Sistema de agua nebulizada a alta presión
Introducción
Principio de agua nebulizada
El agua nebulizada se define en NFPA 750 como un rocío de agua para el cual el Dv0,99, para la distribución volumétrica acumulativa ponderada por flujo de gotas de agua, es inferior a 1000 micrones a la presión operativa mínima de diseño de la boquilla de agua nebulizada. El sistema de agua nebulizada funciona a alta presión para suministrar agua en forma de fina niebla atomizada. Esta niebla se convierte rápidamente en vapor que sofoca el fuego e impide que llegue más oxígeno. Al mismo tiempo, la evaporación crea un importante efecto refrescante.
El agua tiene excelentes propiedades de absorción de calor absorbiendo 378 KJ/Kg. y 2257 KJ/Kg. para convertir a vapor, más aproximadamente 1700:1 de expansión al hacerlo. Para aprovechar estas propiedades, se debe optimizar la superficie de las gotas de agua y maximizar su tiempo de tránsito (antes de golpear las superficies). Al hacerlo, la extinción de incendios con llamas superficiales se puede lograr mediante una combinación de
1.Extracción de calor del fuego y del combustible.
2.Reducción de oxígeno mediante vapor sofocante en el frente de la llama.
3.Bloqueo de la transferencia de calor radiante.
4.Enfriamiento de gases de combustión.
Para que un incendio sobreviva, depende de la presencia de los tres elementos del "triángulo del fuego": oxígeno, calor y material combustible. La eliminación de cualquiera de estos elementos extinguirá un incendio. Un sistema de agua nebulizada a alta presión va más allá. Ataca a dos elementos del triángulo del fuego: oxígeno y calor.
Las gotas muy pequeñas en un sistema de agua nebulizada a alta presión absorben rápidamente tanta energía que se evaporan y se transforman de agua en vapor, debido a la gran superficie relativa a la pequeña masa de agua. Esto significa que cada gota se expandirá aproximadamente 1700 veces al acercarse al material combustible, por lo que el oxígeno y los gases combustibles serán desplazados del fuego, lo que significa que el proceso de combustión carecerá cada vez más de oxígeno.
Para combatir un incendio, un sistema de rociadores tradicional esparce gotas de agua sobre un área determinada, que absorbe calor para enfriar la habitación. Debido a su gran tamaño y superficie relativamente pequeña, la mayor parte de las gotas no absorberán suficiente energía para evaporarse y rápidamente caen al suelo en forma de agua. El resultado es un efecto refrescante limitado.
Por el contrario, el agua nebulizada a alta presión está formada por gotas muy pequeñas que caen más lentamente. Las gotas de agua nebulizada tienen una gran superficie en relación con su masa y, durante su lento descenso hacia el suelo, absorben mucha más energía. Una gran cantidad de agua seguirá la línea de saturación y se evaporará, lo que significa que el agua nebulizada absorbe mucha más energía del entorno y, por tanto, del fuego.
Es por eso que el agua nebulizada a alta presión enfría de manera más eficiente por litro de agua: hasta siete veces mejor que lo que se puede obtener con un litro de agua utilizado en un sistema de rociadores tradicional.
Introducción
Principio de agua nebulizada
El agua nebulizada se define en NFPA 750 como un rocío de agua para el cual el Dv0,99, para la distribución volumétrica acumulativa ponderada por flujo de gotas de agua, es inferior a 1000 micrones a la presión operativa mínima de diseño de la boquilla de agua nebulizada. El sistema de agua nebulizada funciona a alta presión para suministrar agua en forma de fina niebla atomizada. Esta niebla se convierte rápidamente en vapor que sofoca el fuego e impide que llegue más oxígeno. Al mismo tiempo, la evaporación crea un importante efecto refrescante.
El agua tiene excelentes propiedades de absorción de calor absorbiendo 378 KJ/Kg. y 2257 KJ/Kg. para convertir a vapor, más aproximadamente 1700:1 de expansión al hacerlo. Para aprovechar estas propiedades, se debe optimizar la superficie de las gotas de agua y maximizar su tiempo de tránsito (antes de golpear las superficies). Al hacerlo, la extinción de incendios con llamas superficiales se puede lograr mediante una combinación de
1.Extracción de calor del fuego y del combustible.
2.Reducción de oxígeno mediante vapor sofocante en el frente de la llama.
3.Bloqueo de la transferencia de calor radiante.
4.Enfriamiento de gases de combustión.
Para que un incendio sobreviva, depende de la presencia de los tres elementos del "triángulo del fuego": oxígeno, calor y material combustible. La eliminación de cualquiera de estos elementos extinguirá un incendio. Un sistema de agua nebulizada a alta presión va más allá. Ataca a dos elementos del triángulo del fuego: oxígeno y calor.
Las gotas muy pequeñas en un sistema de agua nebulizada a alta presión absorben rápidamente tanta energía que se evaporan y se transforman de agua en vapor, debido a la gran superficie relativa a la pequeña masa de agua. Esto significa que cada gota se expandirá aproximadamente 1700 veces al acercarse al material combustible, por lo que el oxígeno y los gases combustibles serán desplazados del fuego, lo que significa que el proceso de combustión carecerá cada vez más de oxígeno.
Para combatir un incendio, un sistema de rociadores tradicional esparce gotas de agua sobre un área determinada, que absorbe calor para enfriar la habitación. Debido a su gran tamaño y superficie relativamente pequeña, la mayor parte de las gotas no absorberán suficiente energía para evaporarse y rápidamente caen al suelo en forma de agua. El resultado es un efecto refrescante limitado.
Por el contrario, el agua nebulizada a alta presión está formada por gotas muy pequeñas que caen más lentamente. Las gotas de agua nebulizada tienen una gran superficie en relación con su masa y, durante su lento descenso hacia el suelo, absorben mucha más energía. Una gran cantidad de agua seguirá la línea de saturación y se evaporará, lo que significa que el agua nebulizada absorbe mucha más energía del entorno y, por tanto, del fuego.
Es por eso que el agua nebulizada a alta presión enfría de manera más eficiente por litro de agua: hasta siete veces mejor que lo que se puede obtener con un litro de agua utilizado en un sistema de rociadores tradicional.
1.3 Introducción al sistema de agua nebulizada a alta presión
El sistema de agua nebulizada a alta presión es un sistema de extinción de incendios único. El agua pasa a través de microboquillas a muy alta presión para crear una neblina de agua con la distribución del tamaño de gota más eficaz para combatir incendios. Los efectos de extinción proporcionan una protección óptima mediante enfriamiento, debido a la absorción de calor, e inertización debido a la expansión del agua aproximadamente 1.700 veces cuando se evapora.
1.3.1 El componente clave
Boquillas de agua nebulizada especialmente diseñadas
Las boquillas de agua nebulizada a alta presión se basan en la técnica de las exclusivas microboquillas. Debido a su forma especial, el agua adquiere un fuerte movimiento giratorio en la cámara de turbulencia y se transforma muy rápidamente en una niebla de agua que se lanza al fuego a gran velocidad. El gran ángulo de pulverización y el patrón de pulverización de las microboquillas permiten una gran separación.
Las gotas formadas en los cabezales de las boquillas se crean utilizando entre 100 y 120 bares de presión.
Después de una serie de intensas pruebas de fuego, así como pruebas mecánicas y de materiales, las boquillas están fabricadas especialmente para agua nebulizada a alta presión. Todas las pruebas se llevan a cabo en laboratorios independientes para que se cumplan incluso las exigencias más estrictas del offshore.
Diseño de bomba
Una intensa investigación ha llevado a la creación de la bomba de alta presión más ligera y compacta del mundo. Las bombas son bombas de pistones multiaxiales fabricadas en acero inoxidable resistente a la corrosión. El diseño exclusivo utiliza agua como lubricante, lo que significa que no es necesario realizar mantenimiento ni reemplazar lubricantes de forma rutinaria. La bomba está protegida por patentes internacionales y se utiliza ampliamente en muchos segmentos diferentes. Las bombas ofrecen hasta un 95% de eficiencia energética y pulsaciones muy bajas, lo que reduce el ruido.
Válvulas altamente resistentes a la corrosión
Las válvulas de alta presión están fabricadas en acero inoxidable y son altamente resistentes a la corrosión y a la suciedad. El diseño del bloque múltiple hace que las válvulas sean muy compactas, lo que las hace muy fáciles de instalar y operar.
1.3.2 Beneficios del sistema de agua nebulizada a alta presión
Los beneficios del sistema de agua nebulizada a alta presión son inmensos. Controlar/Apagar el fuego en segundos, sin utilizar ningún aditivo químico y con un consumo mínimo de agua y prácticamente sin daños por agua, es uno de los sistemas de extinción de incendios más respetuosos con el medio ambiente, más eficientes y totalmente seguros para el ser humano.
Uso mínimo de agua.
• Daños por agua limitados
• Daño mínimo en el improbable caso de activación accidental
• Menos necesidad de un sistema de acción previa
• Una ventaja cuando existe la obligación de coger agua.
• Rara vez se necesita un depósito
• Protección local que le brinda una lucha contra incendios más rápida
• Menos tiempo de inactividad debido al bajo daño por fuego y agua
• Reducción del riesgo de perder cuotas de mercado, ya que la producción vuelve a funcionar rápidamente
• Eficiente – también para combatir incendios de petróleo
• Reducir las facturas o los impuestos por el suministro de agua
Pequeños tubos de acero inoxidable.
• Fácil de instalar
• Fácil de manejar
• Sin mantenimiento
• Diseño atractivo para una incorporación más fácil
• Alta calidad
• Alta durabilidad
• Rentable a destajo
• Ajuste a presión para una instalación rápida
• Fácil de encontrar espacio para tuberías
• Fácil de adaptar
• Fácil de doblar
• Se necesitan pocos accesorios
Boquillas
• La capacidad de enfriamiento permite la instalación de una ventana de vidrio en la puerta contra incendios
• Alto espaciado
• Pocas boquillas: arquitectónicamente atractivas
• Refrigeración eficiente
• Refrigeración de ventanas: permite la compra de vidrio más barato
• Corto tiempo de instalación
• Diseño estético
1.3.3 Normas
1. NFPA 750 – edición 2010
2 Descripción y componentes del SISTEMA
2.1 Introducción
El sistema HPWM constará de varias boquillas conectadas mediante tuberías de acero inoxidable a una fuente de agua a alta presión (unidades de bomba).
2.2 Boquillas
Las boquillas HPWM son dispositivos de ingeniería de precisión, diseñados según la aplicación del sistema para entregar una descarga de agua nebulizada en una forma que garantice la extinción, el control o la extinción del incendio.
2.3 Válvulas de sección – Sistema de boquilla abierta
Se suministran válvulas de sección al sistema de extinción de incendios de agua nebulizada para separar las secciones de incendio individuales.
Se suministran válvulas de tramo fabricadas en acero inoxidable para cada uno de los tramos a proteger para su instalación en el sistema de tuberías. La válvula de sección normalmente se cierra y se abre cuando funciona el sistema de extinción de incendios.
Se puede agrupar una disposición de válvulas de sección en un colector común y luego se instala la tubería individual a las boquillas respectivas. Las válvulas de sección también se pueden suministrar sueltas para su instalación en el sistema de tuberías en lugares adecuados.
Las válvulas de sección deben ubicarse fuera de los locales protegidos, salvo que las normas, reglas o autoridades nacionales establezcan otra cosa.
El tamaño de las válvulas de sección se basa en la capacidad de diseño de cada una de las secciones individuales.
Las válvulas de sección del sistema se suministran como válvula motorizada accionada eléctricamente. Las válvulas de sección operadas motorizadas normalmente requieren una señal de 230 VCA para su funcionamiento.
La válvula está premontada junto con un interruptor de presión y válvulas de aislamiento. La opción de monitorear las válvulas de aislamiento también está disponible junto con otras variantes.
2.4Bombaunidad
La unidad de bomba normalmente funcionará entre 100 bar y 140 bar con caudales de bomba única de 100 l/min. Los sistemas de bombeo pueden utilizar una o más unidades de bombeo conectadas a través de un colector al sistema de agua nebulizada para cumplir con los requisitos de diseño del sistema.
2.4.1 Bombas electricas
Cuando se activa el sistema, solo se iniciará una bomba. Para sistemas que incorporan más de una bomba, las bombas se arrancarán secuencialmente. En caso de que el caudal aumente debido a la apertura de más boquillas; las bombas adicionales se pondrán en marcha automáticamente. Sólo funcionarán tantas bombas como sean necesarias para mantener el flujo y la presión de operación constantes con el diseño del sistema. El sistema de agua nebulizada a alta presión permanece activado hasta que el personal cualificado o los bomberos apaguen manualmente el sistema.
Unidad de bomba estándar
La unidad de bomba es un paquete único combinado montado sobre patines compuesto por los siguientes conjuntos:
| Unidad de filtrado | Tanque de compensación (depende de la presión de entrada y del tipo de bomba) |
| Medición de nivel y desbordamiento del tanque | Entrada del tanque |
| Tubería de retorno (se puede conducir con ventaja a la salida) | Colector de entrada |
| Colector de línea de succión | Unidad(es) de bomba HP |
| Motor(es) eléctrico(s) | colector de presión |
| Bomba piloto | Panel de control |
2.4.2Panel de la unidad de bomba
El panel de control del arrancador del motor está montado de serie en la unidad de bomba.
Fuente de alimentación común de serie: 3x400V, 50 Hz.
Las bombas se arrancan directamente en línea como estándar. Se pueden proporcionar como opciones arranque-triángulo, arranque suave y arranque del convertidor de frecuencia si se necesita una corriente de arranque reducida.
Si la unidad de bombeo consta de más de una bomba, se ha introducido un control de tiempo para el acoplamiento gradual de las bombas para obtener una carga inicial mínima.
El panel de control tiene un acabado estándar RAL 7032 con un índice de protección de ingreso de IP54.
El arranque de las bombas se logra de la siguiente manera:
Sistemas secos: desde un contacto de señal libre de voltaje provisto en el panel de control del sistema de detección de incendios.
Sistemas húmedos: por una caída de presión en el sistema, monitoreada por el panel de control del motor de la unidad de bomba.
Sistema de acción previa: necesita indicaciones tanto de una caída en la presión del aire en el sistema como de un contacto de señal libre de voltaje provisto en el panel de control del sistema de detección de incendios.
2.5Información, tablas y dibujos.
2.5.1 Boquilla
Se debe tener especial cuidado para evitar obstrucciones al diseñar sistemas de agua nebulizada, especialmente cuando se utilizan boquillas de bajo flujo y tamaño de gota pequeña, ya que su rendimiento se verá afectado negativamente por las obstrucciones. Esto se debe en gran medida a que la densidad de flujo se logra (con estas boquillas) mediante el aire turbulento dentro de la habitación, lo que permite que la niebla se propague uniformemente dentro del espacio; si hay una obstrucción, la niebla no podrá alcanzar su densidad de flujo dentro de la habitación. ya que se convertirá en gotas más grandes cuando se condense en la obstrucción y gotee en lugar de extenderse uniformemente dentro del espacio.
El tamaño y la distancia a las obstrucciones dependen del tipo de boquilla. La información se puede encontrar en las hojas de datos de la boquilla específica.
Figura 2.1 Boquilla
2.5.2 Unidad de bomba
| Tipo | Producción l/min | Fuerza KW | Unidad de bomba estándar con panel de control Largo x ancho x alto mm | salida milímetros | Peso de la unidad de bomba kilos aprox |
| XSWB 100/12 | 100 | 30 | 1960×430×1600 | Ø42 | 1200 |
| XSWB 200/12 | 200 | 60 | 2360×830×1600 | Ø42 | 1380 |
| XSWB 300/12 | 300 | 90 | 2360×830×1800 | Ø42 | 1560 |
| XSWB 400/12 | 400 | 120 | 2760×1120×1950 | Ø60 | 1800 |
| XSWB 500/12 | 500 | 150 | 2760×1120×1950 | Ø60 | 1980 |
| XSWB 600/12 | 600 | 180 | 3160×1230×1950 | Ø60 | 2160 |
| XSWB 700/12 | 700 | 210 | 3160×1230×1950 | Ø60 | 2340 |
Alimentación: 3 x 400VAC 50Hz 1480 rpm.
Figura 2.2 Unidad de bomba
2.5.3 Conjuntos de válvulas estándar
Los conjuntos de válvulas estándar se indican debajo de la Fig. 3.3.
Este conjunto de válvula se recomienda para sistemas de múltiples secciones alimentados desde el mismo suministro de agua. Esta configuración permitirá que otras secciones permanezcan operativas mientras se realiza el mantenimiento en una sección.
Fig 2.3 – Conjunto de válvula de sección estándar – Sistema de tubería seca con boquillas abiertas
