Por Dean Wilson, P.E., CFPS
Un sistema de alarmas de incendios no puede funcionar adecuadamente si no se ha efectuado una correcta instalación eléctrica del mismo.
"Usted puede seguir un cuidadoso procedimiento de diseño. Puede seleccionar unidades de control del sistema de alarmas de incendio, dispositivos iniciadores y artefactos de notificación de fabricantes reconocidos por su calidad. Pero si no instala adecuadamente los cables que conectan los componentes del sistema, no podrá confiar en que el sistema de alarmas de incendios del campus de la universidad o de cualquier otra propiedad protegida funcione".
Esta fue la respuesta que recibí cuando le pregunté a Richard Kleinman, presidente de AFA Protective Systems, Inc, en Syosset, Nueva York, acerca de la función de la instalación eléctrica en la confiabilidad general de un sistema de alarmas de incendios. Su respuesta fue categórica.
Por ser la parte menos atractiva del sistema de alarmas de incendios, la instalación eléctrica recibe muy poca atención. Los consumidores ponen gran esmero en la selección de cada uno de los demás componentes del sistema de alarmas de incendios, pero muy pocos se detienen a analizar con cuidado el cableado que conectará estos componentes.
Del mismo modo, la autoridad competente (AC), incluyendo jefes de bomberos, oficiales de prevención de incendios e inspectores de empresas aseguradoras, verificarán con detenimiento el emplazamiento y distancia entre detectores de calor, humo y llama; las cajas para el accionamiento manual de alarmas; bocinas, luces estroboscópicas y demás artefactos de notificación. Muy pocas veces prestarán atención a la naturaleza y características de la instalación eléctrica.
Principios básicos
La edición 1999 del código NFPA 70, Código Eléctrico Nacional (NEC®), contiene los requisitos para lograr una adecuada instalación eléctrica del sistema de alarmas de incendios. Aunque estos requisitos pueden desanimar al comienzo, resultan bastante claros una vez que el usuario comprende ciertos principios básicos.
Lo primero que debe comprenderse es que la norma NFPA (National Fire Protection Association) 72, Código Nacional de Alarmas de Incendios®, ayuda a garantizar el desempeño del sistema de alarmas de incendios. El segundo punto es que los requisitos del NEC ofrecen seguridad contra la posibilidad de electrocución como consecuencia de una mala conexión eléctrica, y ayudan a evitar que la instalación eléctrica sea la responsable del inicio de un incendio.
Antes de iniciar cualquier proyecto de alarmas de incendios, el propietario del edificio debe establecer qué desempeño espera del sistema, determinando los requisitos de instalación para el método de cableado seleccionado.
Determinar el desempeño del circuito
Una vez que el propietario del edificio establece sus objetivos de protección contra incendios relacionados con la seguridad humana, preservación de la propiedad, continuidad de la misión, preservación de patrimonios culturales y protección del ambiente, puede desarrollar los objetivos específicos de su sistema de alarmas de incendios. Luego, el profesional que efectúe el diseño del sistema, contratado por el propietario, preparará un borrador con las especificaciones para el mismo. Tomando como base estas especificaciones, el diseñador elegirá equipos de distintos fabricantes y desarrollará un diseño adecuado.
Una vez que la AC haya aprobado el diseño, un instalador será el encargado de montar el sistema. La AC deberá luego presenciar los ensayos iniciales de aceptación, y en este punto, el propietario comenzará a utilizar el sistema y prever el ensayo y mantenimiento periódico del mismo.
Como parte de las especificaciones, el diseñador determinará el desempeño esperado de los circuitos de los dispositivos de iniciación, de los circuitos de la línea de señalización y de los circuitos de los artefactos de notificación.
Los circuitos de los dispositivos de iniciación conectan los dispositivos de iniciación con la unidad de control del sistema de alarmas de incendios. Los dispositivos de iniciación de alarmas de incendios pueden incluir las cajas para dar la alarma de incendio en forma manual, detectores de calor, detectores de humo, detectores de llama, dispositivos iniciadores de alarma por flujo de agua, o dispositivos de iniciación del sistema de extinción. Los dispositivos de iniciación de supervisión incluyen los dispositivos de supervisión para las válvulas del sistema de rociadores, dispositivos de supervisión de presión de aire, dispositivos de supervisión para bombas de incendios, dispositivos de supervisión de nivel de agua o temperatura, o dispositivos de supervisión de la temperatura del edificio, por mencionar algunos de ellos.
Los circuitos de la línea de señalización pueden incluir las conexiones a las alarmas de incendios direccionales digitales o a dispositivos iniciadores de supervisión o a las conexiones entre las unidades de control del sistema de alarmas de incendios de instalaciones protegidas y una unidad de supervisión del propietario. Y, para terminar, los circuitos de los artefactos de notificación conectarán los artefactos de notificación visual y audible a la unidad de control del sistema de alarmas de incendios.
La norma NFPA 72 asigna una clase y un estilo de desempeño para cada tipo de circuito. Los circuitos Clase A podrán transmitir la señal aún con un único corto o una única falla por masa a tierra, mientras que los circuitos Clase B no podrán transmitir la señal más allá de una única falla por corto o masa a tierra.
La norma NFPA 72 contiene una tabla para cada tipo de circuito, la cual define el desempeño de los distintos estilos de circuitos. La Tabla 3-5 se refiere a los circuitos de los dispositivos de iniciación, la Tabla 3-6 a los circuitos de la línea de señalización, y la Tabla 3-7 a los circuitos de los artefactos de notificación.
Para cumplir con los requisitos del Párrafo 3-4.3.2 del código, las especificaciones del sistema de alarmas de incendios deben determinar la clase y estilo del circuito, basándose en una variedad de factores, incluyendo la longitud de los conductores del circuito; el área total del edificio cubierta por cada circuito, el número de dispositivos de iniciación y artefactos de notificación conectados al circuito; y el efecto provocado por una falla en el sistema de alarmas sobre los objetivos establecidos en la Sección 3-2. También debe tenerse en cuenta la naturaleza del riesgo de las instalaciones protegidas, los requisitos funcionales del sistema necesarios para proporcionar el nivel de protección requerido por el sistema, y el tamaño y naturaleza de la población de las instalaciones protegidas.
Determinar los requisitos de instalación
El párrafo 1-5.5.4 de la norma NFPA 72 ofrece los requisitos básicos de instalación y el Apéndice asociado, ítem A-1-5.5.4, clarifica el punto en cuestión. Según el Párrafo 1-5.5.4, "la instalación de todos los conectores, cables y equipos deberá realizarse de acuerdo con NEC (National Electrical Code o Código Eléctrico Nacional), y específicamente según los Artículos 760, 770 y 800, donde así corresponda. Los cables de fibra óptica deberán protegerse de posibles daños mecánicos según el Artículo 760".
El ítem A-1-5.5.4 del Apéndice establece que "la instalación eléctrica de cualquier sistema de alarmas de incendios deberá tener en cuenta las instrucciones de instalación publicadas por el fabricante del sistema de alarmas de incendios y las limitaciones de los listados o aprobaciones correspondientes".
Además, el Párrafo 3-4.2.2.2 ofrece los requisitos para la instalación de circuitos Clase A. Con unas pocas excepciones, se exige que el instalador dirija los conductores entrantes y salientes por rutas separadas.
El Párrafo 3-8.4.1.1 ofrece los requisitos para la conservación del cableado utilizado para los circuitos de los artefactos de notificación en sistemas de alarmas de incendios que, durante una emergencia, ofrezcan la posibilidad de una evacuación selectiva parcial o la ubicación de ocupantes en áreas de refugio localizadas dentro del edificio.
El Párrafo 3-8.4.1.3.3.3 contiene algunos requisitos específicos para un centro de comando de incendios que se utilice conjuntamente con un sistema de alarmas por voz o un sistema de comunicaciones de emergencia, estableciendo que las especificaciones del sistema de alarmas de incendios deben indicar el sistema de cableado correspondiente. Los requisitos del Artículo 760, "Sistemas de Alarmas de Incendios", del NEC son aplicables a todos los circuitos que obtienen su energía de la unidad de control del sistema de alarmas de incendios. Los circuitos de control conectados a la unidad de control del sistema de alarmas, que obtengan su energía de alguna otra fuente, como podría ser el sistema de control de un ascensor, deberían cumplir con los requisitos del Artículo 725, "Circuitos Clase 1, Clase 2 y Clase 3 de Control Remoto, de Señalización y Potencia Limitada."
NEC, Artículo 760, Parte A
La parte A del Artículo 760 ofrece los requisitos generales para la instalación eléctrica y brinda algunas definiciones clave para los circuitos de alarmas de incendios y para la integridad del cable (CI) de los circuitos de alarmas de incendios, además de los circuitos de alarmas de incendios sin potencia limitada (NPLFA) y circuitos de alarmas de incendios con potencia limitada (PLFA).
La Sección 760-3 sirve como referencia para otros artículos del NEC que aluden específicamente a la instalación de circuitos de alarmas, incluyendo las prácticas de instalación relacionadas con la propagación del fuego; conductos, plenos y otros espacios con aire; ubicaciones peligrosas; ubicaciones corrosivas, húmedas o mojadas; circuitos de control del edificio; y cables de fibra óptica.
La Parte A de la Sección 760-7 ofrece los requisitos para la instalación de circuitos de más alarmas de incendios que se extienden más allá del edificio y hacia el exterior. Las extensiones de los circuitos de alarmas de incendios sin potencia limitada deben cumplir con los requisitos del Artículo 225, mientras que aquellas extensiones de circuitos de alarmas de incendios con potencia limitada deben cumplir con los requisitos del Artículo 800, Partes B, C y D, o con los requisitos del Artículo 225.
La Sección 760-8 cubre los requisitos para la ejecución de trabajos mecánicos. Los cables deben instalarse de forma prolija y presentar una buena terminación. Los cables deben ser sostenidos por la estructura del edificio de tal modo que el uso habitual del edificio no provoque daños en el cable. La Sección 760-10 requiere que los circuitos de alarmas se identifiquen en sus terminales y uniones, para evitar la interferencia no intencional de estos circuitos durante el mantenimiento eléctrico. La Sección 760-15 ofrece dos alternativas para la selección de los tipos de circuitos de alarmas de incendios: sin potencia limitada y con potencia limitada. Salvo que el circuito de alarmas de incendios se denomine específicamente "con potencia limitada", será considerado por defecto "sin potencia limitada".
Los fabricantes de unidades de control para sistemas de alarmas de incendios utilizan la información contenida en las Tablas 12(a) y 12(b) del Capítulo 9 del NEC para determinar si el diseño de la fuente de alimentación de un circuito dado permitirá que el mismo sea designado como "con potencia limitada". Esto significa que el profesional de diseño que escriba las especificaciones del sistema de alarmas de incendios deberá seleccionar el método de cableado basándose en las designaciones del circuito de la unidad de control del sistema de alarmas de incendios. O bien, que el profesional podrá optar por exigir que todos los circuitos utilicen métodos de cableado sin potencia limitada.
NEC, Artículo 760, Parte B La principal diferencia entre los circuitos de alarmas de incendios sin potencia limitada y los de potencia limitada radica en los métodos de cableado que pueden utilizarse con los mismos y los requisitos para entremezclar estos con otros tipos de circuitos.
La Parte B del Artículo 760 cubre los requisitos de los circuitos de alarmas de incendios sin potencia limitada. La Sección 760-25 requiere que los circuitos de alarmas de incendios sin potencia limitada utilicen cualquiera de los métodos de cableado especificados en el Capítulo 3 (Artículo 300), o bien un cable multiconductor certificado para alarmas de incendios de potencia no limitada. Para la mayoría de las instalaciones comerciales e industriales, los métodos de cableado del Capítulo 3 exigen que cada circuito cuente con conductores individuales, dispuestos en canales para conductores, y apliquen los métodos de instalación que se describen en el Artículo 300.
La Sección 760-26 permite que únicamente los circuitos de alarmas de incendios sin potencia limitada se ubiquen con otros circuitos dentro del mismo cable, cerramiento o conducto eléctrico. Los circuitos de alarmas de incendios sin potencia limitada podrán ubicarse con circuitos de control remoto Clase 1, pero únicamente podrán hacerlo con circuitos con potencia limitada si estos se encuentran conectados a un mismo equipo.
La Sección 760-27(a) especifica que deben utilizarse conductores de cobre, sólidos o trenzados, medida 18 AWG o mayores. Si se utilizan conductores de 18 AWG o 16 AWG, el aislamiento de los conductores se verá limitado a los tipos específicos que figuran en 760-27(b).
La Sección 760-28 limita el número de conductores y ofrece factores para los conductores instalados en bandejas portacables y conductos eléctricos, mientras que la Sección 760-30 permite el uso de cables multiconductores sin potencia limitada certificados para alarmas de incendios. Los cables certificados para instalación en espacios utilizados para aire ambiental reciben la denominación "NPLFP". Los cables certificados para ser instalados siguiendo recorridos verticales dentro de conductos verticales o entre piso y piso se denominan "NPLFR", y los cables certificados para instalaciones generales se denominan "NPLF".
La Sección 760-30(a) permite que estos cables certificados se instalen en el techo o las paredes laterales, dentro de conductos eléctricos, o expuestos si van a ser "tirados" a través de espacios ocultos. Los empalmes y terminaciones de los cables sólo deberán realizarse en accesorios, cajas, cerramientos, dispositivos de alarmas de incendios o equipos de uso listados. Cuando queden expuestos, deben instalarse de tal manera que reciban, por parte de la construcción del edificio, la máxima protección contra el daño mecánico. Los cables dentro de una altura de 2 metros del piso deben estar sujetos de algún modo aprobado, en intervalos no mayores que 46 centímetros.
La Sección 760-30(b) requiere que los cables, al pasar a través del piso o a través de una pared hasta 2 metros de altura, se instalen en conductos eléctricos metálicos o conductos rígidos no-metálicos, salvo que la construcción del edificio ofrezca una protección adecuada o se protejan por medio de un resguardo sólido.
La Sección 760-30(c) requiere que los cables instalados en pozos de izar se dispongan dentro de conductos rígidos metálicos, conductos rígidos no-metálicos, conductos metálicos intermedios o tubería metálica para electricidad. Una excepción permite el uso de métodos indicados para ascensores, según se especifica en la Sección 620-21.
Luego de haber pasado los correspondientes ensayos, un cable para alarmas de incendios de potencia no limitada puede marcarse para la integridad del circuito. Estos cables pueden luego ser utilizados para cumplir con los requisitos de la norma NFPA 72, Párrafos 3-4.2.2.2, Excepción (b) y 3-8.4.1.1.4 (1).
Norma NFPA 70, Edición 1999, Artículo 760, Parte C La Parte C del Artículo 760 cubre los requisitos de los circuitos de alarmas de incendios con potencia limitada. La Sección 760-42 requiere que todos los circuitos de alarmas de incendios con potencia limitada se marquen de manera durable en un lugar que sea plenamente visible, por lo que los fabricantes habitualmente marcan las terminales en la unidad de control del sistema de alarmas de incendios o en el diagrama de instalación eléctrica acompañante. Los circuitos que no presenten estas marcas serán considerados circuitos sin potencia limitada.
La Sección 760-52 requiere el uso de conductores de cobre sólidos o trenzados, mientras que la Sección 760-52(a) permite que los circuitos de alarmas de incendios con potencia limitada utilicen los métodos de cableado eléctrico de los circuitos de alarmas de incendios sin potencia limitada, o cables multiconductores con potencia limitada certificados para alarmas de incendios. Si un circuito de potencia limitada es reclasificado e instalado como un circuito de potencia no limitada, la Sección 760-52(a)Excepción Nº3 requiere que se eliminen las marcas que indican que se trata de un circuito de potencia limitada. Las Secciones 760-52(b)(1) y 760-52(b)(2) se refieren a requisitos equivalentes a los incluidos en las Secciones 760-30(a) y 760-30(b) para circuitos de alarmas de incendios sin potencia limitada.
Como la Sección 760-30(c) mencionada anteriormente, la Sección 760-52(b)(3) requiere el uso de conductos rígidos metálicos, conductos rígidos no-metálicos, conductos metálicos intermedios o tubería metálica para electricidad cuando los cables se instalen en pozos de izar. Nuevamente, existe una excepción para ascensores, tal como se especifica en la Sección 620-21. Sin embargo, para los circuitos de alarmas de incendios con potencia limitada, existe otra excepción que permite extender o reemplazar estos conductores o cables por otros métodos y materiales de instalación eléctrica, según los requisitos de la Sección 760-3.
La ubicación de circuitos de alarmas de incendios con potencia limitada dentro del mismo cable, cerramiento, o conducto eléctrico conjuntamente con otros circuitos se ve limitada por la Sección 760-54(a). Los circuitos de alarmas de incendios de potencia limitada no deben ubicarse conjuntamente con circuitos de iluminación eléctrica, circuitos de alimentación, circuitos de control remoto Clase 1, circuitos de alarmas de incendios sin potencia limitada o circuitos de comunicaciones por microondas alimentados por una red de media tensión, aunque las excepciones permiten el uso de una barrera para separar este tipo de circuitos. Cuando deban conectarse a un mismo equipo distintos tipos de circuitos, debe mantenerse la separación física, o bien deben equiparse con manguitos no conductores los conductores de los circuitos de alarmas de incendios con potencia limitada.
La Sección 760-54(b) permite que los cables de alarmas de incendios con potencia limitada sean instalados con circuitos Clase 3 y cables para comunicaciones por microondas alimentados por una red de baja tensión. Los cables de alarmas de incendios con potencia limitada también pueden ubicarse con circuitos Clase 2 si el circuito Clase 2 posee un aislamiento por lo menos igual a la del circuito de alarmas de incendios de potencia limitada.
La Sección 760-54(c) prohíbe que los conductores de los circuitos de alarmas de incendios con potencia limitada se encuentren unidos con bandas, cinta aisladora o fijados de cualquier otra forma al exterior de un conducto eléctrico o de cualquier otro conductor para cables, utilizándolo como medio de apoyo.
La Sección 760-61 especifica el uso de cables multiconductores con potencia limitada certificados para alarmas de incendios. Los cables certificados para su instalación en conductos, plenos u otros espacios utilizados para el aire ambiental se denominan "FPLP", mientras que aquellos certificados para ser instalados siguiendo recorridos verticales dentro de conductos verticales o entre piso y piso, se denominan "FPLR", y los cables certificados para instalaciones generales se denominan "FPL".
La Sección 760-61(d) permite la sustitución de ciertos cables certificados por cables certificados para alarmas de incendios con potencia limitada, y la Sección 760-71(g) permite que, después de haber pasado los correspondientes ensayos, se marque un cable para alarmas de incendio de potencia limitada, para la integridad del circuito. Estos cables pueden ser utilizados para cumplir con los requisitos de la norma NFPA 72, Párrafos 3-4.2.2.2, Excepción (b) y 3-8.4.1.1.4 (1).
Resumen La instalación eléctrica de los sistemas de alarmas de incendios es de gran importancia para la confiabilidad general de cualquier sistema de alarmas de incendios. Por lo tanto, es obligación del profesional que realiza el diseño del mismo especificar cuidadosamente los métodos de cableado. Tanto los requisitos del NEC como de la norma NFPA 72 ofrecen información específica que asegura al diseñador, el instalador, la autoridad competente y el usuario que el cableado del sistema de alarmas de incendios permitirá que éste funcione adecuadamente en caso de ocurrir un incendio.
Dean K. Wilson, ingeniero en protección contra incendios matriculado y especialista certificado en protección contra incendios con oficina en Windsor, Connecticut, es ingeniero senior de Hughes Associates, Inc. Miembro de la NFPA, es miembro emérito del Comité de Correlación Técnica del Código Nacional de Alarmas de Incendios® y expresidente del Panel 16 de Elaboración del Código Eléctrico Nacional®.
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Artículo obtenido de: https://www.nfpajla.org/archivos/edicion-impresa/alarma-deteccion-senalizacion/637-confiabilidad-en-la-conexion-de-alarmas-de-incendios
