Análisis de los sistemas electrónicos de alarma, detección ...

Análisis de los sistemas electrónicos de alarma, detección y extinción automática de incendios

en las nuevas edificaciones multiusos en Colombia.

Ensayo como requisito para optar el titulo como Especialista en Administración de la Seguridad

Presentado por:

Gustavo Andrés Jiménez Flórez

Tutor Temático:

Ing. Fernando Moreno

Tutor Metodológico:

Juan Manuel Silva

Universidad Militar Nueva Granada

Facultad de Relaciones Internacionales, Estrategia y Seguridad

Especialización en Administración de la Seguridad

Bogotá D.C.

2018

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Análisis de los sistemas electrónicos de alarma, detección y extinción automática de

incendios en las nuevas edificaciones multiusos en Colombia

Gustavo Andrés Jiménez Flórez

Resumen

La construcción de edificaciones multiuso plantea retos de diseño en ingeniería y arquitectura,

pero también propone exigencia a la seguridad. Diseñar los sistemas de protección contra

incendios requiere del uso de componentes y dispositivos electrónicos que faciliten la integración

de diferentes sistemas de seguridad con el fin de mitigar el riesgo de incendio en espacios en

donde pueden desarrollarse diferentes tipos de actividades y en donde la población que utiliza el

edificio es totalmente heterogenia.

Este trabajo analiza que normas colombianas y estándares internacionales norteamericanos

deben seguirse para cumplir con el objetivo de protección de las edificaciones multiusos en lo

referente a los sistemas de seguridad electrónica de alarma, detección y extinción automática de

incendios.

Introducción

La arquitectura multifuncional es la integración de diferentes funciones en un mismo espacio,

incluyendo la adaptación funcional al lugar en que se insertan y su relación con la respuesta a

problemas urbanos. Visto desde la perspectiva normativa, son espacios en una misma edificación

que se utilizan para más de un tipo de ocupación. Esta variedad de usos obligan a los

constructores y usuarios finales a ajustar los proyectos constructivos a diferentes estándares de

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construcción para cada tipo de ocupación. Si bien, los diseñadores y constructores de proyectos

urbanísticos siguen estándares para garantizar la solides y seguridad de las edificaciones, las

reglas de construcción pueden requerir elementos de protección diferentes, dependiendo de las

actividades se vayan a realizar al interior. Por ejemplo, los estándares de seguridad que debe

cumplir un edificio diseñado para ser utilizado como lugar de entretenimiento del estilo de los

casinos, con máquinas tragamonedas, en los que se ofrece a los clientes servicios de alimentación

y consumo de bebidas alcohólicas, con funcionamiento 24 horas; no deben ser los mismos

requerimientos para una edificación de unidades habitacionales multifamiliares de ocupación

permanente. Sin embargo, la tendencia mundial, con mayor incidencia en ciudades de

crecimiento poblacional rápido, es el diseño y construcción de edificaciones que permitan

integrar diferentes actividades en un solo lugar. Esto es lo que motiva a los urbanistas a

desarrollar proyectos que permitan la integración de varias actividades en un mismo lugar.

Incluso, es posible que se integren actividades que permitan algún grado de correlación de

autosuficiencia de necesidades básicas o productivas. Esto es pensar en edificaciones que

permitan la vivienda de familias en los que los niños toman el metro para ir al colegio en la

estación férrea ubicada en el cuarto sótano, mientras la madre trabaja en la oficina de la mesa de

dinero de un banco ubicado en el piso 15 del ala de oficinas, el padre reparte las cartas como

dealer en el casino del costado sur del piso 1, y los fines de semana van juntos a cenar a la

terraza de comidas en el mezanine del almacén de grandes superficies del costado norte del piso

1. Todo en el mismo edificio. Los edificios modernos en las ciudades densamente pobladas como

Bogotá son así de complejos. Surge entonces, la necesidad de implementar algunas soluciones en

seguridad que integren los sistemas electrónicos con la seguridad integral junto con el confort de

los ocupantes, que los mantenga a salvo de los múltiples riesgos que este tipo de edificación

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puede originar. Es imperativo establecer un sistema de alarma, detección y extinción automática

que permita conservar la vida de los ocupantes, sus bienes y propiedades y el medio ambiente en

general.

Este trabajo, busca, analizar los estándares técnicos relacionados con sistemas electrónicos de

alarma, detección y extinción automática de incendios aplicable a los edificios multiusos en

Colombia desde el punto de vista de la seguridad electrónica más que desde el punto de vista

arquitectónico. En primer lugar, se identificarán las normas constructivas colombianas y de la

National Fire Protection Association (NFPA) aplicables a los sistemas de seguridad activa contra

incendios y luego se establecerá el contexto de requerimientos mínimos de seguridad electrónica

que deben instalarse en las edificaciones multiuso. Al finalizar el análisis es posible determinar

la pertinencia de esta normatividad en su aplicación a las edificaciones.

Normas constructivas colombianas y normas de NFPA

La primera norma que trató el tema de la sismo resistencia en Colombia fue el Decreto 1400

de 1984; sin embargo, esta norma sólo se ocupaba de temas técnicos de diseño y construcción de

edificaciones para resistir a movimientos sísmicos, ya que su origen estaba amparado por la Ley

11 de 1983, la cual promovió la reconstrucción de la ciudad de Popayán después del terremoto

de marzo de ese mismo año. Posteriormente, se crea la Ley 400 de 1997, en la que después de

trece años, se actualizan los requerimientos de diseño y construcción de edificaciones sismo

resistentes. En el artículo 47, titulado “Temática”, se enumeran los títulos temáticos en los que se

deben dividir los decretos de carácter técnico y científico que reglamenten la Ley. De esta

manera se adicionan dos aspectos importantes para el desarrollo de esta investigación: los

requisitos de protección contra el fuego (literal J) y los aspectos de seguridad humana (literal K).

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El primer decreto reglamentario de la Ley 400 de 1997 es el Decreto 33 de 1998, “Por el cual

se establecen los requisitos de carácter técnico y científico para construcciones sismo resistentes

NSR-98”. El Título J trata los temas pertinentes a la protección contra el fuego de las

edificaciones con la deficiencia de tratar únicamente temas técnicos de la seguridad pasiva contra

incendios.

En marzo de 2010, se expide el Decreto 926 con el fin de actualizar los requisitos de la norma

de construcción NSR-98, adoptando el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo

Resistente NSR-10. Como lo determina la Ley 400, el Título J establece los requisitos de

protección contra incendios en edificaciones. El propósito de este aparte de la Norma es el de

reducir al mínimo la posibilidad de incendio en las edificaciones; pero si se llega a presentar un

incendio, evitar la propagación dentro de la edificación o hacia edificaciones aledañas;

permitiendo la evacuación segura de sus ocupantes, facilitar las labores de extinción del fuego y

minimizar el riesgo de colapso durante estas labores. Con este fin, los capítulos iniciales tratan

todos los requisitos de protección pasiva contra incendios y en último capítulo, J.4., la Norma

determina las exigencias para los sistemas activos de protección contra incendios en detección y

extinción.

NSR-10, hace una clasificación de las edificaciones de acuerdo con el tipo de ocupación a la

cual se dedique y, conforme a esta clasificación, define las condiciones de protección activa

contra incendios que se deben cumplir. En el numeral J.1.1.2., la Norma describe los tipos de

ocupación con el fin de clasificar las edificaciones, remitiéndose al Capitulo K.2. “Clasificación

de las Edificaciones por Grupos de Ocupación”. A lo largo de todo el capítulo se describen los

tipos de ocupación de las edificaciones. En el numeral K.2.8.1., se encuentra la descripción para

las edificaciones de ocupación “Mixto y Otros (M)” de la siguiente manera:

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“En el grupo de ocupación Mixto y Otros (M) se clasifican las edificaciones o espacios que

por tener más de un tipo de ocupación no clasifican en ninguno de los grupos específicos de

este Capítulo o cuando su ubicación es incierta. Las edificaciones o espacios correspondientes

deben incluirse en el Grupo de Ocupación que en forma más aproximada represente los

riesgos debidos a su ocupación y seguridad” (Comisión Asesora Permanente para el Régimen

de Construcciones Sismo Resistentes, 2010b, p. K-10).

Como en las edificaciones multiuso se realizan diferentes tipos de actividades, se clasifican

como edificaciones de ocupación mixta y los requerimientos de protección se definen en la

Norma; sin embargo, al remitirse a los aspectos específicos de los sistemas activos de protección,

indica que se deben cumplir con los requerimientos para cada área de la edificación de acuerdo

con el tipo de ocupación de cada espacio específico; sin perjuicio de las necesidades propias

respecto al diseño de la edificación como área y altura, y teniendo en cuenta el uso más crítico.

Este es el componente de NSR-10 y sus decretos modificatorios, que se analizaran en este

trabajo en el capítulo siguiente, a la luz de las soluciones electrónicas integradas en seguridad de

instalaciones para las edificaciones multiuso.

A lo largo de la NSR-10, se establecen requerimientos técnicos que remiten la consulta y

aplicación de normas y estándares emitidos por la National Fire Protection Association (NFPA)

en Estados Unidos. Es por esta razón que es necesario analizar qué normas NFPA se deben

seguir en la protección contra incendios de edificaciones multiusos en Colombia siempre

centrando la atención sobre los sistemas electrónicos de detección, extinción y alarma. En el

campo de las NFPA, el análisis para decidir cuales requerimientos se deben aplicar a la

protección contra incendios inicia con la norma NFPA 1, Código del Fuego y NFPA 101, Código

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de Seguridad Humana. Allí se determinan las condiciones de seguridad activa contra incendios

en referencia al tipo de ocupación que se presenta y, define los requerimientos específicos

remitiéndose a otras normas NFPA acorde al sistema de protección que se debe instalar. Para el

caso de edificaciones multiuso, NFPA las define como edificaciones de ocupación múltiple y las

subdivide en ocupación mixta y ocupación separada, entendiendo a las mixtas como aquellas en

las que la ocupación es entremezclada, y las separadas, como aquellas en las que la ocupación

diferente está separada por barreras de fuego. En lo que respecta al tipo de edificación que se

estudia este trabajo, el análisis debe realizarse en edificaciones de ocupación separada.

NFPA (2012) determina que la implementación de los sistemas de protección contra incendios

se debe realizar en cada área, cumpliendo las exigencias para cada tipo de ocupación de manera

independiente; pero además, se deben seguir los requisitos para las áreas comunes y aspectos

globales de la edificación. Esto quiere decir que, si, por ejemplo, la edificación que se está

analizando tiene más de 28 metros de altura, en la que funciona un establecimiento de

entretenimiento en la planta baja y los niveles superiores se destina a vivienda, se debe atender

con los requisitos propios de los lugares de aglomeración en el primer nivel y de lugares

residenciales en los demás; pero toda la edificación debe cumplir con los estándares para

edificios altos. De acuerdo con el alcance de este trabajo, NFPA 1 remite al diseñador a las

normas, NFPA 13, Norma para la Instalación de Sistemas Rociadores Automáticos, y NFPA 72,

Código Nacional de Alarmas de Incendio.

El capítulo J.4. de la NSR-10 sigue un esquema de establecimiento de requisitos de protección

activa similar al de NFPA 1 y es por esa razón que al definir los diseños específicos de los

sistemas de protección a instalarse remite la consulta de normas NFPA. La Norma NSR-10

también remite al diseñador al cumplimiento de normas NTC, las cuales no se analizan en este

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trabajo por su relación técnica con NFPA y por la ausencia de lineamientos en algunos temas

específicos.

Requerimientos de seguridad electrónica en detección, alarma y extinción automática de

incendios en edificaciones multiuso

Después de hacer el ejercicio de clasificación de la edificación en el grupo de ocupación

Mixta (M) de acuerdo con el procedimiento explicado en el aparte anterior, se determinan las

necesidades y estándares específicos de los sistemas electrónicos de alarma, detección y

extinción de incendios que garanticen la seguridad de las instalaciones consideradas multiusos en

Colombia.

En referencia a los “sistemas y equipos para detección y alarma de incendios”, el literal J.4.2.

de NSR-10 enuncia que “las edificaciones deben contar con sistemas de alarma de incendios, que

se pueden activar de forma manual, por medio de detectores, o por medio del sistemas de

extinción automática, de acuerdo con el grupo de ocupación en que se clasifiquen” (Comisión

Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes, 2010a). Para el tipo

edificación que se analiza en este trabajo, el literal J.4.2.6 determina que “las edificaciones que

se clasifiquen en el grupo de ocupación M (Mixto y otros) deben estar protegidas por un sistema

de alarmas diseñado para el más crítico de sus usos, tomando como referencia la norma NFPA

72” (Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes,

2010a).

De acuerdo con Moncada (2009), el sistema de detección y alarma de incendios tiene como

objetivos, en primer lugar, la protección de vidas y, en segundo lugar, la protección de la

propiedad. El tiempo juega un papel fundamental en el desarrollo y control de los incendios, lo

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que permite alcanzar los objetivos de protección de las instalaciones cuando se reducen los

tiempos de respuesta para la evacuación y supresión en las fases incipientes del desarrollo del

fuego. En este sentido, NSR-10, NFPA 1 y NFPA 101 determina las necesidades de instalación

para cada ocupación de la siguiente manera:

Tabla 1. Requisitos de protección activa de alarma y detección para NSR-10 y NFPA 101 por

tipo de ocupación

Tipo de Ocupación NSR-10 NFPA 101

Almacenamiento Detección y alarma conforme a NFPA 72. Ninguno.

Comercial Servicios

Detección y alarma conforme a NFPA 72.

Iniciación manual si la ocupación es igual

o mayor a 500 personas y/o la ocupación

es mayor a 100 personas por encima o por

debajo del nivel de descarga de salida.

Sistema de alarma de incendio de iniciación

manual y automática conforme a NFPA 72

en: edificios de dos o más pisos por encima

del nivel de descarga de salida, edificios con

ocupación mayor a 50 personas por encima

o por debajo del nivel de descarga de salida,

ocupación mayor a 300 personas.

Comercial Bienes

Alarma manual o automática conforme a

NFPA 72. Iniciación manual si la

ocupación en todos los pisos es mayor a

500 personas y/o la ocupación es mayor a

100 personas por encima o por debajo del

nivel de descarga de salida. Los centros

comerciales con área mayor a 5000 m2

deben contar con sistema de

evacuación/voz accesible al cuerpo de

bomberos.


manual y automática conforme a NFPA 72.

Fabril e Industrial


Iniciación manual si es edificación de 2 o

más pisos y/o la carga de ocupación es

mayor a 500 personas por encima o por




Institucional

Reclusión


Sistemas de alarma que alerte al personal

de seguridad.



Institucional Salud Detección y alarma conforme a NFPA 72.

Sistemas de iniciación manual.



Institucional

Educación


Sistemas de iniciación manual.



Institucional

Seguridad Pública



No aplica.

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Institucional

Servicio Público






No aplica.

Lugares de Reunión

Sistema de alarma manual o automática

conforme a NFPA 72 para ocupación

mayor a 50 personas.

Sistema de alarma de incendio para

ocupaciones mayores a 300 personas y para

teatros con más de una sala de espectáculos

conforme a NFPA 72 con iniciación manual

o automática. Detectores en áreas de

ocupación no habitual.

Alta Peligrosidad Detección y alarma conforme a NFPA 72.

Residencial

Unifamiliar


Detectores con base sonora en cada nivel.

Viviendas de más de 100 m2 y más de un

detector, deben estar interconectados.

Detección de humo con notificación local en

cada habitación.

Residencial

Multifamiliar

Alarma de incendio conforme a NFPA 72.

Iniciación manual cuando haya unidades

residenciales por encima de cuatro pisos o,

más de un piso por debajo del nivel de

descarga de salida. Detector de base

sonora en cada unidad de vivienda.




cada habitación.

Residencial Hoteles


Sistema de iniciación manual. Detectores

de base sonora en cada habitación.




cada habitación.

Fuente: Elaboración propia

Conforme a los requisitos determinados por el numeral J.4.3.6.,

“toda edificación clasificada en el grupo de ocupación M (mixto y otros) debe estar protegida

por un sistema, aprobado y eléctricamente supervisado, de rociadores automáticos de acuerdo

con la última versión del Código para suministro y distribución de agua para extinción de

incendios en edificios, NTC 2301 y como referencia la Norma para Instalación de Sistemas de

Rociadores, NFPA 13, de acuerdo con las exigencias de extinción para cada ocupación”

10

(Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes, 2010a,

p. J-29).

En este sentido, NSR-10, NFPA 1 y NFPA 101 determina las necesidades de instalación para

cada ocupación de la siguiente manera:

Tabla 2. Requisitos de protección con rociadores automáticos para NSR-10 y NFPA 101 por tipo

de ocupación

Tipo de Ocupación NSR-10 NFPA 101

Almacenamiento

Rociadores automáticos según NTC 2301 y

NFPA 13 para edificaciones de más de 3

pisos o 9 metros, área superior a 1000 m2 y

almacenamiento de llantas de más de 500

m3.

Ninguno

Comercial Servicios



pisos o 18 metros.

Ninguno

Comercial Bienes



pisos o 9 metros, área superior a 1100 m2 y

área de venta y almacenamiento de

combustibles por debajo del nivel de calle

de 200 m2.

Sistema de rociadores automáticos para

ocupaciones mayores a 300 personas

conforme a NFPA 13, que notifique al

sistema de alarma

Fabril e Industrial



pisos o 9 metros, área superior a 1000 m2.

Ninguno

Institucional

Reclusión


NFPA 13 para edificaciones de

confinamiento o restricción de

movimiento.

Rociadores conforme a NFPA 13 que

notifique al sistema de alarma.

Institucional Salud Rociadores automáticos según NTC 2301 y

NFPA 13 para todas las edificaciones.

Rociadores conforme a NFPA 13 que

notifique al sistema de alarma.

Institucional

Educación


NFPA 13 para edificaciones de 4 pisos o

12 metros, 1 o más pisos por debajo del

nivel de la calle

Rociadores para edificios ubicados por

debajo del nivel de descarga de salida

conforme a NFPA 13 que notifique al

sistema de alarma.

Institucional

Seguridad Pública



pisos o 18 metros.

No aplica.

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Institucional

Servicio Público



pisos o 18 metros.

No aplica.

Lugares de Reunión


NFPA 13 para edificaciones con ocupación

mayor a 300 personas.

Sistema de rociadores automáticos para

ocupaciones mayores a 300 personas

conforme a NFPA 13, que notifique al

sistema de alarma.

Alta Peligrosidad Rociadores automáticos según NTC 2301 y

NFPA 13 para todas las edificaciones.

No aplica.

Residencial

Unifamiliar

Ninguno. Cuando se requieran rociadores se debe

seguir lo establecido en NFPA 13, NFPA

13D y NFPA 13R.

Residencial

Multifamiliar


NFPA 13 para las de zonas comunes si son

de gran altura para niveles de

estacionamiento debajo del edificio.

Cuando se requieran rociadores se debe

seguir lo establecido en NFPA 13 y NFPA

13R.

Residencial Hoteles



pisos y para niveles de estacionamiento

bajo del edificio.

Cuando se requieran rociadores se debe

seguir lo establecido en NFPA 13 y NFPA

13R.

Fuente: Elaboración propia

Como se puede evidenciar en la tabla 1, la mayoría de edificaciones clasificadas por su tipo de

ocupación, tanto para NSR-10 y NFPA 101, deben contar con un sistema de alarma de incendios

con un diseño basado en NFPA (2013b), “Código Nacional de Alarmas de Incendio”. Este

sistema debe ser de iniciación manual y automática para los casos en los que se dispone de

sistemas de detección de incendios y de sistemas de rociadores. En este sentido, las alarmas de

incendio tienen como finalidad, dar aviso de la ocurrencia de un incendio con el fin de tomar

decisiones de evacuación y control del incendio. Son un conjunto de elementos de diseño y

funcionamiento electrónico interconectados para cumplir con su función de alertar. El primer

paso en el diseño del sistema de alarma, según lo explica Moore (2009), es establecer el objetivo

de protección. Puede ser la seguridad humana, la protección de la propiedad o la continuidad del

negocio; o pueden ser los tres a la vez, lo cual es el objetivo de protección más utilizado en la

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realidad. Con base en la meta propuesta se determina el tipo alarma, sus mecanismos de

iniciación y notificación de la alarma y los procedimientos que se deben seguir. Puede ser

evacuar el edificio, cerrar puertas contra fuego, despacho de brigadistas, solicitud de ayuda por

del cuerpo de bomberos y, en algunos casos, la activación del sistema de extinción.

Según NFPA (2013b), el funcionamiento del sistema de alarma tiene cuatro fases: la

iniciación, la transmisión, notificación y anunciación. La iniciación es el mecanismo por el cual

se da una entrada de información al sistema con el fin de cambiar su estado y tomar decisiones

de gestión de alarma. Existen tres mecanismos de iniciación de la alarma: estaciones manuales o

pulsadores, sensores de flujo de agua del sistema de rociadores y detectores automáticos. La

notificación es el mecanismo por el cual se anuncia la situación de peligro a los ocupantes del

edificio, se alertan a los respondedores y se toman decisiones, basadas en planes de contingencia,

evacuación, gestión de ascensores, funcionamiento de la ventilación mecánica y extinción del

fuego. La anunciación es el mecanismo por el cual se obtiene información del estado del circuito,

la condición o localización. Según lo anterior, el sistema de alarma de incendios debe estar

compuesto por los siguientes elementos:

Unidad de control del sistema

La unidad de control del sistema de alarma es el aparato que coordina a todos los circuitos de

iniciación, notificación y anunciación, de acuerdo con una programación previa. Es importante

que la arquitectura de la unidad de control sea compatible con los demás componentes del

sistema.

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Imagen 1. Unidad de control marca Notifier

Fuente: Sistemas Inteligentes de Supresión S.A.

Desde la unidad de control se alambran todos los dispositivos iniciadores en paralelo con un

resistor de fin de línea que permite el monitoreo de la integridad del cableado (Moore, 2009).

Cuando algún iniciador se activa, el circuito se cierra y transmite la señal de activación de la

alarma. Igualmente, desde la unidad de control se alambran los dispositivos de notificación, los

cuales de forma audible y visual producen la señal de alarma. De manera similar, se conectan a

la unidad de control, otros dispositivos necesarios para el monitoreo del sistema como los

dispositivos de anunciación. En este caso, la unidad de control muestra el estado de

funcionamiento del sistema a través de señales de anunciación que pueden consolidarse en un

panel con pantalla LCD. Es así como la unidad de control puede presentar información acerca

del circuito de iniciación activado para determinar el lugar geográfico del incendio, la presencia

de fallas en alguna sección del sistema, los bajos niveles de agente extintor, temperatura de

cualquier lugar, y una cantidad importante de información. Sin embargo, entre más circuitos se

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conecten a la unidad de control, más robusta deberá ser su arquitectura. Es factible integrar más

dispositivos de gestión a la unidad de control y a su vez, Esta hacer parte de otros sistemas.

Dependiendo de la configuración de la unidad de control es posible activar elevadores en modo

“bomberos”, encender, apagar o direccionar sistemas de aire acondicionado y extracción de aire,

liberar barreras de control de acceso para facilitar evacuación, encender iluminación, llamar al

número de emergencias e inclusive, programar alarmas para casos diferentes a incendio como

asistencia médica o protección a la propiedad (NFPA, 2013b).

Imagen 2. Disposición típica de un sistema de alarma local

Fuente: (Moore, 2009, p. 7-9)

De acuerdo con el diseño del sistema de alarma, puede ser del tipo Sistema Local Protegido.

En este escenario, el propósito es “activar los aparatos de notificación de alarma local audible y

visible para notificar a los ocupantes que deben evacuar el edificio protegido” (Moore, 2009, p.

15

7-10). En este sistema, no existe una notificación automática al cuerpo de bomberos o algún

centro de monitoreo, y se hace necesario que algún vecino o transeúnte reconozca la alarma de

incendio y solicite ayuda cuando el edificio se encuentra sin ocupantes.

Otro diseño del sistema de alarma es el de Comunicación de Alarma de Emergencia Mediante

Voceo. Consiste en una serie de parlantes distribuidos en toda la edificación controlados desde

un panel especifico atreves de los cuales se dan indicaciones a los ocupantes con respecto al

procedimiento a seguir. En el caso de edificios de gran altura, será necesario guiar a los

ocupantes a diferentes lugares de resguardo mientras se controla la emergencia sin necesidad de

evacuarlos. Además, se puede disponer de sistemas de teléfono en dos vías con el fin de

coordinar las labores de evacuación y extinción desde el centro de control o lobby del edificio

(Moore, 2009).

El diseño de Alarma de Incendio de Estación Central se basa en el monitoreo de alarma de

local protegido desde una estación remota, la cual realiza acciones de acuerdo a la señalización

que transmita la unidad de control en la edificación protegida. Desde un lugar remoto se tomarán

decisiones de llamar al cuerpo de bomberos, enviar técnicos de reparación o la reacción que se

deba seguir según el tipo de alarma que se presente. Este sistema, de la mano con un sistema de

vigilancia y seguridad privada de monitoreo de cámaras, entregarían una solución integral de

protección de instalaciones.

Suministro de energía

La conexión de energía primaria “debe ser desde un circuito derivado dedicado al sistema de

alarma de incendio” (Moore, 2009, p. 7-7). Toda la instalación eléctrica debe tener protección

mecánica, protección contra sobrecarga y debe tener un medio de desconexión marcado en rojo

16

como “Alarma de Incendio”, el cual debe ser accesible para personal autorizado únicamente.

Conforme a NFPA (2013b), el sistema de energía secundario de respaldo debe entrar en

funcionamiento 10 segundos después de que el sistema primario pierde la capacidad de voltaje

de funcionamiento y debe tener la capacidad de mantener el funcionamiento de todo el sistema

en stand by durante 24 horas, con un adicional de estado de alarma activo, notificación,

comunicación y voceo por 5 minutos.

Dispositivos iniciadores

A la luz de la NFPA (2013b), los elementos iniciadores son los componentes del sistema que

dan origen a una transmisión de una condición de cambio de estado, tales como un detector de

humo, un pulsador manual, un interruptor de supervisión, entre otros. Estos dispositivos se

encuentran clasificados por su funcionamiento. Los Dispositivos Iniciadores Análogos

transmiten una señal de cierre o apertura del circuito (on-off) indicando una variación con

respecto a la condición a la que fue ajustado el dispositivo o sensor. Los dispositivos automáticos

de supervisión del sistemas de extinción, son dispositivos que transmiten una señal cuando existe

una condición anormal que puede afectar la operación adecuada de un sistema de extinción

automático tales como válvulas de control, niveles de agente extintor, rendimiento de la bomba,

temperatura del motor, entre otros. Los dispositivos de iniciación no restaurables, son aquellos en

los que el elemento de sensado es destruido durante el proceso de funcionamiento. Los

dispositivos de iniciación restaurables, son los dispositivos en los que el elemento de sensado no

se destruye durante su funcionamiento habitual y puede restablecerse de forma manual o

automática. Los dispositivos de señal de supervisión, son dispositivos en los que el cambio de

estado del mismo muestra una condición que necesita atención o una acción que restablezca el

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funcionamiento óptimo del sistema supervisado; bien sea una válvula cerrada, bajo nivel de agua

o un equipo deshabilitado.

Los detectores automáticos de incendio son dispositivos iniciadores que detectan la presencia

de productos del fuego. Según lo explica (NFPA, 2009), “El fuego produce una variedad de

cambios ambientales llamados “magnitudes físicas” (fire signatures), los cuales ayudan a que se

reconozca su presencia” (p. 15). Estas magnitudes físicas pueden ser el calor, el humo o la

energía radiante. Sin embargo, se pueden presentar condiciones ambientales que produzcan estas

magnitudes físicas sin que exista fuego, generando falsas alarmas. El diseñador del sistema de

seguridad electrónica, también debe tener en cuenta, que los productos de la combustión o

magnitudes físicas, deben llegar al detector para su activación, y debe seleccionar el tipo de

detector y su ubicación con respecto a los factores de: distancia del combustible al detector,

contaminantes presentes, condiciones ambientales de funcionamiento y magnitudes físicas

esperadas en diferentes fases del incendio. Factores que incidirán en la activación oportuna del

detector (NFPA, 2009).

Los detectores de calor de temperatura fija, inician la transmisión de la señal cuando la

temperatura del sensor alcanza un valor predeterminado. Los detectores de calor

termovelocimetricos, envían la señal de iniciación cuando miden una velocidad anormal en el

incremento de la temperatura del sensor.

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Imagen 3. Detector de calor lineal marca Safe Cable

Fuente: Adaptación de Safe Fire Detection Inc.

Por otro lado, los detectores de humo, son más utilizados por ser los de menor retardo en la

identificación de incendios en su fase incipiente y de baja energía; aunque también generan la

mayoría de falsas alarmas (NFPA, 2009). Existen varios tipos de detectores de acuerdo con su

forma de sensar. Los detectores fotoeléctricos inician la señal cuando un haz de luz (blanca,

infrarroja o ultravioleta) es interrumpido entre el emisor y el receptor por efecto del humo. Los

detectores iónicos envían la seña de iniciación cuando el humo influye en la conducción de

electricidad en una cámara de ionización. Los detectores de humo por muestreo de aire, tiene un

ventilador de aspiración para ingresar el aire, a través de tuberías con filtros de partículas, a una

cámara en la que analiza los productos de la combustión presentes en la muestra.

Imagen 4. Detector de humo fotoeléctrico marca Notifier

Fuente: Notiseg S.A.

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Imagen 5. Detector fotoeléctrico de humo por oscurecimiento marca System Sensor

Fuente: Images.org

Los detectores de llama son detectores de energía radiante. Estos tienen un fotodiodo que

detecta la radiación ultravioleta o infrarroja de la llama. Tiene la limitante de ser de línea directa

visual, lo que puede dejar áreas desprotegidas y además requieren de un equipo controlador

adicional (NFPA, 2009).

Imagen 6. Detector de llama UV/IR marca Rezontech.

Fuente: Hochiki Corporation

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Otro dispositivo iniciador del sistema de alarma son los pulsadores manuales. Estas son

estaciones manuales distribuidas a lo largo de la edificación cuya función es transmitir una señal

de alarma cuando un ocupante lo activa al reconocer un incendio; bien sea por percibir alguna

“magnitud física” o por que recibió la notificación de algún sistema de detección local. Como se

puede deducir de los requerimientos de la Tabla 1, este es el método de iniciación generalizado

por la NSR-10 al ser el dispositivo de iniciación manual.

Su principio de activación puede ejemplificarse de la siguiente manera:

Las edificaciones de uso residencial multifamiliar deben contar con detectores automáticos de

incendio de base sonora en cada unidad de vivienda (Comisión Asesora Permanente para el

Régimen de Construcciones Sismo Resistentes, 2010a) con el ánimo de alertar a los residentes de

la ocurrencia de un incendio para que puedan despertar y escapar a tiempo. Sin embargo, los

otros residentes del edificio solo se enteran del desarrollo del incendio cuando el residente que

logro escapara de su habitación, acciona el pulsador ubicado en el pasillo mientras sigue la ruta

de evacuación.

Los pulsadores permanecen en la posición de alarma hasta que los encargados de la seguridad

del edificio lleguen hasta la estación activada y las reestablezcan mediante una llave de

desenclave con el fin de que la situación sea verificada y se sigan las acciones de respuesta. Este

sistema de pulsadores también puede utilizarse en otras situaciones de riesgo como las

emergencias médicas ya que será necesario enviar alguna respuesta de verificación del motivo de

la alarma para su desenclave.

Este sistema requiere de un sistema de protección para que no se realicen activaciones

erróneas o por curiosos como menores que generan falsas alarmas y obligue a una evacuación

innecesaria. Es extendido el uso de pulsadores que transmiten la señal de activación a la Unidad

21

de Control del Sistema, pero no inician la alarma de evacuación hasta que un encargado de

supervisar el sistema confirma la situación. Este procedimiento puede hacerse cuando existe

integración de los sistemas de seguridad y se verifica mediante otro sistema de seguridad la

causa de la activación, por ejemplo, a través del circuito cerrado de televisión o la activación de

sensores magnéticos en puertas de evacuación posteriores a la recepción de la señal del pulsador.

Imagen 7. Pulsador manual marca Honeywell con caja protectora

Fuente: Natursonne

Se ha señalado en párrafos anteriores, la integración de diferentes sistemas de protección de

instalaciones trae beneficios económicos y reduce el tiempo de notificación de eventualidades.

En este sentido, “la NFPA 27. Código Nacional de Alarmas de Incendio requiere que los

sistemas de protección contra incendio en una propiedad protegida estén conectados al sistema

de alarma de las instalaciones protegidas” (NFPA, 2009, p. 7-37). Es así como se vincula el

sistema de extinción automática al sistema de alarma y gestión de incendio mediante elementos

iniciadores y anunciadores.

22

El sistema de extinción automática de incendios mediante rociadores, tiene como finalidad

controlar (“limitar el tamaño del incendio por distribución de agua para disminuir la tasa de

producción de calor y humedecer al combustible adyacente a la vez que reduce la temperatura de

los gases para evitar daño a la estructura” (NFPA, 2013a, p. 17).) y suprimir los incendios de

manera temprana. Según lo define NFPA (2013a), el sistema de rociadores es:

“Un sistema que consiste en una red integrada de tuberías diseñadas de acuerdo con los

estándares de ingeniería contra incendios que incluye la fuente de abastecimiento de agua,

válvula de control, alarma de flujo de agua y drenaje, y es comúnmente activada por el calor

del fuego, descargando agua sobre el área del incendio” (p. 18).

Si bien la NFPA (2013a) define todos los requerimientos de instalación de los rociadores

automáticos, el interés de este trabajo se centra en los dispositivos electrónicos del sistema de

extinción, los cuales, por su naturaleza, deben tener una interface con el sistema de alarma.

Como parte de los dispositivos iniciadores del sistema de alarma de incendio, es sistema de

rociadores automáticos aportan las alarmas de flujo de agua. Estas son sensores que se instalan

en la tubería del sistema o ramal que se desee sensar. Cuando un rociador se activa por acción

del calor, hace que el agua circule por la tubería accionando el mecanismo de iniciación del

sensor de flujo. Esta señal se interpreta como la presencia de fuego en la edificación. Estos

sensores se pueden instalar en los riser de piso y se conectan a la Unidad de Control de alarma

con el fin de que la alarma se active o se realice algún procedimiento definido como encender las

bombas. La alarma de flujo de agua también puede sonar una campana en el mismo dispositivo.

23

Es ampliamente utilizado una alarma de flujo de agua con la campana de alerta en la fachada de

la edificación con el fin que transeúntes o vecinos den aviso a los bomberos o la policía.

Imagen 8. Sensor de flujo marca System Sensor

Fuente: Sistemas de Seguridad Industrial

Dispositivos de notificación

Los dispositivos de notificación son aquellos que generan una alarma que transmite una

información con el fin de proteger vidas y la propiedad. La notificación puede incluir a los

servicios de emergencias o a otros responsables de acciones en la edificación. Esta alarma puede

ser audible o visible. También se utilizan dispositivos de notificación que envían información

hablada o grafica en avisos escritos, acerca del procedimiento que se debe seguir. Puede tener un

alcance privado o público. En centros comerciales. por ejemplo, la notificación debe ser pública

con el fin de que todos los ocupantes de la edificación puedan evacuar y los encargados inicien

las tareas de control. Por otro lado, en un hospital, la notificación suele ser privada a los

encargados de responder a la emergencia (Schifiliti, 2009).

24

La notificación audible es la más utilizada. Es necesario tener en cuenta el desempeño de los

dispositivos de notificación al momento de diseñar el sistema de alarma en cuanto a su capacidad

de alertar y de transmitir información. “Generalmente, los aparatos audibles se clasifican

mediante la medición del nivel de presión del sonido (SPL) a una distancia fija en un cuarto

especial” (Schifiliti, 2009, p. 7-31). Para lograr la clasificación de los aparatos audibles, se ha

establecido como referencia, medir el SPL a 10 pies de distancia de la fuente de origen del

sonido y se ha referenciado una pérdida de 6 dB cada vez que esa distancia se duplica. También

es necesario tener en cuenta el ruido propio del entorno que puede hacer inaudible la alarma de

incendio, y esto dependerá si la alarma es de notificación pública (ubicada en la calle) o privada

(ubicada al interior del edificio) e implicara seleccionar la frecuencia del sonido de notificación.

Cuando se instalan más de un dispositivo audible en lugares diferentes de la edificación, es

posible que la SPL total en un punto entre los dos dispositivos, tenga una perdida menor a los 6

dB, sin embargo este factor no es tenido en cuenta por los diseñadores (Schifiliti, 2009).

Los dispositivos de notificación visible son la alternativa de notificación ante la inefectividad

de los dispositivos audibles, aunque se ha generalizado su utilización como aparatos

complementarios. Este tipo de notificación debe utilizarse cuando el ruido en la edificación no

permite escuchar el sonido de la alarma de incendios y cuando los ocupantes tienen limitaciones

auditivas físicas o por la utilización de aparatos de atenuación de ruido (protectores auditivos en

procesos industriales). En este caso, los factores de diseño que deben tenerse en cuenta giran

alrededor de la intensidad de la fuente y la iluminación a cierta distancia de la fuente. La

intensidad de salida se mide en Candelas y la cantidad de iluminación a una distancia dada que

provee el aparato se mide en Lumen o Lux. Todas estas propiedades deben analizarse al

momento de seleccionar los aparatos de notificación, basado en el tipo del lugar a señalizar. Las

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paredes, materiales o colores afectan la reflexión de la luz y la capacidad de notificar a todos los

ocupantes. Para NFPA 72 (2013b), el tipo de notificación visual debe estar basada en luces

estroboscópicas aunque permite los dispositivos de texto y de señalización. La norma también

permite el uso de dispositivos de notificación que combinen los tipos de notificación.

Imagen 9. Sirena Estrobo de montaje en pared marca Spectralert Advance

Fuente: Notiseg S.A.

Sistemas externos

En el proceso de integración de los sistemas electrónicos de seguridad contra incendios de

protección de edificaciones entran en escena una cantidad importante de sistemas. Los

ascensores son pieza fundamental en el funcionamiento de las edificaciones. Es posible integrar

el controlador de los ascensores al manejo de la alarma de incendios haciendo que cuando se

presente una señal de incendio, las cabinas de los elevadores regresen al primer nivel y

permanezcan allí para el uso por parte de los bomberos. También pueden ir al piso más cercano y

cortar el fluido eléctrico para que los rociadores automáticos del foso del ascensor puedan actuar

de forma segura (NFPA, 2013b).

El sistema de puertas también puede gestionarse desde el sistema de alarma de incendios. El

Código de Seguridad Humana (NFPA, 2000) exige que las puertas de evacuación con cerradura

26

deben liberarse para lo cual el sistema de alarma puede gestionar el destrabe de puertas

necesarias para la evacuación o para el acceso de bomberos. Por otro lado, en las puertas que

permanecen liberadas puede gestionarse su cierre y aseguramiento para evitar el ingreso de

ocupantes o para controlar la propagación del fuego hacia activos críticos protegidos (Schifiliti,

2009). La misma gestión puede utilizarse en las barreras de entada del edificio a cargo de la

seguridad física. Puede gestionarse la liberación de talanqueras o torniquetes con el fin de

habilitar vías de evacuación.

El sistema de ventilación mecánica es un componente vital en momentos de incendios. La

inyección de aire limpio aporta oxígeno al fuego facilitando su propagación. Así mismo, la

inyección de aire contaminado con humo y otros productos de la combustión causa problemas a

los ocupantes del edificio y aún más cuando la inyección de aire se realiza en el sistema de las

escaleras presurizadas de evacuación. Por esta razón el sistema de ventilación debe gestionarse

desde el sistema de alarma con el fin de detener el ingreso de aire limpio al lugar de desarrollo

del incendio; pero también puede detenerse el ingreso de aire contaminado a los ductos de

escaleras. Por otro lado, el sistema de inyección de aire debe funcionar en sentido contrario para

evacuar el aire contaminado y facilitar la ventilación de ductos de evacuación o en donde la

acumulación de humo pudiera generar una generalización del incendio. Deben instalarse

dispositivos iniciadores de detección en los ductos del sistema de ventilación mecánica con el fin

de monitorear constantemente el estado del aire y tomar decisiones al respecto.

Existen otros dispositivos que ayudan a monitorear el estado del sistema contra incendios en

general que reportan a la Unidad de Control del sistema de alarma con el fin de obtener

información de gestión del sistema. Esta información se anuncia a través del panel de control o

mediante otros sistemas de alarma de supervisión. Estos dispositivos, que alertan acerca de fallas

27

en el sistema o situaciones particulares diferentes a la generación de un incendio, son los

dispositivos anunciadores. “Unidad que contiene una o más luces indicadoras, pantallas

alfanuméricas u otro indicador que arroje información del estado de un circuito, condición o

localización” (NFPA, 2013b, p. 20). Entre otras condiciones, estos dispositivos se utilizan para

mostrar información acerca de: válvulas de agua cerradas, nivel de agua en tanques, presión baja

en el sistema de extinción, funcionamiento de las bombas de agua, detectores aislados, puertas

abiertas, áreas de circuitos no armadas o aisladas, fallas en comunicación con otras estaciones,

etc.

La pertinencia de la norma NSR-10 y NFPA, para las edificaciones multiuso en

Colombia

Las edificaciones multiuso, como se analizó en la parte inicial de este trabajo, se clasifican

como una edificación de uso Mixto, por tener más de un tipo de ocupación. Para determinar qué

tipo de protección contra incendios debe instalarse, es necesario llevar a la edificación al tipo de

ocupación que mejor la acoja, en términos de los riesgos y la exposición de activos más críticos.

De acuerdo con las tablas 1 y 2, las edificaciones en todos los tipos de ocupación, deben

contar con sistemas de alarma de incendios diseñados bajo los estándares de la norma NFPA 72.

La variación de requisitos del sistema de alarma de un tipo de ocupación a otro, está determinado

más por el diseño arquitectónico del edificio que por estándares técnicos. De esta manera, es

posible generalizar la necesidad de instalar un sistema de alarmas de incendio con base en la

NFPA 72 para todas las edificaciones de uso mixto en Colombia.

El requerimiento para instalar un sistema de rociadores automáticos en la edificación no es

extendido para todos los tipos de ocupación, ya que el objetivo del sistema de protección

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automático contra incendios desde su origen es diferente al del sistema de alarma. Sin embargo,

en las edificaciones en donde es obligatorio el uso de rociadores automáticos es imperativo

cumplir con estándares de instalación determinados por la NFPA 13; y dentro de estos requisitos

se establece la necesidad de instalación de sistemas iniciadores del sistema de alarma con origen

en el sistema de rociadores. De la misma manera, se hace obligatorio que los mecanismos de

supervisión del sistema de rociadores automáticos reporten al sistema de alarma con el fin de que

sea monitoreado mediante los dispositivos anunciadores. Cuando la NSR-10 establece la

necesidad de utilizar rociadores automáticos en edificaciones, obliga al cumplimiento de la NTC

2301. Esta norma es la transcripción literal de la NFPA 13 que se ha analizado en este trabajo en

el ámbito de los sistemas electrónicos de iniciación del sistema de alarma.

Por otro lado, cuando se piensa en edificios multiusos, la mayoría de proyectos tienen un

componente adicional que implica cumplir con los requerimientos de seguridad electrónica que

se analizaron anteriormente: son edificios con una altura mayor a 23 metros desde el acceso del

vehículo de bombero; es decir, se consideran edificios de gran altura. En este caso, es necesario

cumplir con la instalación de sistemas de alarma de iniciación manual y automática conforme a

la NFPA 72, y la instalación de rociadores automáticos en la edificación conforme a la NFPA 13

(NFPA, 2000).

Las exigencias en seguridad electrónica para la protección de edificaciones contra incendios

incluidas en las normas analizadas, NSR-10, y NFPA 1, 101, 72, y 13, son pertinentes para ser

aplicadas a las edificaciones multiuso en Colombia ya que no solo son mandatarias por parte de

la autoridad competente, sino que garantizan protección efectiva de la edificación mediante la

integración de sistemas de seguridad integral.

29

Conclusiones

Después de analizar la existencia de normas aplicables a las edificaciones multiuso en

Colombia referentes a los sistemas electrónicos de alarma, detección y extinción automática de

incendios, determinar los requisitos de esos sistemas y comprender que son necesarios para

garantizar la seguridad de las edificaciones, se pueden establecer algunas conclusiones.

La aplicación de los requisitos que establece el Reglamento Colombiano de Construcción

Sismo Resistente, así como los requisitos técnicos determinados por la NFPA, garantizan la

mitigación del impacto del riesgo de incendio en las edificaciones multiuso en Colombia.

En todas las edificaciones debe instalarse un sistema de alarma de incendio de iniciación

manual, y cuando existan sistemas de detección y/o sistema de rociadores automáticos, debe

garantizarse la iniciación automática de la alarma a través de estos sistemas.

La integración del sistema electrónico de alarma de incendio con sistemas de seguridad física,

incrementa significativamente la protección de las edificaciones multiuso, lo cual disminuye el

retardo en el control del fuego, reduce las pérdidas de la edificación y facilita las labores de

evacuación de los ocupantes.

El diseño eficiente del sistema de alarma de incendio con Unidad de Control, facilita el

monitoreo constante desde un centro de control local o remoto mediante el uso de dispositivos

anunciadores.

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Título J - Requisitos de Protección Contra Incendios en Edificaciones. En Reglamento

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