6 Manual Hidraulica 2017-1 PDF
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CUERPO GENERAL DE
BOMBEROS VOLUNTARIOS DEL
PERU
Curso
HIDRULICA APLICADA A LA
LUCHA CONTRA INCENDIOS
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Desde los comienzos de la lucha contra el fuego organizada, el xito de los Bomberos ha
dependido de su coraje, dureza y capacitacin. La carencia de herramientas y de equipos de
proteccin, exiga a los primeros Bomberos que desarrollasen un gran esfuerzo fsico y que
asumiesen enormes riesgo.
En el Bombero de antao, era un requisito imprescindible disponer de gran fuerza muscular
que le capacitase para los grandes esfuerzos que le exigan algunas intervenciones de
rescate. En el siglo XXI, sigue siendo un requisito fundamental para el Bombero tener un
gran coraje y determinacin, adems de una buena preparacin fsica y mental, pero el gran
incremento del arsenal de equipos permite intervenciones ms seguras y las herramientas
mecnicas, elctricas e hidrulicas, facilitan la realizacin de trabajos imposibles en otras
pocas.
El Bombero moderno debe tener unos amplios conocimientos tcnicos para aplicar, utilizar
y explorar toda la tecnologa a su alcance para incrementar las posibilidades de salvar vidas.
Desde la antigedad hasta hoy en da, la lucha contra el fuego ha sido la principal tarea de
los Bomberos. De hecho la palabra bombero se deriva de su trabajo con bombas hidrulicas.
En la actualidad sus tareas son de una amplia naturaleza aadindose a las del combate de
incendios otras actividades de rescate diversas, e incluso actuaciones en defensa del medio
ambiente.
Para la elaboracin de este manual se ha usado como principales referencias diferentes
manuales y normas que al final de este material se detallan.
El presente manual ha sido elaborado para el Cuerpo General de Bomberos Voluntarios del
Per el ao 2014 por:
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FICHA DE INSCRIPCIN
Curso: _________________________________________
Departamental: ____________________________________
1. Grado:_____________________________________________
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Firma
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Comentarios:___________________________________________________________
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INDICE
1. LECCIN 1 EL AGUA ............................................................................................................................................................. 10
1.1 INTRODUCCION ........................................................................................................................................................................... 10
1.2 DEFINICIN DEL AGUA ............................................................................................................................................................. 10
1.3 PROPIEDADES EXTINTORAS DE AGUA ................................................................................................................................. 11
1.3.1 LEY DE CALOR ESPECIFICO ....................................................................................................................................................... 11
1.3.2 LEY DE CALOR LATENTE DE EVAPORACIN ....................................................................................................................... 12
1.3.3 REA DE SUPERFICIE DEL AGUA ............................................................................................................................................ 12
1.3.4 GRAVEDAD ESPECIFICA............................................................................................................................................................. 14
1.3.5 VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL AGUA ......................................................................................................................... 14
1.3.6 LOS EFECTOS DE LA TENSIN SUPERFICIAL SOBRE EL AGUA ...................................................................................... 14
1.3.6.1 QU ES LA TENSIN SUPERFICIAL? .................................................................................................................................... 14
1.3.6.2 EFECTOS DE LA TENSIN SUPERFICIAL SOBRE EL AGUA .............................................................................................. 16
2. LECCIN 2 HIDRULICA ........................................................................................................................................................ 17
2.1 HIDRAULICA ............................................................................................................................................................................... 17
2.2 HIDROSTTICA E HIDRODINMICA .................................................................................................................................... 17
2.3 CAUDAL .......................................................................................................................................................................................... 18
2.4 PRESIN ......................................................................................................................................................................................... 19
2.4.1 UNIDADES DE PRESIN ............................................................................................................................................................ 19
2.4.2 MEDIDORES DE PRESIN ......................................................................................................................................................... 20
2.4.3 BARMETROS .............................................................................................................................................................................. 20
2.4.4 MANMETROS ............................................................................................................................................................................ 20
2.4.4.1 MANMETRO DE COLUMNA DE LQUIDO......................................................................................................................... 20
2.4.4.2 MANMETROS MECNICOS .................................................................................................................................................. 21
2.4.4.2.1 MANMETROS DE TUBO DE BOURDON ................................................................................................................. 22
2.4.4.2.2 TUBOS DE BOURDN ESPIRAL Y HELICOIDAL ........................................................................................................ 22
2.4.4.2.3 MANMETROS DE FUELLE ........................................................................................................................................... 23
2.4.4.2.4 MANMETROS DE DIAFRAGMA ................................................................................................................................. 23
2.4.5 TRANSDUCTORES DE PRESIN............................................................................................................................................... 24
2.4.5.1 ELEMENTOS ELECTROMAGNTICOS.................................................................................................................................... 24
2.4.5.1.1 TRANSDUCTOR DE PRESIN MEDIDOR DE TENSIN .......................................................................................... 24
2.4.5.1.2 LOS TRANSDUCTORES RESISTIVOS ............................................................................................................................ 24
2.5 PRINCIPIOS DE PRESION ........................................................................................................................................................... 24
2.5.1 PRIMER PRINCIPIO ..................................................................................................................................................................... 24
2.5.2 SEGUNDO PRINCIPIO ................................................................................................................................................................. 25
2.5.3 TERCER PRINCIPIO ...................................................................................................................................................................... 25
2.5.4 CUARTO PRINCIPIO .................................................................................................................................................................... 25
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1. Leccin 1 El Agua
Competencias
1. Definir que es el agua.
2. Identificar las caractersticas del agua
3. Definir las diferentes propiedades extintoras del agua.
1.1 INTRODUCCION
Los equipos modernos utilizados en los Cuerpos de Bomberos, tienen su origen en la era
Cristiana, cuando ya en Roma se conoca la Bomba de
Pistn y en Grecia la de doble accin operada manualmente.
No fue hasta 1908 en que entro en servicio la bomba rotativa con xito, siendo esta la
principal utilizada y luego en 1930 aparecieron las bombas centrifugas que han perdurado
hasta nuestros das.
Podemos considerar que la parte fundamental de todo equipo rodante contra incendio es
la BOMBA, por eso es obligacin de todo operador conocer su funcionamiento, sus partes y
capacidades.
Ya que gracias a ella, se puede atacar el fuego con suficiente fuerza y cantidad de agua
como para absorber la parte del calor del incendio que mantiene la combustin.
Los Carros de Extincin de Incendio desempean una de las funciones ms importante en
los Cuerpos de Bomberos, ya que adems de realizarla funcin de absorber, recibir y
desplazar agua u otro elemento por medio de su sistema de bombeo, tambin permiten
transportar personal y equipo para combatir los incendios.
En tal sentido, la funcin del Operador de la bomba, es fundamental en las operaciones de
extincin de incendios y por lo cual debe realizar un trabajo eficiente y efectivo. Para lo
anterior, se debe conocer la forma correcta y adecuada a cada situacin de operar una
bomba de incendios.
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Como agente extintor, el agua se ve afectado por dos leyes naturales de la fsica. La ley de
calor especfico y la Ley de calor latente de evaporacin. Estas leyes son de importancia
vital a la hora de tener en cuenta la capacidad del agua para absorber calor. La cantidad de
calor que absorbe el agua tambin se ve afectado por la superficie total de agua expuesta a
ste. Otro elemento que debe tenerse en cuenta es la gravedad especfica.
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Utilice la tabla y divida el calor especifico del agua (1,00) por el calor especifico del dixido
de carbono gas (0,19). Observe que se necesita una cantidad de calor cinco veces superior
para elevar la temperatura de 1 libra de agua en 1F que la necesaria para elevar la misma
cantidad de dixido de carbono en gas hasta los mismos grados.
En otras palabras, una cantidad determinada de agua absorber cinco veces ms calor que
la misma cantidad de dixido de carbono. Si se comparan los diferentes materiales de la
lista, se ve claramente que el agua es el material que mejor absorbe el calor.
Es la cantidad de calor que absorbe una sustancia cuando pasa de lquido a vapor. La
temperatura a la que un lquido absorbe calor suficiente para convertirse en vapor se
conoce como punto de ebullicin. A nivel del mar, el agua empieza a hervir a 100C. Sin
embargo, la evaporacin no se produce por completo en el instante en el que el agua
alcanza el punto de ebullicin. Cada kilogramo de agua necesita aproximadamente 2,240 KJ
de calor adicional para convertirse por completo en vapor.
El calor de evaporacin es relevante para la lucha contra incendios, ya que mientras el agua
absorbe los 2.240 KJ por kilogramo, la temperatura no aumenta por encima de los 100C.
La cantidad de calor que un objeto combustible puede producir depende de del material
del que est compuesto. La velocidad a la que el objeto libera el calor depende de factores
como la forma fsica, la cantidad de superficie expuesta y el abastecimiento de aire u
oxgeno.
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La velocidad de expansin del agua hace que sea muy eficaz para extinguir incendios.
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No obstante, el uso del agua como agente extintor tambin presenta algunos
inconvenientes. Estas son algunas de las propiedades del agua que suponen una
desventaja:
El agua presenta una tencin superficial alta, por lo que no empapa los materiales
densos. Sin embargo, si se le aade agentes humectantes, se reduce la tencin
superficial y aumente la capacidad de penetracin
El agua puede ser un agente reactivo para ciertos combustibles, como, por ejemplo,
los metales combustibles
El agua posee niveles bajos de opacidad y de reflexin, por lo que el calor radiante
puede atravesarlo con facilidad
El agua se congela a 0C, lo que representa un problema para las jurisdicciones con
climas fros. La congelacin del agua es un peligro para los bomberos, ya que el
hielo que se forma tanto afuera como adentro de los equipos puede traer averas
de los mismos
El agua es un buen conductor de la electricidad, por lo que puede representar un
peligro para los bomberos que trabajan alrededor de equipos con cargas elctricas
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Esta tensin superficial se debe a que las fuerzas que afecten a cada molcula son
diferentes en el interior del lquido y en la superficie de ste.
En el interior de un lquido (a nivel microscpico) una molcula es atrada por todas las
que le rodean (fuerzas de cohesin), de manera que el efecto total es nulo, es decir,
cada molcula est sometida a fuerzas de atraccin que en promedio se anulan, las
molculas estn en equilibrio. El nivel de energa en el interior de un lquido es muy
bajo.
Pero en la superficie las fuerzas que atraen a las molculas hacia abajo no pueden ser
neutralizadas por las molculas superiores, si en el exterior del lquido tenemos un gas,
existir una mnima fuerza atractiva hacia el exterior, pero en realidad esta fuerza es
despreciable debido a la gran diferencia de densidades entre el lquido y el gas.
Las molculas situadas en la superficie tienen una mayor energa promedio que las
situadas en el interior, por lo tanto la tendencia ser a disminuir la energa total, y ello
lo logra disminuyendo el nmero de molculas situadas en la superficie, por lo que se
produce una reduccin de rea hasta el mnimo posible.
El valor de la tensin superficial depende de la magnitud de las fuerzas
intermoleculares en el seno del lquido. De esta forma, cuanto mayor sean las fuerzas
de cohesin del lquido mayor ser su tensin superficial. Podemos ilustrar este
ejemplo considerando tres lquidos: hexano, agua y mercurio. En el caso del hexano, las
fuerzas intermoleculares son de tipo de Van der Waals. El agua, aparte de la de Van der
Waals tiene interacciones de puente de hidrgeno, de mayor intensidad, y el mercurio
est sometido al enlace metlico, la ms intensa de las tres. As, la tensin superficial
de cada lquido crece del hexano al mercurio.
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Otro de los efectos de la tensin superficial tiene que ver con su efecto sobre los bordes de
un recipiente.
Cuando un lquido est en contacto con un slido se ponen de manifiesto la cohesin que
son las fuerzas que actan dentro de una masa de lquido (fuerza liquido-lquido), y la
adherencia que son las fuerzas que aparecen en la superficie de un lquido (fuerza slido-
lquido).
Los dos efectos que nos produce la tensin superficial de los lquidos y que limita o
disminuye su capacidad extintora lo podemos resumir en los siguientes:
- La capacidad que tiene el agua de adherirse a las paredes del slido que lo contiene o por
donde circula, produce una importante limitacin del agua para penetrar a fuegos en
profundidad, el agua es como que se pega al slido, a los bordes o grietas y no penetra
todo lo que quisiramos o simplemente forma canales en el interior de las pilas de
combustibles.
- El agua se encorva para presentarnos la menor superficie posible y con eso lograr el
equilibrio mencionado anteriormente, con lo que nos limita la superficie libre por donde el
agua puede transferir calor.
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2. Leccin 2 Hidrulica
Competencias
2.1 HIDRAULICA
Es una rama de la mecnica de fluidos y ampliamente presente en la ingeniera que se
encarga del estudio de las propiedades mecnicas de los lquidos.
En los lquidos en reposo, la presin a la que estn sometidos depende de su propio peso, y
de las fuerzas que se le estn aplicando desde el exterior, por ejemplo, la presin
atmosfrica.
En los lquidos en movimiento, la energa adquirida por la velocidad del lquido (energa
cintica) se suma a la energa potencial, con lo que su capacidad de realizar un trabajo es
mayor.
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2.3 CAUDAL
Se llama caudal a la cantidad de lquido que circula por una tubera o sale por un orificio en
la unidad de tiempo. Tambin se le denomina gasto.
El caudal se mide en unidades de capacidad por unidad de tiempo, por ejemplo en litros
por minuto (l/m), litros por segundo (l/s), metros cbicos por hora (m3/h), etc. En el
sistema internacional se utiliza el metro cbico por segundo (m3/s), para lo cual la
velocidad debe ir en m/s y la seccin en m2.
Para medir el caudal se utilizan equipos llamados caudalmetros.
El caudal (Q) es directamente proporcional a la densidad del fluido (D), a la seccin (S) de la
tubera o del orificio y a la velocidad (V) del lquido.
Q=SxV
Dado que el fluido que se considera en este captulo es siempre el agua, se desprecia el
factor densidad y peso especfico en las frmulas, por ser su valor la unidad. Como las
tuberas, mangueras y orificios utilizados en la lucha contra el fuego son siempre
circulares, esta expresin puede tambin ponerse en funcin del dimetro del orificio.
Q = 0,785 d2 V
El caudal que circula por una conduccin de seccin circular es directamente proporcional
al cuadrado de su dimetro y a la velocidad que lleva el agua.
Si el dimetro de la manguera se duplica, el caudal se cuadriplica, siempre que la velocidad
del agua se mantenga.
En una instalacin de mangueras por la que est pasando un cierto caudal, si aumentamos
el dimetro, la velocidad disminuye (Q = S x V), salvo que se incremntela presin y con ello
la velocidad del agua.
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2.4 PRESIN
Cuando se aplica una fuerza sobre un objeto, este tiende a desplazarse en la direccin de la
fuerza, o a deformarse o a comprimirse en el caso de que no pueda desplazarse. Tambin
pueden producirse ambos efectos simultneamente. El efecto o la tendencia a la
deformacin o compresin son mayores si la misma fuerza se aplica sobre una superficie
ms pequea.
Se conoce como presin la fuerza aplicada por unidad de superficie. Es decir la presin (P)
es la relacin entre la fuerza aplicada (F) y la superficie (S) sobre la cual se aplica:
F
P=
S
El efecto de una fuerza cualquiera sobre una superficie depende del tamao de dicha
superficie, es decir depende de la presin que dicha fuerza ejerce sobre la superficie.
Ese principio se utiliza para andar sobre la nieve sin hundirse. Las raquetas para nieve o los
esqus reparten el peso del usuario sobre una gran superficie, disminuye el peso aplicado
por unidad de superficie, es decir disminuye la presin sobre el terreno.
Por idntico principio, un pico afilado penetra mejoren cualquier superficie que un pico
romo. Al estar ms afilado, la superficie de contacto es menor, incrementndosela presin.
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2.4.2 Medidores de Presin
2.4.3 Barmetros
2.4.4 Manmetros
Los manmetros son los instrumentos utilizados para medir la presin de fluidos (lquidos y
gases). Lo comn es que ellos determinen el valor de la presin relativa, aunque pueden
construirse tambin para medir presiones absolutas. Todos los manmetros tienen un
elemento que cambia alguna propiedad cuando son sometidos a la presin, este cambio se
manifiesta en una escala o pantalla calibrada directamente en las unidades de presin
correspondientes. Cuando el aparato de medicin sirve para medir presiones que cambian
muy rpidamente con el tiempo como por ejemplo, dentro del cilindro del motor de
combustin interna, recibe el nombre de transductor, reservndose el nombre de
manmetro para aquellos que miden presiones estticas o de cambio lento.
Doble columna lquida utilizada para medir la diferencia entre las presiones de dos fluidos.
El manmetro de columna de lquido es el patrn base para la medicin de pequeas
diferencias de presin.
Los tipos bsicos de manmetro de tubo de vidrio son el de tubo en U y los de tintero, que
pueden medir el vaco o la presin manomtrica dejando una rama abierta a la atmsfera.
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Manmetro de tintero
Se dividen en los que tienen elementos de medida directa que miden la presin
comparndola con la ejercida por un lquido de densidad y altura conocidas, y los que
tienen elementos primarios elsticos que se deforman por la presin interna del fluido que
contienen.
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Estos manmetros tienen un tubo metlico elstico, aplanado y curvado de forma especial
conocido como tubo de Bourdon tal y como se muestra en la figura. Este tubo tiende a
enderezarse cuando en su interior acta una presin, por lo que el extremo libre del tubo
de Bourdon se desplaza y este desplazamiento mueve un juego de palancas y engranajes
que lo transforman en el movimiento amplificado de una aguja que indica directamente la
presin en la escala.
Manmetro y Vacumetro.
Los tubos de Bourdn espiral y helicoidal se hacen de tubera con seccin transversal
aplanada. Ambos fueron diseados para proporcionar mayor recorrido de la extremidad
del tubo, sobre todo para mover la pluma de grabacin de registradores de presin.
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La velocidad a la que circula un fluido por una manguera o tubera depende de la presin
que se le aplique. Es importante identificar el tipo de presin del que hablamos, ya que
este trmino posee un significado muy amplio en el campo de los fluidos. Existen seis
principios bsicos que determinan la accin de la presin sobre los fluidos. Por lo tanto, es
muy importante que el conductor/operador conozca bien estos principios antes de
estudiar los tipos de presin.
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Existen varios trminos que se aplican a los diferentes tipos de presin que pueden
encontrarse en un sistema de abastecimiento de agua y durante las actuaciones de los
bomberos. El conductor/maquinista debe estar familiarizado con todos ellos, de modo que
utilice el adecuado contexto.
La atmsfera es la masa de aire que rodea la Tierra y determina, a causa de su peso, una
presin sobre los cuerpos situados en la superficie terrestre. Nosotros mismos estamos
constantemente bajo el efecto de la presin debida al peso de la columna de aire que
tenemos sobre nosotros y que alcanza hasta el lmite superior de la atmsfera. Soportamos
ese peso sin trastornos gracias a que nuestro organismo est adaptado para ello.
As, se llama presin atmosfrica a la fuerza por unidad de superficie ejercida por la
atmsfera sobre los cuerpos situados en la superficie de la Tierra. El valor de la presin
atmosfrica, medido al nivel del mar, es equivalente a la presin que hace una columna de
mercurio de 760 mm, o bien una columna de agua de 10 metros.
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2.6.4 Presin de velocidad o Dinmica
En el caso del agua en movimiento, por ejemplo circulando por una manguera, la velocidad
del agua genera una presin en la direccin del movimiento. A esta presin generada por la
velocidad del agua se la denomina presin dinmica o presin de velocidad.
La presin de velocidad puede hacer subir al agua a una determinada altura. Si orientamos
una manguera en vertical hacia arriba, el agua que salga por la boquilla seguir
ascendiendo hasta detenerse, es decir hasta que su velocidad sea 0.
A la altura que puede alcanzar el agua debida a la velocidad de salida, es decir a la presin
de velocidad, se la denomina altura de velocidad.
Por otro lado, la velocidad de salida es la misma que tendra la misma masa de agua si
cayera libremente desde una distancia equivalente a la altura de velocidad.
Un cuerpo que cae libremente desde una altura determinada (h v) est sometido a la
aceleracin de la gravedad (g), y llegar al suelo con una velocidad (v) proporcional a la raz
cuadrada del doble del producto de dicha altura por la aceleracin de la gravedad.
Esta misma frmula se utiliza para calcular la altura de velocidad hv que alcanzara el agua
con una velocidad v.
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En otras palabras, La Presin Residual es una fraccin de la presin total registrada
inicialmente, que queda sin que sea utilizada para compensar la friccin o diferencias de
alturas cuando pasa el agua por un conducto o accesorio.
El agua a presin en una manguera ejerce una presin normal sobre las paredes de la
misma. Si el agua dentro de la manguera est en reposo porque la vlvula de salida est
cerrada, toda la presin se ejercer sobre las paredes de la manguera. Esta presin normal
en un lquido en reposo tambin se llama presin esttica. Cuando el lquido est en
movimiento se denomina presin residual.
La presin normal es la ejercida sobre las paredes de una manguera o una tubera que
contiene agua a presin.
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La presin (p) que ejerce una columna de agua de una altura h es directamente
proporcional a su peso especfico ().
p = 9,81 x h
1
h= xp h= 0,102x p
9,81
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PB = PP + PF PE + PS
PB = Presin de bomba
PP = Presin en la salida del pitn
PF = Perdida por friccin
PE = Presin de elevacin (altura)
PS = Perdida por el sistema (Conexiones Bifurcaciones, etc.)
El principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el fsico y matemtico
francs Blaise Pascal (16231662) que se resume en la frase:
La ley de Pascal es la base para comprender la relacin entre fuerza, la presin y el rea. La
relacin a menudo se expresa con el siguiente smbolo:
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Cuando sumamos cierta cantidad de lquido adicional, ste se desplaza hasta alcanzar un
nuevo nivel de equilibrio, el mismo en todos los recipientes. Sucede lo mismo cuando
inclinamos los vasos; aunque cambie la posicin de los vasos, el lquido siempre alcanza el
mismo nivel.
Esto se debe a que la presin atmosfrica y la gravedad son constantes en cada recipiente,
por lo tanto la presin hidrosttica a una profundidad dada es siempre la misma, sin influir
su geometra ni el tipo de lquido.
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Dado que el caudal es el producto de la superficie de una seccin del conducto por la
velocidad con que fluye el fluido, tendremos que en dos puntos de una misma tubera se
debe cumplir que:
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Se puede concluir que puesto que el caudal debe mantenerse constante a lo largo de todo
el conducto, cuando la seccin disminuye, la velocidad del flujo aumenta en la misma
proporcin y viceversa.
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En un depsito grande con un orificio en la parte inferior la velocidad de salida del agua por
el orificio es igual a la raz cuadrada del doble del producto entre la diferencia de cotas (h)
entre el orificio y la superficie del agua, por la aceleracin de la gravedad:
v= 2 gh
Esto es vlido para un depsito grande porque:
- la velocidad de descenso del nivel de agua se considera despreciable (VA=0)
- a presin en la superficie del agua y en el orificio de salida son iguales (pA= pB = presin
atmosfrica).
La velocidad de salida del agua por un orificio en un depsito grande puede calcularse
aplicando el Teorema de Bernoulli.
Esta depresin, que se produce al incrementarse la velocidad del fluido como consecuencia
de una disminucin brusca de la seccin de la tubera, genera un efecto de succin. Esto es
lo que se conoce como efecto Venturi.
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Demostracin del efecto Venturi: la disminucin de la seccin crea un aumento de la
velocidad el lquido y por tanto una depresin.
El efecto Venturi, es decir la succin que genera un chorro de agua que reduce
bruscamente su seccin, se utiliza en varios equipos y tcnicas de bomberos.
Uno de estos equipos son los proporcionadores de espuma, en los que el efecto de succin
se utiliza para aspirar el espumgeno de un depsito auxiliar.
En el proporcionador, el agua pasa por una zona de menor dimetro, lo que incrementa su
velocidad y, por ello produce una depresin. Esta depresin genera una succin en un
conducto al que se conecta el depsito de espumgeno, con lo que el espumgeno es
aspirado hacia el proporcionador, mezclndose con el agua que circula por la manguera. La
seccin de salida vuelve a ser la de entrada con objeto de restablecer la presin del sistema
con la mnima prdida de presin por rozamiento.
Si se interrumpe o vara bruscamente el caudal de agua que circula a cierta velocidad por
una manguera, o cualquier otra tubera, se producen en sus paredes presiones tan fuertes
que pueden llegar a romperlas, o incluso a arrancar una unin o una vlvula.
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Al cerrarse la vlvula, toda la
presin se transforma en presin
esttica. Si el cierre es brusco se
produce un golpe de ariete.
El golpe de ariete es un efecto pernicioso que puede hacer perder la estabilidad del
bombero de punta de lanza, ya que se genera un fuerte efecto de reaccin; Esto ser
especialmente peligroso si se est trabajando en un tejado. La fuerza del golpe de ariete
puede llegar a romper tuberas, vlvulas o accesorios.
Es un fenmeno complejo con graves efectos, que puede evitarse si se cierran las llaves de
paso o la lanza de la manguera progresivamente.
POR FRICCION
POR ELEVACION
POR EL SISTEMA Y SUSCOMPONENTES
PPT = PF PE + PS
Dnde:
PPT= Perdida total de presin de sistema
PF= Perdida por Friccin
PE= Perdida o ganancia por Elevacin o Cada de nivel
PS= Perdida por el Sistema y sus Componentes
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Valores de la Constante C:
1 " 24
1 3/4" --15.5
2" 2
3" 0.8
4" 0.2
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PF = C (gpm/100) 2 (pies/100)
Manguera de 11/2 C: 24
FLUJO EN GPM
40 60 80 95 125 150
Longitud del tendido en
Perdida de presin por friccin en PSI.
metros
30 4 9 15 22 38 54
60 8 17 31 43 75 108
90 12 26 46 65 113 162
120 15 35 61 87 150 216
150 19 43 77 108 188
FLUJO EN GPM
40 60 80 95 125 150 175 200
Longitud del tendido en
Perdida de presin por friccin en PSI.
metros
30 2 5 9 14 24 35 47 62
60 4 11 19 28 48 70 95 124
90 7 16 29 42 73 105 142 186
120 9 22 39 56 97 140 190
150 12 27 49 70 121 174
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FLUJO EN GPM
95 125 150 175 200 225 250 275 300 350
Longitud del
Perdida de presin por friccin en PSI.
tendido en metros
30 2 3 4 6 8 10 13 15 18 25
60 4 6 9 12 16 20 25 30 36 49
90 5 9 13 18 24 30 38 45 54 74
120 7 12 18 25 32 41 50 61 72 98
150 9 15 22 31 40 51 63 76 90 123
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FLUJO EN GPM
125 200 250 325 500 750 1,000 1,250
Longitud del
Perdida de presin por friccin en PSI.
tendido en metros
30 1 2 5 8 20 45 80 125
60 2.5 5 10 17 40 90 160 250
90 4 8 15 25 60 135 240
120 5 10 20 34 80 180
150 6.5 13 25 42 100 225
180 8 16 30 51 120
210 9 18 35 59 140
240 10 21 40 68 160
270 12 24 45 76 180
300 13 27 50 85 200
330 55 93 220
360 60 101 240
390 65 110
420 70 118
450 75 127
480 80 135
510 85 144
540 90 152
570 95 161
600 100 169
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En este caso la presin generada por el peso de la columna de agua jugar en contra de la
presin de salida del cuerpo bomba.
Para efectos prcticos de clculo se puede considerar que por cada metro que tenga que
subir el agua esta ejercer una presin de 1.5 psi en contra del flujo y cuando esta se dirija
bajo el nivel del suministro aumentara por cada metro 1.5 psi. Esto es generado por el peso
del agua.
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Un aspecto que hay que tener en cuenta al aplicar presin en una manguera es que el agua
tiene un lmite de velocidad. Si ste se sobrepasa, la friccin es tan grande que el agua de la
manguera de agita a causa de la resistencia. Algunas caractersticas de los tendidos de
mangueras como el tamao de la manguera y la longitud de tendido tambin afectan a la
prdida por friccin.
Para reducir la prdida de presin por friccin, tenga en cuenta seguir las siguientes
recomendaciones:
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La Fuerza de retroceso es cuando el pitn arroja agua con un cierto caudal y la presin
produce una reaccin, es decir una fuerza equivalente pero en sentido contrario.
En el caso de un pitn neblinero a 100psi, esa reaccin es equivalente en kgs. al 24% de los
gpm que se descargan.
Como los incendios se apagan en funcin del caudal que se les arroja, no se puede
disminuir la reaccin a un nivel que acomode al o los bomberos que operan un pitn, stos
tambin deben tener el suficiente entrenamiento como para poder manejar sin problemas
un pitn con alta reaccin por ejemplo:
Un pitn neblinero a 250 gpm tiene una reaccin de 60 kgs por lo que se debe actuar con
las consideraciones del caso.
NR=1.57 x d2 x NP
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Competencias
La condicin esencial para que el funcionamiento de una bomba sea posible es que se
produzca la transmisin de la energa cintica. Para ello es necesario que se realice el
contacto entre el agua y el impulsor. Esta fase que asegura el contacto entre el lquido y el
impulsor es la fase de cebado.
Para poder aspirar agua desde un punto inferior, una bomba necesita crear en su interior
un vaco equivalente a la presin atmosfrica.
Pero conocemos que la altura de aspiracin mxima terica es de 10,33 mts de agua al
nivel del mar, eso equivale a la presin del aire que tenemos sobre nosotros.
Para lograr que los carros de extincin puedan aspirar y levantar esta columna de agua se
adjunta a la bomba principal de incendio una bomba pequea (comnmente llamada
cebador), especializada en la extraccin de aire, estas bombas que normalmente pueden
crear un vaco de 0,8 bar, es decir podra elevar agua hasta unos 8 metros, conocida como
el Primer.
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En general la fase inicial de cebado (alimentacin) se realiza sin problema, pero para que el
funcionamiento permanente sea correcto, es necesario que el caudal de salida sea igual al
que ingresar a la bomba, para ello recordemos:
a.- Un hidrante tiene un caudal lmite, el caudal mximo se obtiene con presin de salida
"cero"
b.- La presin de un hidrante disminuye cuando el caudal demandado aumenta.
c.- Cuanto mayor sea la distancia entre el hidrante y la bomba, tanto mayor sern las
prdidas de carga en la lnea de alimentacin. Estas prdidas pueden llegar a ser
limitantes en el caso de la demanda de grandes caudales.
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3.3.3 Alimentacin desde una Napa de Agua
Una bomba alimentada desde una napa de agua cuyo nivel es inferior al del eje de la
bomba, se encuentra: en aspiracin.
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3.5 CAVITACION
La cavitacin se produce cuando se trata de desalojar un caudal mayor que el que est
entrando. Esto produce una brusca baja de presin en el agua del interior del rodete por lo
que esta hierve a temperatura ambiente y las burbujas producidas chocan como arena
contra los impulsores, erosionndolos.
Para evitar que eso ocurra, la presin de entrada debe ser siempre superior a 0,5 bar (7
psi), si de todos modos ocurriera, se deben bajar la RPM hasta que se estabilice la presin
de salida y el manmetro compuesto vuelva a marcar presin sobre 0, o mejor an al
menos 0,5 bar de entrada.
La llave de retorno debe abrirse nicamente para rellenar el estanque cuando sobra agua, y
nunca como una forma de control de presiones, cavitacin o golpes de ariete. Es
tcnicamente incorrecto utilizarla as, para esos casos lo correcto es estar atento a los
manmetros, saber interpretar lo que nos indican y actuar de acuerdo a ello.
La cavitacin puede producirse tambin por la aspiracin desde fondos desiguales, con la
produccin de remolinos (vrtices) que disocian el aire del agua, o cuando el orificio de
descarga est cerrado o casi cerrado lo que provoca que la mayora del flujo recircule por la
bomba
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Teniendo el agua una temperatura de 25 oC, una columna atmosfrica de 10.8 mts y un
desnivel de 3 mts entre la fuente de agua y la bomba, la presin terica mxima de entrada
a la bomba es de 7.08 mts.
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En rgimen esttico ideal, la presin de entrada a la bomba es igual a la altura de la
columna de agua proveniente de la presin atmosfrica corregida por los factores de
temperatura y altitud.
En rgimen dinmico, cuando la bomba entrega caudal, este valor de la presin de entrada
es menor debido a:
a. la puesta en movimiento del agua necesita una cierta energa cintica que provendr de
una transformacin de energa de presin;
b. la perdida de carga en la lnea de aspiracin aumenta con el caudal y con la longitud de
la lnea de aspiracin
c. la perdida de carga a la entrada de la bomba para que el agua llegue a contactar a las
palas del impulsor. Esta prdida de carga aumenta considerablemente con el aumento
del caudal.
Si se tienen en cuenta estos factores, puede ocurrir que la presin de entrada al impulsor
sea muy dbil e inferior a la tensin de vapor del agua a la temperatura considerada.
Veamos que ocurre entonces.
1. El agua se vaporiza y aparecen burbujas de vapor en la vena liquida. Luego de pasar por
el impulsor la presin aumenta y vuelve a ser superior a la de la tensin de vapor - por lo
tanto las burbujas se reabsorben produciendo cavidades.
2. Esta produccin de cavidades en las descargas generan choques muy violentos
(ruidosos) y corrosiones mecnicas que pueden averiar considerablemente los rganos
de la bomba.
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Esta altura tiene valores lmites tericos y la succin depende de factores ptimos que
intervienen en el proceso de cebado, a saber:
Presin atmosfrica normal de 1013 mbar
Un cebador capaz de crear un vaco de 0 bar
Agua a temperatura de 4 C
Ubicacin con respecto al nivel del mar
Lneas de aspiracin y vlvulas perfectamente hermticas
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3.6.1 Altura Prctica de Succin
La altura mxima ideal no se consigue en la prctica debido a diversas causas:
Las condiciones mencionadas hacen que en la prctica se puede obtener una altura
geomtrica de aspiracin no mayor de 7,5 m. El buen funcionamiento de la bomba no se
resume a tener un buen cebado sino que se debe asegurar que la expulsin no sea mayor
que la alimentacin. De esta forma se evita la cavitacin que en general aparece con los
grandes caudales y gran altura de aspiracin.
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(dos secciones)
Altura de aspiracin en metros
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H altitud = 1,25 Z
Donde H altitud en mca (metros de columna de agua)
Z km (kilmetros)
Si este anlisis lo hacemos a una altura de 4000 mts. aprox. sobre el nivel del mar, vemos
que la mxima altura de aspiracin terica es de 5,33 metros.
La influencia de la altitud sobre la altura geomtrica mxima de aspiracin es ms
significativa que la influencia de la temperatura en las aplicaciones de los bomberos.
Esta es una constante que afectar segn dicha posicin geogrfica y es muy importante
que los Operadores tengan en cuenta esta correccin.-
El efecto de la temperatura del agua y la altitud se acumularn y sern factores que
afectarn la altura de aspiracin.
Todos estos factores afectarn al rendimiento de la bomba y puede someterla a
condiciones de cavitacin, que pueden llegar a daarla.
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Competencias
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Las figuras ilustran el funcionamiento de la bomba a pistn. Se observa el pistn que tiene
movimiento alternativo y las vlvulas A y B que se abren y cierran segn la presin del
lquido dentro de la bomba.
Posicin 1 - EN REPOSO:
El pistn esta inmvil y las vlvulas sobre sus sellos, esto es cerradas, el sistema est en
equilibrio: no fluye agua.
NOTA: Este mismo funcionamiento es vlido para gases en lugar de agua. Ejemplo: inflador
de bicicleta.
El caudal de la bomba a pistn depende del volumen del cuerpo de la bomba y de la
velocidad del pistn. Como inconvenientes de la bomba a pistn aparece la fluctuacin de
la presin con cada movimiento y el peligro de roturas al trabajar con caudal cero por tener
cerrado el conducto de expulsin.
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Las bombas centrfugas contra incendio pueden ser de baja presin (hasta unos 210 o 280
psi.), de alta presin (de 210 a 850 psi.) o combinadas, que agrupan una etapa de baja y
otra de alta que pueden trabajar independientemente. La mayor presin se consigue
aumentando el dimetro del rodete o su velocidad.
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Hay bombas que disponen de varios rodetes unidos por el mismo eje de modo que la salida
de uno comunica con la entrada del siguiente, con lo que pueden conseguirse mayores
presiones para un mismo caudal.
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Esta representacin grfica de las prestaciones de la bomba permite ver el caudal que
puede obtenerse a una determinada presin.
Las bombas pueden ser de velocidad fija o de velocidad variable. Las de velocidad variable
tienen varias curvas caractersticas, ya que sus prestaciones varan con la velocidad del
motor.
Curvas caractersticas. La superior de una bomba de velocidad fija. Las inferiores de una
bomba de velocidad variable.
En las instalaciones fijas de extincin, se utilizan bombas que siempre giran a la misma
velocidad. En la mayora de los casos el motor es elctrico, aunque tambin se utilizan
motores disel.
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Las bombas que se montan en los camiones de bomberos estn accionadas por el propio
motor del camin, y pueden trabajar a distinta velocidad en funcin de la aceleracin que
se confiera al motor.
Las motobombas porttiles accionadas por motores de gasolina tambin tienen una
velocidad variable en funcin de la velocidad del motor.
Una bomba de velocidad variable se representa por varias curvas indicativa de sus
prestaciones de caudal y presin a las diferentes velocidades que puede alcanzar.
Las curvas correspondientes a mayor velocidad estn desplazadas hacia arriba en el grfico.
Incrementndola velocidad de la bomba puede conseguirse ms caudal con la misma
presin, o ms presin con el mismo caudal.
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5. Leccin 5 Mangueras
Competencias
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La manguera rgida de absorcin est diseada para soportar parte del aspirado de la
extraccin rgida de absorcin se fabrica con un material reforzado de goma diseado para
soportar las condiciones parciales de absorcin que provoca la extraccin. Est disponible
en tamaos que van de 2,5 a 6 pulgadas.
Las conexiones para mangueras contraincendios estn fabricadas con materiales duraderos
y diseadas de modo que sea posible conectarlas y desconectarlas con poco esfuerzo y en
poco tiempo. Los materiales utilizados en las conexiones para mangueras contraincendios
suelen ser aleaciones de latn, aluminio y magnesio, en porcentajes diversos. Estas
aleaciones hacen que la conexin sea duradera y fcil de unir a la manguera. Gran parte de
la eficacia de las actuaciones con mangueras contraincendios depende del estado y
mantenimiento de estas conexiones, por lo que los bomberos deben conocer los tipos de
conexiones con las que trabajan.
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5.3.1 Tipos de conexiones para mangueras contraincendios
El cuerpo de bomberos utiliza diversos tipos de conexiones para mangueras. Las que se
utilizan ms a menudo son la conexin roscada y la conexin Storz
Las conexiones de un cuarto de vuelta, con orejas de media luna para crudo y de broches
se utilizan con menos frecuencia.
Las fabricadas con materiales como aleaciones de latn y aluminio y aleaciones de aluminio
con un recubrimiento duro no se oxidan. Se pueden fabricar mediante forja, extrusin o
fundicin.
Las conexiones forjadas son ms fuertes que las extruidas y soportan bien el uso normal. A
un que las conexiones extruidas tienden a ser algo ms dbiles que las forjadas, se acepta
su uso en las actuaciones contraincendios. Las fundidas son las ms dbiles y apenas se
utilizan para las mangueras contraincendios modernas.
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Tetn, de media luna y de orificio. Aunque an se encuentran conexiones con orejas tetn,
no se solicitan tanto con las nuevas mangueras contraincendios porque tienden a
engancharse cuando se arrastran sobre objetos. La manguera nodriza suele tener
conexiones con orejas de orificio, que no son ms que perforaciones superficiales en el
acople. Este diseo de oreja evita la abrasin que aparecera si la manguera tuviera orejas
protuberantes y estuviera enrollada en un carrete para mangueras. Los orificios estn
diseados para aceptar llaves especiales que se pueden usar para unir o desunir la
manguera.
Las conexiones roscadas actuales tienen orejas de media luna redondeadas. La mayora de
las mangueras que se compran hoy en da van equipadas con orejas de media luna para
que la conexin se deslice por las obstrucciones cuando se mueve la manguera sobre el
suelo o alrededor de objetos. Existen conexiones para mangueras con dos o tres orejas de
media luna.
Otra caracterstica que presentan algunas conexiones roscadas son el corte y el indicador
Higbee. El corte Higbees un tipo especial de diseo de rosca en que el principio de la rosca
est cortado para proporcionar una conexin positiva con las primeras roscas de la otra
conexin, lo que tiende a eliminar el trasroscado. Una de las orejas de la articulacin
presenta una muesca superficial, el indicador Higbee, para marcar dnde empieza el corte
Higbee. Este indicador ayuda a unir la rosca de la conexin macho con la de la conexin
hembra, que no est a la vista.
Es por ello que se debe de usar para tendidas de gran longitud mangueras de mayor
dimetro las cuales presentan menor perdida de presin por friccin.
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Competencias
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6.2.1 Chorro Liso/Smooth Bore: Este tipo de pitn provee un nico patrn consistente en
una vena lquida que mantiene coherencia a lo largo de su alcance efectivo
(convirtindose en gotas extremadamente grandes pasado este punto).
6.2.2 Combinados: Este tipo de pitn es capaz de generar una variedad de patrones de
chorro, desde uno liso a un cono de niebla. Tanto el chorro liso como el cono de
niebla estn compuestos por gotas pequeas de dimetros variables. El dimetro de
la gota y su consistencia dependen del diseo del pitn y la presin de operacin (a
altas presiones se obtienen gotas ms pequeas).
6.2.3 Pitones para usos especiales: Adems de los de chorro liso y de los combinados,
existen una variedad de pitones especiales como pueden ser los de penetracin, los
utilizados en techos (de varios tipos) y los de ultra alta presin de chorro liso que
pueden ser utilizados para cortar materiales varios como as tambin para producir
neblinas compuestas por gotas extremadamente pequeas.
6.3.1 Caudal fijo: Algunos pitones estn diseados para proveer un nico y especfico
caudal para una presin de trabajo determinada. Esto incluye a aquellos pitones de
chorro liso de punta nica y a los pitones de combinacin de caudal fijo. Si bien
estos pitones estn diseados para proveer un caudal nico, esto no es precisamente
cierto. El orificio de salida del pitn es de un calibre fijo, lo que asegura un caudal
determinado para una presin determinada, pero el caudal expulsado depende del
rea de la expulsin y de la velocidad de la vena lquida. Aumentar o disminuir la
presin afecta el caudal. Por ejemplo aumentar la presin de trabajo de un pitn de
50 psi a 80 psi provoca un aumento del caudal del 22 %.
6.3.2 Caudal Variable: Los pitones tambin pueden ser diseados para permitir un
cambio en el orificio de salida, permitiendo modificar el caudal sin variacin de la
presin de trabajo. Con los pitones de chorro liso esto se logra cambiando la punta
de los mismos. Con algunos pitones de combinacin el caudal y el chorro varan
conjuntamente (Ej.: un patrn de neblina implica un caudal menor que un patrn de
chorro liso). Sin embargo, la mayora de los pitones combinados utilizados por los
bomberos hoy en da permiten un cambio en el patrn de chorro sin alterar el
caudal. Los pitones combinados de caudal variable pueden ser ajustados
manualmente para ofrecer una variedad de caudales diversos.
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6.3.3 Pitones automticos: Otro tipo de pitn que permite variaciones en el caudal es el
pitn automtico. Este pitn ajusta el caudal de manera automtica para garantizar
una presin relativamente constante. Con este tipo de pitones se especifica el menor
y el mayor caudal de trabajo para la presin que fue diseado el pitn. Algunos
pitones de este tipo permiten ajustar la presin de trabajo entre dos distintas, como
por ejemplo 100 psi 50 psi.
6.3.4 Presin de trabajo: Hubo un tiempo en que la cuestin sobre la presin de trabajo
de los pitones era simple: los de combinacin eran diseados generalmente para
trabajar a 100 psi. Sin embargo, hoy en da no todo es tan simple. Por varias
razones, como puede ser presin de trabajo limitada en las columnas de agua de los
edificios de gran altura, como un deseo de disminuir la fuerza de reaccin del pitn,
los fabricantes estn diseando pitones que pueden operar en un amplio rango de
presiones (comnmente 50 psi, 75 psi y 100 psi)
Los pitones utilizados para enfriar la capa de gases deben producir gotas pequeas y ser
capaces de permitir una variacin en el ngulo del cono de niebla para lograr el alcance a
una variedad de lugares dependiendo del tamao del compartimiento. Las gotas con un
tamao de 0.3 mm son lo suficientemente pequeas para vaporizarse rpidamente en la
capa de gases calientes, pero tambin tiene la suficiente masa para viajar una distancia
considerable. Gotas de dimetro mayor a 1 mm son ms propensas a viajar a travs de la
capa de gases calientes y las llamas sin vaporizarse por completo. En la prctica, si bien
conocemos bastante sobre tamaos de gotas y el comportamiento de las mismas, sabemos
muy poco sobre el tamao de la gotas que producen los pitones que estamos utilizando.
Lo que s sabemos es que los pitones de baja presin producen gotas mayores a las
producidas por los pitones de mayor presin del mismo tipo. Caractersticas especficas de
diseo, como el ngulo del cono de niebla que el agua adopta al abandonar el orificio de
salida, tambin afectan el tamao de la gota. Esto puede ser visto utilizando un pitn como
el Akron Turbojet: Siendo utilizado a 30 gpm 60 gpm y utilizando una presin de 100 psi,
se obtiene una gota extremadamente pequea que produce un excelente enfriamiento de la
capa de gases. Pero configurada para arrojar 90 gpm o 125 gpm el tamao de la gota
aumenta drsticamente. Si bien ambos tamaos de gota logran el objetivo de enfriar la capa
de gases, las gotas ms grandes lo hacen de forma menos eficiente.
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Un factor que complica un tanto las cosas al momento de considerar el tamao de la gota y
la performance de un pitn es que ste es slo una parte de la ecuacin. El operador del
pitn influencia significativamente la performance.
Por ejemplo, en pulsos cortos, si el pitn es abierto rpidamente, la mayor parte de las gotas
se formaran estando el pitn totalmente abierto, pero si es abierto ms lentamente la mayor
parte de las gotas se producen mientras sucede la maniobra de apertura (lo que provoca que
algunas gotas se formen en el comienzo de la apertura, momento en que la presin es
menor). Lo mismo sucede si el cierre del pitn es lento. Este fenmeno es menos
significativo si el pulso es prolongado ya que el tiempo insumido en abrir y cerrar el pitn
representa un porcentaje menor de tiempo en comparacin con la duracin total del pulso.
En ataque directo e indirecto, el agua debe atravesar la capa de gases calientes y alcanzar las
superficies que arden (ataque directo) y/o superficies calientes (ataque indirecto) antes de
evaporarse de forma significativa. Si las distancias no son considerables o la temperatura de
la capa de gases calientes no es excesiva, un chorro liso o cono de niebla estrecho
compuesto por gotas de pequeo calibre puede ser efectivo en lograr el objetivo. Este suele
ser el caso cuando el enfriamiento de la capa de gases precede al ataque directo. No obstante
ello, si la distancia entre el pitonero y el objetivo es grande y/o la temperatura de la capa de
gases calientes es elevada, gotas de mayor calibre (o un chorro liso) pueden ser mucho ms
efectivas.
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Calcular cunta agua se necesita para inundar con vapor toda la habitacin
suponiendo que la temperatura en el interior es de 100 C
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6.5.3 Vlvula de control rotativo
Slo las boquillas nebulizadoras de control rotativo poseen este tipo de vlvula. Consiste en
un cilindro externo guiado por un tornillo que se mueve hacia delante y hacia atrs,
girando alrededor de un cilindro interno. La principal diferencia entre las vlvulas de
control rotativo y las otras vlvulas de controles que stas, adems, controlan el patrn de
descarga del chorro.
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Qu trayectoria seguirn estos hipotticos cilindros de agua una vez que salen de la lanza? Para este
anlisis debemos suponer que no existe rozamiento con el aire y no se tiene en cuanta la influencia
del viento. Supongamos que tenemos la lanza que est proyectando un cilindro de agua hacia arriba con
cierto ngulo respecto a la horizontal
Si no existiera la fuerza de la gravedad el cilindro seguira una trayectoria recta LABC, as durante el
primer segundo, como lleva una velocidad constante v, habr recorrido la distancia LA,
durante el segundo siguiente AB, BC en el tercer segundo y as sucesivamente. La fuerza de
gravedad hace que la masa de agua adquieran una velocidad uniformemente acelerada, por lo tanto a la
vez que el cilindro de agua ha recorrido la distancia horizontal d este ha descendido la distancia vertical AA
en el primer segundo, BB en el segundo CC en el tercero, etc. El resultado es que el cilindro sigue una
trayectoria curva LABC, denomina parablica. El alcance horizontal ser la distancia recorrida
por el agua antes de que llegue al suelo y el alcance vertical ser la mxima altura alcanzada.
Hasta ahora no hemos tenido en cuenta la resistencia del aire y la dispersin del chorro
cuando esto ocurre el alcance ya no es el terico sino que es mucho menor. La norma EN15182:2007
lanzas de manguera manuales destinadas a los servicios contra incendios define el alcance
efectivo y un mximo en funcin del tipo de lanza, la presin y el caudal. Valores que el fabricante debe
garantizar mediante ensayos.
La resistencia del aire hace que el chorro sea frenado durante su trayectoria, esto se traduce
en que si tenemos dos lanzas de dimetro distinto, pero que el agua est saliendo con la misma velocidad,
el chorro de la lanza de mayor dimetro llegar ms lejos. La explicacin de este fenmeno es que la
lanza de mayor dimetro estar generando un chorro de mayor caudal, por lo tanto de mayor
energa cintica. Pero como la resistencia del aire es prcticamente igual, el chorro con mayor
caudal llegar ms lejos. Es como si tenemos una bicicleta y un coche circulando a 40 Km./h y
tenemos que frenarlos con la misma fuerza, el vehculo con mayor masa nos obligar a disponer de una
mayor distancia de frenado
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En algunos casos, el bombeo en serie debe proporcionar la cantidad total de agua que se
necesita para completar la actuacin contraincendios. En otros casos, el bombero en serie
se utiliza para completar un sistema municipal de abastecimiento de agua que no se
encuentra en condiciones apropiadas. En cualquier caso, la cantidad de agua que se
necesita bombear repercute de modo decisivo en el diseo de la serie.
Asimismo, la distancia que deber recorrer el agua es muy importante. Cuando mayor sea
esta, ms manguera se necesitara, lo que equivale a una prdida superior de presin por
friccin. La prdida de presin por friccin depende directamente de la cantidad de agua
que fluye por la manguera, del tamao de la manguera utilizada y de la distancia entre de
las autobombas. En resumen si se desea aumentar la cantidad de flujo a travs del bombeo
en serie, ser necesario realizar una de las tres acciones que se describen a continuacin:
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La prdida de presin por altura tambin es un factor que debe tenerse en cuenta en las
actuaciones de bombeo en serie. Si l actuacin de bombeo en serie se realiza cuesta arriba,
la perdida de presin del sistema es superior a la causada solo por la friccin. Si la
actuacin se produce cuesta abajo, ocurre lo opuesto.
Mediante las cifras de la tabla y la siguiente formula, puede determinarse, dada una
cantidad de agua, el nmero de autobombas necesarias para bombear en serie:
ECUACION U
Observe que al utilizar esta frmula, deber redondear siempre hacia el siguiente nmero
entero. Por ejemplo, si el resultado es 3.2; deber utilizar cuatro autobombas para logra el
flujo deseado.
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7.1.3 Mtodo de bombeo en serie a presin constante
508 gpm
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Otro ejemplo:
Este tipo de armadas permite enviar continuamente caudales medianos desde 500 GPM o
mayores, dependiendo de la capacidad de la bomba, a grandes distancias. Si se necesita
enviar un caudal de 500 gpm a 300 mt. usando una sola lnea de 2 1/2, se necesita un
carro cada 60 mt. aproximadamente bombeando a 150 psi (pf 35 psi/15 mt.)
En cambio s se enva ese mismo caudal por lnea en paralelo doble, la distancia entre carro
y carro puede ser 4 veces la anterior (pf 10 psi/15 mt.), lo que permite aprovechar mejor
los recursos.
Todas las mangueras cercanas a la salida de las bombas estn sometidas a una alta presin
constante.
En este caso, tambin los carros trabajan a 150 psi, pero debido a la perdida por friccin, la
mayora de las mangueras estarn con baja presin, por lo que habr un trabajo ms
seguro, se consumir menos petrleo, habr carros disponibles para trabajar desde otras
posiciones, etc.
Otro caso que se puede utilizar para enviar caudales a grandes distancias, utilizando pocos
carros para ello es con una armada en paralelo triple.
Si bien estas armadas requieren muchas mangueras, resulta bastante ms barato que
comprar carros.
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8. Referencias
Este manual ha sido elaborado usando como referencias diferentes manuales y normas
que a continuacin se detallan.
NFPA 1002 Norma sobre calificaciones profesionales del conductor/operario del
vehculo contra incendios.
Manual IFSTA Fundamentos de la lucha contra incendios
Manual TEEX Operaciones de cuerpos de bombas
Manual del Bombero profesional de Fernando Bermejo Martn
Manual Agentes extintores : El Agua del Ing. Nstor Adolfo Botta
Hojas tcnicas de ELKHART BRASS MFG. CO., INC.
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