Antes de hablar del diseño los
estaques, bombas, mangueras, etc. Debemos conocer los principios que sustentan
el trabajo con el agua. Hablemos de hidráulica.
Hidráulica se le conoce al
estudio de las propiedades mecánicas de los fluidos, sin embargo en este caso
nos concentraremos en un solo fluido, el agua. Dentro de las leyes que rigen a
los fluidos tenemos el principio de Bernoulli, el cual describe el
comportamiento de un fluido a través de un conducto o tubería, que en nuestro
caso serán las mangueras, considerando datos de densidad, velocidad de flujo,
presión y perdidas asociadas. Para analizar el trabajo de bomberos usaremos la
ecuación de Bernoulli en términos de presión.
El primer término (ρv/2) está
ligado al caudal o cantidad de masa
de agua desalojada por unidad de tiempo (GPM o galones por minuto). Esto se
regula en los pitones, que es el equipo que va al final de las mangueras, es
donde el bombero da o corta el agua, además de poder regular el desalojo y el tipo
de chorro. Teniendo el dato del caudal utilizado y conociendo el diámetro de las
mangueras y densidad del agua, podemos determinar la velocidad del flujo de agua.
El segundo término (p) será la presión
en el punto de estudio, los cuales serán generalmente la salida de la bomba
como punto 1 y el pitón como punto 2. Los cuales pueden ser medidos con
instrumentos.
El tercer término (ρgz) depende de la altura de nuestro punto de estudio, para usos prácticos se
simplifica que por cada 10 metros de diferencia en altura entre los puntos de
estudio, se pierde o gana 1 bar según corresponda.
Por último ρl̂f corresponde a la perdida por roce y accesorios, estos han sido determinados
experimentalmente por organismos expertos. Estos varían con la longitud de la línea
de mangueras, caudal y accesorios en el circuito. En Chile se utilizan los
datos obtenidos por la National Fire Protection Association o NFPA.
Además del principio de
Bernoulli hay otros factores a considerar, como la masa del agua. Mover una
manguera de 70mm cargada de agua está lejos de ser una tarea liviana, y es por
ello que bomberos trabaja con distintos diámetros según la función que tendrá ese
circuito de mangueras o armada. Generalmente se utilizan 3 diámetros, 70mm, 50mm
y 38mm. Las primeras para alimentación o pitones monitores fijos de gran
desalojo, es decir armadas que no requieren movilidad. Las segundas para
armadas de ataque de poca movilidad, estas son las que cargan normalmente un
par de bomberos al atacar un incendio de una casa. Y por último las de 38mm
para incendios pequeños que requieren poco desalojo o armadas que requieren
gran movilidad como son los incendios forestales de interface.
Con estos conocimientos,
bomberos utiliza distintas tácticas y armadas según el tipo de siniestro y
recursos disponibles. Ahora que sabemos un poco de hidráulica podremos entender
y analizar cómo trabaja bomberos.
Sebastián
Meza Bordones
Est. Ingeniería Civil Química, Universidad de Concepción
Bombero
Voluntario, Segunda Cía Cuerpo de Bomberos de San Pedro de la PazEst. Ingeniería Civil Química, Universidad de Concepción