Sistemas de dosificación de aditivos en agua y espuma contra incendios

Sumario: Los sistemas de dosificación de aditivos de agua y espuma para aparatos contra incendios. Descripción general. Evaluación de peligros. Los aditivos. Espuma clase A. Espuma clase B. Emulsionantes, agentes humectantes y geles. Dimensionamiento del sistema. Selección del sistema dosificador. Sistemas manuales. Tipos de sistemas manuales. Limitaciones del sistema manual. Sistemas automáticos. Sistemas de presión de equilibrio. Inyección directa - basada en el flujo.

SISTEMAS DE DOSIFICACIÓN DE ADITIVOS DE AGUA Y ESPUMA PARA APARATOS CONTRA INCENDIOS

Cómo elegir el sistema dosificador adecuado

Esta guía está destinada a proporcionar al personal del servicio de bomberos información sobre varios sistemas de dosificación de aditivos de agua y espuma, consideraciones de tamaño y aditivos de agua que se usan comúnmente en los aparatos contra incendios.

Al igual que con cualquier diseño de sistema de ingeniería, existen ventajas y desventajas para cada configuración, diseño y fabricante; no todos se presentan en este documento. Es responsabilidad del comprador determinar qué se ajusta mejor a sus requisitos predeterminados y especificar esta información a los posibles licitadores, vendedores y fabricantes de aparatos.

Esta guía se presenta como una pieza informativa y educativa general, ya que la tecnología está en constante evolución. Las diversas opciones y equipos auxiliares presentados pueden no estar disponibles en todos los fabricantes, y algunos pueden ser mutuamente excluyentes.

Las Normas de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) definen normas mínimas voluntarias para aparatos contra incendios de automóviles y aditivos de agua.

Los siguientes son ampliamente utilizados:

NFPA 1901, Norma para aparatos automotrices contra incendios.
NFPA 1906, Norma para aparatos contra incendios forestales.
NFPA 11, Norma para espuma de baja, media y alta expansión.
NFPA 18, Norma sobre agentes humectantes.
NFPA 1150, Norma sobre productos químicos de espuma para incendios en combustibles de clase A.

Se recomienda hacer referencia a la edición actual de NFPA cuando se especifique un nuevo aparato.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS SISTEMAS DOSIFICADORES

La dosificación en aplicaciones de aparatos contra incendios es simplemente crear una solución agregando concentrado o un aditivo de agua.

Los sistemas dosificadores para lograr esto están disponibles en una amplia gama de rendimiento, características y costo; y no existe un sistema en el mercado que pueda lograrlo todo.

Como primer paso, es importante identificar cuidadosa y realistamente las necesidades en función de los peligros en su área de cobertura. Igualmente importante es comprender los aditivos de agua disponibles, sus funciones, aplicaciones y requisitos de mezcla. Esta información ayudará con la evaluación y la selección adecuada de un sistema de dosificación para cumplir con las expectativas.

EVALUACIÓN DE PELIGROS

Como primer paso, identifique los peligros que puede encontrar con el aparato:

¿Las principales responsabilidades de su departamento son áreas residenciales, forestales, marinas o industriales?

¿O tal vez una combinación como tren o camiones que transportan combustibles que viajan a través de la cobertura de un departamento municipal?

Identificar los tipos de combustible que están asociados con estos peligros;

¿Clase A, Clase B, otro?

¿Cuáles son las cargas potenciales de combustible y las tasas de flujo para extinguir?.

El objetivo es determinar el caudal máximo esperado de agua a tratar. Para ayudar con esta evaluación, comprenda las tasas de aplicación crítica recomendadas requeridas para el peligro y la carga potencial de combustible.

Además de determinar los requisitos de caudal máximo, también se debe identificar el caudal mínimo de agua a tratar.

¿Planea usar la solución durante la limpieza u otras aplicaciones de flujo bajo?

ADITIVOS ADECUADOS

Antes de evaluar los sistemas de dosificación, es importante planificar el aditivo de agua apropiado.

Es importante comprender los tipos y las propiedades de los aditivos mecánicos para el agua y su aplicación para especificar un dosificador adecuado.

Hay numerosos tipos y marcas disponibles; todos diseñados para diversas aplicaciones.

Para elegir el dosificador y tamaño correctos, se debe conocer la mezcla de la solución (mínima y máxima), propiedades corrosivas y viscosidad.

La siguiente es una breve sinopsis que cubre los tipos más comunes y las proporciones de solución que se usan en la actualidad:

Espuma Clase A:

Un tensioactivo utilizado en aplicaciones contra incendios de Clase A que reduce la tensión superficial del agua, lo que la hace más eficaz para humedecer.

La solución normalmente viene dictada por el uso de las siguientes tarifas generales:

0,3 % de limpieza
0,5 % de ataque inicial
1% de protección contra la exposición

Espuma Clase B:

Se utiliza en incendios bidimensionales de hidrocarburo o solvente polar y está diseñada para extinguirse creando una capa o película sobre el combustible.

A diferencia de la Clase A, la mezcla de la solución la dicta el fabricante del concentrado de espuma según el tipo de combustible y la aplicación.

La espuma de clase B diseñada para incendios de hidrocarburos generalmente se aplica al 1%, 3% o 6%.

La espuma de clase B diseñada para solventes polares generalmente se aplica al 3 % o al 6 % y generalmente tiene el prefijo "AR" para resistencia al alcohol en la descripción.

La espuma de usos múltiples Clase B está diseñada para hidrocarburo y solvente polar. El producto está marcado con dos tasas porcentuales comúnmente 1% x 3%, 3% x 3% o 3% x 6%. El primer número indica uso en incendios de hidrocarburo y el segundo tipo solvente polar.

Emulsionantes, agentes humectantes y geles:

Se utilizan para muchas aplicaciones diferentes y la solución recomendada varía según el fabricante y la aplicación.

DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA

El siguiente paso es determinar el tamaño del sistema dosificador.

Con tantos sistemas de dosificación para elegir, ¿Cómo determina cuál es el adecuado?

Las siguientes preguntas básicas reducirán rápidamente la lista:

¿Qué aditivos de agua discutidos anteriormente se deben usar?

¿Será solo uno o varios?
El dosificador que elija debe ser compatible con los concentrados y puede requerir capacidades de lavado.

¿Qué tan preciso quiere que sea su sistema?

NFPA 1901 y 1906 son estándares mínimos. Hay otras consideraciones relacionadas con la precisión: el impacto logístico en el suministro de espuma adicional al sistema en las operaciones de incendios en tierra, el costo asociado con el consumo de cantidades adicionales y los posibles impactos ambientales. Conozca la capacidad de precisión de los sistemas y calcule el costo de la espuma desperdiciada; en función de la cantidad de solución que puede esperar que fluya.

¿Cuál es la viscosidad de los concentrados que planea usar?

Aclare cómo el fabricante del concentrado mide la viscosidad y cómo califica el sistema el fabricante del dosificador. Asegúrese de que ambos utilicen el mismo estándar de prueba y que el dosificador sea compatible con el concentrado.

¿Qué tasa(s) de dosificación se requieren?

Es posible que la espuma de clase B solo requiera una tasa única, como el 3%. La espuma de clase A puede requerir de 0,3 % a 1,0 %; dependiente del uso. Si está utilizando concentrados de clase A y B, el rango de capacidad del dosificador se ampliará. Algunas tecnologías de dosificación pueden proporcionar este rendimiento más amplio, mientras que otras pueden ser desafiadas.

¿Cuántas descargas con capacidad de solución se requieren?

Identifique cada descarga y tamaño
¿Cuántos estarán en servicio en un momento dado (Caudal mínimo y máximo)?
¿Cuáles son sus caudales? Determine cuáles serán los caudales de solución mínimos y máximos. ¿El sistema que está considerando manejará esto?
¿El porcentaje de solución de cada descarga será siempre el mismo o cada uno requiere la capacidad de ajustar el porcentaje o el flujo de agua corriente?

¿Qué presiones de operación se encontrarán? (Mínimos y máximos tanto de impulsión como de aspiración).

Algunos sistemas no funcionarán de manera efectiva con presión en el lado de admisión, mientras que otros no se verán afectados.
Algunos sistemas tienen la capacidad de proporcionar descargas de presión normal y alta.

¿Cuál será la longitud de los tendidos de la manguera y a qué altura se elevará la boquilla (cuesta arriba, gran altura o operaciones aéreas)?

Determine si estas u otras condiciones de funcionamiento afectarán el rendimiento del dosificador.

¿Cuál es la duración estimada más larga del ataque?

¿Cuánto concentrado de espuma necesitará?
¿De dónde vendrá: un tanque a bordo, una camioneta fuera de borda o ambos?

¿Necesita la capacidad de calibrar el sistema a la viscosidad de los concentrados que utilizará?

¿Necesita la capacidad de probar periódicamente la preparación del sistema?

Estos elementos son clave para determinar con éxito el tamaño y la tecnología del dosificador a utilizar.

La mayoría de los fabricantes de dosificadores publicarán la cantidad de agua que su equipo es capaz de tratar y los porcentajes asociados como orientación inicial.

SELECCIÓN DE SISTEMAS DE DOSIFICACIÓN

Si bien se ofrece una amplia variedad de sistemas y modelos, la mayoría se basa en relativamente pocas tecnologías o en alguna variación de una de estas tecnologías básicas.

Es importante comprender las características de operación junto con las características y los beneficios para que el sistema elegido cumpla con los requisitos. Cada uno tendrá capacidades mínimas y máximas que brindan una variedad de rangos de flujo de agua que se pueden tratar en porcentajes determinados. La información recopilada anteriormente proporcionará una guía general sobre el dimensionamiento de la capacidad.

Como ejemplo:

espuma clase A
Caudal máximo de agua a tratar: 500 GPM
Tasa máxima de solución: 1%
Capacidad máxima del sistema: 500 GPM x 1 % = 5 GPM
Caudal mínimo de agua a tratar: 40 GPM
Tasa de solución mínima: 0,5%
Capacidad mínima del sistema: 40 GPM x 0,5 % = 0,2 GPM

En este escenario, el sistema debe tener un rango de capacidad de 0,2 a 5 GPM.

Es necesario comprender el rango de capacidad del sistema o dispositivo dosificador y asegurarse de que cumpla con las expectativas.

En la mayoría de los casos, hay varios competidores que operan en cada categoría mencionada anteriormente. A continuación se presentan algunas generalidades con respecto a cada una de las categorías:

SISTEMAS MANUALES

Los sistemas manuales generalmente se basan en inductores. Algunos están diseñados para ser instalados en la plomería del aparato, mientras que otros pueden usarse en la línea de fuego.

El agua de descarga de la bomba contra incendios es forzada a través del inductor Venturi creando un vacío. Esto hace que el concentrado de espuma sea empujado hacia el inductor por la presión atmosférica.

Las tasas de solución se ajustan manualmente a las variaciones en el flujo. Los sistemas alrededor de la bomba dirigen una pequeña cantidad de descarga a través del Venturi y devuelven la solución de espuma a la succión de la bomba contra incendios.

Tipos de sistemas manuales:

Inductores en línea
Inductores de boquilla
Inductores de derivación
Alrededor de la bomba

Características generales de los sistemas manuales:

Rango de rendimiento más estrecho
El sistema y el costo de instalación más bajos.
El costo operativo varía.
La precisión varía.
Algunos tienen pérdida de presión.
Inyección de un solo punto.
La capacidad de recolección de espuma a bordo / externa varía.

Limitaciones del sistema manual

Presiones de entrada
Longitud de tendido de manguera
Elevación de la boquilla.

SISTEMAS AUTOMÁTICOS

Los sistemas automáticos generalmente se integran en las tuberías del aparato y se diseñan para mantener las tasas de solución automáticamente en función de las variaciones del flujo de agua.

El operador establece una tasa de solución y el sistema se ajustará para cumplir con los requisitos de concentrado.

Hay una serie de tecnologías utilizadas para lograr la dosificación, la mayoría de las cuales se encuentran bajo control mecánico o electrónico/informático.

SISTEMAS DE PRESIÓN DE EQUILIBRIO

Los sistemas de presión de equilibrio están instalados en el lado de descarga de la bomba de agua.

El concentrado es movido a la descarga por medio de una bomba, vejiga o fuerza hidráulica. Dos orificios descargan agua y concentrado de espuma en un controlador de proporción común ubicado en la descarga. El sistema equilibra las presiones de cada uno.

Los que utilizan una bomba de concentrado están diseñados para desviar el exceso de espuma a través de una línea de recirculación o controlar la velocidad de la bomba de concentrado según la demanda. Las bombas de concentrado normalmente se accionan mediante un motor eléctrico o un sistema hidráulico.

Las características generales incluyen:

Rango de rendimiento medio.
Mayor costo del sistema y de la instalación.
El costo operativo varía.
La precisión varía.
Algunos tienen pérdida de presión.
Punto de inyección único o múltiple.
La capacidad de recolección de espuma a bordo / externa varía.

INYECCIÓN DIRECTA - BASADA EN EL FLUJO

Los sistemas de inyección directa utilizan una bomba de concentrado para inyectar directamente en la descarga de la bomba de agua.

Los sistemas utilizan dispositivos de detección de flujo, computadoras y controles electrónicos para compensar automáticamente los requisitos de flujo. Las bombas de concentrado se accionan mediante un motor eléctrico o hidráulico.

Las características generales incluyen:

Amplio rango de rendimiento.
Mayor costo del sistema y de la instalación.
Alta precisión.
Menor costo operativo.
Sin pérdida de presión de descarga.
Punto de inyección único o múltiple: varía.
La capacidad de recolección de espuma a bordo / externa varía.
No se ve afectado por la presión de la bomba contra incendios entrante.

Diseño del aparato

Los sistemas de espuma diseñados para ser incorporados en el aparato están diseñados e instalados por un OEM, distribuidor o centro de servicio certificado de aparatos contra incendios.

La información recopilada anteriormente proporcionará una guía para discutir con el instalador para que el sistema elegido cumpla con las expectativas.

Los siguientes son elementos adicionales relacionados con el sistema para discutir y aclarar con su instalador (referencia NFPA 1901 y NFPA 1906):

Para determinar el tamaño de la(s) celda(s) de concentrado, ¿Cuál es la duración anticipada del ataque y cuánto concentrado de espuma se requerirá? (Flujo de agua máximo esperado x porcentaje de tasa de solución máxima x tiempo)

¿Dónde se almacenará el concentrado? ¿Célula(s) a bordo o recogida externa? ¿Se requiere más de un concentrado?

Qué descargas específicas son capaces de generar espuma y definen la ubicación.

¿El sistema requiere lavado y cómo se logra?

¿El sistema de dosificación funciona con energía eléctrica y, de ser así, cuáles son los requisitos?

¿Existen requisitos especiales de plomería y materiales asociados?

¿Qué artículos necesitan acceso para reparación, servicio o mantenimiento y dónde estarán ubicados?

Además, los fabricantes de dosificadores ofrecen numerosas opciones y accesorios para aplicaciones específicas;

Válvulas de tanque duales manuales y electrónicas.
Capacidades de encendido automático.
Inyección dual y multipunto.
Arranque y parada remotos y recogida externa.

Si las celdas de espuma están montadas en el aparato, se recomienda encarecidamente un sistema de recarga que permita el reabastecimiento desde el suelo. Esto mantendrá al personal alejado de la parte superior del aparato donde normalmente se encuentra el acceso a la celda de espuma.

Basar su decisión en la información reunida anteriormente y discutida con su instalador asegurará que se cumplan sus expectativas de dosificación.

Verifique que el sistema se haya instalado y calibrado correctamente según las especificaciones de rendimiento del fabricante del equipo de espuma y que se haya probado según los puntos definidos en NFPA 1901 y NFPA 1906.

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