Para Rociadores automáticos, el NFPA 13-2019 indica 3 métodos de cálculo:

• El método Densidad/Área que es el más eficiente hidráulicamente
• El método “pipe Schedule” va dejándose de usar por no ser eficiente hidráulicamente y está limitado solo para áreas hasta 5000 ft2 (465 m2).
• El método del cuarto compartimentado, aplica para ambientes cerrados con paredes con resistencia al fuego y puertas cortafuego.

El método más usado y más eficiente es el método “Densidad Área”. Consiste en:

1. Evaluar el riesgo de la ocupación, para poder escoger el rociador a usar y establecer la distancia entre estos.
2. Definir el área del diseño seleccionando el punto de la curva “densidad área” (fig 19.3.3.1.1 del NFPA 13-2019) para poder establecer el caudal sobre esa área
3. Desarrollar el cálculo hidráulico para definir los diámetros de tuberías.

DISTANCIA ENTRE ROCIADORES

De acuerdo al NFPA 13 según el riesgo identificado tenemos las siguientes distancias mínimas establecidas

CAUDAL EN EL ROCIADOR

Q = K.√P

Q = Caudal en (gpm)

K = Factor del rociador (gpm/√psi)

P = Presión (psi)

AREA DE DISEÑO (Rectángulo de fuego)

El área de diseño debe ser rectangular con su lado más largo paralelo a los ramales. Dicho lado debe ser al menos 1.2 veces la raiz cuadrada del área según se indica en 27.2.4.1

L = 1.2 √Area del diseño

PROCEDIMIENTO DEL CALCULO

1. Definir la ocupación o riesgo
2. Determinar el espaciamiento entre rociadores (S) y Área (A) protegida según ocupación.
3. Definir el arreglo de tuberías; (tipo árbol, anillo o malla)
4. Calcular el caudal de agua por rociador según curva densidad(d)/área(Ac) : d x Ac
5. Definir el área hidráulicamente mas demandante según grafico: Ac
6. Calcular el numero y ubicación de rociadores abiertos en dicha área; Ac/A
7. Calcular la cantidad de rociadores por ramal:
8. Comenzar el calculo hidráulico con el rociador mas remoto
9. Definir los diámetros de tubería.
10. Calcular la bomba
11. Definir la cisterna de agua

Ejemplo

PARA TIENDA DE ROPA

• Sistema: húmedo y distribución tipo árbol
• Riesgo: ordinario 2, sistema húmedo. Área Total = 9840 ft2
• Altura del techo: 12 ft
• Rociador: De respuesta rápida K=5.6
• Distancia entre rociadores: 10 ft x 12.5 ft

Caudal por rociador

De acuerdo al grafico para riesgo «ordinario 2» en el punto mas bajo tenemos:

Densidad: 0.2 gpm/p2, sobre 1500 p2

Área cubierta/roc = 10×12.5 = 125 p2

Caudal mínimo = 0.2 x 125 = 25 gpm

CALCULO DE CANTIDAD Y UBICACIÓN DE ROCIADORES ABIERTOS

• Ajuste de Área para rociadores de respuesta rápida según NFPA 13-2019 % = (-3H/2) + 55 = (-3(12)/2) + 55 = 37% (fig 19.3.3.2.3.1)
• Nueva área de cálculo = 1500 (1-37%) = 945 p2

NUMERO DE ROCIADORES POR AREA DE FUEGO

• 945/125 = 7.56 = 8 rociadores

NUMERO DE ROCIADORES EN EL RAMAL DEL AREA DE FUEGO

Num roc = 1.2 √945 / 10 = 3.7 = 4 rociad

AREA DE FUEGO (En amarillo)

Tramo Roc 1  a Roc 2

Caudal de rociador mas remoto (1): 25 gpm, K = 5,6

Presion min = (Q/K)^2 = (25/5.6)^2 = 19.9 psi  OK (> 7 psi)

Perdidas de roc 1 a roc 2: L = 10 ft, Leq = 10+4 = 14 ft. Lt=24 ftP_{L =}  4.52Q^1.85 / ( C^1.85.d^4.87₎₌  4.52(25 gpm)^1.85 / ((120)^1.85.(1,61)^4.87 ) =  0,024 psi/ft

Perdidas en el tramo 1 a 2 = 0,024 (10 + 8) = 0,44 psi.

Tramo Roc 2 a Roc 3

Presion en roc 2 = Pres 1 + Perdidas = 19,9 + 0,44 = 20,37 psi.

Caudal en 2: Q2 = K√P  = 5,6 √20,37 = 25,27 gpm.

Qtubo 1-2 = Q1 + Q2 = 25 + 25,27 = 50,27 gpm

P_{L =}  4.52Q^1.85  /(C^1.85.d^4.87₎₌  4.52(50,27 gpm)^1.85/( (120)^1.85.(1,61)^4.87 )=  0,09 psi/ft

Perdidas en el tramo de 2 a 3 = 0,09 (10+8) =1,6 psi

Llevamos los cálculos a una hoja Excel:

Las perdidas totales para los 8 rociadores trabajando con 213.6 gpm es 61 psi.