Respuestas a la duda más común sobre las curvas de diseño de sistemas de rociadores automáticos.

Durante los últimos años he tenido la oportunidad de ser instructor en diversos cursos de diseño de sistemas de rociadores automáticos a través de Latinoamérica, las preguntas son de toda índole, desde las diferencias entre un rociador montante con uno pendiente hasta los criterios más elaborados para la definición o aceptación de espacios ocultos en donde puedan ser omitidos los rociadores; pero cuando llegamos al capítulo de diseño de sistemas de rociadores por el método área/densidad (ver NFPA 13, Norma para la Instalación de Sistemas de Rociadores figura 19.3.3.1.1), los asistentes en su mayoría me hacen la misma pregunta: ¿En qué casos debo utilizar un punto de diseño dentro de las curvas distinto al del área menor?, es decir, por ejemplo, para riesgo leve, la primera intención de diseño se realiza sobre un área de 1.500ft², con una densidad de aplicación de 0,10gpm/ft², ¿en qué casos entonces deberían utilizar otro punto de diseño sobre la curva?.

La literatura sobre rociadores automáticos, especialmente el Handbook de la norma NFPA 13; indica que las pruebas realizadas durante los últimos 100 años de desarrollo tecnológico en rociadores automáticos para el control de incendios han permitido definir estas curvas que relacionan el área de control del fuego con unas cantidades específicas de aplicación de agua para cada área, con lo cual, se lograría el objetivo de controlar un incendio; sin embargo, dentro de la discusión y análisis sobre este cuestionamiento, sugiero como respuesta a esta pregunta, que los puntos de diseño sobre las curvas de área/densidad distintos al punto de menor área se deben utilizar principalmente en sistemas de rociadores del tipo diluvio, en estos sistemas es la misma área del sitio a proteger la que define el requerimiento de área de diseño, en un sistema de rociadores tipo diluvio todos los rociadores están abiertos, es decir, que es el área cubierta por los rociadores la que define la cantidad de agua que se requiere en el sistema, analizando éstas curvas, nos están indicando también la máxima área permitida para un sistema de rociadores tipo diluvio controlado por una única válvula, para el Riesgo leve, el área máxima es de 3.000ft², para riesgos ordinario 1 y 2, elárea máxima es 4.000ft² y en riesgos extra 1 y 2 el área máxima es 5.000 ft².

Debemos también tener en cuenta las ampliaciones o modificaciones de área de diseño que son descritas en los numerales 19.3.3.2.4 y 19.3.3.2.5, de NFPA 13, edición 2019, donde por ejemplo, la norma nos pide aumentar el área de diseño un 30% en sistemas de tubería seca o techos con pendientes mayores al 16%, entre otros casos, sin embargo, dichos aumentos de área deben hacerse sin modificar la densidad.

Para los que trabajamos diariamente con sistemas de rociadores no tiene mucho sentido diseñar con un punto distinto al más bajo, dado que a medida que se sube sobre las curvas de diseño, la necesidad de agua en el sistema (caudal de rociadores) aumenta; la única razón que justificaría usar otra área obedecerá a conceptos de orden hidráulicos donde por ejemplo se tenga mayor suplencia disponible de agua y se requiera menor presión en el punto de conexión o suministro, esto usualmente se da en sistemas conectados a redes públicas de agua; aunque en América Latina no es usual conectar nuestros sistemas contra incendio a estas redes.

Veamos un ejemplo y analicemos su justificación, escojamos dos puntos en la curva para riesgo extra 1, la densidad de aplicación de agua en el punto más bajo en la curva es de 0,30gpm/ft², sobre un área de diseño de 2.500 ft², es decir, que el caudal de rociadores es igual a 750 gpm (750gm=0,30gpm/pie² * 2500pie²) –sin incluir mangueras-, si subimos en la curva al punto de diseño en 4.000 ft², la densidad de aplicación es de 0,24gpm/ft², es decir que el caudal de rociadores para esta área es de 960gpm (960gm=0,24gpm/pie² * 4000pie²) –sin incluir mangueras-, con este aumento de área hemos aumentado el caudal requerido para los rociadores en 210 gpm, lo que implica mayor diámetro de tuberías, de válvula de corte y de accesorios, es decir, mayor costo del proyecto, pero veamos cual es la disminución del requerimiento de presión; en el primer caso con una densidad de 0,30gpm/ft² y asumiendo un área de cubrimiento por rociador de 100ft², el caudal mínimo que debe suministrar un rociador es de 30 gpm, con un rociador de k=8, la presión mínima en este rociador será de 14,06 psi; para el segundo punto de diseño, con una densidad de 0,24gpm y un rociador del mismo K=8 y cubriendo los mismos 100ft², se requiere un caudal mínimo de 24 gpm y una presión mínima de 9 psi, es decir que requerimos 5,06 psi menos con esta densidad que comparado con la densidad de 0,30gpm/ft², pero también nos indica que este sistema debe contar con 210 gpm adicionales de suplencia de agua, la pregunta entonces es; ¿Se justifica diseñar con un área de 4.000ft²?, la respuesta: sólo si esos 5,06 psi de presión afectan mi resultado hidráulico y tengo suficiente agua para suplir los 210gpm adicionales, de lo contrario no es justificable; en América Latina donde los sistemas de rociadores automáticos se abastecen de bombas contra incendio el mejor punto de diseño desde el punto de vista técnico y económico es el más bajo en las curvas de densidad/área.

Espero haber contribuido un poco en despejar una de las inquietudes que seguramente todos los que trabajamos en el tema nos planteamos alguna vez.

En futuras ediciones seguiremos explorando la inmensa cantidad de posibilidades técnicas que nos ofrecen las normas NFPA, las cuales son nuestro referente principal para los diseños de sistemas contra incendio y alimentan nuestra pasión de seguir trabajando día a día con el fin de salvar vidas, propiedades, negocios y proteger el medio ambiente.