Modulo II-12 - Rociadores-Tipos de Rociadores

INSTITUTO SUPERIOR FEDERICO GROTE

Tcnico Superior en Higiene y Seguridad en el Trabajo"

Prevencin y Control de Incendios II

MODULO 12 ROCIADORES

Tipos de Rociadores

INSTITUTO SUPERIOR FEDERICO GROTE Carrera: Tcnico Superior en Higiene y Seguridad en el Trabajo Materia: Prevencin y Control de Incendios II ROCIADORESTIPOS DE ROCIADORES (Ed. 2.001) Compilado por: Ing. Nstor BOTTA

Mdulo 12 - Pag. Nro.2/2

INDICE

1) ELEMENTOS FUNCIONALES 1.1) Rociadores de Enlace Fusible 1.2) Rociadores de Ampolla 1.3) Dinmica de los Rociadores 1.4) Diseo del Deflector 2) TEMPERATURAS DE ACTIVACIN DE LOS ROCIADORES AUTOMTICOS 3) ROCIADORES AUTOMTICOS NORMALIZADOS 3.1) Deflectores Dobles 3.2) Rociadores en Rebajes 3.3) Rociadores para Empotrar 3.4) Rociadores Ocultos 3.5) Rociadores Ornamentales 4) ROCIADORES PARA CONDICIONES ESPECIALES DE SERVICIO 4.1) Rociadores Residenciales 4.2) Rociadores de Gota Gorda 4.3) Rociadores Cclicos 4.4) Rociadores para Ambientes Corrosivos 4.5) Rociadores de Pared 4.6) Rociadores Sin Elementos Activos (abiertos) 4.7) Rociadores de Pequeo y Gran Orificio 4.8) Rociadores de Nivel Intermedio



Los rociadores automticos son dispositivos termosensibles diseados para reaccionar a temperaturas predeterminadas produciendo en forma automtica la liberacin de un chorro de agua que distribuyen en formas y cantidades especficas sobre zonas designadas; los rociadores automticos distribuyen agua automticamente sobre un fuego para extinguirlo totalmente o para impedir su propagacin en caso de que el foco inicial estuviera fuera de su alcance o si el fuego fuese de un tipo que no se pudiese extinguir por medio del agua descargada por los rociadores. El agua pasa a las boquillas de descarga de los rociadores a travs de un sistema de tuberas, generalmente suspendido o elevado, estando los rociadores conectados a intervalos a lo largo de las tuberas.

1) ELEMENTOS FUNCIONALES En condiciones normales, la descarga de agua de los rociadores automticos se impide por medio de una vlvula que se mantiene rgidamente unida contra el orificio de descarga por medio de un sistema de palancas y de enlaces que la oprimen y la retienen firmemente por medio de varillas de sujecin. 1.1) Rociadores de Enlace Fusible El rociador automtico de enlace fusible comn acta al fundirse una aleacin metlica cuyo punto de fusin est predeterminado. Diversas combinaciones de palancas, varillas y enlaces y otros miembros soldados sirven para producir la fuerza que acta sobre la aleacin fusible de modo que el rociador se mantenga cerrado por medio de la menor cantidad de metal que sea compatible con la seguridad. As se reduce al mnimo el tiempo de actuacin. Las soldaduras empleadas en los rociadores automticos son aleaciones de fusibilidad ptima, compuestos principalmente de estao, plomo, cadmio y bismuto y tienen puntos de fusin claramente definidos. La aleacin de dos o ms metales puede tener un punto de fusin inferior a la del metal componente que tenga el punto de fusin ms bajo. La mezcla de dos o ms metales que den el punto de fusin ms bajo posible se llama aleacin "eutctica". 1.2) Rociadores de Ampolla Otro tipo de rociador automtico tiene como elemento funcional un bulbo frgil o ampolla (fig. 5-12A). El pequeo bulbo de vidrio especial contiene un lquido pero no est totalmente lleno, puesto que queda atrapada en su interior una pequea burbuja de aire. Al expandirse el lquido a causa del calor, la burbuja se comprime y finalmente el lquido la absorbe. Tan pronto como desaparece la burbuja, la presin aumenta rpidamente y el bulbo se rompe, soltando la caperuza de la vlvula. La temperatura exacta de activacin se regula graduando la cantidad de lquido y el tamao de la burbuja en el momento de sellarse el bulbo.



1.3) Dinmica de l os Rociadores En figura 5-12C se ve la forma de actuacin de los mecanismos de palanca o de enlace fusible de los rociadores automticos. Los croquis son diagramticos y no representan con exactitud un tipo especial de rociador.

La presin mecnica que se ejerce normalmente en la parte superior de la vlvula es muchas veces mayor que la creada por la presin de agua que se encuentra por debajo, de modo que la posibilidad de fugas, incluso por efecto de golpe de ariete o por presiones de agua excepcionalmente altas, es prcticamente nula. La presin mecnica se produce en tres etapas: primero por el efecto del par de las dos palancas, segundo por el mecanismo de los enlaces y tercero por la carga del fundente entre las piezas del enlace. Esta ltima fuerza, resistida por el fundente, se reduce relativamente debido a que los fundentes de la composicin necesaria para producir las temperaturas de funcionamiento deseadas estn expuestos a un flujo en fro bajo grandes tensiones. La estructura del rociador u otras partes del mecanismo poseen un grado de elasticidad que proporciona la energa que produce el disparo de las piezas mviles. Los rociadores que se ilustran en la figura 5-12D constituyen modificaciones del sistema de enlace y palanca ms comn.



1.4) Diseo del Deflector

Unido a la estructura o cuerpo del rociador, existe un deflector o distribuidor contra el que se lanza el agua con fuerza y una gruesa pulverizacin calculada para que cubra o proteja una superficie dada. Cuando el rociador reacciona al calentamiento del aire que lo rodea, sus partes mviles funcionan y el agua se descarga a travs del orificio del rociador contra el deflector. La cantidad de agua que se descargue depender de la presin del flujo y de las dimensiones del orificio del rociador. Se considera generalmente que la presin para obtener una accin eficaz del caudal es de 48 kPa (7 psi). A esta presin, un rociador que tenga un orificio nominal de 1/2 pulgada (12,7 mm) descargar 58 litros/minuto (15 gpm) y si el orificio fuera de 17/32 pulgadas la descarga sera 79 litros/minuto (21 gpm) (vase en la figura 5-12E la cantidad de agua que se descarga a diferentes presiones).

Para lograr que incluso los rociadores que estn distantes del suministro de agua tengan una presin equivalente al mnimo, especialmente cuando varios rociadores tienen que entrar en accin simultneamente, se suministra el agua a una presin de 345 a 690 kPa (50 a 100 psi). Los sistemas calculados hidrulicamente se basan en el volumen y presin del suministro de agua normalmente disponible.

La distribucin de agua fluyendo desde un rociador no puede ser simtrica respecto al eje, sobre

todo porque los brazos impiden una distribucin uniforme del agua y los bordes dentados del deflector actan como dedos. En la figura 5-12F se puede ver un modelo de distribucin del agua desde un rociador pendiente.



2) TEMPERATURAS DE ACTIVACIN DE LOS ROCIADORES AUTOMTICOS Los rociadores automticos se clasifican segn la temperatura a que actan, que se obtiene por medio de pruebas normalizadas en las que se sumerge el rociador en un lquido cuya temperatura se eleva muy lentamente hasta que el rociador reacciona (ver Tabla 5-12A). La clasificacin de temperaturas de todos los rociadores automticos, con mecanismo a base de fusible, est estampada en el enlace fusible. Los rociadores que funcionan segn otros principios llevan tambin la clasificacin de temperatura estampada en alguna de las piezas mviles. Tabla 5-12A Temperaturas de activacin, clasificacin y cdigos de colores

Mxima temperatura en el

techo

Temperatura de activacin

F C F C

Clasificacin de la temperatura

Cdigo de Colores

Color de la ampolla de vidrio

100 38 135-170 59-77 Ordinaria Sin color Naranja o rojo

150 66 175-225 79-107 Intermedia Blanco Amarillo o verde

225 107 250-300 121-149 Alta Azul Azul

300 149 325-375 163-191 Muy alta Rojo Morado

375 191 400-475 204-246 Extra alta Verde Negro

475 246 500-575 260-302 Ultra alta Naranja Negro

625 329 650 343 Ultra altra Naranja Negro



La temperatura mxima de seguridad en el interior de un local est ms cercana a la

temperatura de activacin de los rociadores de ampolla o de cpsula fundente que a la de los rociadores que funcionan a base de enlace fusible. Esto se debe a que el fundente comienza a perder su fuerza a una temperatura algo inferior a la de su punto de fusin.

La activacin prematura de los rociadores de enlace fusible vara segn la amplitud en que se excede la temperatura normal del local, la duracin de esa temperatura y la carga que exista en las partes mviles del rociador.

Como regla general no deben emplearse rociadores de temperatura ordinaria (57 a 77C) donde las temperaturas excedan de 38C para disponer de un margen de seguridad. 3) ROCIADORES AUTOMTICOS NORMALIZADOS Los rociadores estndar tienen generalmente el mismo aspecto que los convencionales que poseen el mismo tipo de estructura, de enlace u otro mecanismo de activacin. La diferencia esencial se encuentra en el deflector; unas diferencias aparentemente mnimas en la forma del deflector producen grandes diferencias en las caractersticas de la descarga. En la figura 5-12G se ilustran ejemplos de rociadores normales. Anteriormente, la investigacin para la mejora de rociadores se diriga hacia la obtencin de una distribucin razonablemente uniforme del agua sobre la zona protegida por el rociador, as como hacia la humidificacin del techo, en la suposicin de que la descarga del agua contra el techo era esencial para lograr la extincin del fuego. Las investigaciones posteriores demostraron que se podra lograr una extincin ms efectiva y cubrirse una superficie mayor, dirigiendo toda el agua hacia abajo y horizontalmente. Las investigaciones tambin demostraron que con esta configuracin de chorro de descarga, se puede lograr efectivamente el dominio de incendios que se producen en el techo, por encima de los rociadores, debido al efecto enfriador de la pulverizacin, mejor distribucin del agua a altos niveles y una disminucin de la exposicin del techo al calor debido a una descarga directa eficaz del agua sobre materiales incendiados situados por debajo del rociador.

Debido a la forma del deflector, el chorro continuo de agua que sale del orificio de los rociadores normales se fragmenta y cae en una pulverizacin en forma de paraguas. Esta configuracin es parecida a una media naranja formada por gotas de agua. Una caracterstica de los rociadores normales en la distribucin del agua relativamente uniforme a todos los niveles por debajo de los rociadores. A una distancia de 1,2 m (4 pies) por debajo del deflector, la pulverizacin cubre una superficie circular con un dimetro aproximado de 4,9 m (16 pies), cuando el rociador descarga a razn de 58 litros/minuto (15 gpm). Los rociadores pueden instalarse, respecto a la tubera que los alimenta, en forma colgante o en forma montante, fabricndose de ambos tipos, que deben montarse siempre en la posicin que les corresponde (fig. 5-12H).



En los diagramas de las figuras 5-12J y 5-12K se puede ver las configuraciones de descarga de los rociadores de tipo antiguo y de los normales (standard).

Se ha determinado por medios empricos, experiencia adquirida sobre el terreno y clculos de ingeniera, que en los sistemas de tendidos de tuberas dimensionados por tablas, se obtiene un caudal de descarga de agua ms favorable con los rociadores cuyo orificio es de 1/2 pulgadas de dimetro (12,7 mm). Esto no suele ser as en los sistemas calculados hidrulicamente. Por lo tanto, se emplean



rociadores de diferentes orificios. Los rociadores normales tienen un orificio nominal de 1/2 pulgadas con una configuracin cilndrica o cnica (fig. 5-12L).

El caudal de agua de los rociadores obedece a las leyes de la hidrulica y depende del dimetro del orificio y de la presin del agua. El caudal de descarga aproximado a presiones diferentes puede obtenerse a partir del trazo de la curva y de la Tabla que se dan en la figura 5-12E.

Los rociadores normales deben instalarse en la posicin que les corresponde, es decir, colgante o montante, segn se indica por un rtulo estampado sobre el deflector con la palabra correspondiente o con las letras SSU (rociador normal montante) o SSP (rociador normal colgante). 3.1) Deflectores Dobles Varios fabricantes han creado un deflector doble como modelo principal para emplearse en los rociadores montantes. En la figura 5-12I se ve un deflector doble tpico. Estos rociadores son tan aceptables como los normales actualmente aprobados, que tienen un deflector de una sola pieza.

3.2) Rociadores en Rebajes

Un rociador de este tipo tiene una parte de l introducida dentro de un rebaje realizado en el techo. Su funcionamiento es exactamente igual que los de tipo pendiente (fig. 5-12M).



3.3) Rociadores para Empotrar En la figura 5-12N se ve un rociador de este tipo. Los laboratorios de ensayo acostumbran a

certificar estos rociadores especiales con el nombre de rociadores para empotrar. La configuracin especial de estos rociadores hace que solamente asomen el mnimo las partes activas o mviles por debajo del techo donde estn instalados sin que se afecte desfavorablemente su sensibilidad al calor ni la configuracin de la distribucin del agua.

En un esfuerzo para facilitar la proteccin por medio de rociadores en locales de riesgo bajo donde la esttica es importante, los industriales han creado modelos ms estticos que se integran de una forma atractiva en el material del falso techo. Solamente queda visible desde el suelo un pequeo disco.

Cuando ocurre un incendio y el elemento termosensible funciona, el deflector cae a una posicin bajo el techo y comienza la descarga de agua.

3.4) Rociadores Ocultos Un rociador de este tipo tiene todos los elementos, incluyendo el mecanismo de funcionamiento, por encima de una tapa que los oculta. Cuando se declara un incendio la tapa cae, dejando al descubierto el dispositivo termosensible. Despus de la accin del dispositivo termosensible, comienza la descarga (fig. 5-12O).



3.5) Rociadores Ornamentales Los rociadores ornamentales son rociadores automticos que tienen aadidos de tipo decorativo o que estn baados o esmaltados con acabados superficiales del tipo que se desee. La ornamentacin o la configuracin decorativa especial no debe afectar desfavorablemente al funcionamiento del rociador ni a la distribucin del agua (fig. 5-12P).

4) ROCIADORES PARA CONDICIONES ESPECIALES DE SERVICIO Los sistemas de rociadores normales provistos de rociadores montantes o colgantes se adaptan a una gran variedad de situaciones. Sin embargo, existen algunas que requieren tipos especiales o disposiciones distintas de los rociadores. En todas las situaciones es importante disponer de una distribucin de agua equivalente en eficacia a la que proporcionaran los sistemas de rociadores normales. En algunos casos se necesitan configuraciones especiales en la distribucin del agua, como sucede con los rociadores de pared, en otros casos, las temperaturas poco habituales o las atmsferas corrosivas exigen el empleo de rociadores de modelo especial o con caractersticas constructivas distintas. 4.1) Rociadores Residenciales Son rociadores homologados especficamente para viviendas. Constan de enganches fusibles de poca masa que se activan en mucho menos tiempo que el que se necesita en rociadores de enganches convencionales. En algunos tipos se consigue un tiempo de activacin de 1/5 del de uno convencional. Debido a su rpida respuesta se emplean con mucha frecuencia en viviendas en que los sistemas convencionales no resultan tan prcticos. 4.2) Rociadores de Gota Gorda Son rociadores especiales con un factor K comprendido entre 11 y 11,5 [este factor vara de 5,3 a 5,8 para rociadores normalizados de 1/2 pulgada (12,7 mm) de orificio]. El diseo del deflector es especial y, junto con la mayor descarga, produce gotas de suficiente tamao y velocidad para conseguir la penetracin en el fuerte tiro ascendente generado por los fuegos de gran intensidad. 4.3) Rociadores Cclicos Es un rociador que se activa y desactiva cclicamente segn sea necesario. El modelo que se muestra en la figura 5-12T fabricado por la Grinnell Company funciona sobre el principio de vlvula piloto. En condiciones normales, la vlvula piloto se mantiene cerrada por medio de un disco de accin rpida. El agua que se encuentra en la cmara del pistn mantiene a ste cerrado. Cuando el disco de accin rpida se calienta hasta una temperatura determinada abre la vlvula piloto y deja pasar el agua



de la cmara del pistn. Esto permite que el pistn se abra y que el agua llegue al rociador y se descargan al exterior. Cuando el disco de accin rpida se vuelve a enfriar hasta 37,8C (100F), cierra la vlvula piloto. El agua penetra en la cmara del pistn por medio del orificio restringido del mismo pistn y la diferencia de las fuerzas de presin hace que se cierre la vlvula. El rociador queda as preparado para repetir su actuacin si el disco de accin rpida volviera a calentarse a una temperatura determinada. Existen rociadores de este tipo en modelos colgantes o para empotrar.

4.4) Rociadores para Ambientes Corrosivos Se han desarrollado rociadores automticos protegidos contra ambientes corrosivos, y se han realizado estudios por parte de los laboratorios de ensayo acerca del valor de los distintos mtodos de proteccin. Un recubrimiento total con cera cuyo punto de fusin est ligeramente por debajo de la temperatura a la que es sensible el rociador es el mtodo ms comnmente empleado. Tambin es comn un revestimiento de plomo sobre el cuerpo y las palancas del rociador, en combinacin con cera para la proteccin de los elementos fusibles. Los recubrimientos tpicos son cera sola, asfalto solo, plomo solo, cera sobre plomo y asfalto sobre plomo para rociadores que tengan temperaturas nominales de funcionamiento entre 57C y 100C. En rociadores homologados para atmsferas corrosivas se utilizan recubrimientos de plomo en la gama total de 57C a 260C.

Sean cuales sean las medidas de proteccin que se adopten, no deben retrasar la funcin del fundente por la accin de cualquier otro elemento sensible al calor que interfiera con el libre movimiento de las partes activas o altere la configuracin de la descarga de agua.

Si se tuviera que cargar un sistema de rociadores con un aditivo anticongelante, los rociadores del sistema deben estar hechos de metales cuidadosamente escogidos para impedir la corrosin interna.



4.5) Rociadores de Pared

Los rociadores de pared tienen los mismos componentes que los normales excepto un deflector especial que descarga la mayor parte del agua hacia un costado con una distribucin parecida a un cuarto de esfera. Una pequea parte de la descarga de agua humedece la pared al lado de la cual est montado el rociador. El alcance horizontal es de unos 4,6 m y por lo tanto mayor que la de los rociadores ordinarios. Montados cerca del encuentro entre el techo y la pared, los rociadores laterales proporcionan proteccin adecuada en actividades de riesgo ligero tales como estbulos de hoteles, comedores, oficinas y otras situaciones donde las tuberas de rociadores habituales tendran un aspecto poco atractivo. Algunos tipos de rociadores de pared han sido probados y certificados para su empleo en lugares donde se llevan a cabo actividades de riesgo ordinario. Sin embargo, no se emplean rociadores de pared en las situaciones en que pueden instalarse rociadores normales sin afectar el efecto decorativo. Por otra parte, se emplean extensamente en lugares donde se desarrollan actividades de riesgo ligero, donde se desea al mismo tiempo un buen aspecto y una buena proteccin.

El efecto direccional de la descarga de los rociadores de pared los hace tiles para resolver ciertos problemas de protecciones especiales. Pueden instalarse de forma que la descarga se lance en cualquier direccin deseada.

En la figura 5-12V se ven ejemplos de rociadores de pared. Se han escogido estos modelos debido a las diferentes formas de sus deflectores.

4.5.1) Rociadores de Pared de Gran Cobertura

Se emplean en posicin horizontal y tienen una superficie de cobertura bastante mayor que la de los rociadores de pared convencionales. Se utilizan en caso de actividades de riesgo ligero, particularmente en hoteles y recintos similares donde un sistema de rociadores puede ser instalado en el edificio sin que las tuberas sean visibles en zonas de estancia, lo cual sera antiesttico.

La presin de agua necesaria para la mayor cobertura se especifica en los certificados de homologacin de los rociadores y es superior a la que se requiere en los rociadores de pared convencionales. 4.6) Rociadores Sin Elementos Activos (abiertos) Se emplean rociadores automticos normales o de pared carentes de asiento de la vlvula y de elementos sensibles al calor, como boquillas de descarga de los sistemas de diluvio en los que el



suministro de agua se controla por una vlvula automtica de actuacin independiente a la de los rociadores. La configuracin de la distribucin del agua y la de la densidad de la descarga de los sistemas abiertos se calcula para que correspondan al riesgo que deben proteger. 4.7) Rociadores de Pequeo y Gran Orificio

Los rociadores automticos con caudal de descarga mayor o menor que el normalizado de orificio nominal de 1/2 pulgada (12,7 mm) y con igual presin de trabajo, se recomiendan en la proteccin de determinadas propiedades. Los rociadores de gran orificio y con densidades de descarga de 18 (litros/m)/m2 o mayores proporcionan un caudal inalcanzable con los rociadores normalizados de orificio nominal de 1/2 pulgadas (12,7 mm). La Norma para sistemas de rociadores acepta los rociadores automticos de orificio pequeo y grande pero no proporciona tablas de dimensionado de tuberas ni especificaciones de distanciamiento. Cada instalacin exige un estudio particular.

Siempre que se sustituyan rociadores hay que tener cuidado de reemplazarlos por otros del mismo tipo. En sistemas calculados hidrulicamente es vital la sustitucin con rociadores de idntico tamao de orificio.

4.7.1) Rociadores Automticos de Pequeo Orificio Se han aprobado estos rociadores con orificios de 1/4 y de 7/16 de pulgada (6,4 y 11,1 mm). Tienen capacidades de descarga que varan entre una cuarta parte o la mitad de los rociadores normales de 1/2 pulgada respectivamente. Los rociadores de pequeo orificio se identifican por medio de un pivote que sobresale por encima del deflector, llevando su dimetro estampado en la base del rociador. 4.7.2) Rociadores Automticos de Gran Orificio Estos rociadores tienen un caudal de descarga del 140% respecto a los normalizados de dimetro nominal de 1/2 pulgada (12,7 mm) a la misma presin. Se identifican por una conexin de fundicin roscada a la tubera de 3/4 pulgada (19,1 mm) en el caso de aplicacin a nuevas instalaciones de rociadores. Para aplicacin en instalaciones existentes se fabrican con conexin roscada de 1/2 pulgada (12,7 mm), con un pivote que se prolonga desde el deflector y con su dimensin estampada en el cuerpo del rociador. 4.7.3) Rociadores Automticos de Orificio Extra-Grande Estos rociadores tienen un factor K de 11,0 a 11, 5 y una descarga del 200% de un rociador de orificio nominal de 1/2 pulgada (12,7 mm) funcionando a la misma presin. Se fabrican con conexin roscada para tubera de hierro de 1/2 pulgada (12,7 mm) o 3/4 pulgada (19,1 mm), distinguindose porque llevan un pivote grande en el centro. 4.8) Rociadores de Nivel Intermedio Los rociadores de nivel intermedio o de pantalla, a veces denominados rociadores para almacenes en estanteras, incorporan grandes discos (pantallas) para proteger el elemento termosensible del impacto de la pulverizacin de los rociadores situados a un nivel superior. Sin los discos protectores el agua podra enfriar el elemento y retardar la activacin.

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