Upload
vannguyet
View
222
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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
ii
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
iii
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.
iv
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
v
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
vi
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 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................................................................................. 52
Figura 3.21 Detector de dispersión ................................................................................. 52
Figura 3.22 Funcionamiento 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 de la 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 de humo de ducto ......................................................................... 59
Figura 3.29 Regulación de aire dentro de un ducto ........................................................ 60
Figura 3.30 Espectro electromagnético .......................................................................... 61
Figura 3.31 Combinación de detectores infrarrojos y ultravioleta ................................. 64
Figura 3.32 Nivel de sonido dependiendo de la distancia .............................................. 71
Figura 3.33 Niveles de sonido dependiendo del ángulo ................................................. 72
Figura 3.34 Señales luminosas ....................................................................................... 73
Figura 3.35 Distancia entre estaciones luminosas de pared ........................................... 76
Figura 3.36 Ejemplo de aplicación de la tabla 3.6.......................................................... 78
Figura 3.37 Ejemplo de ubicación de estaciones luminosas .......................................... 80
Figura 3.38 Opciones de ubicación de las estaciones luminosas ................................... 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
vii
Figura 3.42 Panel notificador ......................................................................................... 87
Figura 3.43 Ilustración de la regla de las 4 pulgadas...................................................... 89
Figura 3.44 Distancia ideal de espaciamiento entre detectores ...................................... 90
Figura 3.45 Espaciamiento de detectores en distribuciones inusuales ........................... 91
Figura 3.46 Distribución 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............................................................ 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 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 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 ...................................................................................... 119
Figura 3.66 Circuito Clase A ........................................................................................ 121
Figura 3.67 Circuito de clase B, estilo Y, en operación normal ................................... 124
Figura 3.68 Circuito de clase B, estilo Y, en operación bajo falla ............................... 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, estilo 4 ................................................................. 128
Figura 3.72 Circuito clase A, estilo 6 en operación normal ......................................... 128
Figura 3.73 Diagrama de la alarma contra incendio ..................................................... 131
Figura 3.74 Plano de un sistema contra incendio ......................................................... 132
viii
Figura 3.75 Diagrama esquemático de un sistema contra incendio ............................. 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 poder del edificio E .................................................................... 162
Figura 4.9 Circuitos de la fuente de poder del edificio D ............................................. 163
Figura 4.10 Señales 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............................................................................... 168
Figura A.1 Alimentador principal ................................................................................ 176
Figura A.2 Válvula mariposa ....................................................................................... 177
Figura A.3 Válvula de 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 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
ix
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
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.
11
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
12
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.
13
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.
14
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.
15
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.
16
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.
17
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.
18
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.
19
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:
20
• 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
21
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
22
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: Son 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.
23
• 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.
24
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
25
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
26
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 residenciales1
3.3 Distribución de Detectores-Alarmas
1 Figura A.11.5.1 [2]
27
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
28
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.
29
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 P1 y P2, y si se
considera que P1 es N decibeles mayores que P2, se tiene que cumplir la siguiente
relación:
10 log (3-1)
30
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.
31
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 estandarizada2
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
32
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 voz3
3 [1]
33
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.
34
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)
35
• 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
36
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
37
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.
38
• 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
39
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
40
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.
41
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.
42
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
43
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
44
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
Detector
Tiempo de
Respuesta
Probabilidad
de Alarmas
Indeseadas
Costo Relativo Aplicación
Calor Lento Baja Bajo Espacios con
incendios de
tipo
flameante
Humo Rápido Mediana Mediano Espacios con
incendios de
tipo
humeantes
Llama Muy Rápido Alto Alto Espacios con
materiales
45
muy
inflamables
Aspiración
de
Partículas
Rápido Mediano Alto Espacios
abiertos, con
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
46
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.
47
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
48
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.
49
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
50
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
51
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.
52
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
53
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.
54
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.
55
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.
56
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
57
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
58
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
59
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.
60
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
61
Detector de rayos ultravioleta (UV)
Este tipo de detectores utilizan un tubo Geiger-Mueller4 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
62
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.
63
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.
64
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 (ft2 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.
65
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 también obedecen la ley de los cuadrados inversos, pero por causa
de los rayos solares su desempeño a largas distancias se ve afectado 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 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
66
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.
67
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.
68
Tabla 3.2 Niveles de sonido ambiente5
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]
69
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) 18 dB Casa 40dB Oficina 55dBConversación a 0.9144 m (3 pies) 70dB Carro a 4.572 m (15 pies) 70dB Tren 102dB
70
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
71
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
72
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
73
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
74
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.
75
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
76
Figura 3.35 Distancia entre estaciones luminosas de pared6
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]
77
Tabla 3.6 Nivel de luminosidad dependiendo de la altura del techo7
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]
78
Figura 3.36 Ejemplo de aplicación de la tabla 3.68
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)
79
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.
80
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
81
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 luminosas9
9 Figura A.7.5.4.1 [2]
82
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
83
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
84
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
85
• 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
86
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.
87
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)
88
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.
89
Figura 3.43 Ilustración de la regla de las 4 pulgadas10
• UL y FM exigen que para un detectores de humo o de calor listados para un
espaciamiento máximo SMAX uno del otro, la distancia máxima que pueden estar
a la pared deber ser de SMAX / 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]
90
Figura 3.44 Distancia ideal de espaciamiento entre detectores11
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 0.7SMAX. Esto se ilustra en la siguiente figura.
11 Figura A.5.6.5.1 [2]
91
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 SMAX 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 SMAX, 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 SMAX, y la distancia entre ellos no excede la distancia
máxima SMAX.
92
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 SMAX = 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 SMAX = 6.4 m (21ft).
Note que con un radio de 6.4 m (21ft) se pueden crear varios rectángulos dentro del
93
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 SMAX = 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 SMAX = 15.24 m
(50 ft), 0.7 SMAX = 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.
94
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 pico12
12 Figura A.5.6.5.4.2 [2]
95
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 pendiente13
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]
96
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 SMAX 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 SMAX
/ 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
97
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 SMAX.
98
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
99
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 SMAX / 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.
100
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.
101
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.
102
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.
103
Figura 3.56 Ubicación de detectores de humo entre piso falso14
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]
104
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 lineales15
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
• Deben ser montados en la parte inferior de las viguetas
15 Figura A.5.6.5.1 (b)
105
• 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
106
• 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 detectores16
• 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”
107
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
108
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:
109
• 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
110
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 ducto17
Figura 3.63 Detector de ducto interno18
17 Figura A.5.14.5.2 (c) [2]
111
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)
• Distanciamiento listado por el detector
• Temperatura ambiente del cuarto
• Tasa de crecimiento del incendio (rápido, mediano o lento)
18 Figura A.5.14.5.2 (a) [2]
112
• 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:
√ (3-5)
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
113
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
114
Tabla 3.11 Tabla de referencia
115
Tabla 3.12 Parámetros de los detectores19
19 Tabla B.3.2.4 [2]
116
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
117
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.
118
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.
119
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.
120
• 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.
121
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.
122
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 IDC20
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.
• 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
20 Tabla 6.5 [2]
123
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 notificadoras21
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]
124
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.
125
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
126
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 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.
127
Tabla 3.15 Desempeño y capacidad de circuitos lineales de señales22
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]
128
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
129
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.
130
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.
131
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
132
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
133
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.
134
Tabla 3.16 Cargas por dispositivo
Descripción Cantidad Modo
Normal
(A) c/hora
Modo de
Emergencia
(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
Detectores de Haz de
Luz
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
Estroboscopicas
6 0 0.025
Campanas 8 0 0.063
Parlante
Estroboscopico
14 0 0.50
Detector de
Ionización
10 0.0001 0.08
Detector de Haz de
Luz
10 0.0013 0.06
Detector de Ducto 4 0.008 0.06
135
• 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.
136
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.
137
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.
138
Tabla 4.1 Frecuencia para la inspección visual
139
Tabla 4.2: Métodos de Prueba23
23 Figura 10.4.2.2 [2]
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
Tabla 4.2: Métodos de Prueba (Continuación)
149
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.
150
Tabla 4.3: Frecuencia de las Pruebas24
24 Tabla 10.4.3 [2]
151
Tabla 4.3: Frecuencia de las Pruebas (continuación)
152
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.
153
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
154
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 prueba25
25 Grafico 10.6.2.3 [2]
155
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.
156
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.
157
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.
158
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.
159
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.
160
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. Sin
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.
161
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
162
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.
163
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.
164
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.
165
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.
166
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 de poder también debe aparecer en esta 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
167
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.
• 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.
168
Figura 5.1 Simbología de Incendio
169
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
170
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.
171
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.
172
• 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.
173
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
174
APENDICE
Apéndice A: Simbología
175
176
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
177
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
178
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.
179
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.
180
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.
181
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.
182