, debido al calor y la elevada temperatura de la combustión, inflamándose y ardiendo como los gases. Los combustibles sólidos arderán con llama cuando se  produzcan, por descomposición, suficientes compuestos volátiles, como sucede con las grasas, las maderas, etc.

•

Gases: Los gases son el producto resultante de la combustión. Pueden ser  tóxicos, constituyendo uno de los factores más peligrosos de un incendio. El monóxido de carbono (CO) es un gas tóxico, incoloro, inodoro e insípido, que se  produce en combustiones incompletas. Reacciona con la hemoglobina impidiendo el transporte de oxígeno a través de la sangre. Su inhalación puede ser mortal. El dióxido de carbono (CO2) es el gas típico de la combustión. No es venenoso, aunque desplaza el oxígeno del aire pudiendo producir la muerte por  asfixia.

18

2.4 Métodos de transmisión del calor En el estudio del fuego, es muy importante saber cómo actúa el calor y como se transmite, ya que es la causa más común de los incendios y de la expansión de los mismos. Las principales formas de propagación son:

•

Conducción: Intercambio de calor que se produce de un punto a otro por  contacto directo a través de un medio conductor. Ejemplo: Si se calienta el extremo de una barra metálica, al cabo de un rato el otro extremo también se habrá calentado.

•

Convección: Es el proceso de transmisión del calor a través de movimientos del aire. Estas corrientes de aire se producen debido a que el aire caliente pesa menos, por lo tanto se encontrará en los niveles más altos y el aire frío pesa más, encontrándose en los niveles más bajos.

•

Radiación: Es el proceso de transmisión de calor de un cuerpo a otro a través de un espacio. El calor radiado no es absorbido por el aire, por lo que viajará en el espacio hasta encontrar un cuerpo opaco que sí lo absorba. El calor radiado es una de las fuentes por las cuales el fuego puede extenderse. Hay que prestar  mucha atención, a la hora del ataque, a aquellos elementos que puedan transmitir  el calor por este método. El calor del sol es el ejemplo más significativo de radiación térmica.

2.5 Métodos de extinción de incendios Los métodos de extinción de incendios se dividen de la siguiente manera:

19

•

Enfriamiento: Es la reducción de temperatura presente en el proceso del fuego y hace que la misma caiga por debajo de su punto de inflamabilidad.

•

Sofocación: Es la reducción del oxígeno presente en el aire o atmósfera. Esto se logra en un principio, envolviendo el incendio en forma tal que no haya circulación de vapor y aire y/o aplicando un gas inerte que no alimente la combustión y que sea más pesado que el aire para que lo desplace. Esto se logra en un principio con Bióxido de Carbono.

•

Remoción: Es la eliminación del material combustible en forma directa, apartando del fuego el material combustible, o separando los vapores del combustible. Esto se logra en un principio con, Polvo Químico Seco, Espuma.

•

Inhibición química de la llama: Es la eliminación de los radicales libres desprendidos en la descomposición química del material que se quema. Esto se logra en un principio con, Polvo Químico (P.Q.)

2.6 Triángulo y Tetraedro del fuego El fuego no puede existir sin la conjunción simultánea del Combustible (material que arde), comburente (oxígeno del aire) y de la energía de activación (chispas mecánicas, soldaduras, fallos eléctricos, etc.). Si falta alguno de estos elementos, la combustión no es posible. A cada uno de estos elementos se los representa como lados de un triángulo, llamado Triangulo del Fuego, que es la representación de una combustión sin llama o incandescente.

Figura 2.1 Triangulo de fuego 20

Existe otro factor, "reacción en cadena", que interviene de manera decisiva en el incendio. Si se interrumpe la transmisión de calor de unas partículas a otras del combustible, no será posible la continuación del incendio, por lo que ampliando el concepto de Triángulo del Fuego a otro similar con cuatro factores obtendremos el Tetraedro del Fuego, que representa una combustión con llama.

Figura 2.2 Tetraedro del fuego

2.7 Fases del fuego Las fases del fuego se dividen de la siguiente manera: •

Fase incipiente: En la primera fase, el oxígeno contenido en el aire no ha sido significativamente reducido y el fuego se encuentra produciendo vapores de agua H20,  bióxido de carbono (CO2), bióxido de azufre (SO2), monóxido de carbono (C02). Se caracteriza porque no hay llamas, hay poco humo, la temperatura es baja y se genera gran cantidad de partículas de combustión.

•

Fase de libre combustión: Durante esta fase el aire rico en oxígeno es lanzado hacia la llama. Los gases calientes se expanden lateralmente desde el techo hasta abajo forzando el aire frío hacia niveles inferiores, la aspiración de este aire caliente puede lesionar los pulmones. Según se desarrolla el incendio, se alcanza el punto de ignición y comienzan las llamas. Baja la cantidad de humo y aumenta el calor. Su duración

21

 puede variar, pero generalmente se desarrolla la cuarta etapa en cuestión de segundos.

EDUCADOR •

Fase Latente: La llama puede dejar de existir si el área confinada es cerrada suficientemente.

A Partir de este momento la combustión es reducida a ascuas

incandescentes y el local se puede llenar de humo muy denso y mucha presión.

2.8 Clasificación de los fuegos •

Fuego clase A: S on aquellos que se producen en materias combustibles, comunes y sólidas como madera, papeles, cartones, textiles, plásticos, etc.

Cuando estos

materiales se queman, dejan residuos en forma de brasas o cenizas. El símbolo que se usa es la letra A, en blanco, sobre un triángulo con fondo verde.

•

Fuego clase B: Estos son producidos por combustibles líquidos inflamables como  petróleo, bencina, parafina, pinturas, alcohol etc. También se incluyen en este grupo, el gas licuado y algunas grasas utilizadas en la lubricación de máquinas. Estos fuegos, a diferencia de los anteriores, no dejan residuos al quemarse. Su símbolo es una letra B en color blanco, sobre un cuadrado con fondo rojo.

•

Fuego Clase C: Estos son comúnmente identificados como “fuegos eléctricos”. En forma más precisa, son aquellos que se producen en “equipos o instalaciones bajo carga eléctrica”, es decir, que se encuentran energizados. Su símbolo es la letra C en color blanco, sobre un círculo con fondo azul.

•

Fuego Clase D: Son producidos por polvos o virutas de aleaciones de metales livianos como aluminio, magnesio, etc. Su símbolo es la letra D de color blanco, en una estrella con fondo amarillo.

22

•

Fuego clase K: Es aquel fuego que se produce y se desarrolla en los extractores y filtros de campanas de cocinas, donde se acumula la grasa y otros componentes combustibles que

alcanzan altas temperaturas; estas producen combustión

espontánea. Su símbolo es un cuadrado de color negro con una K de color blanco en su interior.

23

CAPITULO 3: Sistemas de detección y de alarma contra incendio Una persona en sus cinco sentidos puede funcionar como un detector de incendio, sin embargo no en todos los casos como un sistema de alarma. Esta persona  puede entrar en pánico y no ser capaz de notificar a las demás personas sino hasta que ya sea muy tarde para evacuar el edificio y poder controlar el fuego. Es por esto que esto que los sistemas de detección y alarma de incendio son diseñados e instalados de acuerdo con el código “NFPA 72”, el “Código Nacional de Alarmas contra Incendio”. Estos sistemas solo notifican a los ocupantes del edificio que hay un incendio, ya que no son sistemas diseñados para controlar ni extinguir un incendio. El objetivo  principal de estos sistemas es el de proveer una notificación tanto local como remota  para que se pueda llevar a cabo la evacuación del edificio. Aunque se puede dar el caso que el incendio se propague rápidamente independientemente de que la alarma se haya activado correctamente a tiempo. Por tal razón es que se recomienda la instalación tanto de los sistemas de detección y alarma, como el de sistemas de protección de incendio a  base de agua en los cuales mediante la instalación de rociadores automáticos pueden controlar el incendio, logrando salvar vidas y bienes. El código NFPA 72 reconoce siete tipos de alarmas contra incendio, las cuales se citan a continuación: 1. Sistemas de alarma contra incendio de uso residencial 2. Sistemas de alarma contra incendio en premisas protegidas 3. Sistemas de alarma por medio de comunicación de voz 24

4. Sistemas de alarma contra incendio auxiliares 5. Sistemas de alarma contra incendio de supervisión remota 6. Sistemas de estaciones centrales 7. Sistemas de estaciones supervisadas por el propietario

3.1 Sistemas de Alarma contra Incendio de uso Residencial La mayoría de muertes ocasionadas por incendios se dan en el

sector 

residencial. Esto no es porque este sector sea más peligroso que una industria, sino  porque la actitud de la gente es diferente. En la industria la mayoría del personal está entrenado o por lo menos consciente de que un incendio puede ocurrir en cualquier  momento, lo que hace que se tenga una actitud de precaución hacia las posibles fuentes de un incendio. Como en el hogar no se tienen protocolos de prevención contra incendio, se dan estos tipos de descuidos haciendo que lo mencionado anteriormente sea una realidad. En la norma 13 de la NFPA 2002 se reportan las fuentes principales de incendio en zonas residenciales. •

36% Fumar sin cuidado (Cigarrillos mal apagados)

•

25% Explosiones de combustibles (Cocinas a gas, Calentadores de Keroseno, Chimeneas)

•

15% Fuego de objetos incandescentes (candelas, fósforos)

•

14% Sobre cargas de dispositivos eléctricos y cortocircuitos

•

7% Calentamiento de Objetos (sartenes, equipos eléctricos)

•

3% Otros

25

3.2 Requerimientos para alarmas contra incendio de uso residencial

Como mínimo la norma NFPA 72 requiere: •

Al menos un detector-alarma localizado en cada nivel de la residencia

•

Un detector-alarma localizado en cada cuarto

•

Un detector-alarma localizado en el corredor de afuera del área de dormitorios

•

En residenciales que tienen niveles intermedios como se muestra en la figura 3-1, solo es necesario poner un detector-alarma para ambas elevaciones del cielo, esto porque el humo es libre de distribuirse entre los dos niveles.

Figura 3.1 Ubicación de detectores de humo residenciales 1

3.3 Distribución de Detectores-Alarmas 1

Figura A.11.5.1 [2] 26

En la figura 3.2 se muestra el esquema más utilizado en las instalaciones residenciales, en este se pueden conectar hasta 18 dispositivos de accionamiento individual. Estos se conectan directamente de la línea de alimentación eléctrica de la casa (120V, corriente alterna). Como se menciono anteriormente la NFPA 72  permite la conexión de máximo 18 dispositivos, incluyendo hasta 12 alarmas de humo en serie. En edificaciones nuevas se deberá conectar de forma que todas las alarmas suenen al mismo tiempo al activarse una de estas. Las nuevas tecnologías han desarrollado detectores que vienen con una  batería incluida para el caso de falla en la línea de alimentación. Los cuales son recomendados por la NFPA 72.

Figura 3.2 Circuito de Detectores/Alarmas Sin embargo el tipo de conexión mostrado en la figura 3.2 no es el único tipo utilizado, cuando se implementa el uso de paneles de control se logra una conexión más sofisticada y confiable. En la figura 3.3 se muestra este tipo de conexión en donde el  panel de control monitorea constantemente la integridad de cada circuito. Con este tipo de conexión se puede conectar hasta un máximo de 64 detectores, los cuales pueden estar ubicados en lugares diferentes a los centros de notificación. Con esta conexión se gana confiablidad en el sistema, ya que está equipado con la opción de una segunda

27

fuente de alimentación, una señal de notificación remota la cual puede conectarse a un centro de mando para que la ayuda llegue más rápido al sitio del incendio y además cuenta con señalización de falla, la cual notifica el mal funcionamiento de alguno de los circuitos.

Figura 3.3 Alarma con panel de control Otro arreglo permitido pero no recomendado por la NFPA 72 es la implementación de dispositivos alimentados únicamente por baterías, sin conexión a la línea de electricidad de la residencia. Este no es recomendable porque en la mayoría de los casos los usuarios no le dan el requerido mantenimiento. Al agotarse una batería en la mayoría de los casos no se cambia por una nueva inmediatamente. Lo que hace que  por negligencia del usuario el sistema contra incendio falle y no esté disponible al momento de una verdadera emergencia.

28

3.4 Dispositivos detectores Los detectores de humo son muy efectivos en el uso residencial, ya que este tipo de incendios usualmente antes de que la llama sea evidente primero pasan por la etapa de emanación de humo. Por ejemplo un caso muy típico de causa de incendio en un residencial es el dejar descuidadamente un cigarrillo encendido, en este caso antes de iniciarse el fuego el detector de humo alertara a los habitantes de la presencia del humo. Por lo que el detector de humo alertara antes de que se propague el incendio de manera incontrolable. Esta clase de detectores son dispositivos muy efectivos siempre y cuando sean ubicados correctamente. Una incorrecta localización producirá alarmas indeseadas y erróneas. Por ejemplo si uno de estos dispositivos se coloca cerca de chimeneas, garajes o cocinas, estos detectores se podrían estar activando con frecuencia e indebidamente. Estos también son activados en ambientes con exceso de vapor, por lo que no se recomienda su ubicación directa en baños, cuartos de duchas o saunas.

3.5 Notificaciones sonoras 3.5.1 Intensidad sonora Estas notificaciones se miden en decibeles (dB), el cual es la unidad de intensidad de sonido a una distancia determinada. Si se tienen dos niveles de sonido P 1 y P2, y si se considera que P 1 es N decibeles mayores que P 2, se tiene que cumplir la siguiente relación:

  10 log   29

(3-1)

En el caso de las notificaciones de las alarmas contra incendio estas deberán ser  capaces de emitir un sonido suficiente como para despertar a un habitante dormido. Para esto la notificación deberá ser una señal de 15 dB mayor al nivel del sonido ambiente. Para verificar que esto se cumpla se deberá realizar una medición del sonido ambiental del lugar a donde se esté instalando la alarma. Para el caso residencial el nivel máximo de ruido que se podría tener es de 55 dB. Y en el caso que se tengan obstáculos como paredes en medio o puertas, se tendrá que tomar como una reducción de 15 dB a la señal audible, esto para puertas y en el caso de paredes de deberá tomar una reducción mayor, dependiendo del grosor de la  pared o muro.

3.5.2 Sincronización de la notificación Otro requerimiento dictado por la NFPA 72 para este tipo de notificaciones, es que todos los dispositivos de alarma suenen al mismo tiempo al activarse al menos uno de los detectores. Dando así alerta a todos los habitantes aunque la alarma de incendio solo se haya dado en una parte de la residencia, esto para hacer que todos los habitantes empiecen la evacuación antes de que el incendio se propague a todos los demás lugares de la residencia.

3.5.3 Duración de la notificación La NFPA 72 obliga a que la alimentación de estos dispositivos sea capaz de entregar la suficiente energía para alimentar el sistema un mínimo de cuatro minutos.

30

Esto tanto para los sistemas alimentados con baterías como para los alimentados de una fuente de corriente alterna.

3.5.4 Estandarización de la señal notificadora Desde la NFPA 72 (1996) es requerido que la señal de alarma sea una señal estandarizada. Tal como se muestra en la figura, esta señal será constituida por tres  pulsos temporales, ya que este tipo de señales es más fácil de identificar para el oído humano que una señal continua. Esta estandarización se hizo efectiva desde julio de 1997.

Figura 3.4 Señal audible estandarizada 2

En el caso de personas discapacitadas las cuales no cuentan con el sentido del oído existe una legislación internacional encargada de hacer velar por la seguridad de estas personas discapacitadas, ADA ( Americans with Disabilities) “Estado Unidenses con Discapacidades”. Por lo que para este tipo de personas la NFPA y la ADA obligan a que a estas personas tengan el derecho de una señal de incendio especial. De acuerdo a estas dos organizaciones estas personas serán notificadas con el uso de luces

2

[2] Figura A.6.8.6.4.1

31

estroboscopicas o el uso de notificadores táctiles; estos se situaran en las almohadas, los cuales generan una señal vibratoria capaz de despertar al individuo en caso de incendio.

3.5.5 Alarma de emergencia de comunicación por voz Este tipo de alarmas se utilizan para dar instrucciones de evacuación en el caso de un incendio en edificio de muchos pisos. Esta alarma se activa dando indicaciones de cómo realizar la evacuación y por donde en cada piso, esto para que el proceso se haga lo mas ordenadamente posible y cause el menor caos posible. Existen dos tipos básicos de alarmas por vos: •

Alarma por voz (Como se muestra en la figura 3.5, esta es un mensaje el cual se graba en el panel de control para que en el caso de un incendio, esta grabación dicte las instrucciones precisas de evacuación.)

•

Sistema de telefonía de los bomberos (Este sistema permite la comunicación a dos vías entre los bomberos en las diferentes zonas de evacuación)

Figura 3.5 Alarma por voz 3

3

[1]

32

Figura 3.6 Sistema de telefonía de bomberos

3.6 Premisas protegidas con sistemas de alarma contra incendio Estas son edificios o bodegas de gran tamaño las cuales son supervisadas por un sistema de detección y de alarma contra incendio. Este tipo de edificios y bodegas cuentan con estos sistemas especializados en la detección y alarma de incendio debido a su gran tamaño y gran cantidad de personas que se encuentran dentro de estos, por lo que se implementa un sistema más especializado y eficiente para que a la hora de un incendio se pueda controlar debidamente. Estos cuentan con sistema el cual provee de iniciación, notificación, y control. Este sistema de monitoreo se puede encontrar tanto dentro del edificio o afuera de este. El diagrama de este sistema se muestra en la figura a continuación.

33

Figura 3.7 Sistema de supervisión Los objetivos de estos sistemas de alarma contra incendio son los siguientes: •

Protección de la vida (evacuación o reubicación)

•

Protección de la propiedad (notificación temprana para así combatir el fuego con extinguidores o con el sistema de rociadores automáticos)

•

Control de sistemas y equipos mecánicos (desconectando el equipo eléctrico y sistemas de alto voltaje, iniciando la presurización de las escaleras de emergencia, controlando el ascensor, quitando el seguro a las puertas, activando los sistemas de rociadores automáticos de agente limpio)

•

Monitoreando los procesos peligrosos (observación de procesos explosivos, apagando los sistemas de gases tóxicos y dando señales de cuidado en todas estas aéreas)

•

Supervisar el sistema de alarma (monitoreando fallas en los circuitos o fallas a tierra)

34

•

Investigación y predicción de incendios (haciendo una correcta ingeniería contra incendio, investigando los materiales que se manejan en cada lugar dando soluciones prácticas para combatir cada tipo de incendio)

•

Monitoreo de la presión de la tubería contra incendio, de las posiciones de las válvulas, y de los sensores de flujo del sistema de tuberías contra incendio.

•

Control de los ascensores

3.7 Sistema municipal auxiliar de alarma contra incendio Este tipo de sistemas se muestran en la siguiente figura, este consiste en interruptores manuales distribuidos a lo largo de una cuidad o parte de una cuidad, cada interruptor está conectado al Departamento de Bomberos local mediante un circuito en  paralelo. Cada interruptor tiene un único código, para que al activarse uno, el departamento de bomberos pueda interpretar este código y puedo tener la exacta localización de la emergencia. Sin embargo a través del tiempo este sistema es cada vez menos usado, debido a que en la actualidad la mayoría de edificios cuentan con sus  propias alarmas contra incendio.

Figura 3.8 Diagrama de distribución de interruptores manuales 35

3.8 Estaciones centrales de sistemas de alarma contra incendio Este tipo de estaciones se muestran en la figura 3.9, en donde un sistema es supervisado constantemente por una compañía privada de monitoreo contra incendio. La señal de la alarma contra incendio es transmitida a la estación central, en donde se analiza esta y en caso de ser verídica se envía una unidad de bomberos hasta la localidad.

Figura 3.9 Unidades manuales de activación

36

3.9 Alimentación de las alarmas contra incendio Todos los paneles de los sistemas de alarmas contra incendio deben cumplir con el código NFPA 72. Este exige que los paneles deben ser alimentados por dos fuentes independientes de energía. Fuente primaria Esta deberá ser la fuente de 120 V de corriente alterna, la cual llega a todos los edificios, casas, bodegas, etc. Aunque este nivel de voltaje no es totalmente constante debido a tormentas eléctricas, o por deficiencias del sistema, es recomendado  pero no obligatorio por la NFPA 72 el uso de reguladores de voltaje y supresor de picos, esto para garantizar el correcto funcionamiento del panel de control y evitar un posible daño por alguna de estas situaciones. El uso de estos supresores no es obligatorio por la  NFPA 72, sin embargo la publicación UL 864 ( Laboratorios Underwriter’s) lo exige,  para cumplir con esta norma requiere la instalación de un supresor de picos en cada  panel de alarma contra incendio. Fuente secundaria Se deberá proporcionar de una segunda fuente de alimentación la cual podrá ser una batería recargable, o un generador. La fuente secundaria entrara a funcionar 30 segundos después de la detección de la falta de energía en la fuente  primaria. Esta fuente secundaria además deberá cumplir con: •

Deberá ser suficiente para operar el sistema en modo de supervisión por un mínimo periodo de 24 horas para una supervisión local, o de estación central. Y un periodo de 60 horas si es una estación remota de supervisión. En este caso las luces del panel estarán apagadas, y solo se tendrá encendida la luz que informa la falta de energía en la fuente primaria.

37

•

Después de 24 horas de uso de la batería secundaria en modo de supervisión deberá ser capaz de inicializar una alarma de evacuación por 5 minutos. Los sistemas de alarma por voz deberán ser capaces de operar con la fuente secundaria por 15 minutos, y los sistemas telefónicos de los bomberos deberán ser capaces de funcionar por un periodo no menor a 2 horas con un uso intermitente.

3.10 Notificaciones de un sistema de alarma contra incendio Los sistemas de alarma contra incendio deberán ser capaces de emitir los siguientes tipos de alarmas según su función: •

Las alarmas contra incendio deben ser fácilmente distinguibles de los sonidos del ambiente de las edificaciones, y estas se deberán usarse para no otro  propósito que el de alertar a las personas en el caso de un incendio.

•

Señal de falla, sean audibles o visibles estas deberán hacer saber de una manera clara y entendible el tipo de falla que se esté presentando en el sistema, sea una falla a tierra, un terminal desconectado, baja batería, o detectores dañados.

•

Señales de supervisión, estas deberán proveer información acerca del estado del sistema que está siendo supervisado, como por ejemplo la posición de las válvulas de los rociadores, presión de la tubería de incendio o nivel de agua en el tanque de la bomba contra incendio. Estas deberán proveer información tanto del funcionamiento normal como del mal funcionamiento de alguno de estos.

•

Una pre señal, este tipo de señal si bien podría brindarlo el sistema contra incendio, no es recomendado por la NFPA 72, ya que este es el tipo de señal que es enviada a un cuarto de control en caso de emergencia, esta señal se envía para 38

que el encargado de controlar estas situaciones del edificio tome la decisión de activar o no, en todo el edificio la alarma contra incendio. Esto no es recomendado ya que se necesita del factor humano, el cual en situaciones de  pánico no es muy confiable.

3.11 Dispositivos de iniciación de la alarma contra incendio Una alarma contra incendio consta de tres dispositivos fundamentales, los dispositivos de activación, un dispositivo notificador y un panel de control. Los dispositivos activadores son los elementos que dan origen a una señal, esta es enviada al  panel de control; en este es interpretada activando los dispositivos notificadores como sirenas, luces estroboscopicas, timbres, etc. Esto para hacer informar a los ocupantes de la emergencia.

3.11.1 Dispositivos de activación manual Las estaciones activadoras de operación manual necesita la acción de un individuo para poderse activar la notificación en el caso de una emergencia. La señal se transmite al panel de control, en el cual se activan los respectivos notificadores. Estos dispositivos solo pueden ser utilizados en edificaciones donde siempre se tenga personal humano, que en el caso de una emergencia active la alarma. Se tiene varios tipos de dispositivos manuales, entre los cuales se tienen: •

Estaciones codificadas o no codificadas

•

Estaciones generales o pre-activadas

•

Estaciones de acción simple o doble acción

•

Estaciones protegidas con vidrio o sin vidrio 39

Estaciones codificadas o no codificadas Las estaciones codificadas envían un grupo de pulsos únicos y distanciados cierto tiempo uno del otro, para que así el panel de control pueda interpretar el lugar  exacto donde fue activado el dispositivo activador, de esta forma se puede enviar ayuda a esta área específica reduciendo los posibles daños. Sin embargo la gran mayoría de estas estaciones son no codificadas, lo que significa que la señal enviada al panel de control no es diferente que la de los demás,  por lo que no se puede saber en qué lugar se está dando la emergencia. Una técnica muy usada es alimentar estas estaciones con un mismo circuito por piso, así si se activa uno de los dispositivos, se podrá saber en qué piso se está dando la emergencia. Estas estaciones se deben instalar a una distancia de 60.96m (200 pies) máximo una de otra. Estaciones generales o pre-activadas La mayoría de las estaciones activadoras son del tipo general, ya que por su simplicidad y eficacia son preferidas por los ingenieros contra incendio. Estas apenas una persona la active, la alarma empezara a sonar alertando a todos los usuarios. La de tipo pre-activada, al ser activada por una persona esta envía una pre señal al panel de control, el cual alerta al encargado de seguridad de incendio que una estación fue activada, esta persona verifica la emergencia y si es verdad entonces introduce una llave a la estación activadora y esta activa la alarma.

40

3.12 Detectores automáticos de incendio Aunque un detector de incendio no posee los cinco sentidos de un ser humano, este puede llegar a ser más efectivo que un ser humano, esto si se encuentra bien diseñado, instalado y en buenas condiciones. Para lograr esto se debe cumplir con ciertas especificaciones básicas: •

Protección Cuando un detector es susceptible a posibles golpes, se deberá  proteger con una jaula o una caja especial.

•

Cableado El cableado de los detectores de incendio deberá cumplir  estrictamente con las normas de la NFPA 70 (El Código Eléctrico Nacional).

•

Soportería: Todos los cables, ductos, cajas de unión y detectores deberán ir  sujetados de la estructura del edificio, tal como lo muestra la figura 3.10. En el caso que se esté trabajando con cielo suspendido el detector se puede instalar con tubería flexible como la EMT, siempre y cuando se instalen los soportes respectivos en el cartón del cielo suspendido. En el caso que sea cielo de gypsum se deberá instalar como se muestra en la figura 3.10.

•

Interacción con el canal de humo Como se puede notar en la figura 3.11, los detectores se deben colocar a los lados de las fuentes de humo. Ya que de esta forma se asegura el correcto desempeño del detector, ya que en esa zona es donde el humo viaja a la mayor velocidad.

41

Figura 3.10 Soportería para los detectores contra incendio

Figura 3.11 Ubicación de detectores de humo •

Acceso a pruebas Estos sistemas deberán tener un fácil acceso al tablero de  pruebas. La norma NFPA 72 recomienda que para detectores que se encuentren en lugares de difícil acceso, tal como el ejemplo de un basurero 42

mostrado en la figura 3.12, se deberá colocar el tablero de pruebas a una distancia de 1.524 m (5 pies) desde el nivel de piso terminado.

Figura 3.12 Ubicación de los detectores y controles en lugares de difícil acceso •

Evaluación del recinto Se deberá hacer una evaluación de las condiciones de humedad, temperatura, polvo, presión, luz, y circulación de aire en el lugar  donde se tengan instalados los dispositivos. Ya que estas pueden afectar el correcto desempeño de los detectores, por lo que en casos extremos se deberán escoger dispositivos que si cumplan su desempeño en las diferentes condiciones.

•

Identificar los puntos específicos de peligro A la hora del diseño se deberá tener en cuenta los puntos de peligro conocidos. Esto para especificar  correctamente la ubicación de los detectores teniendo en cuenta el penacho y el canal del humo.

•

Predicciones del incendio El diseñador deberá estudiar y evaluar las posibles fuentes de incendio, esto para seleccionar el correcto equipo de detección

43

contra incendio. Para esto los ingenieros contra incendio usan modelos computarizados para poder realizar estas evaluaciones.

3.12.1 Comparación de detectores Entre los detectores de incendio se tienen: •

Sensores de calor 

•

Sensores de partículas de humo

•

Sensores de radiación de energía emitida por una llama

•

Sensores de gas

•

Sensores de presión

Tabla 3.1 Comparación entre detectores Tipo de

Tiempo de

Probabilidad

Detector

Respuesta

de Alarmas

Costo Relativo

Aplicación

Bajo

Espacios con

Indeseadas Calor

Lento

Baja

incendios de tipo flameante Humo

Rápido

Mediana

Mediano

Espacios con incendios de tipo humeantes

Llama

Muy Rápido

Alto

Alto

Espacios con materiales

44

muy inflamables Aspiración

Rápido

Mediano

Alto

Espacios

de

abiertos, con

Partículas

 presencia de  polvo

En situaciones especiales pueda que no se necesite uno de los citados anteriormente, sino que se necesite un detector especial para la situación que se esté manejando. Por ejemplo en lugares donde se trabaja con gas natural licuado, al haber  una fuga este gas sale a muy bajas temperaturas por lo que será necesario un detector de  baja temperatura. Para así poder dar alerta de una posible fuga, de manera que este actué  junto con una alarma o con un sistema de rociadores de agente limpio previniendo un incendio.

3.12.2 Detectores de calor Existen dos tipos de detectores de calor, el tipo empotrado y el tipo línea. Los empotrados miden la temperatura de los gases en el cielo del techo en un punto especifico, estos puede ser de tipo “tasa de aumento”, “temperatura establecida” o de “tasa compensada”. Tasa de Aumento Este tipo de detector será accionado solo si la temperatura censada aumenta más rápido que una tasa de aumento predeterminada. Este tipo de detector de muestra en la figura 3.13; cuenta con orificio de alivio el cual es el que regula la tasa de aumento

45

 predeterminada, por lo que este tipo de detectores no se accionara ante un amento lento de temperatura. En presencia de un incendio la temperatura en la cámara de aire aumenta, causando que el aire se expanda más rápidamente que la capacidad de alivio del orificio, por tal razón el diafragma se expande y hace que los contactos cierren el circuito que va hasta el panel de control.

Figura 3.13 Detector de tasa de aumento Temperatura establecida Este detector se acciona cuando la temperatura llega a un nivel determinado. Esto se logra mediante una unión de dos metales, tal como lo muestra en la figura 3.14. Esta unión bimetálica consiste en dos metales los cuales se expande a diferente ritmo, el material 1 se expande una velocidad de X mm/s y el material 2 se expande a una velocidad de (X+N) mm/s, causando que la unión se doble y haga contacto, cerrando el circuito del panel de control.

46

Figura 3.14 Detector de temperatura establecida Tasa compensada La principal característica de este tipo de detectores es que pueden compensar el desfase térmico de los materiales. El desfase térmico consiste en la diferencia de velocidad de transferencia térmica que existe entre los diferentes materiales que forman un detector, tal efecto se ilustra en la figura 3.15.

Figura 3.15 Detector de tasa compensada 47

Un detector de tasa compensada, como el mostrado en la figura 3.16. Consiste en una carcasa exterior la cual se expande a una velocidad conocida al ser calentado, y un material en el interior que al ser calentado se resiste a la expansión. Si la temperatura se incrementa muy lento el elemento interior se calienta y se resiste a la expansión de la carcasa exterior. Pero si la temperatura incrementa muy rápidamente el elemento interior no tiene tiempo de ser calentado, por lo que la carcasa exterior se expande hasta que se toquen los contactos y suene la alarma. Si la temperatura se incrementa muy lentamente pero llega a un nivel muy grande y ambos elementos se calientan, el detector  se comporta como uno del tipo de temperatura establecida.

Figura 3.16 Funcionamiento de detector de tasa compensada Detector lineal Los detectores tipo línea pueden ser tanto de tipo eléctricos como neumáticos;  pueden ser seleccionados de tipo “tasa de aumento” o “temperatura establecida”. Estos cubren toda el área por el cual se haga pasar la línea. Estos son de gran utilidad para usar en ductos de cables o lugares de dimensión lineal. El detector eléctrico lineal consiste como muestra la figura 3.17, en dos conductores separados por un material sensible al calor. Cuando este material se calienta por un agente externo, este se derrite  provocando un corto-circuito, lo que hace que la señal se active.

48

Figura 3.17 Detector lineal En la figura 3.18 se muestra como se debe colocar este tipo de detectores en aplicaciones como ductos de cables en industrias o cintas transportadoras. Ya que en los ductos de cables se puede dar un cortocircuito, lo que provoca una sobre corriente y una elevación de la temperatura provocando un incendio. Si se cuenta con un detector de este tipo colocado de esta manera, la alarma se activara y notificara a los ocupantes la emergencia. En el caso de la cinta transportadora, al darse un desperfecto se puede trabar la cinta creando una alta fricción entre esta y el transportador, resultando que la cinta se encienda en llamas. Un sistema de alarma de este tipo avisara al supervisor de la emergencia y apagara al transportador para que se pueda dar el proceso de supresión del fuego.

Figura 3.18 Aplicación de los detectores lineales 49

Los detectores lineales de tipo neumáticos consisten en pequeños tubos de cobre con aire presurizado dentro de ellos. Al calentarse el tubo el aire dentro del mismo se expande aumentando la presión en los tubos. Al llegar hasta cierto nivel de presión el  panel de control activa la alarma. Detectores sensibles al humo Entre estos detectores se tienen los siguientes tipos: •

Detector de humo de ionización

•

Detector de humo de luz fotoeléctrica de dispersión

•

Detector de humo de luz fotoeléctrica de obscurecimiento

•

Detector de humo de aspiración de aire de muestreo

•

Detector de humo de haz lineal

•

Detector de humo de ducto

Detector de humo de ionización Como se muestra en la figura 3.19 estos detectores contienen una pequeña  porción de material radioactivo. Este es el encargado de ionizar el aire alrededor de la electrodo positivo y del negativo. Se mide la conductancia del ambiente en presencia de aire limpio, este valor se toma como el valor de referencia. Siempre que la conductancia del ambiente este alrededor de este valor la alarma no se activara. En el caso de un incendio, las partículas de humo se introducirán entre los dos electrodos, causando que la conductancia dentro de la cámara se reduzca, esto porque las partículas de humo se mueven más lentamente y la atracción de estas con los electrodos es menor que las

50

 partículas de aire limpio. Cuando la conductancia es mucho menor que el valor tomado inicialmente el detector envía una señal al panel de control. El tiempo de reacción del detector dependen totalmente de la tasa de crecimiento del incendio, ya que al haber mayor flujo de partículas de humo emanadas por un gran incendio el detector se activara en menor tiempo que si fuera un incendio pequeño. Pero la gran ventaja de este dispositivo es que puede captar partículas muy pequeñas de humo, lo que lo hace un detector muy efectivo. El nivel de radiación mínimo permitido es dado por la Comisión Regulatoria Nuclear de Estados Unidos ( United States Nuclear   Regulatory Commission),

por lo que todos estos detectores deben cumplirla en su

totalidad, debido a un posible daño por radiación nuclear.

Figura 3.19 Detector de humo de ionización En la figura 3.20 se muestra un detector de este tipo, este tipo de detectores tiene en común una luz LED, la cual indica que esta encendido y los puertos de muestreo, por  donde entran las partículas del ambiente.

51

Figura 3.20 Detector de ionización

Detector de humo de luz fotoeléctrica de dispersión: Este tipo de detectores tales como los mostrados en la figura 3.21, proyectan una luz desde un emisor hasta un sensor de luz. Cuando las partículas de humo son lo suficientemente densas estas interrumpen el haz de luz y el detector envía una señal al  panel de control.

Figura 3.21 Detector de dispersión Tal como se muestra en la figura 3.22, un diodo LED emite un haz de luz, mientras que el sensor no capte la luz del LED se estará en una situación normal. Pero al 52

introducirse partículas de humo estas son reflejadas para diferentes lugares, por lo que los rayos de luz del diodo llegaran al sensor, y en un determinado nivel de luz se enviara la alarma hacia el panel de control. Este tipo de detectores son los mejores para detectar  incendios en lugares donde se tengan materiales que al inflamarse la llama emane grandes cantidades de humo.

Figura 3.22 Funcionamiento de un detector de dispersión Detector de humo de luz fotoeléctrica de obscurecimiento Este tipo de detectores funcionan de manera similar a los de dispersión solo que en estos tal como se muestra en la figura 3.23 el haz de luz es apuntado directamente al sensor. Cuando las partículas de humo hacen interferencia entre el haz y el sensor, la intensidad de luz que llega al sensor es menor, y al ser menor de un nivel determinado el interruptor envía una señal al panel de control.

53

Figura 3.23 Funcionamiento del detector de luz fotoeléctrica de obscurecimiento

Figura 3.24 Detector de luz fotoeléctrica de obscurecimiento Detector de humo de aspiración de aire de muestreo Este tipo de sistema se utiliza en cuartos eléctricos o de comunicaciones en donde se tenga equipo de muy alto precio. Ya que este sistema es mucho más costoso que un detector de empotrar, pero a su vez es cien veces más sensible que este. Estos sistemas consisten en una serie de tuberías de pequeños diámetros, las cuales aspiran el aire continuamente hasta una cámara donde es analizado para encontrar productos de alguna combustión.

54

Las tuberías se instalan dentro de equipos como gabinetes de servidores, transformadores, equipos de muy alto costo en general. Al instalar los tubos se hace una  prueba para determinar el nivel normal de concentración de humo, para de esta forma ajustar el sistema en modo sensitivo o poco sensitivo, todo dependiendo de la aplicación que se tenga. Detector de humo de haz lineal Este tipo de detectores se utilizan en situaciones especiales en donde se presenta un fenómeno llamado estratificación. Este fenómeno está definido en el código de la  NFPA 92B (Guía de tratamiento de humo en centros comerciales, patios de luz y grandes áreas), donde define esto como la disposición del penacho de humo a dejar de elevarse al entrar en contacto con el aire frio de la parte superior del techo, el humo se mezcla con el aire y por transferencia de calor se enfría llegando a un balance térmico con la temperatura ambiente del techo. Esto solo se da en casos en donde la temperatura ambiente en el nivel del techo es mucho más caliente que la temperatura ambiente del nivel inferior. Este fenómeno se muestra en la figura 3.25, en este ejemplo se tiene el  patio de luz de un hotel, en donde el techo esta hecho de laminas transparentes las cuales reciben la luz solar todo el día, por lo que la temperatura del cielo es mucho mayor a la temperatura en los niveles inferiores. Se puede notar que conforme el  penacho del incendio se eleva, su temperatura va decayendo por el efecto térmico del contacto con el aire frio de los alrededores, la temperatura del humo (Tsmoke) y la temperatura del cielo (T ∞) en los niveles superiores es igual “Tsmoke (humo) = T ∞”,  por lo que el penacho de humo deja de elevarse. Es obvio notar que los detectores de humo situados en el techo nunca notaran la presencia de humo en la localidad.

55

Figura 3.25 Fenómeno de la estratificación Por lo que siempre que se dé el fenómeno de la estratificación se deberá utilizar  el “detector de humo de haz lineal”, o utilizar algún método para bajar el nivel de la temperatura del techo y cancelar este efecto, por lo que el penacho de humo subirá hasta llegar a los detectores de humo ubicados en el cielo. Pero en este caso la solución puede ser muy costosa, por lo que es más rentable utilizar el primer tipo de detectores. Tal y como se muestra en la figura 3.26, constan de un emisor y un receptor, el emisor envía un haz de luz al receptor de manera similar al “detector de humo de luz fotoeléctrica de obscurecimiento” al disminuirse la intensidad del haz de llegada al

56

receptor hasta cierto punto determinado se prosigue a enviar la señal de alerta al panel de control. Tal como lo muestra la figura 3.27 estos pueden ser situados paralelos en el mismo nivel de piso o con cierto ángulo siempre y cuando sea al piso inmediato superior o inmediato inferior.

Figura 3.26 Detector de humo de haz lineal

Figura 3.27 Ubicación de los detectores de haz lineal 57

La norma NFPA 92B enuncia un procedimiento para poder demostrar si en una determinada situación se da el fenómeno de la estratificación. Se debe emplear la siguiente fórmula:

  14.7     ∆∆

/

(3-2)

Donde: Zm = Altura máxima a la que llegara el penacho de humo (ft) Qc = Porción del calor convectivo que se emitirá (BTU/s) = 70% del calor total emanado

∆ = Tasa de cambio de la temperatura ambiente con respecto a la altura ( /) ∆ En el código NFPA 92B se listan los distintos valores de Qc para cada localidad

∆

y ∆ se mide con un termómetro y un cronometro. Por tanto si el valor de Zm es menor  que la altura del techo de la localidad, el humo se estratificara. Detector de humo de ducto En el ducto de entre piso de un edificio generalmente se tienen los sistemas de calentamiento, ventilación y aire acondicionado, los cuales son los encargados de mover  el aire de fresco dentro de un recinto y de expulsar el aire exhausto hacia afuera del mismo. Los detectores de humo localizados en ductos como el mostrado en la figura 3.28, examinan el aire dentro de los ductos y envían señales de apagar o cambiar el flujo de aire al panel de control. Para estos casos de deben utilizar detectores de tipo fotoeléctrico o ionizante. En ningún caso estos detectores se pueden utilizar como sustitutos de los detectores de empotrar en el cielo, ya que los detectores de ducto

58

requieren una mayor cantidad de humo para ser activados, esto porque al estar cerca de equipos de aire acondicionado estos dispersan el humo en el ducto.

Figura 3.28 Detector de humo de ducto Una manera muy efectiva de regular el flujo de aire en el ducto es creando una especie de sándwich de presión. Como se muestra en la figura 3.29, se trata de lograr  una presión negativa en el piso en donde se tiene el incendio; para esto el detector de ducto se activa al haber presencia de humo en el ducto, ya que este es inyectado al ducto  por el extractor de aire; el detector envía la señal de alarma al panel de control el cual apaga la inyección de aire en el piso del incendio, y deja encendido el extractor creando  presión negativa; para cerrar el sándwich tanto en el piso de abajo como en el de arriba se deberá tener de presión positiva, por lo que el panel de control apaga la extracción y deja trabajando los inyectores, logrando la presión positiva y logrando el sándwich de  presión. Con lo que se logra mantener ventilados con aire fresco los pisos donde no se tiene incendio, y cortando el suministro de aire al piso donde se tiene el incendio, ya que el aire fresco ocasionaría un aumento en el nivel de la llama del incendio.

59

Figura 3.29 Regulación de aire dentro de un ducto

3.12.3 Detectores Sensibles a la Radiación En este tipo de detectores se tienen los siguientes tipos: •

Detector de rayos ultravioleta (UV)

•

Detector de rayos infrarrojos (IR)

•

Detectores (UV/IR)

•

Detectores de chispa

60

Detector de rayos ultravioleta (UV) Este tipo de detectores utilizan un tubo Geiger-Mueller 4 para analizar la radiación emitida por las llamas de un incendio. Estos están diseñados para detectar la radiación ultravioleta, la cual tiene una longitud de onda menor a los 4000 Angstroms, tal como se muestra en la figura 3.30. Los incendios cuyas llamas emitan radiación de esta naturaleza son de llamas de muy alta intensidad, y aunque el detector es capaz de detectar estas radiaciones a varios cientos de pies de lejanía, la proximidad de estos detectores a la fuente del incendio es vital, esto para evitar falsas alarmas provocadas  por rayos atmosféricos o arcos de soldadura.

Figura 3.30 Espectro electromagnético Estos presentan una gran limitación con respecto al clima, ya que su implementación en climas muy húmedos propicia el crecimiento de hongos en el lente del tubo, lo que disminuye enormemente su capacidad de detectar las radiaciones emitidas por un incendio, lo mismo ocurre en ambientes de mucho polvo, en donde este ensucia el lente afectando el desempeño del detector. Por lo que estos detectores no se deberán utilizar en ninguno de estos dos tipos de ambiente.

4

Apéndice 2 61

Detector de rayos infrarrojos (IR) Estos utilizan una foto celda para encontrar el espectro infrarrojo el cual se encuentra alrededor de los 8500 hasta los 12000 Angstroms. Estos detectores son más efectivos al ser utilizados a una distancia de 15.24 m (50 pies) hasta el lugar que se desea monitorear. Cuentan con una unidad de calibración del tiempo de retardo, por lo que pueden ser puestos a funcionar con un retardo de hasta 30 s. Con una correcta calibración de este se disminuye la probabilidad de señales indeseadas. Aplicaciones de los detectores infrarrojos y ultravioletas Si bien tanto los detectores ultravioleta como los infrarrojos son aprobados para su uso exterior como interior, se deben tener en cuenta ciertos factores a la hora de utilizarse en exteriores, esto para controlar que señales indeseadas no afecten el desempeño del dispositivo. Para lo cual se recomienda el siguiente método: 1. Conocer anticipadamente las características explosivas de los materiales que se tienen. Se debe escoger un detector capaz de reaccionar ante el tipo de radiación emitida por tal material. 2. Estudiar el área de peligro de manera que se sepa con anterioridad la clase de señales indeseadas provenientes del ambiente que puedan afectar la funcionalidad del detector. Para así poder evitarlas y disminuir las señales falsas. 3. Determinar qué elementos pueden afectar el correcto desempeño del detector, como por ejemplo polvo o nieve los cuales pueden dañar el detector, impidiendo que funcione como se requiere.

62

4. Determinar la velocidad con que se quiere que el detector se accione. La velocidad de accionamiento es dependiente de la clase de materiales combustibles que se tengan y de la cercanía de ocupantes a las zonas de peligro de incendio. 5. Conocer las emisiones gaseosas del material de combustión. Ya que se puede implementar el uso de detectores especializados en la detección de un gas especifico. Espectro de radiación Si se analiza el espectro de radiación se puede notar que entre los 0.8 y 1 micrón se interseca el espectro infrarrojo y la luz solar. Por lo que es evidente notar que la luz solar afecta a los detectores infrarrojos, es por esto en los casos de uso exterior se deban utilizar tanto detectores de este tipo como ultravioletas. Los detectores infrarrojos se ven afectados por luces de alta intensidad y objetos que se encuentren a muy altas temperaturas, lo cual no afecta a los detectores ultravioletas. Estos últimos en cambio si son afectados por soldadoras de arco, descargas atmosféricas, rayos-x y rayos gamma, los cuales no afectan a los detectores infrarrojos. Por lo que la combinación de ambos tal como lo muestra la figura 3.31, resulta en una combinación muy provechosa para la  protección contra incendios.

63

Figura 3.31 Combinación de detectores infrarrojos y ultravioleta Sin embargo los detectores ultravioleta son más efectivos para vigilar un área de gran tamaño. Ya que estos obedecen a la ley de los cuadrados inversos:

    

(3-3)

d = distancia del detector al incendio (ft o m) S = Tamaño del incendio (ft 2 o m2) De donde se puede notar a simple vista que la ecuación se encuentra en función de la distancia, y que al duplicar la distancia de visión resulta en una reducción del 25% de la radiación recibida por el detector. Inversamente se tiene que reduciendo la distancia a la mitad se incrementa la radiación recibida por el detector cuatro veces más. Por lo que la mejor forma de implementar este tipo de detectores es utilizar los detectores ultravioleta traslapados. Utilizando unos para cubrir áreas de mayor tamaño complementados con el uso de otros enfocados de cerca en los puntos críticos. De esta manera la confiabilidad del sistema aumentara ya que se tendrá un área crítica monitoreada por detectores en diferentes planos de visión. 64

Debido a la sensibilidad a los rayos del sol, los detectores infrarrojos son utilizados en zonas donde no se tengan expuestos directamente a los rayos del sol. Si  bien es cierto estos es tos también obedecen la ley de los cuadrados inversos, pero por causa de los rayos solares su desempeño a largas distancias se ve afectado af ectado de manera negativa. Detectores (UV/IR) Estos detectores cada uno por independiente detectan con gran rapidez un incendio, sin embargo tienden a caer en falsas alarmas. En situaciones donde la rapidez este en un segundo plano y la certeza sea el primero, se recomienda el uso de detectores UV/IR. Los cuales son detectores que cuenta con sensores tanto de rayos ultravioleta como de infrarrojos, y la señal de alarma solo s olo será enviada al panel de control en el caso en que los dos detectores concuerden. Estos siguen el comportamiento lógico de una compuerta, en donde solo si las dos partes son verdaderas el resultado será verdadero. De otra manera no será enviada la señal de alarma al panel de control. Detectores de chispa Este cuenta con un foto diodo el cual capta la más mínima emisión de energía radiante que pueda ser emitida por una chispa o por una llama. Estos detectores son muy utilizados en aplicaciones de sistemas de supresión de explosiones.

3.13 Paneles de control y estaciones notificadores Como se analizo anteriormente los detectores de incendio utilizan ciertos criterios para determinar si se está en presencia de un incendio o no. Al presentarse el incendio el detector envía una señal al panel de control, el cual la analiza y si se determina como valida este se encarga de enviar una señal a las estaciones notificadoras

65

en la vecindad de la emergencia, para que se proceda con los planes de seguridad contra incendio del edificio. Entre las estaciones notificadoras se encuentran las señales audibles, las cuales caen en cuatro diferentes grupos: •

 No codificadas A esta se le conoce como una señal de un bit de información, un ejemplo de esta seria una campana con un sonido constante.

•

Codificadas Es una señal que contiene más de un bit, esta puede proveer de información específica de la localidad de la emergencia. Por ejemplo si la señal suena dos veces seguidas, luego hace una pausa y luego suena cuatro veces seguidas puede significar que la emergencia es en el piso dos y en la zona cuatro. Dentro de esta categoría también se encuentran las señales de alarma por  vos, en la cual se transmite un mensaje con información sobre la emergencia.

•

Tiempo de marcha Esta es un tipo de señal codificada, la cual está constituida  por 120 pulsos por minuto, manteniéndose en alto por ¼ segundo y en bajo por  ¼ segundo. Esta señal ya ha sido reemplazada por la norma 72 por la señal “Codificada Temporal”.

•

Codificada temporal Esta se ilustra en la figura 3.4, ya mencionada anteriormente la cual consta de un patrón de 3.5 segundos en alto cada uno separado por 1.5 segundos en bajo. Cada patrón es un ciclo que se repite cada 1.5 segundos. Esta fue impuesta por la NFPA desde el 1 de julio de 1997, por lo que a las instalaciones hechas desde ese día en adelante se les obliga a cumplir  con esto, mientras que a las que fueron instaladas antes de ese día no se les obliga a cambiarlas.

66

Las unidades notificadoras se deberán seleccionar dependiendo del tipo de lugar  a proteger, entre las opciones más comunes se encuentran: •

Audibles

•

Visibles

•

Audibles/Visibles

•

Audibles textuales y visibles

•

•

 Notificadoras anunciadoras Táctil

3.13.1 Requerimientos Audibles para uso Público Los requerimientos mínimos para el uso público de este tipo de notificadores según la NFPA 72 son: 1. 75 dB mínimo a 3.048 m (10 ft) de la estación notificadora y 100 dB máximo a una distancia mínima de la estación notificadora. 2. 15 dB más que el promedio del sonido ambiente (El sonido ambiente para cada lugar especifico es dado por la norma NFPA 72, tal como se muestra en la tabla 3.2, sin embargo se recomienda que para tener valores más exactos siempre que se pueda se hagan las mediciones en el lugar de la aplicación). 3. 5 dB más que el nivel máximo de sonido medido experimentalmente. 4. 85 dB como mínimo para cuartos donde se encuentren personas durmiendo. 5. Se deberán instalar notificaciones visibles cuando el sonido ambiente sea mayor  a 105 dB.

67

Tabla 3.2 Niveles de sonido ambiente 5

3.13.2 Requerimientos Audibles para uso Privado Este tipo de requerimientos aplican para estaciones vigiladas remotamente o supervisadas por el dueño, o por personas entrenadas, las cuales se supone que siempre estarán alerta para intervenir en el momento de un incendio, es por esto que estos requerimientos son menos estrictos que los de uso público. 1. 45 dB mínimo a 3.048 m (10 ft) de la estación notificadora y 120 dB máximo a una distancia mínima de la estación notificadora. 2. 10 dB por encima del sonido ambiente promedio o 5 dB por encima del máximo nivel de sonido medido durante 60 segundos.

5

Figura A.7.4.2 [2] 68

3.13.3 Requerimientos audibles para zonas de alto riesgo La NFPA 72 dice que para los notificadores audibles de pared situados en lugares donde puedan estar sujetos a daños mecánicos se deberán instalar teniendo en cuenta las siguientes reglas: Se deberán colocar a 2.286 m (90 pulgadas) arriba del nivel de piso terminado

•

como mínimo, pero siempre a respetando 6 pulgadas abajo del nivel del cielo.

3.13.4 Consideraciones de diseño A la hora de realizar correctamente un diseño de alarmas contra incendio, siempre hay que tener en cuenta el nivel del sonido ambiente de la localidad para la cual se está diseñando, y las posibles obstrucciones atenuadoras de sonido que se encuentren en esta. En la figura

anterior se listan los sonidos ambientes promedios para las

diferentes localidades, el sonido ambiente es la superposición de varios tipos de sonidos, en la tabla 3.3 se tiene una lista de los niveles típicos de sonido de elementos que componen al sonido ambiente.

Tabla 3.3 Niveles de sonido de elementos que componen el sonido ambiente Silbido a 1.524 m (5 pies) Casa Oficina Conversación a 0.9144 m (3 pies) Carro a 4.572 m (15 pies) Tren

18 dB 40dB 55dB 70dB 70dB 102dB

69

Es importante considerar los elementos atenuadores de sonido, los cuales se consideran como un obstáculo para las ondas sonoras. Así como una resistencia se opone al paso de la corriente, estos obstáculos se oponen al paso de las ondas, reduciendo su amplitud al pasar a través de estas. Por tanto se deben de tener en cuenta estas consideraciones a la hora de hacer un diseño correcto. En la siguiente tabla se muestran los valores típicos de atenuación dependiendo del obstáculo que se tenga.

Tabla 3.4 Valores típicos de atenuación Obstáculo

Atenuación (dB)

Puerta Abierta

-5

Puerta de Núcleo Hueco

-10

Puerta de Núcleo Solido

-20

Doble Puerta

-24

Muro

-41

Estas consideraciones son importantes de tomar en cuenta para hacer los cálculos de intensidad de sonido que se debe cumplir, tanto en el uso privado como en el público, tal como se enuncio anteriormente.

3.13.5 Aspectos Físicos del Sonido Las ondas sonoras van decayendo en amplitud conforme se aumente la distancia desde el emisor hasta el receptor, lo cual en este caso sería la estación notificadora como el emisor y el oído humano como el receptor. Estas ondas decaen en intensidad con la distancia con respecto a la ley de los cuadrados inversos, la cual se muestra en la ecuación (3-3). Esta ley define que a manera que la distancia desde la estación 70

notificadora al oído humano se duplica el sonido se reduce en 6 dB, esto se cumple siempre que se esté ubicado a lo largo de la línea central de aplicación. Este principio se muestra en la figura 3.32, en donde la persona A se encuentra a una distancia de 3.048m (10 ft) de la estación notificadora, en esta posición se tiene un nivel de sonido de 96 dB, por lo que según la ley de los cuadrados inversos la persona ubicada en la posición B a 6.096 m (20 ft) (el doble de A) de la estación notificadora, siente un nivel de sonido de 90 dB, o sea 6 dB menos. Y por último la persona ubicada en la posición C, la cual se encuentra una distancia del doble de B, o sea 12.192 m (40 ft), le llega una amplitud de sonido de 6 dB menos que B, lo que corresponde a 84 dB. Es importante aclarar que esto se cumple siempre y cuando se esté ubicado a lo largo de la línea central de aplicación.

Figura 3.32 Nivel de sonido dependiendo de la distancia En el caso de que la persona no se encuentre a lo largo de la línea central de aplicación se deberá tener en cuenta otras consideraciones. Para cada posición fuera de

71

la línea central se tienen diferentes atenuaciones, sin embargo la NFPA 72 dicta que se deben tomar las siguientes mostradas en la figura 3.33.

Figura 3.33 Niveles de sonido dependiendo del ángulo Se toma que para personas a la misma distancia de la estación notificadora pero a diferentes ángulos desde la línea central de aplicación, se toma que la atenuación es de 3dB por cada 45°. En la figura se observa que a la persona A le llega una amplitud de sonido de 84 dB, por lo que por la ley de los cuadrados inversos a la persona B ubicada a 45° de A le llegara una amplitud de sonido de 81 dB. Y a la persona C ubicada a 90° de A tendrá una atenuación de 6 dB por estar a un ángulo dos veces 45° por lo que le llegara una amplitud de sonido de 78 dB. Por lo que los verdaderos retos a la hora de realizar estos diseños, es obtener el nivel de sonido ambiente de la localidad y tener cuidado al considerar todas las 72

atenuaciones de sonido, tanto a lo largo de la línea central de aplicación como fuera de ella.

3.14 Estaciones luminosas Las estaciones luminosas como las que se muestran en la figura 3.34, son medidas por la intensidad de luminosidad que pueden entregar. Esta intensidad se mide en la unidad del Sistema Internacional (S.I.) llamada candela (cd), la cual es definida científicamente como 1/60 de la intensidad de luminosidad por centímetro cuadrado de un radiador de cuerpo negro operando a la temperatura de congelamiento del platino. La encargada de determinar los requerimientos de luminosidad para las aplicaciones públicas y privadas es la NFPA.

Figura 3.34 Señales luminosas

73

3.14.1 Requerimientos de luminosidad para uso público De manera similar a las estaciones sonoras, la NFPA ha determinado que las luces deberán ser intermitentes, debido a que es más fácil de notar este tipo de luces que una continua. Este mismo ente recomienda que estas luces sean de tipo estroboscopicas, o destellantes. El código 72 de la NFPA declara ciertas reglas que deben de cumplir los fabricantes de este tipo de luces de emergencia. Ya que si el destello de la luz es muy lento se puede percibir como una luz continua y un destello muy rápido puede llegar a ser imprescindible para una persona. Requerimientos dados por la NFPA 72: •

La mínima tasa de destello es de 1 destello por segundo

•

La máxima tasa de destello es de 2 destellos por segundo

•

El color del destello deberá ser blanco o transparente

•

La intensidad del destello debe ser de máximo 1000 cd

3.14.2 Requerimientos de luminosidad para uso privado La norma NFPA 72 dicta los requerimientos para las estaciones sonoras en uso  privado, pero con respecto a los requerimientos para las estaciones luminosas no dicta nada. Esto porque el personal calificado y entrenado normalmente no necesita efectos luminosos para iniciar sus labores contra incendio.

74

3.14.3 Estaciones Luminosas de Pared  NFPA 72 exige para este tipo de estaciones lo siguiente: •

La base de la estación luminosa debe quedar a una altura del nivel de piso terminado de entre 2.032 m (80 in) y 2.4384 m (96 in)

•

La máxima distancia una de otras en pasillos debe ser de 30.48 m (100 ft)

•

La máxima intensidad luminosa por cuarto o localidad es de 1000 cd, ya que un nivel mayor puede llegar a causar ceguera temporal.

•

El nivel mínimo de intensidad luminosa por cuarto es dado por la NFPA 72, la cual aparece en la tabla 3.5.

Tabla 3.5 Mínima intensidad luminosa por cuarto

75

Figura 3.35 Distancia entre estaciones luminosas de pared 6

3.14.4 Estaciones luminosas de techo En la tabla 3.6, se muestra el nivel de luminosidad requerido por cuarto dependiendo de la altura del techo y de las dimensiones del cuarto. La NFPA 72 hace mención a un cuarto en donde la altura del cielo varia de 3.048 m (10 ft) a 9.144 m (30 ft), el caso que se tengan cuartos con el cielo de altura mayor a 9.144 m (30 ft) se deberá instalar un riel en donde las estaciones luminosas se puedan instalar un altura máxima de 9.144 m (30 ft).

6

Figura A.7.5.4.1.1 [2] 76

Tabla 3.6 Nivel de luminosidad dependiendo de la altura del techo 7

3.14.5 Ubicación de las estaciones luminosas en cuartos que no son cuadrados Para estas situaciones la estación se debe poner en la pared recta más larga, ya que como se muestra en la figura 3.36, aquí se muestran dos situaciones la primera la cual es la correcta se instala la estación luminosa en la pared de 12.192 m (40 ft), entonces al tomar como si el cuarto fuera cuadrado se estaría iluminando un cuarto de 12.192 m x 12.192 m (40 ft x 40 ft) con lo que se cubriría toda el área del cuarto tal como lo muestra la figura, por tanto se deberá aplicar una intensidad de 60 cd; con lo que se cumplirá con la norma NFPA 72.

7

Tabla 7.5.4.1.1 (b) [2] 77

Figura 3.36 Ejemplo de aplicación de la tabla 3.6 8 El otro caso es incorrecto porque si se pone la estación luminaria en la pared de 6.7056 m (22 ft), se tomaría como si se estuviera iluminando un cuarto de 9.144 m x 9.144 m (30 ft x 30 ft) por ser el inmediato superior en la tabla 3.6, para esto se estaría iluminando a un nivel de 30 cd, y como se muestra en la figura un área de 9.144 m x 9.144 m (30 ft x 30 ft) no cubriría toda el área del cuarto por lo que no cumple la norma  NFPA 72.

8

Figura A.7.5.4.1 (a) 78

3.14.6 Método de diseño por cuadrados múltiples  No en todos los cuarto se pueden aplicar directamente las reglas que aparecen en la figura 3.35 y en la tabla 3.6. Por lo que se puede diseñar este tipo de cuartos por  medio del método de los cuadraros múltiples. Este consiste en dividir el área de un cuarto en cuadrados, por cada cuadrado se instala un notificador luminoso. La intensidad de este dependerá de las dimensiones del cuadrado, aplicando la tabla 3.6. Para ilustrar este ejemplo se tiene la figura 3.37, en donde en el cuarto 1 se descompone en cuadrados imaginarios de 9.144 m x 9.144 m (30 ft x 30 ft), cada cuadrado es iluminado por una estación luminaria colocada en la mitad de una de las paredes del rectángulo imaginario. Para este caso se escoge una estación con una capacidad de iluminación de 30 cd, la cual corresponde según la tabla 3.6 a la intensidad de iluminación de un cuarto de 9.144 m x 9.144 m (30 ft x 30 ft), la misma dimensión que cada cuadrado imaginario. En el caso 2 se divide en cuadrados 9.144 m x 9.144 m (30 ft x 30 ft), igual que en el anterior, pero se muestra otra posición de las estaciones, la cual es válida según la  NFPA 72. Por ultimo en el caso 3 se divide el cuarto en cuadrados imaginarios de 12.192 m x 12.192 m (40 ft x 40ft), y se utilizan estaciones con una intensidad de 60 cd, la cual es la intensidad que según la tabla 3.6 se utiliza para un cuarto de las mismas dimensiones que el cuadrado imaginario.

79

Figura 3.37 Ejemplo de ubicación de estaciones luminosas Es importante resaltar que la NFPA 72 indica que para aplicaciones en donde la distancia entre cada estación notificadora luminosa sea menor a 16.764 m (55 ft), las luces deberán destellar en sincronización entre ellas mismas.

3.14.7 Optimización del área de cobertura Como se menciono en el criterio de los cuartos múltiples, se considera que cada estación notificadora tiene un área cuadrada de cobertura, donde su tamaño depende de la intensidad luminosa de esta, tal como se muestra en la tabla 3.6. En la figura 3.38 se muestran dos opciones de localización de las estaciones notificadoras, en la primera todas se sitúan en el centro de las paredes, si se trazan los

80

cuadrados imaginarios de cobertura de cada estación luminosa es claro ver que hay zonas en las que se traslapan y hay zonas como las esquinas que quedan desprotegidas. Es por esto que para poder realizar un diseño eficiente y práctico se deben instalar de la segunda forma en donde los cuadrados imaginarios de cobertura no se traslapan unos con otros, optimizando el área de cobertura con lo que se logra un diseño  práctico y efectivo.

Figura 3.38 Opciones de ubicación de las estaciones luminosas 9

9

Figura A.7.5.4.1 [2] 81

3.14.8 Ubicación de las estaciones luminosas en corredores Para corredores de ancho menor a 6.096 m (20 ft) se utiliza la tabla 3.7, si se necesitara diseñar un corredor cuyo ancho exceda los 6.096 m (20 ft) se deberá iluminar  utilizando el método de los cuadrados múltiples con el uso de la tabla 3.6.

Tabla 3.7 Numero de estaciones luminosas para corredores de menos de 6.096 m (20 ft) de ancho

Para corredores de un ancho menor a 6.096 m (20 ft) se deben tomar en cuenta las siguientes reglas según la NFPA 72: •

El máximo ancho deber ser de 6.096 m (20 ft)

•

La mínima intensidad luminosa a utilizar en las estaciones debe ser de 15 cd

•

Las estaciones luminosas no se deberán situar a una distancia mayor de 4.572 m (15 ft) de la pared del final del corredor, tal como se muestra en la parte superior de la figura 3.39.

•

Las estaciones luminosas no se deberán situar a una distancia mayor de 30.48 m (100 ft) una de otra.

•

En el caso de haber una obstrucción o cambio de dirección en el corredor, tal como se muestra en la parte inferior de la figura 3.39, se deberán de tomar como dos corredores aparte uno del otro 82

Figura 3.39 Ubicación de estaciones luminosas en corredores

3.14.9 Notificadores luminosos en cuartos de habitación El código NFPA 72 estipula que para instalar notificadores luminosos en cuartos de habitación cuyas dimensiones no sobre pasen los 4.876 (16 ft), se deberá diseñar con respecto a la tabla 3.8.

Tabla 3.8 Intensidad de los notificadores luminosos en cuartos de habitación

83

En el caso de excederse los 4.876 m (16 ft), la estación notificadora se deberá instalar a una distancia de 4.876 m (16 ft) desde la almohada de la cama de dormir del individuo.

3.14.10 Unidades notificadoras audibles/visibles Este tipo de notificadores se muestran en la figura 3.40, estas poseen tanto notificación visual como audible. Las cuales deberán ser instaladas conforme a los requerimientos de estaciones notificadoras luminosas, los cuales aparecen en la figura 3.35 y en la tabla 3.6.

Figura 3.40 Unidades notificadoras audibles/visibles

3.14.11 Sincronización de las unidades notificadoras luminosas Al estar en un mismo cuarto dos notificadores no sincronizados, es posible que los usuarios perciban más de el máximo de 2 destellos por segundo. Se ha descubierto que esto puede provocar ataques epilépticos en algunos usuarios expuestos a un nivel alto de destellos. Es por esto que la NFPA 72 dicta las siguientes reglas de sincronización: •

Un solo dispositivo en un cuarto no requiere de sincronización 84

•

Dos dispositivos en un cuarto situados en paredes opuestas no requieren de sincronización

•

En cuartos de 24.384 m x 24.384 m (80 ft x 80 ft) o mayores al tener dos o más notificadores en cualquier posición se deberán de sincronizar, excepto en el caso de que los notificadores estén distanciados una distancia mayor a 16.764 m (55 ft) uno del otro, en el cual no sería necesario

•

Cuando haya dos o más estaciones notificadoras luminosas distanciadas a menos de 16.764 m (55 ft), se requiere que estas estén sincronizadas.

En la figura 3.41 se muestra un ejemplo de la metodología utilizada para sincronizar luces estroboscopicas, en el cual se instala modulo de sincronización en el panel de control. El circuito de luces estroboscopicas se conecta al modulo de sincronización tal como se aprecia en la figura.

Figura 3.41 Circuito sincronizador de luces estroboscopicas

3.14.12 Estaciones notificadoras audibles textuales y visibles Un ejemplo de este tipo de unidades es un parlante en el cual se envía un mensaje pre grabado notificando a los usuarios sobre la emergencia, los requerimientos 85

audibles son los mismos que se mencionaron anteriormente para las unidades notificadoras audibles. Las notificaciones textuales pueden ser proyectadas en pantallas notificadoras a lo largo del edificio, o en los paneles de control, o en paneles remotos conectados al  panel de control principal. Estos mensajes en su mayoría son proyectados con el uso de diodos LEDs en pizarras con pantallas alfanuméricas.

3.14.13 Paneles notificadores Este tipo de paneles caen en la categoría de estaciones notificadoras visuales, ya que constan de un panel ubicado en el cuarto de control contra incendio, el cual se debe ubicar cerca de la entrada del edificio para que a la hora de un incendio el personal entrenado contra incendio pueda identificar rápidamente el lugar de la emergencia. Como se muestra en la figura 3.42, este tipo de paneles indican la ubicación del incendio, así como el estado de los elevadores, el estado de los extractores e inyectores de aire, el estado de la bomba contra incendio, el estado de los parlantes de emergencia, y el estado de los teléfonos para bomberos entre otras.

86

Figura 3.42 Panel notificador

3.14.14 Unidades notificadoras táctiles Este tipo de unidades son muy efectivas para las personas discapacitadas, ya que están diseñadas para personas con discapacidades de la vista y del oído. Esta consiste en un pequeño dispositivo vibrador, el cual puede ser instalado en una almohada o en la faja de los usuarios. Sin embargo estas personas deberán ser capacitadas para que a la hora de una emergencia sepan por cuales rutas se debe evacuar, o sino deberán haber   personas encargadas de hacerse cargo de la evacuación de este tipo de personas. Esto es exigido tanto por la NFPA como por la ADAAG. ( Asociación de Ayuda a Personas  Discapacitadas dentro de Edificios e Instalaciones)

87

3.15 Ubicación de detectores contra incendio La NFPA 72 provee una serie de numerosos requerimientos que un diseñador  debe seguir a la hora de determinar la ubicación de estos. Estas reglas son hechas tomando como un hecho que los detectores ya hayan sido listados por algún laboratorio reconocido, como “UL” ( Underwritters’ Laboratories) o “FM” ( Factory Mutual). Estos son los encargados de probar cada tipo de detector y listarlo dependiendo de su capacidad para realizar su objetivo establecido.

3.15.1 Detectores de empotrar  •

La regla de las 4 pulgadas Tal como se observa en la figura 3.43, el penacho de humo que sale de un basurero en llamas cambia su dirección al presentarse una desaceleración del humo a medida que se acerca al techo. Por lo que se genera un punto muerto exactamente en la esquina, por tal razón un detector ubicado en este punto no sería efectivo. La NFPA 72 exige que un detector de empotrar en cielo se sitúe a una distancia mínima de 0.1016 m (4”) a la pared, y que un detector de pared sea instalado a una distancia mínima de 0.1016 m (4”) y máxima de 0.3048 (12”) abajo del techo.

88

Figura 3.43 Ilustración de la regla de las 4 pulgadas 10

•

UL y FM exigen que para un detectores de humo o de calor listados para un espaciamiento máximo S MAX uno del otro, la distancia máxima que pueden estar  a la pared deber ser de S MAX /  2. Tal situación se muestra en la figura 3.44. Cabe mencionar que esta regla se aplica directamente solo para cuartos rectangulares o cuadrados.

10

Figura A.5.6.3.1 [2] 89

Figura 3.44 Distancia ideal de espaciamiento entre detectores 11

3.15.2 Espaciamiento para lugares con distribuciones inusuales Para definir la distancia máxima de un detector a la pared en recintos con distribuciones inusuales, la NFPA 72 permite que la distancia desde el detector hasta una esquina sea de hasta 0.7S MAX. Esto se ilustra en la siguiente figura.

11

Figura A.5.6.5.1 [2] 90

Figura 3.45 Espaciamiento de detectores en distribuciones inusuales Tal como lo muestra la figura 3.45, si un detector es situado en el centro de un cuadrado de longitud S MAX de lado, el cual representa el área máxima de cobertura de un detector. Y si se traza un círculo que interseque al cuadrado en las cuatro esquinas, se nota que la distancia del detector a cualquier punto de la circunferencia del círculo será una distancia igual a la mitad de la diagonal del cuadrado. Por trigonometría se sabe que la diagonal de tal cuadrado será igual a 1.4 S MAX, por lo que la mitad de esta distancia seria 0.7 SMAX, la cual corresponde a la máxima distancia permitida por la NFPA 72 desde un detector hasta la esquina de un recinto con una distribución no rectangular ni cuadrada. En la siguiente figura se muestra la distribución de los detectores para un cuarto cuya forma es la de una estrella de 5 picos. Se nota como la distancia de cada detector a la esquina nunca sobre pasa 0.7 S MAX, y la distancia entre ellos no excede la distancia máxima SMAX.

91

Figura 3.46 Distribución de detectores en distribuciones inusuales

3.15.3 Espaciamiento de detectores en pasillos La NFPA 72 proporciona la siguiente figura para determinar el espaciamiento máximo de detectores en pasillos. Este dependerá del ancho del pasillo, por esto se muestra un círculo el cual contiene rectángulos inscritos a este, cada rectángulo indica el ancho del pasillo y el distanciamiento máximo entre detectores. El código NFPA 72 hace esto partiendo del caso en que S MAX = 9.144 m (30 ft), suponiendo que un detector con esta característica este situado en el centro del cuadrado de 9.144 m x 9.144 m (30ft X 30ft), se traza un circulo de radio 0.7 S MAX = 6.4 m (21ft).  Note que con un radio de 6.4 m (21ft) se pueden crear varios rectángulos dentro del 92

circulo, los cuales como se menciono anteriormente su ancho representa el ancho del  pasillo y su largo representan el distanciamiento máximo entre detectores. Por lo que como se muestra en la figura para un detector listado para un S MAX = 9.144 m (30 ft), al utilizarse en un corredor de 4.572 m (15ft) de ancho este se puede distanciar uno de otro una distancia máxima de 12.4968 m (41 ft).

Figura 3.47 Espaciamiento de detectores en áreas rectangulares Con este método se pueden averiguar las distancias máximas entre detectores  para cada tipo de detector. Por ejemplo para un detector listado para un S MAX = 15.24 m (50 ft), 0.7 S MAX = 10.668 m (35ft), por lo que para un corredor de 4.572 m (15ft) de ancho los detectores se podrán distanciar 20.726 m (68 ft) uno de otro como máximo.

93

3.15.4 Ubicación de detectores empotrables en techos en con forma de pico En la figura 3.44 se ilustra la ubicación de los detectores en estos tipos de techos. Para estos la NFPA 72 establece lo siguiente: 1. Es espaciamiento entre detectores se debe determinar por las distancias  proyectadas en el suelo, no por las distancias con el ángulo del techo. 2. Un detector deber ser situado entre los primeros 0.9144 m (3ft) del pico del techo. Esto para el caso en que se dé un incendio en donde el humo se mueva a gran velocidad hacia la punta del techo, este tipo detector será el primero en activar la notificación de incendio

Figura 3.48 Vista lateral de techos en forma de pico 12

12

Figura A.5.6.5.4.2 [2] 94

3.15.5 Ubicación de detectores empotrables en techos con pendiente Al igual que en el caso anterior la distancia entre detectores es medida con respecto a la proyección en el suelo, además de que se debe instalar un detector a una distancia no mayor de 3 ft de la punta más alta del techo, tal como se muestra en la siguiente figura.

Figura 3.49 Vista lateral de techo con pendiente 13

3.15.6 Ubicación de detectores de calor empotrables en techos con viguetas En el caso de áticos o lugares sin cielorraso en donde estén expuestas las viguetas se deben tomar las siguientes consideraciones aparte. Estas viguetas usualmente se encuentran distanciadas entre 0.3048 m (12 in) y 0.4064 m (16 in), lo que hace que el humo que viaje por estas zonas sea más lento y turbulento. El código NFPA 13

Figura A.5.6.5.4.1 [2] 95

72 define a las viguetas como un miembro con más de 0.1016 m (4 in) de profundidad, espaciadas menos de 3.9624 m (13 ft) de centro a centro. Los detectores en este tipo de techos deberán ir espaciados de la siguiente manera según la NFPA 72: •

Si las viguetas tienen 0.1016 m (4 in) o menos de profundidad se considera el techo como un cielo continuo, por lo que los detectores se deberán instalar en la  parte inferior de las viguetas a una distancia máxima de S MAX entre ellos.

•

Si las viguetas tienen más de 0.1016 m (4 in) de profundidad, se deberán instalar  los detectores en la parte inferior de las viguetas a una distancia máxima de S MAX

 / 2 entre ellos. •

Si las viguetas se encuentran distanciadas de centro a centro una distancia mayor  a 0.9144 m (3 ft), las viguetas se consideraran como vigas y se diseña el espacio entre detectores de acuerdo a las consideraciones de diseño para vigas.

Estas consideraciones se ilustran en la siguiente figura.

Figura 3.50 Ubicación de detectores de calor en techos con viguetas

96

3.15.7 Ubicación de detectores de calor en techos con vigas En la figura 3.51 se muestran las reglas de espaciamiento entre detectores de calor en cielos con vigas:

Figura 3.51 Ubicación de detectores de calor en techos con vigas

Donde: D: Profundidad de la Viga H: Altura del Cielo W: Distancia entre Vigas 1. Si D

≤

0.1016 m (4 in) Se asume que el techo es continuo y se distancian los

detectores una distancia máxima S MAX.

97

2. Si D > 0.1016 m (4 in) Se distancian los detectores una distancia máxima de 2/3 SMAX. 3. Si D > 0.2032 m (8 in) y W > 5.4864 m (18 ft) se sitúan los detectores en la  parte inferior de cada viga. 4. Si D/H > 0.03048 m (0.10 ft) y W/H > 0.12192 m (0.40 ft) se sitúan los detectores en cada espacio entre vigas. 5. Si D/H < 0.03048 m (0.10 ft) o W/H < 0.12192 m (0.40 ft) se sitúan los detectores en la parte inferior de las vigas siguiendo las reglas 1 y 2 anteriores.

3.15.8 Ubicación de detectores de humo en techos con vigas En la figura 3.52 se muestran las reglas de espaciamiento entre detectores de humo en cielos con vigas:

Figura 3.52 Ubicación de detectores de humo en techos con vigas Donde: D: Profundidad de la Viga H: Altura del Cielo 98

W: Distancia entre Vigas 1. Si H

≤

3.6576 m (12ft) y si D

≤

3.6576 m (12ft), entonces se debe tener un

espaciamiento de S MAX / 2 entre cada detector, y estos pueden ser colocados tanto en el espacio entre las vigas o en la parte inferior de las vigas. 2. Si D > 0.3048 m (12in) o si H > 3.6576 m (12ft), los detectores deberán ir  localizados en el espacio entre cada viga. 3. En el caso de que se tenga un techo inclinado cierta pendiente hecho con vigas  paralelas a la pendiente, se harán las consideraciones de espaciamiento como si el techo fuera plano, tomando el valor de H como el promedio de la altura del techo a través de toda la pendiente. 4. En el caso de que se tenga un techo inclinado cierta pendiente hecho con vigas  perpendiculares a la pendiente, se harán las consideraciones de espaciamiento como si el techo fuera plano, tomando el valor de H como el promedio de la altura del techo a través de toda la pendiente.

3.15.9 Ubicación de detectores de humo cercanos a ductos de aire acondicionado La NFPA 72 dicta que los detectores no deberán ser instalados una distancia menor a 3 pies de un ducto de techo y de una distancia de 3.048 m (10ft) de un ducto de  pared, tal y como lo muestra la siguiente figura.

99

Figura 3.53 Ubicación de detectores humo cercanos a difusores de aire Esto ya que estudios recientes del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología han descubierto que la turbulencia creada cerca de estos difusores de aire puede retardar  el accionamiento de los detectores de humo.

3.15.10 Ubicación de detectores de humo cercanos a paredes bajas Estas son el tipo de paredes que no llegan hasta el cielo del techo, sino que llegan hasta una distancia antes del cielo, tal como lo muestra la figura 3.54. El código  NFPA 72 explica que cuando la altura de estas paredes es tal que deja una distancia menor a 0.4572 m (18in) entre el cielo y la parte superior de la pared, se deberá considerar como si fuera una pared que llegue hasta el nivel del cielo. Y en el caso en que la distancia anteriormente mencionada sea menor o igual a 0.4572 m (18in), el espaciamiento no se verá afectado por este tipo de paredes.

100

Figura 3.54 Ubicación de detectores en cuartos con paredes bajas

3.15.11 Ubicación de detectores de humo en recintos con cielo falso y piso falso En la figura 3.55 se muestra un cuarto donde se tiene tanto cielo falso como piso falso. Este tipo de cielos se instala en la mayoría de lugares como oficinas, centros educativos, hospitales, etc. En ese espacio es donde se ubica el cableado eléctrico, equipo de aire acondicionado, y tuberías entre otros. Los pisos falsos son muy utilizados en cuartos de comunicaciones, de control y de computación, ya que el cableado se hace a través de este.

101

Figura 3.55 Cielo falso y piso falso Es por esto que la NFPA 72 exige la ubicación de detectores de humo en ambas  partes, sin importar si se encuentren sustancias inflamables o no. Para las áreas arriba del cielo suspendido, la detección puede ser omitida siempre y cuando se tengan ventiladores que hagan que la presión sea negativa en ese espacio, lo que hará que el humo salga a través de las grillas del cielo suspendido, ya que de esta forma podrá ser  detectado por los detectores de humo. El código NFPA 72 exige que los detectores sean colocados de manera que el  polvo no pueda introducirse en este. La posición correcta de instalación se muestra en la siguiente figura. La NFPA 72 también obliga a que los detectores que sean usados para esta aplicación sean listados especialmente para trabajar en estos ambientes.

102

Figura 3.56 Ubicación de detectores de humo entre piso falso 14

3.15.12 Efecto de la altura del techo sobre los detectores de calor Como se menciono anteriormente al incrementarse la altura del techo, la temperatura del humo al llegar al techo se disminuye, por lo que el código NFPA 72  proporciona la siguiente tabla, en donde aparece el factor por el cual se debe multiplicar  la distancia de espaciamiento entre detectores listada por el fabricante. Este factor  dependerá de la altura del techo a donde se coloquen los detectores. A mayor altura del techo se disminuye la distancia de espaciamiento entre detectores.

Tabla 3.9 Espaciamiento de detectores en función de la altura del cielo

14

Figura A.5.7.3.2.2 [2] 103

3.15.13 Espaciamiento de detectores de calor tipo lineal Estos además de servir como detectores en aplicaciones como canastas de cables y ductos, también se pueden utilizar para cubrir cuartos como el mostrado en la siguiente figura.

Figura 3.57 Espaciamiento de detectores lineales 15 Estos se pueden instalar siempre y cuando cumplan con las siguientes normas: •

 No deben ser instalados a una distancia mayor de 0.508 m (20 in) del cielo del techo

•

15

Deben ser montados en la parte inferior de las viguetas

Figura A.5.6.5.1 (b) 104

•

Deben ser montados en la parte inferior de las vigas, siempre y cuando estas tengan una profundidad menor a 0.3048 m (12in) y estén separadas una distancia menor de 5.4864 m (18ft) de centro a centro de viga.

3.15.14 Espaciamiento de detectores de haz proyectado Estos deben ser instalados de la siguiente manera según NFPA 72, tal como lo muestra la figura 3.58.

Figura 3.58 Espaciamiento de detectores de haz proyectado •

Consisten en dos elementos, uno emisor y otro receptor 

•

Deben estar firmemente instalados, para evitar que el haz se desvié y provoque falsas alarmas

•

La trayectoria del haz no debe ser interrumpida por obstrucciones como almacenaje, paso de personas o algún objeto que lo interrumpa. Por esto debe ser  instalado en áreas donde no sea probable que pase una de estas situaciones

•

Son de uso interno y nunca de uso externo

105

•

El uso de espejos reflectores es permitido, siempre y cuando se instalen según las normas del fabricante

•

El espaciamiento entre detectores se deberá realizar conforme a lo establecido  por el fabricante, en la figura 3.59 se muestra la recomendación dada en “ Manual de Detectores de Humo de Haz de Largo Alcance”

Figura 3.59 Espaciamiento de detectores 16

•

Para construcciones con vigas, los detectores se deben instalar entre las vigas si la profundidad de las vigas excede las 0.4572 m (18in).

•

Para construcciones con viguetas con profundidad menor a 0.2032 m (8in), se considerara como si el cielo fuera continuo

•

En instalaciones donde el techo presenta cierto grado de pendiente, los detectores se deberán instalar paralelos a la cúspide del techo. Una línea de

16

“ Manual de Detectores de Humo de Haz de Largo Alcance” 106

detectores se debe instalar entre los primeros 0.9144 m (3ft) de la cúspide, tal como se muestra en la figura 3.60.

Figura 3.60 Instalación de detectores en cielo con pendiente T: Transmisor  R: Receptor  SMAX.: Distancia de Espaciamiento Máxima (depende de cada Fabricante, usualmente la máxima recomendada es 13.716 m (45 ft)) L: Varía dependiendo del fabricante, usualmente es de 100.584 m (330ft) a 106.68 m (350ft)

3.15.15 Espaciamiento de detectores llama Los detectores de llamas pueden detectar la presencia de un incendio siempre que esté dentro de su cono de visión. En la figura 3.61 se muestra el cono de visión que 107

tienen este tipo de detectores, la habilidad de detectar un incendio dependerá de la  posición de este con respecto al cono de visión, la distancia del incendio al detector, el tamaño del incendio y de la respuesta espectral del detector concuerde con la emanada  por el incendio. Cada tipo de detector se encuentra listado por su ángulo específico de visión, el cual es definido por el cono de visión. La NFPA 72 dicta que no debe de haber ningún tipo de obstrucción entre el detector y el espacio a proteger, los detectores deben ir  traslapados de manera que todo el perímetro se encuentre cubierto por los conos de visión de los detectores. La ubicación de este tipo de detectores requiere de gran experiencia y de consultoría por parte del fabricante.

Figura 3.61 Cono de visión

3.15.16 Espaciamiento de detectores de gas La NFPA 72 hace mención de este tema con las siguientes disposiciones generales: 108

•

Viguetas o vigas con una profundidad menor a 0.2032 m (8in) se consideran como cielos continuos.

•

El espaciado de los detectores de gas deben ser reducidos cuando las vigas o viguetas excedan las 0.2032 m (8in) de profundidad.

•

Si las vigas exceden 0.4572 m (18in) de profundidad y están separadas una distancia mayor a 2.4384 (8ft) de centro a centro, los detectores se deberán de instalarse en el espacio entre vigas.

•

Si el techo presenta un grado de inclinación, se utilizan las mismas reglas de los detectores de tipo empotrados.

•

Las mismas normas que se utilizan en detectores cerca de difusores de aire se utilizan para estos.

•

Estos se deben escoger dependiendo de las condiciones climáticas del ambiente en que se van a utilizar.

3.15.17 Detectores de humo para sistemas de control de humo Los sistemas de control de humo consisten en: •

Son los encargados de remover el humo de zonas contaminadas y evitar que otras zonas se contaminen.

•

Se encargan de presurizar zonas de evacuación, rutas de evacuación y escaleras de emergencia.

•

Aislar la propagación del humo, cerrando puertas y ductos de aire. Los detectores que se instalen en ductos deben ser específicamente listados para

este propósito, estos vienen fabricados en dos tipos, el primero se observa en la figura 3.62, el cual se coloca en el ducto de muestreo, estos son utilizados cuando la

109

velocidad del aire supera los 2.03 m/s (400 ft/min). El otro tipo de detectores son los detectores para interiores de ductos, el cual se muestra en la figura 3.63, estos son utilizados en aplicaciones cuando la velocidad es menor a 2.03 m/s (400 ft/min). Un solo detector centrado en el ducto es permitido para ductos de hasta 0.9144 m (36in) de ancho, mientras que dos detectores se deberán de instalar para ductos de hasta 1.8288 m (72in) de ancho y se deberá instalar un detector extra por cada 0.6096 m (24in) por arriba de las 1.8288 m (72in).

Figura 3.62 Detector de ducto 17

Figura 3.63 Detector de ducto interno 18 17

Figura A.5.14.5.2 (c) [2] 110

3.15.18 Método para calcular el espaciamiento entre detectores La mejor manera de asegurar la detección de un incendio en un edificio, es la de realizar una completa investigación a lo largo de todas las áreas que constituyen la edificación para así poder escoger correctamente el detector más apropiado y el espaciamiento correcto. Pero en la realidad tal cosa es muy poco implementada, es por  esto que los ingenieros utilizan la información obtenida en los laboratorios de prueba de los equipos, en donde los equipos son probados en toda clase de situaciones, determinando que dispositivos se acoplan mejor a cada situación. Estos datos aparecen en el apéndice B del código NFPA 72. A continuación se ejemplificara el método utilizado por la NFPA 72 para averiguar el máximo espaciamiento de los detectores utilizando algunas de las tablas que aparecen en dicho apéndice. La NFPA 72 proporciona este apéndice para el análisis de detectores de calor de temperatura predeterminada y de tasa de aumento. A continuación se ilustra un ejemplo  para mostrar de forma práctica y sencilla la utilización de estas tablas. Se requiere conocer la siguiente información para poder aplicar de manera eficiente el método siguiente: •

La altura del cielo del techo

•

El tipo de detector (Temperatura predeterminada o tasa de aumento de temperatura)

18

•

Distanciamiento listado por el detector 

•

Temperatura ambiente del cuarto

•

Tasa de crecimiento del incendio (rápido, mediano o lento)

Figura A.5.14.5.2 (a) [2] 111

•

Umbral del tamaño del incendio (Qd). Este valor representa la energía que irradia el incendio en el momento de la detección.

•

Valor de Alpha α. (Describe la tasa de crecimiento del incendio)

•

El Periodo de crecimiento del incendio (tg). Es el tiempo que toma al incendio llegar a su punto treshold de tamaño.

Ejemplo: •

Un cuarto con una altura de cielo de 2.4384 (8ft)

•

Detector de Temperatura Predeterminada de 53.33°C (128°F), listado para un espaciamiento de 9.144 m (30ft).

•

Temperatura del Cuarto 20°C (68°F)

•

Qd = 750 Btu/s

•

Tg = 300 s

Determinar el máximo espaciamiento entre detectores. 1. Usando la tabla 3.10, se obtiene que para una distancia listada de espaciamiento de 9.144 m (30ft) y una temperatura predeterminada de 53.33°C (128°F), la constante de tiempo τ = 95. 2. La diferencia entre la temperatura predeterminada del detector y la temperatura del cuarto es 128°-68° = 60°F. Por lo que

ΔΤ

= 60°F

3. Con esto se calcula el índice de tiempo de respuesta RTI:

  √  Donde τ es la constante de tiempo y “v” es la velocidad de prueba, la cual es en este caso 1.53 m/s (5 ft/s).

  95√ 5  212 112

(3-5)

4. El diseñador debe escoger la tabla correcta de utilizar, referenciándose a la tabla 3.11. Con los siguientes valores Qd = 750 Btu/s; Tg = 300s. De donde se obtiene que los próximos datos se deben buscar en la tabla B-3.2.4 (m) 5. Utilizando la tabla 3.12, utilizando un valor de τ redondeado a 100 y con un

ΔΤ

= 60°F; los detectores se deberán espaciar un distancia máxima de 5.79 m (19ft)  para un cielo con una altura de 2.43 m (8ft).

Tabla 3.10 Distancia de cobertura de un detector

113

Tabla 3.11 Tabla de referencia

114

Tabla 3.12 Parámetros de los detectores 19

19

Tabla B.3.2.4 [2] 115

3.16 Diseño de paneles de control y conexiones de los dispositivos Los circuitos que conforman una red de alarma contra incendio, son todas las conexiones hechas a los dispositivos iniciadores y a las estaciones notificadoras. El código NFPA 72 clasifica estos en tres categorías. •

Circuitos de dispositivos iniciadores (IDC)

•

Circuitos de estaciones notificadoras (NAC)

•

Circuitos de señalización de línea (SLC)

3.16.1 Circuitos de dispositivos iniciadores (IDC) Estos son definidos por la NFPA 72 como todos los circuitos donde son conectados todos los dispositivos de iniciación automática o manual, hacia el panel de control. El cual identifica la condición de la alarma pero no identifica cual de los dispositivos es el que se activo. Este tipo de circuitos se clasifican en dos categorías, A y B. Estas dos categorías son las más antiguas y utilizadas entre los diseñadores, pero a partir de los anos 70’s la  NFPA ha reconocido que es necesario incrementar estas categorías, debido a la creciente complejidad de los sistemas, es por esto que se han creado cinco estilos de IDC’s. •

Clase B-Estilo A

•

Clase B-Estilo B

•

Clase B-Estilo C

•

Clase A-Estilo D

•

Clase A-Estilo E 116

En la actualidad los estilos B y D son los más utilizados, y E es el menos utilizado, sin embargo los diseñadores cuando requieren de un diseño con una alta confiabilidad utilizan la clase A, el cual consiste en un circuito formado por cuatro cables, mientras que la clase B es formado por dos cables, lo cual resulta más económico.

3.16.2 Circuitos clase B Los circuitos IDC clase B como el mostrado en la figura 3.64, conectan los dispositivos de iniciación (normalmente abiertos), por medio de dos cables al modulo IDC localizado en el panel de control. Al final de la línea se conecta una resistencia a la que se le llama “Resistencia de final de línea” (ELR), por lo que el modulo IDC detecta una caída de voltaje en la línea. En operación normal el modulo IDC trabaja de la siguiente manera: •

Al estar los contactos normalmente abiertos, no hay flujo de corriente a través de estos, por lo que toda la corriente fluye a través de la resistencia. Esto ocasiona una caída de voltaje la cual es censada constantemente por el modulo IDC. Siempre que el modulo IDC detecte una caída de voltaje este operara en condición normal.

En operación de alarma el modulo IDC trabaja de la siguiente manera: •

El contacto normalmente abierto se cierra ya sea por acción automática o manual en caso de incendio, con esto el circuito se cierra creando que sea el mismo voltaje tanto en la terminal positiva como en la negativa, y al no haber diferencia de potencial no fluye corriente a través del circuito. El modulo IDC detecta esta condición y inmediatamente el panel de control activa la alarma.

117

Figura 3.64 Circuito IDC clase B

3.16.3 Fallas del sistema En este tipo de conexiones pueden surgir fallas como conductores abiertos, fallas a tierra y corto circuitos entre conductores. Una falla de tipo conductor abierto como se muestra en la figura 3.65, puede ser  causada por un conductor cortado o en mal estado, o una falla en su terminal conectora. Como se muestra en la figura al ocurrir una falla de este tipo entre los dispositivos 1 y 2, el dispositivo 1 si es capaz de activarse pero los dispositivos 2 y 3 son incapaces de actuar en el caso de una emergencia, por lo que se activa una señal de falla en el panel de control.

118

Las fallas a tierra pueden ser causadas por el contacto de alguno de los cables a un ducto barra, a una caja de conexión o a algún cable que se encuentre aterrizado. Al recibir una señal de tierra, el modulo IDC reporta una señal de falla. Los circuitos clase B estilo A pierden la capacidad de percibir una alarma al tener una falla a tierra, mientras que los circuitos clase B estilo B, pueden funcionar bajo esta situación.

Figura 3.65 Fallas del sistema

3.16.4 Circuitos clase A Este tipo de circuito se muestra en la figura 3.66, en operación se sigue la siguiente secuencia: •

La corriente fluye desde la terminal positiva del circuito supervisor del modulo IDC.

119

•

La corriente fluye a hasta el último dispositivo de iniciación (normalmente abierto), y se devuelve hasta la terminal negativa a través de una resistencia ELR.

•

Al pasar la corriente a través de la ELR se da una caída de voltaje, el cual es censada por el circuito supervisor constantemente, siempre que se tenga esta situación el panel estará en operación normal.

Durante una emergencia se sigue la siguiente secuencia: •

Al cerrarse uno de los dispositivos de iniciación la corriente dejara de fluir a través de la ELR, por lo que el circuito de supervisión censa un incremento en la  potencia pedida, por lo que el panel de control entra en estado de alarma.

Es importante destacar que en una situación de falla de conductor abierto este tipo de sistemas pueden seguir funcionando, tal como se muestra en la figura 3.66, al abrirse el conductor, el circuito censa esto ya que la corriente dejara de fluir, en ese momento se cierran los dos contactores marcados con un asterisco (normalmente abiertos), por lo que la corriente puede ser suministrada por ambos lados a todos los dispositivos de iniciación. Con esta situación el panel de control activa la señal de falla. Lo importante es que todos los dispositivos pueden funcionar en caso de falla.

120

Figura 3.66 Circuito Clase A

3.16.5 Selección del tipo de dispositivo de iniciación Para poder escoger correctamente la clase y estilo de conexión se necesita hacer  un análisis de la situación en la cual se requiere la alarma contra incendio, ya que cada tipo y estilo presentan diferentes características. •

La clase B, estilos B y C y la clase A, tienen la capacidad de funcionar inclusive cuando se tenga una falla sencilla a tierra.

•

La clase A, estilos D y E, tienen la capacidad de funcionar inclusive cuando se tenga un conector abierto.

121

Por esta interrogante es que la NFPA 72 provee en la tabla 3.13, en la cual se muestra qué tipo de IDC utilizar para cada situación.

Tabla 3.13 Selección del dispositivo IDC 20

3.16.6 Verificación de alarmas Los módulos IDC’s se pueden pedir con un sistema adicional el cual prueba la veracidad de la alarma, esto con el fin de evitar falsas alarmas provocadas por  situaciones de pequeños incendios temporales. La verificación se da en la siguiente secuencia. •

El detector de humo envía la señal al panel de control

•

El panel de control recibe la señal y reanuda el sistema

•

La alimentación al IDC se restablece después de un tiempo predeterminado, usualmente 60 segundos después de reanudarse el sistema.

20

•

El panel de control chequea de nuevo la situación del detector en el IDC

•

Si el detector se pone en alarma, el panel de control procede a iniciar la alarma

Tabla 6.5 [2] 122

Esta protección es muy efectiva para controlar lo que son las falsas alarmas, las cuales se pueden dar por el exceso de polvo en el detector, o trascientes en el servicio de alimentación, los cuales provocan el mal funcionamiento del detector.

3.16.7 Circuitos de estaciones notificadoras Este tipo de circuitos deben de escogerse entre los circuitos enunciados en la tabla 3.14.

Tabla 3.14 Selección del circuito de estaciones notificadoras 21

3.16.8 Circuitos de notificación clase B En la figura 3.67 se muestra un circuito clase B, estilo Y; en operación normal nota que se tienen tres parlantes notificadores los cuales se encuentran conectados al circuito de supervisión, donde la corriente fluye de la terminal positiva hacia la negativa  pasando a través de una resistencia tipo ELR. El circuito supervisor censa la caída de voltaje en esta resistencia y le comunica al panel de control que se está operando en modo normal. Se nota que estas estaciones cuentan con diodos conectados en serie a 21

Tabla 6.7 [2] 123

cada parlante notificador, esto para evitar que la corriente fluya hacia los parlantes estando en modo normal.

Figura 3.67 Circuito de clase B, estilo Y, en operación normal En la figura 3.68 se muestra el mismo circuito pero esta vez bajo falla y en activación. Al darse la condición de alarma el modulo NAC cambia la alimentación del circuito de notificadores del circuito de supervisión al de señal de alimentación, por lo que la corriente fluirá a través de los diodos pero en su dirección de conducción, por lo que las estaciones empezaran a sonar. Al darse una falla de circuito abierto como se muestra en la misma figura, es importante notar que los notificadores que estén conectados después de la falla no podrán responder ante una emergencia.

124

Figura 3.68 Circuito de clase B, estilo Y, en operación bajo falla

3.16.9 Circuitos de notificación clase A Este tipo de circuitos consisten de cuatro cables, con los cuales se alimenta a cada estación notificadora desde dos direcciones, tal como se puede notar en la figura 3.69.

Figura 3.69 Circuito de notificación clase A 125

Cuando se emite la señal de emergencia el modulo NAC cambia la alimentación de las estaciones notificadoras del circuito supervisor al circuito de señal de alimentación. Como las estaciones notificadoras son alimentadas desde dos direcciones diferentes, todas las estaciones pueden operar cuando se dé una falla de circuito abierto.

Figura 3.70 Circuito de notificación clase A en condición de falla

3.16.10 Circuitos lineales de señales Estos son los tipos de circuitos en que se tienen múltiples señales de entrada, y en el que múltiples señales de salida de diferentes sistemas contra incendio son transmitidas. Estas pueden ser señales de notificaciones remotas emitidas por diferentes  paneles de control hacia la estación central por por ejemplo. Con respecto a este tipo de circuitos la NFPA 72 hace mención a la siguiente tabla, en esta se muestra el desempeño y la capacidad de este tipo de circuitos.

126

Tabla 3.15 Desempeño y capacidad de circuitos lineales de señales 22

En la figura 3.71 se muestra este tipo de circuitos Clase B, Estilo 4, en operación normal. El microprocesador es el encargado de chequear individualmente el estado de los dispositivos o paneles conectados, en el circuito lineal de señales, esto es realizado siempre en una secuencia lógica, la cual para este caso seria de la 101 a la 104. Este  procedimiento de chequeo se realiza continuamente en el mismo orden, a esto se le llama Software de Interrogación Continua (CSI).

22

Tabla 6.6.1 [2] 127

Figura 3.71 Circuito lineal clase B, estilo 4 En la figura 3.72 aparece el circuito Clase A, estilo 6. Este contiene cuatro cables los cuales forman una forma de alimentación primaria y otra secundaria a cada dispositivo. El procesador constantemente está cambiando entre la alimentación  primaria y la secundaria, con el fin de proveer supervisión a los dispositivos desde dos direcciones. Este circuito tiene la característica de poder operar en una falla de circuito abierto.

Figura 3.72 Circuito clase A, estilo 6 en operación normal

128

3.16.11 Sistemas de alarma contra incendio cableados y sistemas multiplex Usualmente los sistemas de alarma contra incendio consisten en detectores y notificadores cableados hasta un panel de control. Estos pueden reconocer la zona de la emergencia pero no el lugar especifico del incendio. Es por esta razón que en zonas de muy alto riesgo que se necesita saber la exacta localización del incendio, es justificable el uso de un sistema multiplex. Estos sistemas cuentan con una computadora y un software especialmente programado para que reconozca y asigne un código a cada detector y notificador según su posición. De esta forma en el momento que se dé una emergencia de incendio el detector o notificador  enviara una señal eléctrica o por ondas de radio hacia el panel de control, el cual tendrá la capacidad de interpretar esta señal y mostrar en su pantalla la localización exacta del incendio. Este tipo de sistemas es justificado en edificios con muchas comparticiones. Un aspecto importante de resaltar de este tipo de sistemas es su flexibilidad, ya que no importa si se realizara una remodelación de la distribución del edificio ya que a diferencia de los sistemas cableados en los cuales se necesitaran muchos electricistas, lo que lo vuelve costoso y lento; el sistema multiplex solo necesitaría de volver a  programar la computadora principal por un técnico especializado, sin tener que relocalizar los detectores. Este tipo de sistemas es muy utilizado en lugares como hospitales, hangares o supermercados, en donde es vital poder identificar la zona exacta del incendio.

129

3.17 Paneles de control de sistemas contra incendio El panel de control es el cerebro del sistema contra incendio, ya que este es el encargado de interpretar las señales de emergencia y decidir si activar el estado de emergencia o no, estos son los que informan del estado de los dispositivos conectados a este, así como información de fallas en el cableado; en general proporcionan toda la información del estado y situación en que se encuentra el sistema contra incendio de un respectivo lugar. La manera de conexión de un panel de control se puede ilustrar de tres maneras: •

Diagrama de la alarma contra incendio

•

Planos del sistema contra incendio

•

Diagrama esquemático del sistema contra incendio

3.17.1 Diagrama de la alarma contra incendio Este tipo de diagrama se muestra en la figura 3.73, este tipo de diagramas es muy utilizado por los diseñadores de alarmas contra incendio, ya que muestra en una manera fácil la conexión del panel de control con todos los dispositivos periféricos. Cada conexión se marca con un número encerrado, el cual indica la cantidad de cables en cada ramal.

130

Figura 3.73 Diagrama de la alarma contra incendio

3.17.2 Planos del sistema contra incendio Este representa en modelo a escala la ubicación de todos los dispositivos, conjuntamente con el diseño civil del lugar. Se añade el sistema de rociadores automáticos, los cuales deben estar conectados al sistema de alarma contra incendio, ya que según el código NFPA 13 deben contar con un sensor de flujo ubicado en el riser   principal, para que en el momento que se dé la apertura de un rociador, la alarma de 131

incendio notifique sobre la emergencia. A este plano se le debe de adjuntar un diagrama de conexión del panel de control. Este es el tipo que se utiliza en la instalación del sistema, ya que muestra a los técnicos instaladores las distancias que se deben respetar y el tipo de dispositivos a instalar.

Figura 3.74 Plano de un sistema contra incendio

132

3.17.3 Diagrama esquemático del sistema contra incendio Este es el método menos utilizado, pero representa de manera sencilla la forma de conexión del panel de control con todos sus dispositivos periféricos.

Figura 3.75 Diagrama esquemático de un sistema contra incendio

3.17.4 Calculo de las baterías El panel de control según el código NFPA 13 debe estar alimentado por una fuente secundaria. Se utilizan baterías de ciclado profundo para satisfacer esta obligación. Se debe hacer el cálculo del requerimiento en A/h (Amperios/Hora), para cada dispositivo utilizándose como mínimo un periodo de 24 horas en modo normal y 5 minutos en alarma. Para ilustrar este cálculo se explicara con el siguiente ejemplo: •

Se analiza el requerimiento en A/h de cada dispositivo tanto para su uso en modo normal como en alarma. 133

Tabla 3.16 Cargas por dispositivo Descripción

Cantidad

Modo

Modo de

Normal

Emergencia

(A) c/hora

(A) c/hora

Panel de Control

1

0.219

0.510

Módulos de Salida

5

0.0065

0.04

Sirenas

8

0

0.55

Relay Supp

2

0

0.045

Modulo de

1

0.03

0.076

Detector de Flujo

1

0.020

0.22

Modulo de Entrada

1

0.018

0.55

Parlante

10

0

0.063

Luces

6

0

0.025

Campanas

8

0

0.063

Parlante

14

0

0.50

10

0.0001

0.08

10

0.0013

0.06

4

0.008

0.06

Detectores de Haz de Luz

Estroboscopicas

Estroboscopico Detector de Ionización Detector de Haz de Luz Detector de Ducto

134

•

 Note como las sirenas, parlantes, luces estroboscopicas, y campanas no consumen potencia en estado normal, ya que solo son utilizadas en momentos de emergencia.

•

Con la tabla anterior se multiplica la cantidad de A/h requeridos por el número de dispositivos de cada tipo que se tengan, y ese resultado se multiplica por el tiempo de uso.

•

En la siguiente tabla se muestran los resultados después de hacer lo anterior y sumar cada resultado

Tabla 3.17 Cargas totales

•

Modo

Amperios-Hora demandados

 Normal

8.772

Alarma

1.329

Mínimo de Amperios-Hora Requeridos

8.772 + 1.329 10.101 Amp-Hora

Por lo que el diseñador deberá escoger una batería que pueda satisfacer la demanda de 10.101 Amp-Hora para la alimentación del panel de control.

135

CAPITULO 4: Inspección, pruebas y mantenimiento La inspección, la prueba y el mantenimiento de los sistemas de alarmas de incendio, de sus dispositivos iniciadores, y los aparatos de notificación deberán cumplir  con los requisitos del capítulo 10 del código NFPA 72.

4.1 Inspecciones Las inspecciones visuales se llevaran a cabo de acuerdo con el programa  presentado en la tabla de la tabla 4.1. La frecuencia de inspección puede ser alterada a una mayor frecuencia por parte de la autoridad competente. Sin embargo para equipos o dispositivos inaccesibles por razones de seguridad como operaciones de proceso continuas, equipos eléctricos energizados, radiación, y altura excesiva, deben ser inspeccionados durante cortes programados y autorizados por  la autoridad competente, siempre y cuando estos periodos no excedan los 18 meses. Estas inspecciones visuales se llevan a cabo con el fin de asegurar que no existan cambios que afecten el desempeño del equipo.

4.2 Pruebas Antes de realizar las pruebas se deberá notificar con anterioridad a todos los ocupantes del edificio sobre la realización de las pruebas, esto para evitar una respuesta innecesaria. Al finalizar la prueba, deberán ser notificados de la conclusión de esta misma. Todos los sistemas nuevos deben ser inspeccionados y privados de acuerdo al capítulo 10 del código NFPA 72. Estos procedimientos aparecen en la tabla 4.2.

136

En el caso de que a un ya existente sistema de alarma contra incendio se le agregue o elimine un dispositivo se deberán de realizar las siguientes pruebas: •

Al agregar un dispositivo iniciador, un aparato de notificación o un relé de control, se deberá probar su correcto funcionamiento.

•

Al eliminar un dispositivo iniciador, un aparato de notificación o un relé de control, se deberá poner en funcionamiento otro dispositivo, aparato o relé de control.

•

Cuando se realicen modificaciones o reparaciones para controlar el hardware del equipo, el equipo de control deberá probarse de acuerdo con los ítems 1 (a) y 1 (d) de la figura 4.2.

•

Al realizarse algún cambio en el software especifico del sistema, se deberá aplicar lo siguiente: 1. Todas las funciones que se vean afectadas por el cambio deberán ser   probadas en un 100%, o identificadas por algún medio que indique el cambio.

137

Tabla 4.1 Frecuencia para la inspección visual

138

Tabla 4.2: Métodos de Prueba 23

23

Figura 10.4.2.2 [2] 139

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

140

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

141

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

142

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

143

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

144

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

145

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

146

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

147

Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)

148

2. Se deberá probar el 10% de los dispositivos iniciadores que no hayan sido directamente afectados por el cambio, hasta un máximo de 50 dispositivos. La frecuencia de este tipo de pruebas se muestra en la tabla siguiente.

149

Tabla 4.3: Frecuencia de las Pruebas 24

24

Tabla 10.4.3 [2] 150

Tabla 4.3: Frecuencia de las Pruebas (continuación)

151

Tabla 4.3: Frecuencia de las Pruebas (continuación)

3.3 Mantenimiento El código NFPA 72 establece que: •

Los equipos que conforman un sistema de alarma contra incendio deberán mantenerse de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

•

La frecuencia para el mantenimiento de los equipos dependerá del tipo de equipos y de las condiciones ambientales locales.

•

La frecuencia para la limpieza de los equipos dependerá del tipo de equipos y de las condiciones ambientales locales.

•

Los aparatos que se deban rebobinar o ser restablecidos para mantener su normal funcionamiento deberán recibir el servicio requerido lo antes posible después de cada prueba de alarma. Todas las señales de prueba recibidas deberán registrarse  para indicar la fecha, hora y tipo.

152

3.4 Registros Se deberá guardar un registro de la prueba efectuada por un periodo de un año o hasta la siguiente prueba en el sistema. Los registros se podrán guardar en papel o en electrónico, a conveniencia del propietario. Se debe suministrar un registro de todas las inspecciones, pruebas y mantenimiento en donde se debe aparecer la siguiente información: •

Fecha

•

Frecuencia de la Prueba

•

 Nombre de la Propiedad

•

•

Domicilio  Nombre de la persona que lleva a cabo la inspección, el mantenimiento, las  pruebas o las combinaciones de las mismas, y afiliación domicilio comercial, número de teléfono.

•

 Nombre, domicilio y representante del o los organismos de aprobación.

•

Designación del o los detectores probados.

•

Prueba funcional a los detectores

•

Control de todos los detectores de humo

•

Resistencia del circuito cerrado para todos los detectores de calor de temperatura fija, tipo lineales

•

Otras pruebas requeridas por el fabricante del equipo

•

Otras pruebas requeridas por la autoridad competente

•

Firmas de quien efectúa la prueba y del representante aprobado por la autoridad

•

Disposición de los problemas identificados durante la prueba

153

El código NFPA 72 brinda un ejemplo de un formulario de inspección y prueba el cual aparece en la siguiente tabla.

Tabla 4.4: Formulario de inspección y prueba 25

25

Grafico 10.6.2.3 [2] 154

4.5 Inspección visual a P&G Se realizo una inspección visual al sistema de estaciones activadoras, dispositivos notificadores sonoros, estaciones luminosas estroboscopicas, fuentes de  poder y sensor de flujo del sistema contra incendio de las instalaciones de Procter & Gamble. Este sistema cuenta con protección contra incendio mediante rociadores automáticos y detectores de humo, tal como se muestra en la figura 4.1.

Figura 4.1 Sistema contra incendio de P&G

Se inicio con las pruebas a las estaciones activadoras manuales las cuales se muestran en las siguientes figuras.

155

Figura 4.2 Dispositivo de iniciación manual de accionamiento sencillo

Figura 4.3 Dispositivo de iniciación manual de accionamiento doble En estas instalaciones se tienen dispositivos de iniciación tanto del tipo de accionamiento sencillo como doble, tal como se muestran en las figuras anteriores. 156

Se inspecciono cada una de las estaciones activándolas una a una y verificando que todas las unidades notificadoras respondieran adecuadamente al activar alguno de los dispositivos de iniciación. Al verificar esto se procedía a apagar la respectiva alarma desde el panel de control principal y poner en posición inicial el disparador de la estación manual de accionamiento. Para esto es necesario abrir la unidad tal como se muestra en la figura 4.4, esta se abre por medio de una llave, la cual se inserta en el conector situado a la derecha justa al medio de la unidad de iniciación, al abrirse el  botón vuelve a su posición inicial y se cierra el dispositivo con el disparador cerrado.

Figura 4.4 Dispositivo de iniciación manual de accionamiento sencillo Las unidades notificadoras que se probaron son del tipo Audibles/Visibles, las cuales se muestran en la siguiente figura.

157

Figura 4.5 Unidad notificadora Audible/Visible Se probo que todas estas unidades funcionaran correctamente, se inspecciono que la notificación sonora cumpliera con el código NFPA tal como se menciono en el capitulo 3 anteriormente, de no cumplir con esto se apunta en las notas de la inspección y se le notifica al propietario para coordinar la configuración del sistema, en este caso todas las alarmas sonoras cumplieron con la NFPA 72. Se inspecciono que las luces estroboscopicas al igual que las notificaciones sonoras cumplieran con la NFPA 72, tal como se menciono en el capítulo 3. Para esta instalación todas las luces cumplieron con este capítulo, excepto con la sincronización, ya que las luces de la zona de oficinas la cual se muestra en la figura 4.5, se encuentran en una habitación mayor a 80ft x 80ft y al estar distanciadas una longitud menor de 55 ft debería funcionar sincronizada mente, por lo que se apunto en el reporte respectivo para cerciorar al propietario de la falla. En esta misma zona se tuvo un problema con una de las estaciones notificadoras, ya que la luz estroboscopica no encendía, por lo que se  procedió a revisar la estación para verificar si era una falla que se pudiera arreglar ahí mismo o si había que desmontarla y cambiarla por otra mientras se arregla. Se procedió a desarmarla ahí mismo en campo, tal como se muestra en la siguiente figura. 158

Figura 4.5 Unidad notificadora Audible/Visible desarmada En la figura anterior se puede notar como la unidad viene dividida en dos, la tarjeta de la izquierda es la unidad audible y la de la derecha es la unidad visible. Se desconecto la unidad visible para poder analizarla con mayor cuidado, tal como se muestra en la siguiente figura.

159

Figura 4.6 Circuito de luz estroboscopica Se reviso el circuito y se identifico que el terminal de la conexión de la alimentación que viene desde el circuito de la unidad audible estaba sucio y mal conectado, por lo que se limpio y se coloco de manera correcta. Al activar una de las estaciones de activación manual se verifico, y efectivamente la luz parpadeaba de manera correcta, por lo que se procedió a continuar la inspección. Seguido se inspeccionaron las fuentes de poder del sistema de alarma contra incendios, este tipo de equipos se sitúa en un cuarto eléctrico. Para este sistema se cuentan con dos fuentes de poder, esto porque el sistema de alarma se encuentra dividido en dos, se tiene un sistema para el edificio D y otro para el edificio E. Si n embargo las fuentes de poder se encuentran situadas en el mismo cuarto eléctrico, el cual es compartido por los dos edificios, ya que este se encuentra situado en el medio de los dos.

160

En la figura 4.7 se muestra la fuente de poder del sistema del edificio D, la cual es de la marca Fire Lite, mientras que en la figura 4.8 se muestra la del edificio E, marca Siemens.

Figura 4.7 Fuente de poder del edificio D

161

Figura 4.8 Fuente de poder del edificio E Se inspecciono que no se tuviera ninguna señal de alarma por parte del equipo. En la figura 4.9 se muestra que estos equipos cuentan con dos baterías de 12V conectadas en serie capaces de proporcionar hasta 8 Ah cada una, para el caso de que la alimentación principal (120V AC) falle, tal como se vio en el capitulo anterior.

162

Figura 4.9 Circuitos de la fuente de poder del edificio D Tal como se puede notar en la figura 4.10 el indicador de muestra cinco posibles estados de la fuente, los cuales son: •

Alimentación AC Esta señal siempre deberá estar encendida, solo en caso de que haya algún fallo con la alimentación principal esta se apagara.

•

Falla a tierra Esta solo se encenderá cuando se tenga una falla a tierra en alguno de los circuitos.

•

Batería Al estar encendida informa que las baterías están correctamente conectadas.

•

Conexión al tablero Al encenderse esta significa que hay una falla de comunicación entre la fuente de poder y el tablero principal.

•

Falla de fuente AC y uso de baterías Esta solo se encenderá cuando se dé el caso que la alimentación principal falle y se estén utilizando las baterías como fuente de alimentación.

163

Figura 4.10 Señales de la fuente de poder Como se puede notar en la figura 4.9, al revisar la fuente de poder solo se tenía encendida la luz de la alimentación AC, por lo que la fuente indica que está siendo alimentada por esta, como se espera durante una operación normal, pero no sé tenia la tercera indicación, la cual corresponde a la de la correcta conexión de las baterías. Por  tal razón se probaron las baterías con un multimetro y se reviso su conexión, se determino que las baterías estaban en buenas condiciones pero que el conector entre estas y el panel estaba malo, por lo que se procedió a cambiarlo para reparar esta situación. Después de esto la fuente efectivamente notifico la correcta conexión de las  baterías. El mismo procedimiento se realizo con la fuente de poder que alimenta el edificio E, con esta no se tuvo ningún problema, por lo que solo se limpio con el respectivo cuidado de no maltratar los circuitos integrados de esta.

164

Figura 4.11 Circuitos de la fuente de poder del edificio E Con esto se finalizo la inspección visual al sistema contra incendio de estas instalaciones, en donde se arreglaron problemas muy comunes y fáciles de solucionar. Todo se pudo arreglar ahí mismo y no hubo necesidad de cambiar ningún equipo. Finalizado esto se procedió a llenar los formularios respectivos, con el reporte del estado de todos los equipos revisados.

165

CAPITULO 5: Información básica que debe aparecer en un plano de diseño de sistemas de alarma y detección de incendio

Aunque el estándar NFPA 72 – 2002 no tiene ningún capítulo dedicado a esto, como si lo tiene el estándar NFPA 13 – 2002 el cual se ha mencionado anteriormente, es importante saber que información debe aparecer para poder realizar la entrega de los  planos. Es importante recalcar que esta información no es obligatoria por la NFPA 72 –  2002, pero no por esto deja de ser importante para poder realizar la instalación en obra.

5.1 Información Básica •

Localización de los detectores en la planta arquitectónica. En esto se debe tener cuidado de que la posición de los detectores que estén en cielo suspendido calce correctamente con el plano de distribución de la grilla del cielo.

•

Distribución y rutas del cableado de los detectores, luces, dispositivos iniciadores manuales, dispositivos notificadores sonoros y dispositivos notificadores luminosos, debe aparecer el tipo y el calibre de los conductores a utilizar y el tipo y diámetro de tubería que se va a utilizar. La localización de los  paneles de control y fuentes fuentes de poder también debe aparecer en esta distribución. distribución.

•

Adjuntar un plano con la simbología de los equipos que aparecen en planos, los símbolos dados por el estándar NFPA 72 – 2002 aparecen en el apéndice A. En

166

la cual se debe mostrar el modelo y tipo de los equipos a instalar, para que los equipos instalados sean los mismos equipos con los cuales se realizo el diseño. dis eño.

•

Diagrama unifilar de la instalación. En esta sección aparece el tipo y el calibre de cables a utilizar y el modo de conexión del panel de control y de las fuentes de poder.

En la figura 5.1 se muestra un ejemplo de la simbología que debe aparecer, en esta se muestran los símbolos utilizados y ciertas consideraciones que se deben tener a la hora de hacer la instalación en obra.

167

Figura 5.1 Simbología de Incendio

168

CAPITULO 6: Conclusiones y recomendaciones 6.1 Conclusiones La implementación de los sistemas contra incendio es de vital importancia para  proteger tanto bienes como vidas. Es por esto que la NFPA a través de sus diversos tomos hace especial énfasis en la protección contra incendio para las diferentes instalaciones a proteger. El código NFPA 72 “Código Nacional de Alarmas de Incendios” cubre la aplicación, instalación, ubicación, desempeño, y mantenimiento de los sistemas de alarmas de incendio y sus componentes. Se vio que el propósito de este código es el de definir los medios para activar señales, transmitirlas, notificarlas y anunciarlas. Con lo que se logra que las personas que habitan una instalación protegida por  una alarma que cumpla con dicho código, reciban una correcta notificación sobre la emergencia, y puedan llevar a cabo una iniciación de las rutinas de evacuación de una manera segura y eficiente. Por tal razón se desarrollo una síntesis de dicho código, en donde se mencionaron los principales elementos que componen un sistema de este tipo, la manera de utilizarlos, y la manera de realizar un diseño que cumpla con las obligaciones de este código. Garantizando el funcionamiento correcto de este tipo de sistemas, siempre y cuando se utilice equipos con su respectiva certificación, ya sea UL o FM. Al utilizar equipos certificados por corporaciones como UL o FM, el diseñador   puede garantizar que el modelo del dispositivo que se pretende implementar ha sido  probado y analizado en situaciones similares a las de un conato de incendio, y que el equipo ha rendido satisfactoriamente. Por tal razón estas corporaciones certificadoras 169

respaldan el buen funcionamiento del equipo, de manera que no se estará jugando con la vida de los demás, al poner equipo del cual no se tengan estudios de su comportamiento  bajo condiciones de incendio. A la hora de un conato de incendio lo más importante para poder combatir  efectivamente el fuego, es saber qué tipo de incendio es con el que se está tratando, por  lo que se estudio desde un punto de vista químico las propiedades de un incendio. Para que en este tipo de situaciones se coordine la extinción del incendio dependiendo del tipo de llama que se tenga, de manera que se puedan minimizar los daños que se  pudieran dar en la edificación correspondiente. Para lograr este objetivo es necesario estar inspeccionando el equipo que conforma el sistema contra incendio, ya que de nada sirve tener todo un sistema contra incendio si a la hora de que se presente una emergencia causada por un incendio, el sistema no responda de una manera adecuada. Para evitar este tipo de situaciones de debe realizar un plan de inspección y pruebas a todo el sistema de alarma de incendio. Para tal razón se adjunto en el capítulo 4 todos los pasos a seguir para mantener el equipo en un buen funcionamiento. Se estudio como un correcto diseño e implementación de un sistema de alarma de incendio, logra hacer de una instalación en particular un lugar más seguro para sus ocupantes. Por tal razón la implementación de estos sistemas disminuye en gran manera el nivel de perdidas tanto de vidas como de bienes, ya que al darse una correcta y rápida notificación de la emergencia los ocupantes logran realizar una rápida evacuación, sumada a una rápida notificación a la brigada de bomberos más cercana, para que logren controlar y eliminar el incendio de una manera más vertiginosa.

170

Por lo que el diseño de este tipo de sistemas no debe tomarse nunca a la ligera, ya que el profesional encargado tiene en sus manos la vida de muchas personas. Estos sistemas deben ser diseñados fielmente a los mandatos del código 72 de la NFPA o a las normas de FM, la cual tiene sus propias normas, las cuales son todavía más estrictas que las del estándar NFPA, con esto se estará garantizando la efectividad y calidad de un sistema que a la larga salvara la vida de muchas personas.

6.2 Recomendaciones •

Es importante tener un sistema de detección y notificación de incendio en todo tipo de edificaciones, esto para prevenir la perdida de bienes y de vidas humanas.

•

En el mismo hogar es donde los seres humanos tendemos a ser más descuidados,  por lo que se debe tener un sistema de detección y notificación de incendio.

•

Se recomienda implementar sistemas de detección y notificación de incendio alimentados por dos vías. Tomando como alimentación principal la línea de electricidad de 120 V AC; y como secundaria el uso de baterías.

•

Es recomendado que siempre se utilice el código NFPA 72, como guía para el diseño de este tipo de sistemas.

171

•

Corroborar que el diseño realizado de acuerdo al código NFPA 72 sea correctamente instalado en la obra, por medio de inspecciones en el proceso de instalación, por parte del diseñador.

•

•

Utilizar equipos listados y aprobados por laboratorios como UL o FM.

Realizar un correcto proceso de pruebas, mantenimiento y pruebas a todo el sistema, ya que la suciedad o el envejecimiento del equipo pueden causar una falla del mismo en momento crítico.

•

En instalaciones de alto riesgo se recomienda tener un sistema contra incendio de notificación remota, para que el departamento local de bomberos pueda ser  notificado lo más rápido posible.

•

En instalaciones de alto riesgo se recomienda tener un sistema contra incendio combinado, de detección y notificación, y un sistema de rociadores automáticos.

172

BIBLIOGRAFIA

Libros 1. Bukowski, R. “Fire Alarm Signaling Systems”. Primera Edición, Techbooks, Estados Unidos, 2003.

2.  NFPA 72. “Código Nacional de Alarmas de Incendios” , Edición 2002, Estados Unidos, 2002.

3. Ronald Kirby, H. “A Designer’s Guide to Fire Alarm Systems”, Primera Edición, Colophon, Estados Unidos, 2003.

Páginas Web

4. “Fire Alarm Systems”, www.notifier.com 5. “Química del fuego”, http://64.233.161.104/search?q=cache:mpN3pEmlQBsJ:usuarios.lycos.es/gala pagar/quimica.html+quimica+del+fuego&hl=es

6. “Tyco Fire “Building Products”, www.tyco-fire.com/ 7. “Victaulic Piping Systems Solutions”, www.victaulic.com/ 8. “Wikipedia”, http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_de_ionizaci%C3%B3n

173

APENDICE Apéndice A: Simbología

174

175

ANEXOS Anexo A: Sistema de incendio de rociadores automáticos Los sistemas de rociadores automaticos, son alimentados por una tuberia  principal como la mostrada en la siguiente figura. En esta se muestra el alimentador   principal con todos sus dispositivos.

Figura A.1 Alimentador principal

176

La tubería principal es alimentada por el sistema de tubería subterránea, la cual viene desde la conexión de la bomba de agua contra incendio, la cual es la encargada de inyectar agua a una determinada presión desde el tanque de reserva de agua para incendio. El agua llega a una presión máxima de 175 psi según el código 13 de la NFPA “Sistemas de Rociadores”. El alimentador es sostenido en el suelo por acoples flexibles los cuales permiten cierto grado de movimiento debido a la presión con que viaja el agua en este. A este alimentador se le conectan los siguientes dispositivos: •

Válvula Mariposa: Esta es la encargada de abrir o cerrar el paso del agua en el alimentador principal. Esta lleva una conexión al panel de control del sistema de detección y alarma contra incendio, de esta manera se puede verificar desde el  panel de control si esta se encuentra abierta o cerrada. Ya que al estar cerrada y darse un incendio no se tendrá agua en las tuberías que alimentan los rociadores.

Figura A.2 Válvula mariposa

•

Válvula de Retención: Esta deja que el agua fluya en un solo sentido,  previniendo que el caudal de agua se devuelva desde el sistema de rociadores 177

hacia la tubería enterrada. Esto lo que hace es prevenir del golpe de ariete que  pueda dar un flujo reverso. Esta cuenta con manómetros que indican la presión del sistema antes de ella y después de ella.

Figura A.3 Válvula de retención •

Válvula de Drenaje: Esta es la que aparece en la figura anterior del lado derecho, es la encargada de drenar el agua que se encuentra en los ramales del sistema de rociadores, este drenaje solo se utiliza en caso de pruebas y mantenimiento, o en el caso que se necesite cambiar alguna tubería ramal de los rociadores, entonces se procede a drenar el sistema para poder sustituir la tubería averiada.

•

Detector de flujo: Al activarse uno o más rociadores el agua empezara a fluir  desde el alimentador principal hasta el rociador que este en la zona de incendio, la función del detector de flujo es indicar si se está dando circulación de agua en el alimentador principal. Como se ve en la figura este se conecta directamente a la tubería del alimentador principal, al haber flujo de agua en esta una especie de aleta con que cuenta el detector se mueve y procede a enviar la señal de alarma al panel de control, para que se notifique que se tiene una situación de incendio.

178

Figura A.4 Detector de Flujo Si se está en el caso de ser una edificación de más de un piso, este juego de dispositivos se ponen en la alimentación principal de cada piso, así de esta forma se tiene un detector de flujo por piso, de manera que al darse un incendio se puede saber con rapidez en que piso se está dando la emergencia. Siempre que se tenga un sistema de rociadores automáticos, este tipo de dispositivos como los detectores de flujo y las válvulas mariposa de todo el sistema, deberán ser conectados al sistema de detección y notificación de incendio. Para que se puedan dar las notificaciones ya mencionadas en el panel de control.

179

Anexo B: Tubo Geiger-Mueller Una cámara de ionización es un dispositivo usado con dos fines principales: la detección de partículas en el aire (como en un detector de humo) y la detección o medición de la radiación ionizante. Una cámara de ionización es un instrumento construido para medir el número de iones dentro de una vasija llena de gas entre dos placas de metal conductoras (o dos electrodos planos paralelos o cilíndricos coaxiales) separadas por un hueco, pudiendo ser una la propia pared del recipiente. Se aplica un voltaje (llamado corriente de calibración) entre ambas placas, lo que limpia los electrones de forma que el dispositivo no se sature. Cuando el gas entre los electrodos se ioniza por algún motivo, por ejemplo rayos X o emisiones radiactivas, los iones se mueven hacia los electrodos de signo opuesto, creando así una corriente de ionización, que puede ser medida por un galvanómetro o un electrómetro. Tal como en el detector de humo de ionización. Las cámaras de ionización se usan ampliamente en la industria nuclear, pues  proporcionan un valor proporcional a la dosis recibida y tienen una vida útil mayor que los tubos Geiger estándar. Las cámaras de ionización se usan en medicina nuclear para determinar la actividad exacta de los tratamientos radiactivos terapéuticos (llamándose tales dispositivos «calibradores de dosis de radioisótopos»). Un tubo Geiger-Müller (usado en los contadores Geiger) es otro tipo de cámara de ionización. En él una de las placas está enrollada formando un cilindro. La otra se sustituye por un cable situado en el eje del anterior. Este tipo de tubo suele estar sellado y relleno de un gas inerte, de forma que no circule corriente en los dos electrodos aunque se mantengan a potenciales diferentes. 180

Si una partícula de radiación ionizante entra en el tubo (una partícula alfa, beta o un rayo gamma) crea una traza de iones en el gas. Dichos iones permiten durante un instante que se forma un camino conductor entre los electrodos, disparando un breve  pulso de corriente. Si esta salida se conecta a un altavoz, puede oírse el familiar  chasquido de un contador Geiger. Muchos tipos diferentes de detectores y contadores de radiación están basados en dispositivos similares al tubo Geiger-Müller. Algunos contienen diferentes gases de rellenos, otros usan líquidos y otros están abiertos al aire. Son posibles diferentes medidas dependiendo del tipo de ventana del dispositivo (una ventana de cristal no dejará pasar las partículas alfa, mientras una ventana de mica sí) o de la diferencia de  potencial entre los electrodos. En un detector de humo el hueco entre las placas se deja expuesto al aire. La cámara contiene una pequeña cantidad de americio-241, que es un emisor de partículas alfa. Estas partículas transportan una considerable cantidad de energía, y cuando colisionan con el gas en la cámara de ionización (principalmente nitrógeno y oxígeno) el momento transferido puede ionizar las moléculas, es decir, las moléculas sin carga del gas perderán uno o más electrones y se volverán cargadas. Debido a que las placas están a diferente voltaje (en un detector de humo típico, la diferencia de voltaje es de unos pocos cientos de voltios) los iones y electrones serán atraídos a éstas. Este pequeño flujo de iones entre las placas representa una corriente eléctrica medible. Si el humo entra en el detector, interrumpe esta corriente. Los iones golpean las partículas de humos y son neutralizados. Esta caída de la corriente dispara la alarma de humo.

181