Una base de bomba contra incendios diseñada adecuadamente es fundamental para garantizar la estabilidad, el rendimiento y la longevidad de los sistemas de bombas contra incendios. Si bien las bombas contra incendios en sí mismas son el corazón de un sistema de protección contra incendios, la base sirve como columna vertebral, proporcionando el soporte estructural necesario y minimizando las vibraciones durante la operación. Una base mal diseñada o instalada puede provocar desalineación, vibración excesiva e incluso fallas prematuras de la bomba.
Este artículo explorará los principios fundamentales y los estándares reconocidos para el diseño de cimientos de bombas contra incendios, enfocándose en NFPA 20 y otras pautas de ingeniería relevantes.
Los cimientos de una bomba contra incendios son más que un simple bloque de concreto debajo de la bomba. Desempeña múltiples funciones en la confiabilidad y seguridad del sistema:
Soporte Estructural:La base soporta el peso total de la bomba contra incendios, el motor, la placa base y otros accesorios, manteniendo la alineación durante toda la operación.
Control de vibración:Una base bien diseñada absorbe las vibraciones y evita que se transmitan a la estructura circundante.
Estabilidad de alineación:La combinación de placa base y cimientos mantiene la bomba y el motor en una alineación precisa, evitando tensiones mecánicas y desgaste.
Longevidad:Una base sólida y estable reduce la frecuencia del mantenimiento y prolonga la vida útil del equipo.
Sin una base adecuada, incluso una bomba listada por UL o compatible con NFPA 20 no puede funcionar como se esperaba.
El estándar de diseño más reconocido esNFPA 20 – Norma para la instalación de bombas estacionarias para protección contra incendios. NFPA 20 proporciona los requisitos esenciales para la instalación de bombas, incluidas recomendaciones de cimentación y alineación.
Otras referencias utilizadas por ingenieros e instaladores incluyen:
Estándares del Instituto Hidráulico– cubriendo la instalación de la bomba y los límites de vibración.
AISC (Instituto Americano de Construcción en Acero)– para diseño de placa base y perno de anclaje.
ACI (Instituto Americano del Concreto)– para el diseño y curado de cimientos de hormigón.
Directrices del fabricante– requisitos específicos basados en el tamaño, el tipo y la configuración del controlador de la bomba.
En conjunto, estos estándares garantizan que el diseño de los cimientos sea estructuralmente sólido, esté libre de vibraciones y esté alineado con los requisitos de desempeño del sistema de protección contra incendios.
NFPA 20 describe varios puntos importantes relacionados con el diseño y la instalación de cimientos.
La base debe ser lo suficientemente fuerte para soportar la carga estática y dinámica total de la bomba contra incendios y el motor. También debe resistir la vibración y mantener la alineación en todas las condiciones. Normalmente, la base debe pesar al menostres veces el peso totalde la bomba y el motor combinados.
La masa recomendada de la cimentación garantiza una amortiguación adecuada de las vibraciones. Una base más pesada ayuda a absorber las vibraciones mecánicas, lo que reduce la tensión en el acoplamiento y los cojinetes.
NFPA 20 recomienda que se permita que los cimientos de concreto se curen completamente antes de aplicar la lechada e instalar el grupo de bomba. Por lo general, unperíodo mínimo de curado de 7 a 10 díasSe recomienda, dependiendo de la mezcla y las condiciones del sitio.
Después de que la bomba y el impulsor estén alineados, se debe aplicar lechada a la placa base con unlechada sin contracciónpara proporcionar soporte uniforme y mantener la alineación. La lechada evita la desviación y amortigua las vibraciones.
Los pernos de anclaje deben ubicarse e incrustarse con precisión en la base de concreto. Después de la instalación, se debe volver a verificar y corregir la alineación de la bomba y el motor si es necesario. NFPA 20 requiere que se verifique la alineación después de la aplicación de lechada y nuevamente después de la operación del sistema.
Si bien NFPA 20 proporciona los requisitos generales, la experiencia práctica en ingeniería ofrece varias prácticas de diseño para garantizar una instalación confiable.
Grado de hormigón:Normalmente, se recomienda una resistencia a la compresión mínima de 3000 psi (21 MPa).
Refuerzo:Utilice barras de refuerzo según las normas ACI para evitar grietas bajo carga.
Aislamiento de vibraciones:Para instalaciones cerca de equipos sensibles, se pueden usar almohadillas vibratorias o soportes de aislamiento.
La base debe extenderse al menos6 pulgadas (150 mm)más allá de la placa base en todos los lados.
La superficie superior debe estar nivelada y lisa para garantizar un soporte uniforme.
La profundidad de la cimentación debe ser suficiente para evitar el asentamiento y mantener la rigidez.
usolechada de alta resistencia que no se contraepara llenar el espacio entre la placa base y la base.
Asegure un contacto total debajo de la placa base para evitar la desviación.
Deje que la lechada se seque por completo antes de apretar los pernos o conectar las tuberías.
Los pernos de anclaje deben colocarse con precisión según el plano de la placa base del fabricante. Se recomienda utilizarmangas o plantillasdurante el vaciado de concreto para permitir ajustes menores durante la instalación.
Los sistemas de bombas contra incendios experimentan vibraciones debido a piezas giratorias, cargas desequilibradas o desalineación del acoplamiento. Con el tiempo, la vibración puede causar daños mecánicos o tensión en las tuberías. El diseño adecuado de los cimientos minimiza estos riesgos.
Después de montar la bomba y el impulsor, se debe verificar la alineación utilizando herramientas de precisión. Se debe verificar la alineación:
Antes de enlechar,
Después de la lechada y
Después de las conexiones finales de las tuberías.
La desalineación del acoplamiento entre la bomba y el motor es uno de los problemas más comunes. La tolerancia de desalineación permitida debe seguir las recomendaciones del fabricante, generalmente dentro de0,002 a 0,004 pulgadas.
Para instalaciones críticas, las mediciones de vibración se deben tomar después del inicio. Los límites de vibración pueden referirse aNorma del Instituto Hidráulico ANSI/HI 9.6.4, que define niveles aceptables para bombas según la velocidad y el tamaño.
Incluso los contratistas experimentados a veces pasan por alto detalles críticos en el trabajo de cimentación de bombas contra incendios. A continuación se detallan errores frecuentes que se deben evitar:
Tiempo de curado inadecuadoantes de la instalación, provocando un asentamiento desigual.
Nivelación inadecuadade la placa base, provocando una desalineación.
Cobertura de lechada insuficiente, lo que produce huecos debajo de la placa base.
Posicionamiento incorrecto del perno de anclaje, impidiendo un montaje adecuado.
Descuidar la realineacióndespués de conectar las tuberías de succión y descarga.
Abordar estos puntos durante la instalación ayuda a evitar un costoso mantenimiento posterior y garantiza la confiabilidad del sistema.
Una base de concreto típica para una bomba contra incendios de carcasa dividida o de succión final incluye los siguientes elementos:
Bloque de hormigón armado con pernos de anclaje moldeados en su lugar.
Bomba y motor montados sobre una placa base de acero.
Cuñas de nivelación de precisión debajo de la placa base.
Lechada sin contracción que llena todos los huecos.
Pernos de anclaje apretados después del curado de la lechada.
Se volvió a verificar la alineación después de la conexión de las tuberías.
Esta configuración garantiza que la bomba contra incendios funcione dentro de sus límites de diseño y mantenga la eficiencia durante años de servicio.
Las diferentes configuraciones de bombas contra incendios requieren consideraciones de cimentación ligeramente diferentes.
Generalmente compactos, requieren una base más pequeña pero deben mantener una alineación precisa entre el motor y la bomba.
Unidades más pesadas que requieren cimientos más grandes con masa suficiente para contrarrestar cargas dinámicas.
Por lo general, se instalan sobre un pozo o tanque húmedo y requieren una base que soporte el cabezal de descarga y transmita la carga a la estructura de soporte que se encuentra debajo.
Requiere consideración adicional para la vibración y las fuerzas del sistema de escape. La base debe ser lo suficientemente fuerte para soportar el par motor y la vibración sin movimiento.
Incluso después de la instalación, se debe inspeccionar periódicamente la integridad de los cimientos. Los controles regulares incluyen:
Grietas o asentamientos en la base de hormigón.
Pernos de anclaje aflojados.
Deterioro o huecos de la lechada.
Cambios en la alineación o niveles de vibración.
Cualquier desviación debe abordarse de inmediato para evitar problemas de rendimiento de la bomba. El mantenimiento preventivo garantiza la preparación del sistema y el cumplimiento de las normas de protección contra incendios.
La base de una bomba contra incendios puede parecer un elemento estructural simple, pero desempeña un papel vital en el rendimiento general, la confiabilidad y el cumplimiento de los sistemas de protección contra incendios. Adhiriéndose aNFPA 20, ACI, yrecomendaciones del fabricanteGarantiza que la bomba permanezca estable, alineada y libre de vibraciones durante toda su vida útil.
En resumen, una base ideal para una bomba contra incendios debería ser:
Lo suficientemente pesado como para resistir vibraciones,
Precisamente nivelado para una alineación adecuada,
Debidamente curado y enlechado, y
Inspeccionado periódicamente para comprobar la estabilidad a largo plazo.
Para cualquier proyecto de protección contra incendios, siguiendo las instrucciones correctas.estándar de diseño de cimientos de bombas contra incendiosno es solo una recomendación, es una necesidad para la seguridad, el rendimiento y el cumplimiento.
