UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y DE ENERGÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA PERÚ Callao, Julio del 2021 EDUARDO MANUEL PIÑE ARAUJO TRABAJO DE SUFICIENCIA PROFESIONAL PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO MECÁNICO “DISEÑO HIDRAULICO DEL SISTEMA CONTRA INCENDIO PARA LA PLANTA HERCO COMBUSTIBLES S.A. DE TURBO JET A1 EN PUERTO MALDONADO” II UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA y DE ENERGÍA TITULACIÓN POR LA MODALIDAD DE TRABAJO DE SUFCIENCIA PROFESIONAL I CICLO TALLER -2021 (Resolución N°012-2021-C.F.-FIME. del 19 de enero de 2021) ACTA N° 008 DE EXPOSICIÓN DE INFORME DE TRABAJO DE SUFICIENCIA PROFESIONAL DEL I CICLO TALLER PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO MECÁNICO E INGENIERO EN ENERGIA LIBRO 001, FOLIO N° 056, ACTA Nº 008 DE EXPOSICIÓN DE INFORME DE TRABAJO DE SUFICIENCIA PROFESIONAL DEL I CICLO TALLER PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO MECÁNICO A los 08 días del mes julio, del año 2021, siendo las 19:00 horas, se reunieron, en la sala meet: https://meet.google.com/ypx-xsbx- dxh, el JURADO EVALUADOR DE INFORME FINAL para la obtención del T Í TU L O profesional de In g e n ier o M e cá nic o de la Facultad de Ingeniería Mecánica y de Energía , conformado por los siguientes docentes ordinarios de la Universidad Nacional del Callao:  Dr. Palomino Correa, Juan Manuel : Presidente  Mg. Caldas Basauri, Alfonso Santiago : Secretario  Mg. Blas Zarzosa Adolfo Orlando : Vocal  Mg. Collante Huanto, Andrés : Suplente Se dio inicio al acto de exposición de informe de trabajo para titulación del Bachiller PIÑE ARAUJO, EDUARDO MANUEL, quien habiendo cumplido con los requisitos para optar el Título Profesional de Ingeniero Mecánico sustenta la tesis titulada "DISEÑO HIDRÁULICO DEL SISTEMA CONTRAINCENDIO PARA LA PLANTA HERCO COMBUSTIBLES S.A. DE TURBO JET A1 EN PUERTO MALDONADO", cumpliendo con la sustentación en acto público, de manera no presencial a través de la Plataforma Virtual, en cumplimiento de la declaración de emergencia adoptada por el Poder Ejecutivo para afrontar la pandemia del Covid - 19, a través del D.S. N° 044-2020-PCM y lo dispuesto en el DU N° 026-2020 y en concordancia con la Resolución del Consejo Directivo N°039-2020-SUNEDU-CD y la Resolución Viceministerial N° 085-2020-MINEDU, que aprueba las "Orientaciones para la continuidad del servicio educativo superior universitario"; Con el quórum reglamentario de ley, se dio inicio a la sustentación de conformidad con lo establecido por el Reglamento de Grados y Títulos vigente. Luego de la exposición, y la absolución de las preguntas formuladas por el Jurado y efectuadas las deliberaciones pertinentes, acordó: Dar por APROBADO con la escala de calificación cualitativa BUENO y calificación cuantitativa 15 (Quince), la presente Tesis, conforme a lo dispuesto en el Art. 27 del Reglamento de Grados y Títulos de la UNAC, aprobado por Resolución de Consejo Universitario N° 245-2018- CU del 30 de Octubre del 2018. Se dio por cerrada la Sesión a las 19:47 horas del día 08 de julio del 2021 ……………………………………………. …………………………………………….. Dr. Juan Manuel Palomino Correa Mg. Alfonso Santiago Caldas Basauri Presidente de Jurado Secretario de Jurado ……………………………… ………………………………………………….. Mg. Adolfo Orlando Blas Zarzosa Mg. Andrés Collante Huanto Vocal de Jurado Suplente de jurado UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y DE ENERGÍA Jurado de Exposición I N F O R M E Visto, el Trabajo de Suficiencia Profesional, titulado: “DISEÑO HIDRAULICO DEL SISTEMA CONTRA INCENDIO PARA LA PLANTA HERCO COMBUSTIBLES S.A. DE TURBO JET A1 EN PUERTO MALDONADO”, presentado por el señor bachiller en Ingeniería Mecánica, PIÑE ARAUJO, EDUARDO MANUEL. A QUIEN CORRESPONDA: El Presidente del Jurado del señor bachiller en Ingeniería Mecánica, PIÑE ARAUJO, EDUARDO MANUEL, manifiesta que la Exposición del Trabajo de Suficiencia Profesional, se realizó en forma virtual, mediante la sala: meet.google.com/ypx-xsbx-dxh, el día jueves 08 de julio de 2021 a las 19:00 horas, encontrándose observaciones, las mismas que han sido revisadas cuidadosamente por cada uno de los miembros del Jurado, y el interesado ha levantado correctamente. En tal sentido, en mi calidad de Presidente de Jurado, emito el presente informe favorable para los fines pertinentes. Bellavista, 15 de setiembre de 2021 …………………………… Dr. Juan Manuel Palomino Correa Presidente de Jurado de Exposición Trabajo de Suficiencia Profesional III DEDICATORIA Este informe va dedicado a Dios por bendecir mi vida con amor, salud, educación y protección, a mis padres que con esfuerzo y consejos me brindaron la oportunidad de concluir mi formación profesional, a mi esposa Gueiby y a mi hija Mia Valentina, quienes son el motor y motivo por seguir progresando y a mi tío Dalton Araujo por el apoyo incondicional a mi familia te mando un fuerte abrazo hasta el cielo. IV AGRADECIMIENTOS A los docentes de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Energía de la Universidad Nacional del Callao por la formación académica brindada. Al Mg. Gustavo Ordoñez Cárdenas quien con su asesoría se realizó el presente informe. Al Ing. Cesar De La Cruz Martínez por compartir su conocimiento y experiencia. 1 INDICE Caratula................................................................................................................I Página de Respeto…………................................................................................II Dedicatoria .........................................................................................................III Agradecimiento ..................................................................................................IV INDICE ................................................................................................................ 1 INDICE DE FIGURAS ......................................................................................... 3 INDICE DE TABLAS .......................................................................................... 5 I ASPECTOS GENERALES ............................................................................... 8 Contexto de la realidad problemática............................................................... 8 1.1 Objetivos .................................................................................................... 8 1.1.1 Objetivo general.................................................................................. 8 1.1.2 Objetivo específico ............................................................................. 8 1.2 Organización de la empresa o institución .................................................. 9 1.2.1 Antecedentes históricos ...................................................................... 9 1.2.2 Filosofía empresarial ........................................................................ 14 1.2.3 Estructura organizacional ................................................................. 15 II FUNDAMENTACIÓN DE LA EXPERIENCIA PROFESIONAL ..................... 17 2.1 Marco Teórico .......................................................................................... 17 2.1.1 Bases teóricas .................................................................................. 17 2.1.2 Aspectos Normativos ........................................................................ 43 2.1.3 Simbología Teórica ........................................................................... 44 2.2 Descripción de las actividades desarrolladas .......................................... 45 2.2.1 Etapa de las actividades ................................................................... 45 2.2.2 Diagrama de flujo.............................................................................. 47 2 2.2.3 Cronograma de actividades .............................................................. 49 III APORTES REALIZADOS ............................................................................. 50 3.1 Planificación, Ejecución y control de las etapas ...................................... 50 3.2 Evaluación Técnica – Económico .......................................................... 110 3.3 Análisis de resultados ............................................................................ 111 IV DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES ............................................................... 112 4.1. Discusión .............................................................................................. 112 4.2. Conclusiones ........................................................................................ 112 V RECOMENDACIONES................................................................................ 114 VI BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................... 115 3 INDICE DE FIGURAS Figura 1.1 Estación de Servicio ubicada en Lurín 9 Figura 1.2 Planta Herco Combustibles S.A. - Lurín. 10 Figura 1.3 Planta Herco Combustibles S.A. - Puerto Maldonado 11 Figura 1.4 Línea de tiempo de HPO Corp. 12 Figura 1.5 Organigrama de Herco Combustibles S.A. – Puerto Maldonado 15 Figura 2.1 Vista Satelital de la Planta Herco Combustibles S.A. 22 Figura 2.2 Tetraedro de fuego 28 Figura 2.3 Modos de extinción de incendios 31 Figura 2.4 Detalle de boquilla de aspersión 35 Figura 2.5 valores de ángulos de aspersión 36 Figura 2.6 Distancias generadas por el aspersor 36 Figura 2.7 Distancias generadas por el aspersor 37 Figura 2.8 Simbología técnica I 44 Figura 2.9 Simbología técnica II 45 Figura 2.10 Diagrama del Diseño Hidráulico del Sistema Contra Incendio 48 Figura 3.1 Áreas de afectación TJA1-03 51 Figura 3.2 Escenario de incendio TJA1-05 52 Figura 3.3 Escenario de incendio TJA1-07 53 Figura 3.4 Escenario de incendio TJA1-09 54 Figura 3.5 Boquilla autoeductora de 120 GPM 56 Figura 3.6 Boquilla autoeductora de 60 GPM 56 Figura 3.7 Lanzador de espuma 225 GPM 57 Figura 3.8 Distancias Axiales y Radiales 65 Figura 3.9 Distribución de puntos del sistema de aspersión 66 Figura 3.10 Distribución de nodos superiores e inferiores 71 Figura 3.11 Esquema del manifold de distribución hacia los sistemas de aspersión 87 Figura 3.12 Alcances del Pitón de descarga JT250 - 75 PSI 93 4 Figura 3.13 Equipamiento de agua contra incendio en la Planta 95 Figura 3.14 Curva característica de la bomba contra incendio seleccionada 106 Figura 3.15 Patio de bomba del Sistema Contra Incendio 106 Figura 3.16 Sistema de Diluvio del tanque de agua 100-TK-101 107 Figura 3.17 Sistema de Diluvio del tanque de los tanque 1 y 2 de combustibles 107 Figura 3.18 Manifold de los Sistemas de Diluvio 108 Figura 3.19 Monitor Hidrante y Tótem de concentrado de espuma 108 Figura 3.20 Hidrante 108 5 INDICE DE TABLAS Tabla 2.1 Coordenadas de la Planta de Abastecimiento 22 Tabla 2.2 Características principales del Turbo Jet A1 23 Tabla 2.3 Datos Técnicos del Turbo Jet A1 23 Tabla 2.4 Características de los tanques de almacenamiento de combustible 26 Tabla 2.5 Tabla de longitudes equivalentes de tuberías y accesorios 41 Tabla 2.6 Tabla de longitudes equivalentes de tuberías y accesorios 41 Tabla 3.1 Valores umbrales para diferentes accidentes (daños personales y materiales) 50 Tabla 3.2 Áreas de afectación TJA1-03 51 Tabla 3.3 Áreas de afectación TJA1-05 52 Tabla 3.4 Áreas de afectación TJA1-07 53 Tabla 3.5 Áreas de afectación TJA1-09 54 Tabla 3.6 Agua requerida en la solución de espuma del escenario TJA1-03 58 Tabla 3.7 Concentrado de espuma requerida en el escenario TJA1-03 58 Tabla 3.8 Agua requerida en la solución de espuma del escenario TJA1-05 59 Tabla 3.9 Concentrado de espuma requerida en el escenario TJA1-05 59 Tabla 3.10 Agua requerida en la solución de espuma del escenario TJA1-07/09 60 Tabla 3.11 Concentrado de espuma requerida en el escenario TJA1- 07/09 60 Tabla 3.12 Características del aspersor seleccionado 65 Tabla 3.13 Parámetros de Operación del aspersor del tanque 100-TK- 101 65 Tabla 3.14 Parámetros iniciales obtenidos en la sección A.1 66 Tabla 3.15 Datos del tramo a - b 66 Tabla 3.16 Datos del tramo b – c 67 Tabla 3.17 Datos del tramo c – TQA 68 6 Tabla 3.18 Resumen del cálculo hidráulico del tramo a – TQA 69 Tabla 3.19 Parámetros de entrada a la red de enfriamiento del tanque 100-TK-101 70 Tabla 3.20 Parámetros de Operación del aspersor del tanque 1 y 2 70 Tabla 3.21 Parámetros Iniciales obtenidos en la sección B.1 71 Tabla 3.22 Datos del tramo 1.1 – 1.2 71 Tabla 3.23 Datos del tramo 1.2 – 1.3 72 Tabla 3.24 Datos del tramo 1.3 – 1.4 73 Tabla 3.25 Datos del tramo 1.4 – 1.5 73 Tabla 3.26 Datos del tramo 1.5 – TQ1 74 Tabla 3.27 Datos del tramo 2.1 –2.2 75 Tabla 3.28 Datos del tramo 2.2 – 2.3 76 Tabla 3.29 Datos del tramo 2.3 – 2.4 76 Tabla 3.30 Datos del tramo 2.4 – 2.5 77 Tabla 3.31 Datos del tramo 2.5 – TQ1 78 Tabla 3.32 Resumen del cálculo hidráulico del tramo 1.1 – TQ1 (superiores) 80 Tabla 3.33 Resumen del cálculo hidráulico del tramo 2.1 – TQ1 (inferiores) 82 Tabla 3.34 Parámetros de entrada de red de enfriamiento de los tanques 1 y 2 83 Tabla 3.35 Resumen de parámetros de operación a la entrada del Sist. de diluvio 84 Tabla 3.36 Datos del tramo TQA – RP 84 Tabla 3.37 Datos del tramo TQ1 – RP 85 Tabla 3.38 Datos del tramo TQ2 – RP 86 Tabla 3.39 Volumen de agua requerido del sistema de diluvio del escenario TJA1-03 87 Tabla 3.40 Volumen de agua requerido del sistema de diluvio del escenario TJA1-05/09 88 Tabla 3.41 Resumen del cálculo hidráulico de tramos del manifold a los tanques de aspersión 89 7 Tabla 3.42 Parámetros de entrada de aspersores (compensado) 90 Tabla 3.43 Datos de la Válvula Reductora de presión 93 Tabla 3.44 Datos del tramo E – B/ escenario TJA1-03 96 Tabla 3.45 Datos del tramo B – A/ escenario TJA1 97 Tabla 3.46 Cuadro de resumen del Tramo E-A/ escenario TJA1-03 98 Tabla 3.47 Parámetros mínimos requeridos en el escenario TJA1-03 98 Tabla 3.48 Datos del tramo D – A/ escenario TJA1-05 99 Tabla 3.49 Cuadro de resumen del Tramo D-A/ escenario TJA1-05 100 Tabla 3.50 Parámetros mínimos requeridos en el escenario TJA1-05 100 Tabla 3.51 Datos del tramo E – B/ escenario TJA1-07/09 101 Tabla 3.52 Datos del tramo B – A/ escenario TJA1-07/09 102 Tabla 3.53 Cuadro de resumen del Tramo E-A del escenario TJA1- 07/09 103 Tabla 3.54 Parámetros mínimos requeridos en el escenario TJA1-07/09 103 Tabla 3.55 Resumen de Parámetros requeridos en cada caso 104 Tabla 3.56 Resumen del volumen de agua y espuma requerida en cada caso 104 Tabla 3.57 Parámetros para selección de Bomba Contra Incendio 105 Tabla 3.58 Característica de la Bomba contra Incendio Seleccionada 105 Tabla 3.59 Característica de la Bomba Jockey Seleccionada 106 Tabla 3.60 Costo del personal administrativo 109 Tabla 3.61 Costo del personal administrativo 109 8 I ASPECTOS GENERALES Contexto de la realidad problemática La Planta de Abastecimiento HERCO COMBUSTIBLES S.A., ubicada en las instalaciones del aeropuerto Padre Aldamiz de Puerto Maldonado, realiza operaciones de recepción, almacenamiento y despacho de Turbo Jet A1 a aeronaves. Es así que en cumplimiento de la normativa nacional e internacional fue necesario la implementación de un sistema contra incendio, realizando un Diseño Hidráulico capaz de atender los escenarios de incendio posibles a ocurrir y proporcionar un nivel razonable de protección a la vida, a la infraestructura y al medio ambiente. 1.1 Objetivos El presente informe de trabajo de suficiencia profesional tiene los siguientes objetivos. 1.1.1 Objetivo general Realizar el diseño hidráulico del sistema contra incendio para la planta HERCO COMBUSTIBLES S.A. de turbo Jet A1, en el aeropuerto de Puerto Maldonado. 1.1.2 Objetivo específico  Determinar la cantidad de aspersores y seleccionar el tipo de aspersor a utilizar en los sistemas de diluvio para los tanques de combustibles y el tanque de agua.  Calcular los parámetros de operación en el manifold del sistema de diluvio.  Calcular los parámetros de operación en cada escenario de incendio determinado por el estudio de riesgo. 9  Determinar el volumen de agua y concentrado de espuma requerido en el mayor riesgo de incendio  Seleccionar el Sistema de bombeo que cumpla con los parámetros de presión y caudal mínimo requerido. 1.2 Organización de la empresa o institución 1.2.1 Antecedentes históricos El grupo HPO es una corporación de empresas líderes en el mercado de hidrocarburos y Biocombustibles en el Perú, que cuenta con 23 años de crecimiento, desarrollándose en la producción y comercialización de combustibles Líquidos, combustibles de aviación, GLP, GNV, GNC y otros productos derivados de hidrocarburos (OPDH). La corporación se encuentra organizada por las siguientes empresas:  ESTACIONES DE SERVICIOS HERCO S.A.C. Es la primera empresa creada por la corporación, operando desde el 28 de junio de 1997 en el distrito de Lurín, ofreciendo el servicio de venta de combustibles líquidos para camiones livianos y pesados. Tiempo después continúa su crecimiento desarrollando una cadena de Estaciones de Servicio en los distintos distritos de la capital, ampliando los servicios que ofrece a la venta de GLP, GNV y GNC. A la fecha cuenta con 18 Estaciones operativas. Figura 1.1: Estación de Servicio ubicada en Lurín Fuente: Elaboración propia. 10  HERCO COMBUSTIBLES S.A. HERCO COMBUSTIBLES S.A. inicia sus operaciones el 04 de marzo del 2002, es operador de su propia Planta de Abastecimiento y Mayorista de Combustibles Líquidos y otros Productos Derivados del Petróleo. La mayorista se dedica a la comercialización, distribución e importación al por mayor de combustibles y demás productos derivados de hidrocarburos, así como productos afines y conexos en general. De acuerdo con el ordenamiento jurídico nacional cuenta con dos registros pertinentes, uno como Planta de Abastecimiento de Combustibles Líquidos y Otros Productos Derivados, y el otro como Distribuidor Mayorista de Combustibles Líquidos. La planta tiene una capacidad de almacenamiento de 43 000 Barriles. Figura 1.2: Planta Herco Combustibles S.A. - Lurín Fuente: Elaboración propia.  GODTRANS PETROL Inició sus operaciones el año del 2002, dedicada al transporte de combustibles líquidos y/u otros productos derivados de hidrocarburo de HPO Corp. para la cual cuenta con una flota de 50 camiones cisternas propias. Inició sus actividades brindando el servicio exclusivo a la Planta de Almacenamiento HERCO COMBUSTIBLES S.A, cumpliendo 12 exitosos años ininterrumpidos en la prestación de servicios. Adicionalmente, atendiendo a importantes empresas del sector. 11  HEAVEN PETROLEUM OPERATORS S.A. Heaven Petroleum Operators S.A. es la propietaria de la primera Planta de Producción Industrial de Biodiesel en el Perú, inaugurada en el mes de enero del año 2008, actualmente cuenta con una capacidad de producción de 240,000 galones por día de B100. El año 2017 inicio un proyecto de refinación de glicerol al 60% que era recuperado en la producción del Biodiesel, y obtener Glicerol al 99.5%, que es usada en la industria farmacéutica, etc.  HERCO AVIATION En el año 2011 HPO Corp. incursiona victoriosamente en el negocio de Plantas de Abastecimiento de Combustible de aviación inaugurando su primera Planta en Nazca en el departamento de Ica. A esta Planta se suma la del aeropuerto Internacional Padre Aldamiz en Puerto Maldonado y recientemente las Plantas de los aeropuertos de Pucallpa y Piura. En la actualidad HPO Corp. viene desarrollando un grupo de proyectos para Sistemas de despacho de aviación que espera incorporar en el menos tiempo posible, a través de su división HERCO AVIATION. Para finales del año 2021 se tiene proyectado implementar este sistema a los aeropuertos de Arequipa, Ayacucho, Juliaca, Tacna, Tarapoto, Cajamarca y Tumbes. Figura 1.3: Planta Herco Combustibles S.A. - Puerto Maldonado Fuente: Elaboración propia. 12 Figura 1.4: Línea de tiempo de HPO Corp. Figura: Elaboración propia El plan estratégico de HPO Corp. es abastecer el mercado de forma eficiente, ofreciendo un buen servicio y productos de alta calidad. Y así fortalecer a través de la gestión del talento humano, un buen gobierno corporativo. 13 Empresas dedicadas al mismo Rubro  PETROLEOS DEL PERU Empresa estatal más importante del Perú, fundada en de julio del año 1969, actualmente es una empresa pionera líder del país, cumpliendo con la necesidad de abastecer combustible a todo territorio nacional, y de mantener una política de mejora continua y protección ambiental como parte de su estrategia de desarrollo sostenible. Su giro de negocio es:  Transporte de Petróleo: utilizando el Oleoducto Norperuano, Ramal Norte y las flotas marítimas.  Refinación del Petróleo: Petroperú cuenta con 5 plantas de refinación, las cuales son Talara, Conchan, Iquitos, El Milagro y Pucallpa  Distribución del Producto: Utiliza flotas marítimas y fluvias contratada, camiones cisternas y tren contratado.  Comercialización: Utilizando red de estaciones de servicios afiliadas, Plantas de venta propias y contratadas en la costa, sierra y selva.  REPSOL Empresa extranjera dedicada al sector de hidrocarburos, inicio sus operaciones en el Perú el año 1995 con una cadena de Estaciones de Servicio. En el año 1996 ingreso como operador de Refinería La Pampilla y al mercado de GLP comprando Solgas. En 1999 se incorporó en el negocio de lubricantes y Plantas de asfaltos. En la actualidad cuenta con varias certificaciones ISO entre ellas son:  Certificación ISO 9002 – Turbo  Certificación ISO 14001 Refinería La Pampilla  Certificación ISO 9001 Terminal GLP  Certificación ISO 14001 Terminal y Planta de envasado Ventanilla 14  Certificación ISO 14001 y OHSAS 18001 en la red de EESS y operaciones Mineras. En el año 2017 inaugura unidad de producción de diésel de bajo azufre en refinería la Pampilla. En la actualidad a dado el lanzamiento de combustibles con Neotech. 1.2.2 Filosofía empresarial A.- Visión: El grupo HPO Corp. tiene por visión ser líder en la producción, comercialización de hidrocarburos y biocombustibles generando valor con responsabilidad social. B.- Misión: El grupo HPO Corp. es un grupo empresarial innovador que busca la satisfacción de sus clientes, contribuyendo a la mejora del medio ambiente, el desarrollo de su personal y de la comunidad C.- Valores: En el grupo HPO Corp. se tiene muy claro que el continuo crecimiento se debe al permanente respeto de sus cuatro valores fundamentales: Calidad, Cumplimiento, Seriedad y Eficiencia. 15 1.2.3 Estructura organizacional Figura 1.5: Organigrama de Herco Combustibles – Puerto Maldonado Fuente: Elaboración propia 16 Actividades Desarrolladas por la empresa y clientes HPO Corp. tiene operando cuatro plantas dedicas al abastecimiento de Turbo Jet A1 y gasolina de aviación 100LL a las aeronaves. Así mismo se tiene proyectada para finales del año 2021 siete nuevas plantas de abastecimiento en los distintos departamentos del interior del país. Las operaciones de recarga se realiza con personal altamente calificado, el cual es capacitado dos veces al año. Las Plantas cuentan con certificado por la Dirección General de Aeronáutica Civil, quien regula y administra el desarrollo de las actividades del transporte aéreo del territorio peruano. Anualmente se realizan simulacros del Sistema Contra Incendio en coordinación con el grupo de bomberos del lugar. Tiene como principales clientes en el aeródromo de Ica para el abastecimiento del gasolina 100LL a las aerolíneas que vuelan sobre las líneas de Nazca las cuales son Aero Servicios Santos, Aeromoche, Aeropalcazu, Aeroparacas, Aerodiana, Air Majoro, Airnasca, Alas de America, Atsa, Nasca Airlines, Tae, Travel Air, Unistar, entre otros. En el aeropuerto de Puerto Maldonado, Piura y Pucallpa sus principales clientes para el abastecimiento de Turbo Jet A1 son LAN PERU, STAR PERU, AVIANCA, NAFPS, PERUVIAN AIRLINES, AVIACION DEL EJERCITO, ATSA, ECOCOPTER, HELINKA, EMB. USA, HELIBOL S.R.L., NORTH ANERICAN, PATRICK CORREA, SERV. UNIV. AVIACION, entre otros. 17 II FUNDAMENTACIÓN DE LA EXPERIENCIA PROFESIONAL 2.1 Marco Teórico El desarrollo del Marco Teórico del presente informe laboral está orientado a definir los lineamientos, normativas y estándares de aplicación para el Diseño Hidráulico del Sistema Contra Incendio para el patio de tanques de almacenamiento de Turbo Jet A1 de la Planta Herco Combustibles en Puerto Maldonado. 2.1.1 Bases teóricas 2.1.1.1 Antecedentes Unos de los antecedentes principales es el Estudio de Riesgo N° ER-190414- HC-001 de la Planta, realizado por el Ing. MASCARO La Rosa Cesar, el cual me permitió conocer todos los peligros y niveles de riesgo para la salud, la vida de los trabajadores, la comunidad, el medio ambiente y los activos de la empresa. Así mismo se identificó el alcance de las radiaciones térmicas que fueron simuladas en los escenarios de incendios posibles a ocurrir, estos resultados ayudaron como concepto inicial para el desarrollo del diseño hidráulico. Accostupa Quispe Raphael (2018), en su Trabajo de Suficiente Profesional titulado “Dimensionamiento de aspersores y cámara de espuma para el sistema contra incendio del tanque N°68 de refinería Conchán en base de la norma NFPA”, se permito conocer la cantidad y selección de aspersores del anillo de enfriamiento, la cantidad de cámaras de espuma y selección del equipo, así también los volúmenes de agua y selección de espuma requerido en el mayor riesgo de incendio en concordancia de la NFPA 15 Y NFPA 11. Mendoza Bruno Lesly (2014), en su Tesis de Grado titulado “Diseño Hidráulico de un Sistema de Protección Contra Incendio para el patio de tanque de almacenamiento de Diésel B5-Unidad minera Toquepala”, se permitió conocer los cálculos hidráulicos para determinar los parámetros mínimos requeridos para el sistema contra incendio, se logró el cálculo de dotación de espuma como exige 18 el D.S. 052-93-EM art.91 y se determinaron los parámetros de operación para la selección del sistema de bombeo. DE LA CRUZ Martínez Cesar (2019), en su Informe de Trabajo de Suficiencia Profesional titulado “Diseño y Montaje de la Planta de Abastecimiento de Combustibles de aviación en el Aeropuerto Internacional Padre Aldámiz de la ciudad de Puerto Maldonado”. Se permitió conocer la distribución de la Planta de abastecimiento de aviación, los costos por inversión de la implementación y los equipos de operación para la recepción, almacenamiento y despacho de combustible. 2.1.1.2 Definiciones Análisis de Riesgo: “El estudio para evaluar los peligros potenciales y sus posibles consecuencias en una instalación existente o en un proyecto, con el objeto de establecer medidas de prevención y protección” (D.S. N°032-2002-EM, 2002, p.5) Anillo de enfriamiento: Conjunto de tuberías roladas y embridadas que tiene la función de enfriar el tanque de almacenamiento ante un riesgo de incendio. Autoridad Competente: “Organización, oficina o persona responsable de hacer cumplir los requisitos de un código o norma, o de la aprobación de equipos, materiales e instalación, o un procedimiento” (NFPA 11, 2016, p.11). Boquilla de auto inducción: “Dispositivo que incluye un Venturi para extraer concentrado de espuma a través de un tubo corto y/o flexible conectado al suministro de espuma” (NFPA 11, 2016, p.14). Bomba Centrifuga: “Bomba en que la presión se desarrolla principalmente mediante la acción de una fuerza centrífuga” (NFPA 20, 2019, p.17). Bomba contra incendio: “Bomba que proporciona fluido líquido y presión dedicados a la protección contra incendios” (NFPA 20, 2019, p17). Concentrado de Espuma: “Un agente líquido espumante concentrado como se recibe del fabricante” (NFPA 11, 2016, p.13) 19 Combustible líquido derivado de los hidrocarburos: El D.S. N°032-2002-EM (2002, p.12) señala que La mezcla de Hidrocarburos utilizada para generar energía por medio de combustión y que cumple con las NTP para dicho uso. En adelante se le denominará Combustibles. Se subdivide en:  Clase I. Cuando tienen puntos de inflamación menor de 37,8ºC (100ºF). Líquidos inflamables.  Clase II. Cuando tienen puntos de inflamación igual o mayor a 37,8ºC (100ºF), pero menor de 60ºC (140ºF).  Clase III A. Cuando tienen punto de inflamación igual o mayor a 60ºC (140ºF), pero menor de 93ºC (200ºF).  Clase III B. Se incluyen a aquellos que tienen punto de inflamación igual o mayor a 93ºC (200ºF). Dique o muro contra incendio: “En el Almacenamiento de Hidrocarburos, es el elemento de altura apropiada destinada a contener derrames de líquidos, construido de concreto, tierra o cualquier otro material, pero que reúne la condición de ser impermeable” (D.S. N°032-2002-EM, 2002, p.20). Estudio de Riesgos: “Aquél que cubre aspectos de seguridad en instalaciones relacionadas con las Actividades de Hidrocarburos, y en su área de influencia, con el propósito de determinar las condiciones existentes en el medio, así como prever los efectos y consecuencias de la instalación y su operación, indicando los procedimientos, medidas y controles que deberán aplicarse con el objeto de eliminar condiciones y actos inseguros que podrían suscitarse. El Estudio de Riesgos deberá analizar detalladamente todas las variables técnicas y naturales, que puedan afectar las instalaciones y su área de influencia, a fin de definir los métodos de control que eviten o minimicen situaciones de inseguridad, incluyendo el dimensionamiento de los sistemas y equipos contra incendios” (D.S. N°032-2002-EM, 2002, p.27). Hidrocarburo: “Compuesto orgánico, gaseoso, líquido o sólido, que consiste principalmente de carbono e hidrógeno” (D.S. N°32-2002-EM, 2002, p.31) 20 Listado: “Equipos, materiales o servicios incluidos en una lista publicada por una organización aceptable para la autoridad competente y encargada de la evaluación de productos o servicios, que mantenga inspección o evaluación periódica de los servicios, y cuyos listados indiquen que el equipo, material o servicio cumple con las normas correspondientes o ha sido aprobado y encontrado adecuado para el fin deseado” (NFPA 11, 2016, p.12). Líquido Inflamable: La NFPA 30 (2015, p.30) señala que cualquier líquido que tiene un punto de inflamación de copa cerrada que es menor de 37.8°C (100°F), se clasifica en:  Clase IA: Cualquier líquido con punto de inflamación de copa cerrada menor de 22.8°C (73°F) y punto de ebullición menor de 37.8° (100°F)  Clase IB: Cualquier líquido con un punto de inflamación de copa cerrada menor de 22.8°C (100°F) o más.  Clase IC: Cualquier líquido con un punto de inflamación de copa cerrada de 22.8°C (73°F) o más, pero menor de 37.8°C (100°F). Líquido Combustible: La NFPA 30 (2015, p.30) señala que cualquier líquido que tenga un punto de inflamación de copa cerrada igual o sobre 37.8°C (100°F), se clasifica en:  Clase II: Cualquier líquido que tenga un punto de inflamación de copa cerrada de 37.8° (100°F) o mayor y menos de 60°C (140°F)  Clase IIIA: Cualquier líquido con un punto de inflamación de copa cerrada de 60°C (140°F) o más pero menor de 93°C (200°F).  Clase IIIB: Un líquido que tenga un punto de inflamación en copa cerrada de 93°C (200°F) o más. Norma Técnica Peruana (NTP): “La última versión de la Norma Técnica Peruana” (D.S. N°032-2002-EM, 2002, p.37). National Fire Protection Association (NFPA): Es una asociación sin fines de lucro con reconocimiento a nivel mundial que se dedica a desarrollar códigos y normas de protección contra incendios y seguridad humana, brindar datos técnicos sobre el problema del fuego y los incendios, así como consejos para la prevención y protección de los mismos. 21 Planta de Abastecimiento: “Instalación en un bien inmueble donde se realizan operaciones de recepción, almacenamiento, transferencia, agregado de aditivos y despacho de combustibles y de Otros Producto” (D.S. 032-2002-EM, 2002, p.41). Presión Neta: “Es la presión total en la brida de descarga de la bomba contra incendio menos la presión total en la brida de succión de la bomba contra incendio” (NFPA 20, 2019, p.17). Presión Nominal: “Presión neta con caudal nominal y velocidad normal, según lo indicado en la placa de identificación del fabricante” (NFPA 20, 2019, p.17). Punto de Inflamación: “Es la mínima temperatura a la cual un combustible emana vapores suficientes para formar una mezcla inflamable en presencia de oxígeno” (NFPA 30, 2015, p.30). Punto de Ignición: Es la temperatura en la cual un combustible produce vapores suficientes para mantener la ignición una vez presentada. Sistema semifijo: “Sistema en el cual el riesgo está equipado con salida fijas de descargas conectadas a tubería que termina a distancia segura”. (NFPA11, 2016, p.14) Solución de Espuma: “Mezcla Homogénea de agua y concentrado de espuma en proporciones del tanque” (NFPA11, 2016, p.14). Succión positiva: “La condición en la que el agua fluye desde una fuente atmosférica ventilada hacia la bomba sin que la presión promedio en la brida de succión de la bomba caiga por debajo de la presión atmosférica con la bomba funcionando a un 150 por ciento de su capacidad nominal” (NFPA 20, 2019, p.15). Tanque Atmosférico: “Tanque de Almacenamiento que ha sido diseñado para operar a presiones desde la atmosférica hasta presiones de 1,0 psig (de 760 mm Hg hasta 812 mm Hg) medidos en el tope del Tanque” (D.S. N°032-2002-EM, 2002, p.54). 22 Tanque de Almacenamiento: “Cualquier recipiente con una capacidad para Líquidos que exceda los 277 It (60 gl US), usado en Instalaciones fijas y que no es usado para procesamiento” (D.S. N°032-2002-EM, 2002, p.54). Válvula de Diluvio: “Un tipo de válvula de accionamiento de un sistema que se abre al poner en funcionamiento un sistema de detección instalado en las mismas áreas que las boquillas de pulverización o mediante el funcionamiento manual remoto que abastece de agua a todas las boquillas de pulverización” (NFPA 15, 2017, p.13). 2.1.1.3 Descripción de la Planta de Abastecimiento de Turbo Jet A1 La Planta de Abastecimiento Herco Combustibles, ubicada en el aeropuerto Internacional Padre Aldamiz, ciudad de Puerto Maldonado, cuenta con un área total de 2,620 m2 y tiene como principales procesos operativos la recepción, almacenamiento y despacho de combustibles de aviación, específicamente el Turbo Jet A1. Figura 2.1: Vista Satelital de la Planta Herco Combustibles S.A. – Puerto Maldonado Fuente: Elaboración propia Tabla 2.1: Coordenadas de la Planta de Abastecimiento Coordenadas 12° 36´ 49´´ S, 69° 13´ 43´´ W UTM 8605582 475171 19L En decimal -12.613611°; -69.228611° Fuente: Elaboración propia Planta de Abastecimiento Herco 23 A. Características del Turbo Jet A1 (ASTM D1655-09) Es un querosene elaborado para ser utilizado como carburante en turbinas de aeronaves. Es un combustible de aviación diseñado para aeronaves, proviene de la destilación atmosférica del petróleo. Entre sus propiedades se tiene su apariencia líquida e incolora o color paja, con punto de inflamación superior a 38°C, punto de autoignición de 228°C aproximadamente. Para mayor detalle revisar el Anexo N°2 Tabla 2.2: Características principales del Turbo Jet A1 Fuente: Refinería la Pampilla S.A., 2019 Tabla 2.3: Datos Técnicos del Turbo Jet A1 Fuente: Refinería la Pampilla S.A., 2019 24 B. Descripción de las Operaciones Las operaciones de recepción se realizan desde camiones cisternas que transportan los productos hasta la Planta. La transferencia del producto hacia los tanques de almacenamiento desde el camión cisterna, se realiza por medio de una electrobomba centrifuga y un sistema de tuberías. Esta bomba cumple la función de recepción y despacho para cualquiera de los 02 tanques de almacenamiento. El combustible almacenado en los tanques atmosféricos horizontales es transferido mediante el sistema de bombeo a través de un sistema hidrante hasta un Pit ubicado en la plataforma de parqueo de las aeronaves. Para el abastecimiento de las aeronaves se cuenta con un Camión Hidrante, el cual se conecta a la válvula hidrante ubicada en el Pit, a través de una manguera para luego realizar la operación de abastecimiento ya sea bajo el ala o sobre el ala. Las Instalaciones que componen la Planta se dividen en los siguientes sistemas:  Sistema de Recepción de Combustible.  Sistema de Almacenamiento en Tanques.  Sistema de Despacho a aeronaves.  Sistema de Drenajes.  Sistema Contra Incendio.  Facilidades complementarias B.1 Sistema de Recepción de Combustible. La Planta recibe producto desde camiones cisternas de 9,000 galones de capacidad en promedio a través de un sistema de bombeo, tuberías y manguera de descarga de Ø 100 mm instalada para cualquiera de los dos tanques de almacenamiento. La toma de recepción de combustible cuenta con conexión hermética anti chispas, instalada dentro de una poza contenedora para pequeños derrames. Asimismo, se cuenta con cables de conexión para puesta a tierra del camión cisterna, durante las operaciones de descarga. 25 Están prohibidas las operaciones simultáneas de recepción y despacho de combustible. Las operaciones de recepción de producto se realizan fuera del horario de despacho a aeronaves, es decir después de las 6.00 pm. Previo a la descarga de producto se verifica la capacidad de almacenamiento del tanque receptor, la alineación de válvulas y tuberías de recepción. Para las distintas operaciones de recepción se cuenta con los siguientes equipos, todos operativos:  01 Electro bomba de recepción/despacho:  Tipo: centrifuga horizontal  Caudal: 290 GPM  Motor eléctrico: 30 HP, 220/440 v, 3 fases, 60 Hz, a prueba de explosión.  Líneas de tuberías: fabricadas de material de aluminio AA6063 –T6, con uniones soldadas y bridadas.  Accesorios: válvulas de alivio, corte, bloqueo y control de flujo.  Sistema de Control de sobrellenado, por cada tanque de almacenamiento a través de válvulas automáticas.  Filtrado: el sistema de recepción cuenta con un filtro de tipo canasta en el ingreso de la bomba y un filtro de tipo separador a la salida de la bomba. El filtro separador se encuentra en estado operativo, cumple con el estándar API/IP 1581 y cuenta todo el equipamiento requerido:  Sistema automático de defensa de agua.  Eliminador de aire.  Medidor de presión diferencial.  Válvula de alivio de presión.  Conexiones de muestreo corriente arriba y abajo, drenajes manuales.  Cámara de Relajación: el sistema de recepción cuenta con una cámara de relajación a la salida del filtro separador, el mismo que se encuentra en estado operativo y cuenta con todo el equipamiento correspondiente tales como: Eliminador de aire, válvula de alivio, drenaje manual, entre otros. 26 B.2 Sistema de Almacenamiento de Combustibles en Tanques Todo el producto recibido es almacenado en 02 tanques instalados sobre superficie, de los tipos cilíndrico horizontal, material de acero al carbono ASTM A36, diseñados y fabricados según la norma UL 142. El producto a ser descargado de los camiones cisterna, es inspeccionado y enviado al tanque receptor, asignado para dicho producto. En la tabla 4.5.2 se muestran las características principales de los tanques de almacenamiento de combustible. Tabla 2.4: Características de los tanques de almacenamiento de combustible Fuente: Elaboración propia Notas:  CHS: Tanque Cilíndrico Horizontal Soldado montado sobre soportes.  Ambos tanques están ubicados dentro de un mismo dique de contención, el cual permite un control en caso de derrames de combustibles, este dique está construido de concreto impermeable para evitar la filtración al suelo.  Los tanques se encuentran epoxicados interiormente para el almacenamiento de combustible de aviación.  Los tanques se encuentran en estado operativo y cuentan con todo el equipamiento requerido por la norma correspondiente tales como: succión flotante, difusor de ingreso, escotilla de medición con tubo acanalado, manways de acceso, dispositivos automáticos de sobrellenado, fondo inclinado hacia el sumidero, escalera interna, entre otros. B.3 Sistema de Despacho a Aeronaves Para el despacho de combustible Turbo Jet A1 a las aeronaves ubicadas en la plataforma, se emplea un sistema hidrante que impulsa el combustible desde la 27 Planta hasta un Pit de abastecimiento ubicado en la plataforma, a través de la misma bomba de recepción y mediante un juego de válvulas, bloqueando la entrada a los tanques y abriendo la válvula de la tubería de despacho instalada en una canaleta de concreto. Al Pit ubicado en plataforma se conecta un Camión Hidrante mediante una manguera y acople herméticos, el cual se encarga finalmente de abastecer de combustible a las aeronaves. Están prohibidas las operaciones simultáneas de recepción y despacho de combustible en la Planta. El sistema de despacho está compuesto del siguiente equipamiento:  Camión Hidrante: El Camión hidrante se encuentra en estado operativo y cuenta con todo el equipamiento requerido:  Carrete porta manguera, manguera, conexión giratoria y pistola para carga sobre el ala.  Carrete porta manguera, manguera, conexión giratoria y boquilla para carga bajo el ala con doble redundancia.  Manguera y acoplador a pit hidrante.  Filtro Monitor con dispositivo limitador de presión, contómetro, medidores de presión, válvulas y sistema de tuberías.  Cierre de combustible de emergencia seteado dentro de un máximo de 5% de sobreproducción.  Sistema de interbloqueo de seguridad.  Sistema de bloqueo de freno, entre otros.  Pit Hidrante: El Pit hidrante se encuentra en estado operativo y cuenta con todo el equipamiento requerido, tales como: Válvula de pit hidrante y acoplador con sistema de control primario y secundario.  Equipos auxiliares de despacho: para el despacho de combustible a las aeronaves se emplearán dos (02) tipos de escaleras rodantes, fabricadas de aluminio y con las dimensiones adecuadas para operaciones de carga bajo el ala y sobre el ala. 28 C. Incendios Para STORCH DE GARCIA (1998, p.4), Los incendios son reacciones de oxidación, generalmente con aire como comburente, de materias combustibles. Los efectos que se generan son:  Calor (radiante) que produce daños y puede provocar un cadena accidental  Humos tóxicos y sofocantes  Onda explosiva de sobrepresión al generarse aceleración de la velocidad de reacción y/o de contención. Tetraedro de Fuego Para que se produzca el fuego se requiere de cuatro elementos: calor, combustible, oxigeno (comburente) y reacción en cadena. Figura 2.2: Tetraedro de fuego Fuente: www.cba.gob.ec/el-tetraedro-del-fuego-reaccion-en-cadena/ C.1 Clasificación de Incendios por tipo de Combustible  Incendio de clase A: “Los incendios clase A son incendios de materiales combustibles comunes, como la madera, tela, papel, caucho y plásticos” (NFPA 1, 2012). Así mismo la Norma Técnica Peruana 350.021 (2012), menciona que “Los fuegos clase A deben ser identificados por un triángulo equilátero que contenga la letra A en blanco con fondo verde”. 29  Incendio de clase B: “Los incendios clase B se producen en líquidos y gases combustibles e inflamables, como el petróleo, pinturas, etc.” (NFPA 1, 2012). Así mismo la Norma Técnica Peruana 350.021 (2012), menciona que “Los fuegos clase B deben ser identificados por un cuadrado que contenga la letra B en blanco sobre fondo rojo”.  Incendio de clase C: “Los incendios de clase C son incendios que involucran equipos eléctricos energizados” (NFPA 1, 2012). Así mismo la Norma Técnica Peruana 350.021 (2012), menciona que “Los fuegos clase C deben ser identificados por un circulo que contenga la letra C en blanco sobre fondo azul”.  Incendio de clase D: “Los incendios de clase D son incendios de metales combustibles como el magnesio, titanio, circonio, sodio, litio y potasio” (NFPA 1, 2012). Así mismo la NPT 350.021 (2012), menciona que “Los fuegos clase D deben ser identificados por una estrella que contenga la letra D en blanco sobre fondo amarillo”.  Incendio de clase K: “Los incendios de clase K son incendios de artefactos de cocina que involucran combustibles para cocinar (aceites y grasas vegetales o animales)” (NFPA 1, 2012). C.2 Tipos de Incendios en Hidrocarburos En el manual de seguridad industrial en plantas químicas y energéticas de STORCH DE GARCIA (1998, pp. 7-8) hace mención a los siguientes conceptos:  Incendio tipo pool fire: Es producido a condición abierta (no presurizada) a consecuencia del derrame de un líquido inflamable en un área más o menos extensa, si la temperatura del líquido es mayor al punto de ignición de la sustancia se produce un incendio del propio charco.  Incendio tipo boil – over y slop – over: Este tipo de incendio generalmente se presenta en tanques para almacenamiento donde la altura del líquido 30 Combustible es considerable, los dos fenómenos dan lugar a proyecciones o rebosamientos que pueden propagar el incendio y/o sus efectos dañinos.  Incendio tipo Jet Fire: La presencia de pequeñas fisuras en dispositivos de gas a presión (bridas, estopas no estancas, etc.) generan una fuga localizada de gases o vapores (inflamables), estos al incendiarse generan un fuego semejante al dardo de un soplete. Este tipo de incendio puede ser de menor magnitud bloqueando las fuentes de ingreso, pero si el dardo afectar a equipos colindantes, podría dar lugar a otros accidentes más graves.  Incendio tipo Fireball: llamada también bola de fuego, este tipo de incendio es causado por la inflamación inmediata de una nube de gases o vapores situados sobre un espacio abierto, generando radiación térmica de corta duración en una llama voluminosa. C.3 Clasificación de Sistemas de Protección Contra Incendios  Protección Pasiva: Este tipo de protección no implica ninguna acción directa sobre el fuego si no a disminuir los daños y pérdidas que podrían ocasionar a consecuencia de un incendio. Ejemplos:  Resistencia Estructural  Compartimentación  Señalizaciones  Protección Activa: Este tipo de protección abarca todas las medidas de alerta sobre un posible incendio. Así mismo se encarga de impedir que este mismo se propague y cause un daño mayor. Ejemplo:  Detección y alarma  Extinción de Incendios  Ventilación y Manejo de Humos 31 C.4 Extinción de Incendios Figura 2.3: Modos de extinción de incendios Fuente: Elaboración propia C.4.1 Sistema de Espuma  Requerimiento de Concentrado de espuma La cantidad mínima de concentrado de espuma deberá determinarse en base al mayor riesgo simple a proteger. El requerimiento de espuma se determinará a partir de la siguiente fórmula, utilizando los valores correspondientes al riesgo mayor: Qe = AcxTaxtdx%e 100 Ecuación 1 Dónde:  Qe: Requerimiento de concentrado – m3 (gal)  Ac: Área de cobertura – m3 (pie2)  Ta: Tasa de aplicación de solución agua/espuma: m3/hxm2 (gpm/pie2)  ta: Duración de la descarga – h (min)  %: Porcentaje de Concentrado en la Solución Agua/Espuma (3%) 32  Cálculo de Régimen de aplicación de espuma La tasa de aplicación de solución agua/espuma a través de monitores y mangueras, está basada en el supuesto de que toda la espuma va a llegar al área donde se requiere la protección. En la determinación de los requerimientos totales de la solución agua/espuma, deberán ajustarse las posibles pérdidas de espuma por efecto del viento y otros factores externos. Según NFPA 11, para hidrocarburos líquidos la tasa mínima de aplicación de solución agua/espuma en tanques es de 6,5 L/min x m2(0,16 gpm/pie2) de superficie libre del líquido del tanque a proteger. Cuando se prevea el uso de monitores y mangueras para espuma, según el D.S. 043-2007-EM, se deberá utilizar 0,15 gpm/pie2 para hidrocarburos. En este sentido, se utilizará el régimen más exigente de 0,16 gpm/pie2  Duración de la descarga En el Reglamento de Seguridad para las Actividades de Hidrocarburos - D.S. 043-2007-EM (2007) se determina un espacio de tiempo no menor a 30 min para líquidos con punto de inflamación entre 37,8°C y 93°C o de 55 min para el caso de petróleo crudo o líquidos con punto de inflamación menor a 37,8C C.4.2 Sistema de agua  Requerimiento para agua de enfriamiento El diseño de los sistemas de agua contra incendio, estará basado en el principio de que solamente ocurrirá un incendio mayor al mismo tiempo, en una instalación. Se considera como incendio mayor aquel que involucra a una sección o bloque de una instalación y que requiera el máximo consumo de agua. Para determinarlo se deberán considerar los distintos bloques que conforman la instalación. Los requerimientos o caudales de agua contra incendio para las diferentes secciones de una instalación, se determinan normalmente en función de 33 regímenes mínimos de aplicación. Estos regímenes han sido establecidos tomando en cuenta, entre otros factores: la separación entre equipos, el tipo de riesgo presente y la naturaleza de los productos involucrados. El requerimiento total de agua para una instalación estará dado por la suma de los requerimientos de agua para los sistemas fijos, semifijos o móviles de espuma, agua pulverizada y/o rociadores, etc., requeridos para la protección de equipos y control de emergencias de una determinada sección. La aplicación de agua contra incendios en una instalación podrá realizarse a partir de hidrantes y mangueras, monitores, sistemas automáticos de rociadores y/o sistemas de agua pulverizada. En este caso se optará por usar hidrantes, mangueras y sistemas de diluvio para la aplicación de agua de enfriamiento. El requerimiento de agua para la formación de solución de espuma se determinará a partir de la siguiente fórmula, utilizando los valores correspondientes al riesgo mayor: Qa = AcxTaxtdx%a 100 Ecuación 2 Dónde:  Qa: Requerimiento de agua – m3 (gal)  Ac: Área de cobertura – m3 (pie2)  Ta: Tasa de aplicación de solución agua/espuma: m3/hxm2 (gpm/pie2)  ta: Duración de la descarga – h (min)  %a: Porcentaje de Concentrado en la Solución Agua/Espuma (97%) C.4.3 Sistema de Diluvio para enfriamiento de Tanques  Criterios de Diseño El Decreto Supremo N° 052-93-EM, menciona que “Toda instalación para almacenamiento de hidrocarburos debe tener un sistema de agua para enfriamiento. La capacidad de agua contra incendio de una instalación se basa en lo mínimo requerido para aplicar espuma y extinguir un incendio en el mayor tanque más la cantidad de agua necesaria para enfriar los tanques adyacentes 34 que se encuentran en el cuadrante expuesto al lado de sotavento de dicho tanque de acuerdo a las normas NFPA aplicables”. Requerimientos mínimos de los sistemas de agua para tanques de almacenamiento instalados sobre superficie son:  Los parámetros mínimos de los Sistemas de agua de enfriamiento y generación de espuma que se deben considerar en los diseños de los sistemas contra incendio para las instalaciones de hidrocarburos, serán establecidos en un Estudio de Riesgos.  La capacidad de agua contra incendio de una empresa autorizada deberá basarse en lo mínimo requerido para aplicar espuma y extinguir un incendio en el tanque de mayor capacidad más la cantidad de agua necesaria para enfriar los tanques adyacentes expuestos al flujo radiante del tanque incendiado, que pueda afectar la integridad de los mismos. Esto deberá estar sustentado en base a un estudio técnico. El enfriamiento de un tanque expuesto a radiación se puede lograr con dos tipos de equipamientos:  Anillo con boquillas aspersoras.  Descarga de Monitores o manguera  Cálculo de Régimen de aplicación de Agua La tasa de aplicación que se considera para el enfriamiento mediante un sistema de Diluvio está determinado por 0.15 gpm/m2 del área lateral del cilindro.  Duración de la descarga En el Reglamento de Seguridad para las Actividades de Hidrocarburos - D.S. 043-2007-EM (2007) se determina que es necesario un tiempo no menor a 4 horas (240 min.) en base al máximo riesgo posible de incendio en la Planta. 35 C.4.3.1. Boquillas aspersoras Son boquillas abiertas diseñadas para aplicaciones de descarga direccional en sistemas de protección contra incendios fijos. Tienen un diseño abierto (no automático) con un deflector externo que aplica una descarga de agua pulverizada de cono lleno de media y alta velocidad. Las boquillas de pulverización están disponibles con diferentes diámetros de orificios y ángulos de pulverización para satisfacer los requisitos de diseño e incluyen una rosca externa NPT de ½” (15 mm). La base es de latón pero puede aplicarse un recubrimiento de níquel electroless a toda la boquilla para que sea resistente a la corrosión. El ángulo de pulverización es el ángulo de descarga indicado para cada boquilla y también está marcado en el deflector. (VIKING, 2013, p.1)  Características de las boquillas aspersoras:  Factor de descarga K, Q = K𝑥√P  Angulo de descarga  Angulo de posición  Distancia máxima Axial Figura 2.4: Detalle de boquilla de aspersión Fuente: Ficha Técnica VIKING Modelo E (2013) 36  Cálculo y Selección del aspersor  Distancia axial Es la distancia que se da desde la boquilla de aspersión, (considerando la dirección en donde apunte el aspersor) hacia la superficie del tanque a enfriar. Figura 2.5: valores de ángulos de aspersión Fuente: Ficha Técnica VIKING Modelo E (2013)  Distancia radial Es el radio de cobertura que ocupa el agua pulverizada que descarga el aspersor. Figura 2.6: Distancias generadas por el aspersor Fuente: Ficha Técnica VIKING Modelo E (2013) 37  Traslape Distancia que se da en la intersección entre coberturas de aspersores continuos. En base a experiencia de ingeniería la distancia no debe ser menor al 15% entre coberturas.  Distancia entre aspersores La NFPA 15 recomienda un espaciamiento máximo entre boquillas es de 3m. Figura 2.7: Distancias generadas por el aspersor Fuente: Elaboración propia Se calculará con la siguiente ecuación dasp = 2 x dradial − Traslape Ecuación 3 Donde:  dradial: Distancia Radial (m)  dasp: Distancia entre aspersores (m)  Traslape (m)  Diámetro de distribución del aspersor Para tanques Verticales, se refiere al diámetro del anillo de enfriamiento. Dd.asp = 2 x daxial + Dtq Ecuación 4 38 Donde:  Dd.asp: Distancia de distribución del aspersor (m)  daxial: Distancia axial (m)  Dtq: Diámetro del tanque (m)  Longitud de circunferencia del toroide Lanillo = π x Dd.asp 2 Ecuación 5 Donde:  Lanillo: Longitud de circunferencia del toroide (m)  Dd.asp: Distancia de distribución del aspersor (m)  Número de aspersores Nasp. = Lanillo dasp Ecuación 6 Donde:  Nasp.: Número de aspersores  Lanillo: Longitud de circunferencia del toroide (m)  dasp: Distancia entre aspersores (m)  Área lateral del tanque afectado por radiación Alat = π x D x H 2 Ecuación 7 Donde:  Alat: Área lateral del tanque (m2)  D: Diámetro del tanque  H :Altura del tanque (m) 39  Caudal de enfriamiento para el tanque de agua Qenf. = r x Alat Ecuación 8 Donde:  Qenf.: Caudal de enfriamiento para el tanque expuesto (gpm)  Alat: Área lateral del tanque expuesto (m2)  r : La densidad de aplicación requerida es de 0.15 gpm/pie2 en concordancia del D.S.043-2007-EM, art.92  Caudal mínimo por aspersor Qasp. = Qenf. Nasp. Ecuación 9 Donde:  Qasp.: Caudal mínimo por aspersor (gpm)  Qenf.: Caudal de enfriamiento para el tanque expuesto (gpm)  Nasp.: Número de aspersores  Presión mínima de operación La NFPA 15 considera tomar como presión mínima de un aspersor en cualquier boquilla instalada en el sistema de enfriamiento a 20 psi.  Fórmula para descarga de boquillas aspersoras Según la NFPA 15, sección 8.5.1.5, la descarga de una boquilla aspersora de agua debe calcularse con la siguiente ecuación: Qasp. = Kx√Pasp. Ecuación 10 Donde:  K: Coeficiente K (gpm/psi0.5) 40  Qasp.: Caudal de boquilla de aspersión (gpm)  Pasp.: Presión de boquilla de aspersión (psi)  Selección de la boquilla aspersoras Para seleccionar el aspersor se tomara en consideración el coeficiente calculado y se tomara las referencias de los catálogos de venta de aspersores. Este proyecto fue desarrollado tomando como referencia el aspersor de la marca VICKING.  Cálculo Hidráulico Para el cálculo de presión y caudal requerido por el sistema, se realizara los cálculos hidráulicos utilizando la fórmula de Hazen Williams, tomando como base los conceptos de la NFPA 15.  Resistencia por Fricción P = 4.52 x Q1.85 C1.85xDInt 4.87 Ecuación11 Donde:  𝑃: Resistencia por fricción (psi/ft)  Qasp.: Caudal de aspersión (gpm)  D𝑖𝑛𝑡: Diámetro interno de la tubería (ft)  C: Coeficiente de Perdida por fricción  Perdida por Fricción Pf = P x Leq. Ecuación 12 Donde:  Pf: Perdida por fricción (psi) 41  P: Resistencia por fricción (psi/ft)  Leq.: Longitud equivalente del accesorio o tubería (ft)  Coeficiente de pérdida por fricción Se utilizaran los valores C de Hazen - William para tuberías Tabla 2.5: Tabla de longitudes equivalentes de tuberías y accesorios Fuente: NFPA 15, 2017  Longitudes equivalentes Se usaran los siguientes valores de longitud equivalente, para una estimación de pérdidas de carga hidráulica en el Sistema de Agua Contra Incendio. Tabla 2.6: Tabla de longitudes equivalentes de tuberías y accesorios Fuente: NFPA 15, 2017 42  Puntos de Empalme hidráulico Para puntos de empalme hidráulico se deberá tomar la presión más alta y equilibrar los flujos totales, mediante la siguiente formula: Q1 Q2 = √ P1 P2 Ecuación 13 Donde:  Q1 y Q2: Caudales (gpm)  P1 y P2: Presiones (psi)  Velocidad del fluido La compañía de seguros Factory Mutual (FM) recomienda que la velocidad máxima que debe tener un fluido de agua y solución de espuma no debe ser mayor a 6 m/s ya que si supera este límite generaría sobrepresiones por golpe de ariete al cerrar alguna de las válvulas del sistema. Para el cálculo de la velocidad del fluido se realizara mediante la siguiente formula: V = Q x 3.785 60000 π 4 x(Dint. x 0.0254)2 Ecuación 14 Donde:  V: Velocidad del fluido (m/s)  Q: Caudal (GPM)  Dint: Diámetro interno de la tubería (pulg) 43 2.1.2 Aspectos Normativos Para efectos del diseño, Herco Combustibles S.A. ha aplicado la normativa siguiente. a) Normas Nacionales  Decreto Supremo N°052-93-EM “Reglamento de Seguridad para el Almacenamiento de Hidrocarburos”.  Decreto Supremo N° 043-2007-EM “Reglamento de Seguridad para las Actividades de Hidrocarburos y Modifican Diversas Disposiciones”.  Decreto Supremo N° 032-2002-EM “Glosario, Siglas y Abreviaturas del Subsector Hidrocarburos”.  Reglamento de la Ley Nº29873, Ley de seguridad y Salud en el trabajo.  Código Nacional de Electricidad – CNE.  Reglamento Nacional de Edificaciones - RNE. b) Código y Estándares Internacionales  NFPA 1: Código de fuego.  NFPA 11: Norma para espuma de baja, media y alta expansión.  NFPA 15: Norma para sistemas fijos de pulverización de agua para protección contra incendios.  NFPA 20: Norma para la instalación de bombas estacionarias para protección contra incendios  NFPA 22: Norma para tanques de agua para protección privada contra incendios.  NFPA 24: Norma para instalación de redes privadas de bomberos y sus accesorios.  NFPA 30: Código de líquidos inflamables y combustibles.  NFPA 70: Código eléctrico nacional.  NFPA 170: Norma para símbolos de seguridad contra el fuego. 44 2.1.3 Simbología Teórica Para el desarrollo de la ingeniera del presente informe, se utilizara diversas simbologías para el suministro y distribución de agua cumpliendo con la normativa vigente NFPA 170: “Norma para símbolos de seguridad contra el fuego”. Figura 2.8: Simbología técnica I Fuente: NFPA 170, 2015 45 Figura 2.9: Simbología técnica II Fuente: NFPA 170, 2015 2.2 Descripción de las actividades desarrolladas 2.2.1 Etapa de las actividades  Análisis del Estudio de Riesgo En esta etapa se tomó información del Estudio de Riesgo aprobado de la Planta Herco Combustibles S.A., en donde se realizó un análisis de cada escenario de incendio, tomando en consideración el alcance de áreas afectadas por la radiación térmica.  Sistema de Espuma Contra Incendio En esta etapa, se analizó la clase de combustibles que se almacena en los tanques, considerando su punto de inflamación y así determinar el tipo de espuma a aplicar, la selección de equipos y la cantidad de concentrado de espuma que deberá tener la Planta como mínimo para abastecer ante el mayor 46 riesgo posible de incendio, tomando como conceptos de diseño las normas nacional e internacionales.  Sistema de Diluvio para enfriamiento de tanques Se identificó los tanques expuestos a una radiación térmica de 12.5 kW/m2 producto de un incendio, tomando como bases de diseño las normas nacionales e internaciones para determinar distribución, selección de los aspersores y recorrido del fluido en el Sistema.  Red de Agua Contra Incendio Esta etapa abarca el diseño de la red principal que alimenta al Sistema de Espuma, Sistema de Diluvio para el enfriamiento de tanques, hidrantes y Monitores Hidrantes, el cual es suministrado por una bomba contra incendio y dos tanques de almacenamiento de agua. Se realizó el cálculo hidráulico para cumplir la presión y caudal mínimo requerido por el sistema.  Sistema de Bombeo de Agua Contra Incendio Para esta última etapa, se seleccionó la bomba principal a instalar cumpliendo los parámetros requeridos en todo el sistema y la bomba compensadora de presión (bomba Jockey) encargada de mantener la red presurizada en toda la red contra incendio. 47 2.2.2 Diagrama de flujo 48 Figura 2.10: Diagrama del Diseño Hidráulico del Sistema Contra Incendio Fuente: Elaboración propia 49 2.2.3 Cronograma de actividades 50 III APORTES REALIZADOS 3.1 Planificación, Ejecución y control de las etapas 3.1.1 Análisis del Estudio de Riesgo El diseño del Sistema Contra Incendios ha sido desarrollado en función a los requerimientos establecidos en el Estudio de Riesgos aprobado de la planta “ER- 190414-HC-001”, así como los niveles requeridos de desempeño y calidad, requisitos que se deben cumplir frente a un riesgo potencial de incendio dentro de las instalaciones. El presente proyecto, en busca de optimizar el sistema, ha considerado como base de estudio los eventos de incendio de mayor alcance. El Estudio de Riesgo, determina el alcance de las consecuencias empleando el software SCRI FUEGO. Tabla 3.1: Valores umbrales para diferentes accidentes Parámetro Daños personales (delimita la zona de alerta) Daños Materiales Daños a equipos - efecto dominó (delimita la zona de intervención) Radiación Térmica 5.0 KW/m2 37.5 kW/m2 12.5 kW/m2 Fuente: Estudio de Riesgo A continuación, se detalla las simulaciones de mayor afectación térmica.  Caso 1: Simulación TJA1-03 El estudio considera incendio tipo pool fire, de derrame contenido por rotura completa de la manguera de recepción. El alcance de la radiación térmica a 12.5 kW/m2 afecta parte del tanque N°2 de almacenamiento de combustibles de turbo Jet A1. Ver el anexo 5. 51 Tabla 3.2: Áreas de afectación TJA1-03 1. Características del Escenario N° escenario TJA1-03 Manguera de recepción Descripción Incendio Pool Fire contenido por derrame de Turbo Jet A1 en zona estanca de recepción, debido a la rotura total de la manguera de recepción. Tiempo de Fuga: 120 seg. Diámetro de Manguera (mm) 75 Tipo de Fuga Rotura total 2. Características de la corriente Fase del producto Líquido Producto Turbo Jet A1 3. Características del fuego Longitud del área contenida (m) 11.4 Área del derrame (m2) 55.60 m2 Ancho del área contenida (m) 5.56 Altura del derrame (m) 0 Tasa de combustión total (kg/s) 3 Altura de la Flama (m) 13.87 4. Alcance de las consecuencias (m) Consecuencias Umbral de letalidad Velocidad de viento 2.94 m/s POOL FIRE CONFINADO 5.05 KW/m2 12.05 KW/m2 37.05 KW/m2 23.29 m -------------- 14.14 m -------------- 6.21 m -------------- Fuente: Estudio de Riesgo Figura 3.1: Áreas de afectación TJA1-03 Fuente: Estudio de Riesgo 52  Caso 2: Simulación TJA1-05 El estudio considera incendio tipo pool fire, de derrame contenido por falla catastrófica de la bomba de transferencia. El alcance de la radiación térmica a 12.5 kW/m2 no llega alcanzar los equipos instalados con presencia de combustible. Tabla 3.3: Áreas de afectación TJA1-05 1. Características del Escenario N° escenario TJA1-05 Bomba de Combustible Descripción Incendio Pool Fire contenido por derrame causado por el colapso de la bomba de combustible Tiempo de Fuga: 120 seg. Tipo de Bomba Centrifuga Tipo de Fuga Total 2. Características de la corriente Fase del producto Líquido Producto Turbo Jet A1 3. Características del fuego Longitud del área contenida (m) 2.55 Área del derrame (m2) 8.03 Ancho del área contenida (m) 3.15 Altura del derrame (m) 0 Tasa de combustión total (kg/s) 0.43 Altura de la Flama (m) 7.08 4. Alcance de las consecuencias (m) Consecuencias Umbral de letalidad Velocidad de viento 2.94 m/s POOL FIRE CONFINADO 5.05 KW/m2 12.05 KW/m2 37.05 KW/m2 8.95 m -------------- 5.14 m -------------- 1.04 m -------------- Fuente: Estudio de Riesgo Figura 3.2: Escenario de incendio TJA1-05 Fuente: Estudio de Riesgo 53  Caso 3: Simulación TJA1-07 El estudio considera incendio tipo pool fire, de derrame contenido por fuga durante la rotura total de la tubería de carga en el tanque. El alcance de la radiación térmica a 12.5 kW/m2 llega afectar parte del tanque de almacenamiento de agua 100-TK-101. Ver anexo 5. Tabla 3.4: Áreas de afectación TJA1-07 1. Características del Escenario N° escenario TJA1-07 Bomba de Combustible Descripción Incendio Pool Fire contenido por fuga durante la rotura total en la tubería de carga al tanque Tiempo de Fuga: 120 seg. Diámetro de línea 4 pulg Tipo de Fuga Rotura Total 2. Características de la corriente Fase del producto Líquido Producto Turbo Jet A1 3. Características del fuego Longitud del área contenida (m) 11.40 Área del derrame (m2) 130.53 Ancho del área contenida (m) 11.45 Altura del derrame (m) 2 Tasa de combustión total (kg/s) 7.05 Altura de la Flama (m) 18.66 4. Alcance de las consecuencias (m) Consecuencias Umbral de letalidad Velocidad de viento 2.94 m/s POOL FIRE CONFINADO 5.05 KW/m2 12.05 KW/m2 37.05 KW/m2 34.76 m -------------- 20.81 m -------------- 8.23 m -------------- Fuente: Estudio de Riesgo Figura 3.3: Escenario de incendio TJA1-07 Fuente: Estudio de Riesgo 54  Caso 4: Simulación TJA1-09 Este escenario de incendio es considerado tipo pool fire contenido en el dique que alberga 02 tanques de almacenamiento de tipo horizontal de 20,000 galones cada uno. El alcance de la radiación térmica a 12.5 kW/m2 llega afectar parte del tanque de almacenamiento de agua 100-TK-101. Ver anexo 5. Tabla 3.5: Áreas de afectación TJA1-09 1. Características del Escenario N° escenario TJA1-09 Bomba de Combustible Descripción Incendio tipo Pool Fire con confinamiento, en dique que alberga dos tanques de almacenamiento tipo horizontal. Volumen (gal) 20 000 Tipo de Fuga Total 2. Características de la corriente Fase del producto Líquido Producto Turbo Jet A1 3. Características del fuego Longitud del área contenida (m) 11.40 Área del derrame (m2) 130.53 Ancho del área contenida (m) 11.45 Altura del derrame (m) 1 Tasa de combustión total (kg/s) 7.05 Altura de la Flama (m) 18.66 4. Alcance de las consecuencias (m) Consecuencias Umbral de letalidad Velocidad de viento 2.94 m/s POOL FIRE CONFINADO 5.05 KW/m2 12.05 KW/m2 37.05 KW/m2 35.07 m -------------- 21.32 m -------------- 9.46 m -------------- Fuente: Estudio de Riesgo Figura 3.4: Escenario de incendio TJA1-09 Fuente: Estudio de Riesgo 55 3.1.2 Sistema de Espuma Contra Incendio Se instalará un sistema de Espuma Contra Incendio para combatir un posible incendio en el interior del dique de los tanques de almacenamiento, en la zona de estacionamiento del camión cisterna, en la zona estanca de la bomba de transferencia o en zonas con presencia de líquidos combustibles o inflamables. Los tanques de almacenamiento de Turbo Jet A1 al ser horizontales no requieren de un sistema fijo a ser instalado en la superficie del tanque. En este caso se instalara un sistema semi fijo (Monitor – Hidrante) constituido por dispositivos fijos de descarga, instalado sobre una red de distribución ubicado en una zona segura respecto al área que protege. El concentrado de espuma y los equipos necesarios para su formación se trasladaran al lugar donde se desea operar el sistema.  Selección del concentrado El Turbo Jet A1 de acuerdo a sus propiedades, se clasifica como líquido combustible de clases II al tener un punto de inflamación superior a 37.8°C, por tal razón se tiene un sistema de extinción mediante espuma de baja expansión, utilizando el tipo de espuma AR-AFFF Resistente al Alcohol en una disolución de 3%.  Almacenamiento de Espuma El concentrado de espuma se almacenará en un contenedor de 275 galones de capacidad, de material HDPE compatible con todo tipo de concentrado de espuma, que deberá mantenerse cercano al lanzador de espuma. Dicho contenedor debe contener como mínimo una cantidad de 202.5 galones de concentrado de espuma AR- AFFF al 3% que fueron calculados para el mayor riesgo. El tótem de espuma deberá mantenerse cercano al hidrante Monitor - Hidrante. Además, se deberá mantener una cantidad mínima de 202.5 galones adicionales de concentrado de espuma, como reserva. 56  Selección de Boquillas Autoeductora Para los escenarios TJA1-03 y TJA1-05, la formación de la espuma se realizará mediante un sistema de espuma portátil (02 boquillas autoeductoras y un tótem de concentrado de espuma) conectado al hidrante HD-101- Ø6”.  Escenario TJA1-03: Boquilla autoeductora instalada, tendrá un caudal de 120 GPM superior al caudal de 95.73 GPM requerido por el presente escenario, de acuerdo a la figura siguiente: Figura 3.5: Boquilla auto eductora de 120 GPM Fuente: Catálogo Akron modelo 3121  Escenario TJA1-05: Boquilla autoeductora instalada, tendrá un caudal de 60 GPM, superior a los 13.83 GPM requerido en el presente escenario de incendio, de acuerdo a la figura siguiente: Figura 3.6: Boquilla autoeductora de 60 GPM Fuente: Catálogo National Foam, modelo F60P 57  Selección del Lanzador de Espuma  Escenario TJA1-07 y TJA1-09: La formación de la espuma se realizará en línea mediante un lanzador el cual se encuentra conectado al hidrante monitor HM-101-Φ6” y al contenedor de concentrado de espuma AR-AFFF al 3%, con el agua proveniente de la Red de Agua Contra Incendio. El sistema de aplicación de espuma será del tipo Monitor-Lanzador de espuma y estará compuesto por el siguiente equipamiento: Lanzador de espuma: Diámetro de Ø2 ½ NH, con eductor de espuma, Certificación UL, con un caudal nominal de 225 GPM, de acuerdo a la figura siguiente: Figura 3.7: Lanzador de espuma 225 GPM Fuente: Catálogo National Foam, Modelo PC-31 Para el cálculo de la cantidad espuma se realizaron teniendo en consideración el caudal nominal del lanzador de 225 GPM, y las boquillas autoeductoras de 60 y 120 GPM.  Cálculo de dotación agua y espuma requerido en cada escenario de incendio Se determinarán los volúmenes de agua necesaria para la formación de espuma, la cantidad mínima de concentrado de espuma requerida al mayor riesgo simple a proteger y la cantidad de agua suministrada al sistema de diluvio en caso este sea activado. 58 Caso 1: Escenario TJA1-03/ Incendio en zona de recepción por derrame confinado En este caso se analiza los parámetros mínimos necesarios para suministrar solución agua-espuma contra incendio a la zona de recepción ante un posible incendio en la zona de recepción. En caso de la aplicación de espuma a la zona de estacionamiento del camión cisterna tenemos: Dimensiones (m) Área incendiada Rate de aplic. Caudal de solución Largo Ancho m2 pie2 GPM/pie2 GPM 10.00 5.56 55.6 598.3 0.16 95.73 Dada la simulación de incendio TJA1-03 se requiere como caudal mínimo 95.73 GPM, la lucha contra incendios en este escenario se realizará con un monitor ubicado en una zona segura, desde el cual se aplicará un chorro de solución agua-espuma de 120 GPM.  Dotación de agua: Tabla 3.6: Agua requerida en la solución de espuma del escenario TJA1-03 SERVICIO CAUDAL (GPM) TIEMPO DE APLICACIÓN (minutos) CANTIDAD DE AGUA (Galones) Aplicación de solución de espuma* 120.00 30 3600.00 Cantidad total de agua contra incendios requerida al 97% 3492.00 Fuente: Elaboración Propia  Dotación de concentrado de espuma al 3% Tabla 3.7: Concentrado de espuma requerida en el escenario TJA1-03 PORCENTAJE % CAUDAL (GPM) TIEMPO DE APLICACIÓN (minutos) CANTIDAD DE ESPUMA (Galones) 3 120.00 30 108.00 Fuente: Elaboración Propia 59 Caso 2: Escenario TJA1-05/ Incendio en zona estanca de la bomba de transferencia En caso de la aplicación de espuma a la zona estanca debido a la falla catastrófica de la bomba de transferencia: Dimensiones (m) Área incendiada Rate de aplic. Caudal de solución Largo Ancho m2 pie2 GPM/pie2 GPM 3.15 2.55 8.033 86.43 0.16 13.83 Dada la simulación de incendio: La lucha contra incendios en este escenario se realizará con un monitor ubicado en una zona segura, desde el cual se aplicará un chorro de solución agua-espuma de 60 GPM (mediante un sistema de espuma portátil con boquilla autoeductora de caudal regulable, superior a los 13.83 GPM requeridos según cálculo).  Dotación de agua: Tabla 3.8: Agua requerida en la solución de espuma del escenario TJA1-05 SERVICIO CAUDAL (GPM) TIEMPO DE APLICACIÓN (minutos) CANTIDAD DE AGUA (Galones) Aplicación de solución espuma* 60.00 30 1800.00 Cantidad total de agua contra incendios requerida al 97% 1746.00 Fuente: Elaboración Propia  Dotación de concentrado de espuma al 3% Tabla 3.9: Concentrado de espuma requerida en el escenario TJA1-05 PORCENTAJE % CAUDAL (GPM) TIEMPO DE APLICACIÓN (minutos) CANTIDAD DE ESPUMA (Galones) 3 60.00 30 54.00 Fuente: Elaboración Propia 60 Caso 3: Escenario TJA1-07/TJA1-09 Incendio en dique estanco de los tanques de almacenamiento de Turbo Jet A1 En caso de la aplicación de espuma a la zona estanca debido a la rotura de la tubería que alimenta a los tanques de combustibles o rotura de uno de los tanques. Dimensiones (m) Área incendiada Rate de aplic. Caudal de solución Largo Ancho m2 pie2 GPM/pie2 GPM 11.40 11.45 130.53 1405 0.16 224.80 Dada la simulación de incendio: La lucha contra incendios en este escenario se realizará con un monitor ubicado en una zona segura, desde el cual se aplicará un chorro de solución agua-espuma de 225 GPM (mediante un lanzador de espuma, superior a los 224.80 GPM requeridos según cálculo).  Dotación de agua: Tabla 3.10: Agua requerida en la solución de espuma del escenario TJA1-07/09 SERVICIO CAUDAL (GPM) TIEMPO DE APLICACIÓN (minutos) CANTIDAD DE AGUA (Galones) Aplicación de solución de espuma 225.00 30 6750.00 Cantidad total de agua contra incendios requerida al 97% 6547.50 Fuente: Elaboración Propia  Dotación de concentrado de espuma al 3% Tabla 3.11: Concentrado de espuma requerida en el escenario TJA1-07/09 PORCENTAJE % CAUDAL (GPM) TIEMPO DE APLICACIÓN (minutos) CANTIDAD DE ESPUMA (Galones) 3 225.00 30 202.50 Fuente: Elaboración Propia 61 3.1.3 Sistema de Diluvio para enfriamiento de los tanques de Combustibles y tanque de agua Debido al alcance de la radiación Térmica a 12.5 kW/m2 que afecta a equipos, proveniente de los casos de incendio del cap. 3.1.1, es necesario que los tanque que almacenan combustibles (tanque1 y tanque 2) y el tanque que almacena agua (100-TK-01) cuenten con un sistema de Diluvio conformado por aspersores abiertos para enfriamiento de los tanques, diseñado bajo las recomendaciones de la NFPA 15. El sistema de diluvio será del tipo manual con activación local. La válvula de diluvio será ubicada en una zona fuera de los radios de afectación de un posible incendio, cercano a la ubicación del hidrante HD-101-Ø6” y oficina de administración. El sistema de Diluvio contará con aspersores abiertos de factor K=3.2. Se instalarán los aspersores respetando la disposición indicada en los planos, siguiendo las indicaciones del fabricante y las recomendaciones de la NFPA 15. Todos los aspersores serán listados UL para el riesgo que protegerán. Para mayor detalle ver el anexo 6, 10 y 13 El sistema contará con válvulas de diluvio para el accionamiento manual de los sistemas y válvulas compuerta (válvula de control) para sectorizar el sistema en caso de requerir mantenimiento y/o reparaciones. La válvula compuerta (válvula de control) será bloqueada en posición abierta mediante cadenas y candado, según lo permitido en la sección 6.3.1.2 de la NFPA 15. Las tuberías secas (sin fluido) serán galvanizadas según ASTM A53 interior y exteriormente. Así mismo tendrá un diámetro de 2 pulg instalado al Sistema de Diluvio para el enfriamiento del tanque de agua 100-TK-101 y de 3 pulg. Instalados en los dos tanques 1 y 2 de combustibles. 62 3.1.3.1 Cálculo del Sistema de Aspersión del Tanque de agua Cálculo de Aspersores  Distancia radial del aspersor (drad.) Tomando como base de información el capítulo 2.1.1 para instalación de aspersores, se consideró una distancia axial de 0.8 m y un ángulo de aspersión de 110º. Utilizando como ficha técnica del aspersor marca VIKING, en la figura N°18 se detalla las distancias axiales y radiales en función al ángulo de aspersión. Realizando un trazo de líneas entre distancia axial y ángulo encontramos la distancia radial de 1.2 m. Figura 3.8: Distancias Axiales y Radiales Fuente: Ficha Técnica VIKING Modelo VK813, 2013  Cálculo de la Distancia entre aspersores (daps.) Distancia radial de 1.2 m y el traslape 0.4 m (dato sacado de la proyección del dibujo planteado) Reemplazando en la Ecuación 3, se tiene: daps. = 2 x 1.2 − 0.4 daps. = 2 m 63  Cálculo del diámetro de distribución del aspersor ( D𝑎𝑠𝑝) Sabiendo: Distancia axial o separación del anillo al casco = 0.80 m Diámetro del tanque = 6 m Reemplazando en la Ecuación 4, se tiene: D𝑑𝑖𝑠𝑡. = 2 x 0.8 + 6 D𝑑𝑖𝑠𝑡. = 7.6 m  Cálculo de la longitud de circunferencia del toroide (L𝑎𝑛𝑖𝑙𝑙𝑜) Sabiendo: La radiación térmica para los eventos de incendio presentados estaría afectando el 50 % del tanque, por la razón se considerara una instalación de medio anillo de enfriamiento, cumpliendo la necesidad de enfriar el sistema. Reemplazando en la Ecuación 5, se tiene: L𝑎𝑛𝑖𝑙𝑙𝑜 = π x7.6 m 2 L𝑎𝑛𝑖𝑙𝑙𝑜 = 11.94 𝑚  Número de aspersores (N𝑎𝑠𝑝.) Sabiendo: Reemplazando en la Ecuación 6 N𝑎𝑠𝑝. = 11.94 m 2 N𝑎𝑠𝑝. = 5.97 Se aproximara a un valor entero, tiendo N𝑎𝑠𝑝. = 6  Cálculo del área lateral del tanque afectado por radiación (A𝑙𝑎𝑡.) Se deberá considerar que el tanque solo es expuesto a un 50% por la radiación térmica, por tal razón se tomara como área afectada. Sabiendo: 64 Reemplazando en la Ecuación 7 A𝑙𝑎𝑡. = π 𝑥 6 𝑚 𝑥 5.20 𝑚 2 A𝑙𝑎𝑡. = 49.01 𝑚2 <> 528 𝑓𝑡2  Cálculo del caudal de enfriamiento para el tanque de agua (Q𝑒𝑛𝑓.) Para realizar el cálculo del caudal total se deberá considerar el ratio de enfriamiento el cual equivale a 0.15 gpm/ft2, mencionado en el D.S.043 – 2007 - EM art. 92 y el área lateral del cilindro. Reemplazando en la Ecuación 8, se tiene: Qenf. = 0.15 gal ft2 x528ft2 Qenf. = 79.13 gal  Cálculo del caudal mínimo por aspersor (Qasp.) Reemplazando en la Ecuación 9, se tiene: Qasp. = 79.13 6 Qasp. = 13.19 𝑔𝑝𝑚  Factor K del aspersor (K) La norma NFPA 15 menciona que la presión mínima que debe cumplir cada aspersor en el sistema es de 20 psi. Para realizar el cálculo del factor, se usara la ecuación mencionada en la NFPA 15, se considerara la presión de 20 psi como referencia y el caudal de enfriamiento por aspersor. Reemplazando en la Ecuación 10, se tiene: K = 13.19 gpm √20 psi K = 2.9493 gpm psi0.5 65  Selección de la boquilla aspersora Para definir el tipo de aspersor a utilizar en el sistema, se utilizara la ficha técnica del aspersor VIKING, se detalla a continuación el aspersor seleccionado. Para mayor detalle revisar el anexo N°19. Tabla 3.12: Características del aspersor seleccionado Modelo Factor K Conexión Presión Max. VK813 3.2 NPT 1/2" 175 psi Fuente: Ficha Técnica VIKING Modelo VK813, 2013  Parámetros de Operación del Aspersor  Presión de operación seleccionada = 20 psi  Caudal por aspersor Qaspesor = K x √P Qaspesor = 3.2 x √20 Qaspesor = 14.31 gpm  Caudal de Enfriamiento total Qtotal = Qaspersor x Nº aspesores Qtotal = 14.31 gpm x 6 Qtotal = 85.87 gpm Tabla 3.13: Parámetros de Operación del aspersor del tanque 100-TK-101 Presión de operación seleccionada 20.00 PSI Caudal de aspersor 14.31 GPM Caudal total 85.87 GPM Fuente: Elaboración Propia 66 Cálculo de parámetros de entrada al Sistema de Aspersión En esta etapa, se realizaran los cálculos hidráulicos por perdida de fricción para el anillo que enfría a la mitad del tanque expuesto a la radiación térmica a 12.5 kW/m2, para ello se seleccionó el aspersor más lejano y siguiente los pasos del capítulo 2.1.1. Se determinó los parámetros de ingreso. Revisar el anexo 9 para mayor información a la distancias por cada tramo. Tabla 3.14: Parámetros Iniciales obtenidos en la sección A.1 Factor K del aspersor 3.20 GPM/Psi0.5 Presión de operación de aspersor 20.00 PSI Caudal de aspersor 14.31 GPM Diámetro Interno de la tubería 2.067 PULG Fuente: Elaboración propio Figura 3.9: Distribución de puntos del sistema de aspersión Fuente: Elaboración propia  Tramo a – b Tabla 3.15: Datos del tramo a – b Presión Caudal Kasp C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 20 14.31 3.2 120 Ønom 2 1 Tubería 2.00 5.10 16.73 Øint 2.067 1 Tee o cruz 3.10 Fuente: Elaboración propia 67 Desarrollo:  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x14.311.85 1201.85x2.0674.87 = 0.0026 psi ft  Perdida por fricción (Pf): Pf = 0.0026 x 16.73 = 0.043 psi  Presión total (Pa-b): Pa−b = 20 + 0.043 = 20.043 psi  Caudal en “b” (qb): Qb = 3.2x√20.43 = 14.33 gpm  Caudal al ingreso del tramo a – b (Qa-b): Qa−b = 14.31 + 14.33 = 28.64 gpm  Tramo b – c Tabla 3.16: Datos del tramo b – c Presión Caudal Kasp C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 20.043 28.64 3.2 120 Ønom 2 1 Tubería 2.00 5.10 16.73 Øint 2.067 1 Tee o cruz 3.10 Fuente: Elaboración propia Desarrollo:  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x28.641.85 1201.85x2.0674.87 = 0.0093 psi ft  Perdida por fricción (Pf): Pf = 0.0093 x 16.73 = 0.155 psi  Presión total (Pb-c): Pb−c = 20.043 + 0.155 = 20.199 psi  Caudal en “c” (qb): Qc = 3.2x√20.199 = 14.38 gpm  Caudal al ingreso del tramo a – b (Qb-c): Qb−c = 28.64 + 14.38 = 43.02 gpm 68  Tramo c – TQA Tabla 3.17: Datos del tramo c – TQA Presión Caudal Kasp C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 20.199 43.02 3.2 120 Ønom 2 1 Tubería 2.00 5.10 16.73 Øint 2.067 1 Tee o cruz 3.10 Fuente: Elaboración propia Desarrollo:  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x43.021.85 1201.85x2.0674.87 = 0.0197 psi ft  Perdida por fricción (Pf): Pf = 0.0197 x 16.73 = 0.265 psi  Presión total (Pc-TQA): Pc−TQA = 20.199 + 0.265 = 20.464 psi  Caudal requerido en TQA: QTQA = 43.02 + 43.02 = 86.04 gpm Por lo tanto, los parámetros requeridos en la entrada del arreglo de aspersores para el tanque de almacenamiento de agua son los siguientes:  Presión requerida en TQA PTQA = 20.464 psi  Caudal requerido en TQA QTQA = 86.04 gpm 69 Tabla 3.18: Resumen del cálculo hidráulico del tramo a – TQA Tramo Kasp C Diámetro de tubería Flujo acumulado Flujo por boquilla Accesorios Longitud Total ΔH Resistencia por Fricción Presión (pulg) (GPM) (GPM) (Und.) (Tipo) L equi.. (m) (m) (ft) (m) (psi/ft) (psi) a - b 3.2 120 Ønom. 2 14.31 a 1 Tubería 2.00 5.10 16.73 0.00 0.0026 Pa 20.00 0 Codo 90L 0.00 Pf 0.043 0 Codo 45 0.00 Ph 0.00 Øint. 2.067 b 14.33 1 Tee o cruz 3.10 Pt 20.04 0 V. Marip. 0.00 0 V. OS&Y 0.00 b - c 3.2 120 Ønom. 2 28.64 b 1 Tuberia 2.00 5.10 16.73 0.00 0.0093 Pa 20.04 0 Codo 90L 0.00 Pf 0.155 0 Codo 45 0.00 Ph 0.00 Øint. 2.067 c 14.38 1 Tee o cruz 3.10 Pt 20.20 0 V. Marip. 0.00 0 V. OS&Y 0.00 c - TQA 3.2 120 Ønom. 2 43.02 c 1 Tuberia 1.00 4.10 13.45 0.00 0.0197 Pa 20.20 0 Codo 90L 0.00 Pf 0.265 0 Codo 45 0.00 Ph 0.00 Øint. 2.067 TQA 14.48 1 Tee o cruz 3.10 Pt 20.46 0 V. Marip. 0.00 0 V. OS&Y 0.00 Fuente: Elaboración propia 70 Tabla 3.19: Parámetros de entrada a la red de enfriamiento del tanque 100-TK-101 Presión requerida en TQA 20.46 PSI Caudal requerido en TQA 86.04 GPM Fuente: Elaboración propia 3.1.3.2 Sistema de Diluvio en Tanques de Almacenamiento Combustibles Cálculo de Aspersores Se realiza el cálculo del Sistema de Diluvio considerando el enfriamiento total del casco de los tanques de combustible.  Caudal necesario de enfriamiento de un tanque Longitud de Tanque 8.30 m Diámetro de Tanque 3.46 m Área Expuesta 109.03 (1174 pie2) m2 Régimen de Aplicación de Agua Efectivo 0.15 GPM/pie2 Caudal de Enfriamiento Total 176.04 GPM  Características del aspersor seleccionado Número de Aspersores 14.00 Unidades Selección Caudal mínimo requerido por aspersor 12.57 GPM Factor K 3.2 GPM/Psi0.5 Selección Angulo de pulverización 110º y140° Ver el anexo 10  Parámetros de operación del aspersor Tabla 3.20: Parámetros de Operación del aspersor del tanque 1 y 2 Presión de operación seleccionada 25.00 psi Mín. requerido 20PSI, según NFPA 15 Caudal de aspersor 16.00 GPM Caudal total 224.00 GPM Fuente: Elaboración propia 71 Cálculo de parámetros de entrada al Sistema de Aspersión de los tanques de combustibles En esta etapa, se realizaran los cálculos hidráulicos por pérdida de fricción de los aspersores inferiores y superiores de los tanques de combustibles 1 y 2, tomando como inicio al aspersor más lejano. Tabla 3.21: Parámetros Iniciales obtenidos en la sección B.1 Factor K del aspersor 3.20 GPM/Psi0.5 Presión de operación de aspersor 25.00 PSI Caudal de aspersor 16 GPM Diámetro interno de la tubería 2.067 PULG Fuente: Elaboración propio Figura 3.10: Distribución de nodos superiores e inferiores Fuente: Elaboración propia  Cálculo hidráulico de aspersores Superiores  Tramo 1.1 – 1.2 Tabla 3.22: Datos del tramo 1.1 – 1.2 Presión Caudal C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 25 16 120 Ønom 2 1 Tubería 2.80 5.90 19.35 Øint 2.067 1 Tee o cruz 3.10 Fuente: Elaboración propia Desarrollo: 72  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x161.85 1201.85x2.0674.87 = 0.0032 psi ft  Perdida por fricción (Pf): Pf = 0.0032 x 19.35 = 0.061 psi  Presión total (P1.1-1.2): P1.1−1.2 = 25 + 0.061 = 25.061 psi  Caudal en “1.2” (Q1.2): Q1.2 = 3.2x√25.061 = 16.02 gpm  Caudal al ingreso del tramo 1.1 – 1.2 (Q1.1-1.2): Q1.1−1.2 = 16 + 16.02 = 32.02 gpm  Tramo 1.2 – 1.3 Tabla 3.23: Datos del tramo 1.2 – 1.3 Presión Caudal C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 25.06 32.02 120 Ønom 2 1 Tubería 2.80 5.90 19.35 Øint 2.067 1 Tee o cruz 3.10 Fuente Elaboración propia Desarrollo:  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x32.021.85 1201.85x2.0674.87 = 0.0114 psi ft  Perdida por fricción (Pf): Pf = 0.0114 x 19.35 = 0.221 psi  Presión total (P1.2-1.3): P1.2−1.3 = 25.06 + 0.221 = 25.282 psi  Caudal en “1.3” (Q1.3): Q1.3 = 3.2x√25.282 = 16.09 gpm  Caudal al ingreso del tramo a – b (Qa-b): Q1.2−1.3 = 32.02 + 16.09 = 48.11 gpm 73  Tramo 1.3 – 1.4 Tabla 3.24: Datos del tramo 1.3 – 1.4 Presión Caudal C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 25.28 48.11 120 Ønom 2 1 Tubería 4.85 9.45 31.00 Øint 2.067 1 Codo 90L 1.50 1 Tee o cruz 3.1 Fuente: Elaboración propia Desarrollo:  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x25.281.85 1201.85x2.0674.87 = 0.0243 psi ft  Perdida por fricción (Pf): Pf = 0.0243 x 31 = 0.752 psi  Presión total (P1.3-1.4): P1.3−1.4 = 25.28 + 0.752 = 26.035 psi  Caudal en “1.4” (Q1.4): Q1.4 = 0x√26.035 = 0 gpm  Caudal al ingreso del tramo 1.3 – 1.4 (Q1.3-1.4): Q1.3−1.4 = (48.11 + 0) x 2 = 96.22 gpm  Tramo 1.4 – 1.5 Tabla 3.25: Datos del tramo 1.4 – 1.5 Presión Caudal C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 26.035 96.22 120 Ønom 2 1 Tubería 2.30 8.50 27.88 Øint 2.067 2 Tee o cruz 3.10 Fuente: Elaboración propia Desarrollo:  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x96.221.85 1201.85x2.0674.87 = 0.0875 psi ft 74  Perdida por fricción (Pf): Pf = 0.0875 x 27.88 = 2.439 psi  Presión de elevación (Ph): Ph = 103 x 9.81 x 2.3 x 0.000145038 = 3.266 psi  Presión total (P1.4-1.5): P1.4−1.5 = 26.035 + 2.439 + 3.266 = 31.740 psi  Caudal en “1.5” (Q1.5): Q1.5 = 3.2x√31.740 = 18.03 gpm  Caudal al ingreso del tramo 1.4 – 1.5 (Q1.4-1.5): Q1.4−1.5 = 96.22 + 18.03 = 114.25 gpm  Tramo 1.5 – TQ1 Tabla 3.26: Datos del tramo 1.5 – TQ1 Presión Caudal C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 31.74 114.25 120 Ønom 2 1 Tubería 2.80 2.30 7.54 Øint 2.067 0 Tee o cruz 3.10 Fuente: Elaboración propia Desarrollo:  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x114.251.85 1201.85x2.0674.87 = 0.1202 psi ft  Perdida por fricción (Pf): Pf = 0.1202 x 7.54 = 0.907 psi  Presión de elevación (Ph): Ph = 103 x 9.81 x 2.3 x 0.000145038 = 3.266 psi  Presión total (P1.4-1.5): P1.4−1.5 = 31.74 + 0.907 + 3.266 = 35.913 psi  Caudal al ingreso del tramo 1.5 – TQ1 (Q1.5-TQ1): Q1.5−TQ1 = 114.25 + 0 = 114.25 gpm 75 Resultados: Caudal requerido para enfriar 1.1 – TQ1 = 114.25 gpm Presión mínima requerido en TQ1 = 35.913 psi  Cálculo hidráulico de aspersores Inferiores  Tramo 2.1 – 2.2 Tabla 3.27: Datos del tramo 2.1 –2.2 Presión Caudal C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 25 16 120 Ønom 2 1 Tubería 2.30 5.40 19.35 Øint 2.067 1 Tee o cruz 3.10 Fuente: Elaboración propia Desarrollo:  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x161.85 1201.85x2.0674.87 = 0.0032 psi ft  Perdida por fricción (Pf): Pf = 0.0032 x 19.35 = 0.056 psi  Presión de elevación (Ph): Ph = 103 x 9.81 x 2.3 x 0.000145038 = 3.266 psi  Presión total (P2.1-2.2): P2.1−2.2 = 25 + 0.056 + 3.266 = 28.322 psi  Caudal en “2.2” (Q2.2): Q2.2 = 0x√28.322 = 0 gpm  Caudal al ingreso del tramo 2.1 – 2.2 (Q2.1-2.2): Q2.1−2.2 = 16/2 = 8 gpm 76  Tramo 2.2 – 2.3 Tabla 3.28: Datos del tramo 2.2 – 2.3 Presion Caudal C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 28.32 8 120 Ønom 2 1 Tuberia 4.85 9.45 31.00 Øint 2.067 1 Codo 90L 1.50 1 Tee o cruz 3.1 Fuente: Elaboración propia Desarrollo:  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x81.85 1201.85x2.0674.87 = 0.0009 psi ft  Perdida por fricción (Pf): Pf = 0.0009 x 31 = 0.027 psi  Presión total (P2.2-2.3): P2.2−2.3 = 28.32 + 0.027 = 28.349 psi  Caudal en “2.3” (Q2.3): Q2.3 = 3.2x√28.349 = 17.04 gpm  Caudal al ingreso del tramo 2.2 – 2.3 (Q2.2-2.3): Q2.2−2.3 = 8 + 17.04 = 25.04 gpm  Tramo 2.3 – 2.4 Tabla 3.29: Datos del tramo 1.3 – 1.4 Presión Caudal C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 28.349 25.04 120 Ønom 2 1 Tubería 2.80 5.90 19.35 Øint 2.067 1 Tee o cruz 3.10 Fuente: Elaboración propia Desarrollo:  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x25.041.85 1201.85x2.0674.87 = 0.0073 psi ft  Perdida por fricción (Pf): 77 Pf = 0.0073 x 19.35 = 0.140 psi  Presión total (P1.3-1.4): P2.3−2.4 = 28.349 + 0.140 = 28.490 psi  Caudal en “2.4” (Q2.4): Q2.4 = 3.2x√28.490 = 17.08 gpm  Caudal al ingreso del tramo 2.3 – 2.4 (Q2.3-2.4): Q2.3−2.4 = 25.04 + 17.08 = 42.12 gpm  Tramo 2.4 – 2.5 Tabla 3.30: Datos del tramo 2.4 – 2.5 Presión Caudal C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 28.490 42.12 120 Ønom 2 1 Tubería 2.80 5.90 19.35 Øint 2.067 2 Tee o cruz 3.10 Fuente: Elaboración propia Desarrollo:  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x42.121.85 1201.85x2.0674.87 = 0.0190 psi ft  Perdida por fricción (Pf): Pf = 0.0190 x 19.35 = 0.367 psi  Presión total (P2.4-2.5): P2.4−2.5 = 28.49 + 0.367 = 28.857 psi  Caudal en “2.5” (Q2.5): Q2.5 = 3.2x√28.857 = 17.19 gpm  Caudal al ingreso del tramo 1.4 – 1.5 (Q1.4-1.5): Q2.4−2.5 = 42.12 + 17.19 = 59.31 gpm 78  Tramo 2.5 – TQ1 Tabla 3.31: Datos del tramo 2.5 – TQ1 Presion Caudal C Diámetro de tubería Accesorios Longitud Total (psi) (GPM) (pulg) (Und.) (Tipo) L equi. (m) (m) (ft) 28.857 59.31 120 Ønom 2 1 Tuberia 4.85 9.45 31.00 Øint 2.067 1 Codo 90L 1.50 1 Tee o cruz 3.1 Fuente: Elaboración propia Desarrollo:  Resistencia por Fricción (P): P = 4.52 x59.311.85 1201.85x2.0674.87 = 0.0357 psi ft  Perdida por fricción (Pf): Pf = 0.0357 x 31 = 1.108 psi  Presión total (P2.5-TQ1): P2.5−TQ1 = 28.857 + 1.108 = 29.965 psi Resultados: Caudal requerido para enfriar el tramo 2.5 – TQ1 = 59.31 gpm Presión mínima requerido en TQ1 = 29.965 psi Para los puntos de empalme hidráulico, la NFPA 15 cap.8, menciona que los caudales deberán equilibrarse con la presión más alta, para ello se tomara la Ecuación 13. Desarrollo:  Presión Predominante Ppredominante = 35.913 psi  Caudal Compensando del Ramal Superior Qcomp. ramal sup. = 114.25√ 35.913 35.913 = 114.25 gal 79  Caudal Compensando del Ramal Inferior Qcomp. ramal inf. = 59.31√ 35.9