CÁRCAMOS DE SUCCIÓN PARA CISTERNAS CON TURBINA VERTICAL

Cuando a uno le proponen un diseño de una red contra incendio, uno de los elementos clave del sistema se encuentra en el almacenamiento de agua para la red.

Casi siempre toca explicar que estos sistemas requieren condiciones sanitarias no tan “corrosivas como el agua potable” (no se requiere tanto cloro) y que lo ideal es que no sea empleada la misma fuente para todos los sistemas (cosa que también da mucho que discutir entre planificadores y autoridades locales competentes). Igual pasa con el tema de emplear equipos centrífugos horizontales de carcasa bipartida por encima de las cisternas (ver mito No.18), toca explicar que una cisterna solo debe emplear turbinas verticales conforme a NFPA-20.

El siguiente problema es una cuestión netamente técnica y tiene que ver con un concepto que muy pocos diseñadores toman en cuenta: la sumergencia en el equipo de bombeo.

Los equipos sumergibles tienen una condición mínima de sumergencia, lo cual reduce el riesgo que el equipo cavite por ingreso de aire, en función del cono de abatimiento típico en este tipo de bombeos. Este valor varía en función de cada fabricante y para bombas de turbina vertical en sistemas contra incendios suele rondar entre 1.5 y 2 metros de lámina sumergida.

Ahora bien, muchos de ustedes ya se estarán preguntando ¿Cuál es el punto? Y la respuesta se muestra en la siguiente imagen.

cisterna 1

Diseño típico de instalación de bomba de turbina vertical sobre una cisterna.

En la misma, puede observarse que la sumergencia es un nivel que genera una condición de volumen “muerto” por debajo de este nivel. No debe interpretarse lo anterior como una limitante para que el equipo de bombeo funcione, ya que debe recordarse que los equipos de bombeo contra incendios se diseñan e instalan para activarse incluso cuando hay cantidades mínimas de agua en el depósito e, incluso, sin agua.

Algunas personas consideran que un cárcamo tiene la función de recoger sedimentos, pero su función va más allá de eso. Un buen cárcamo de succión permite optimizar el desempeño de cualquier equipo sumergido dentro de una cisterna o pozo.

Otras personas tienen el concepto que cárcamo de succión es un elemento separado de la cisterna, el cual permite separar la posición del equipo de bombeo. Este concepto es válido, pero no es único, ya que el cárcamo puede estar integrado a la cisterna y cumplir la misma función que permite optimizar el desempeño del sistema.

El asunto con nuestras cisternas es que muchas veces no se aprovecha adecuadamente el volumen útil del depósito, generando grandes depósitos que pierden eficiencia (como se muestra en la figura anterior) por no considerar el nivel de sumergencia requerido por los fabricantes, conforme lineamientos de NFPA. Una posible solución a esta problemática se plantea en la siguiente figura:

cisterna 2

Diseño de cisterna que incorpora la condición de sumergencia para optimizar el volumen útil.

En este caso, se logra un mejor aprovechamiento del depósito en la medida que se garantiza la sumergencia con un cárcamo de succión adecuado. Sin embargo, las dimensiones en planta dependerán en gran medida del radio que el cono de abatimiento de la succión pueda generar. Normalmente este valor es definido por los fabricantes de equipos sumergibles o de turbinas verticales y es importante tomarlo en cuenta al momento de definir los volúmenes dentro de una cisterna.

Conforme la experiencia, para equipos menores a 2,000 GPM (7,570 L/min), un cuadrado de entre 1.75 y 2 metros de lado debería ser suficiente para cubrir su cono de abatimiento. Para equipos de 250 GPM o menores, este valor puede disminuir a 1.50 metros.

Otro detalle importante que considerar es el espacio entre la rejilla de succión (ubicada posterior a los tazones) y el fondo del cárcamo. Conforme se ha establecido en NFPA, este valor debe ser al menos 12 pulgadas (30 centímetros), pero para diámetros de tazón grandes (mayor a 60 cm o 24 pulgadas) NFPA establece que esta distancia debe ser igual a la mitad del diámetro del tazón.

En conclusión, al momento de planificar un depósito a emplear con equipos de bombeo de turbina vertical (y en general, aquellos con cuerpo sumergible) es altamente recomendable tomar en cuenta estos criterios, de manera que el volumen óptimo de almacenamiento sea desarrollado al momento de operar el bombeo. cropped-logo.png

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