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Detectores de Humo. Parte 1

Fecha de Publicación: 2/11/2006

Los detectores que se van a exponer en esta nota y que dispongan de dispositivos electrnicos o elctricos requieren la adopcin de unas medidas de proteccin especiales en el caso de que vayan a instalarse en atmsferas que puedan contener gases, vapores, nieblas, polvos o fibras inflamables por el riesgo de explosin que conllevan.

Ello obliga a utilizar unas tcnicas especiales de proteccin de acuerdo con normas UNE y otras, respaldadas por certificados extendidos por un laboratorio acreditado para ello.

Las tcnicas de proteccin normalizadas en Espaa estn indicadas en la Instruccin Complementaria MI BT 026 del Reglamento Electrotcnico para Baja Tensin (BOE 26-1-1988) y son las siguientes:

  • Inmersin en aceite.
  • Sobrepresin interna.
  • Relleno pulverulento.
  • Envolvente antideflagrante.
  • Seguridad aumentada.
  • Seguridad intrnseca.
  • Encapsulado.

Esta normativa obliga a instalar un tipo determinado de proteccin segn el tipo de emplazamiento cuya clasificacin tambin est indicada.

Se activan con las partculas visibles e invisibles de la combustin. Por eso tambin se les denomina detectores de productos de combustin.

Los componentes de un sistema convencional de deteccin estn esquematizados en la NTP-40-1983 y en esencia son:

  • Unos detectores agrupados en zonas (planta de un edificio, seccin, sector, etc.) y conectados a la central de control y sealizacin por unos bucles (lnea o circuito elctrico que une los detectores a la central).
  • Una central de control y sealizacin que proporciona alimentacin elctrica a los detectores, recibe informacin de los mismos y genera una sealizacin adecuada a la informacin recibida. Una central de este tipo suele tener capacidad para varias zonas (que tambin puede decirse para varias lneas, grupos o bucles de deteccin).
  • Una serie de elementos de actuacin tales como:
    • avisadores pticos y acsticos
    • elementos de control
    • extincin automtica, etc.

Los detectores son unos dispositivos que captan un determinado fenmeno (en nuestro caso humo) y cuando el valor de ese fenmeno sobrepasa un umbral prefijado se genera una seal de alarma que es transmitida a la central de control y sealizacin de una forma muy simple, generalmente como cambio de consumo o tensin en la lnea de deteccin.

En un sistema convencional, la seal proporcionada por la central es comn a todos los detectores de una zona, no pudindose diferenciar la activacin de uno u otro detector del bucle, lnea o circuito de deteccin. El usuario dispone de informacin de la zona donde se ha producido el fuego, pero no del punto concreto. Para identificar individualmente cada detector, se tendra que conectar un nico detector porcada zona y por lo tanto multiplicar el nmero necesario de zonas por lo que se incrementara el tamao de la central y la complejidad del cableado.

Con la aparicin del microprocesador se ha podido desarrollar la tcnica de identificacin individual de cada detector con lo que se ha pasado al sistema de deteccin direccionable que nos da la direccin de un detector activado. En los sistemas direccionables, los detectores funcionan de forma anloga a los sistemas convencionales, es decir, analizando un determinado parmetro y generando una seal de alarma cuando el valor de la magnitud analizada sobrepasa un determinado umbral.

Un paso adelante en los sistemas de deteccin se ha dado con el desarrollo de elementos sensibles que analizan la concentracin de humo (el valor de la temperatura u otro parmetro) y proporcionan una seal proporcional a esa concentracin. Esta seal que se transmite a la central es de naturaleza continua y en trminos electrnicos se llama analgica. A esos elementos sensibles se les llama sensores y sistemas analgicos al conjunto de estos sistemas de deteccin. Tambin reciben el nombre de "inteligentes" ya que se usan sensores cn comunicacin con un procesador de datos, el cual puede tomar decisiones de acuerdo con la informacin proporcionada por aquellos. El nivel de inteligencia viene definido por la complejidad del algoritmo de tratamiento de la informacin y en consecuencia del programa involucrado. Tal sistema distingue fuego, no fuego, suciedad, polvo, autoverificacin, etc. La decisin se transfiere del detector a la central, a diferencia de los sistemas convencionales en que la decisin de alarma la tomaba el detector.

Los sistemas analgicos tienen las ventajas de detectar el incendio de forma ms rpida y la capacidad de detectar una degradacin del comportamiento de los sensores lo cual permite un mantenimiento preventivo y la consiguiente disminucin de las falsas alarmas. Sus inconvenientes son el coste elevado y una dependencia del correcto funcionamiento del microprocesador por lo que se debern instalar los mecanismos necesarios que avisen de los fallos y establezcan caminos alternativos para que una alarma de incendio sea avisada en caso de fallo del microprocesador.

Los detectores de humos suelen clasificarse en seis grupos:

Fotoelctricos

  • De haz de rayos proyectados.
  • De haz de rayos reflejados.
lnicos
  • De partculas alfa.
  • De partculas beta.

De puente de resistencia

De anlisis de muestra

Combinados

Taguchi con semiconductor

Tambin se les denomina detectores pticos de humos.

Su funcionamiento se basa en el efecto ptico segn el cual, el humo visible que penetra en el aparato, afecta al haz de rayos luminosos generado por una fuente de luz, de forma que vara la luz recibida en una clula fotoelctrica, y se activa una alarma al llegar a un cierto nivel.

Con este tipo de deteccin se han de evitar cambios en las condiciones de luz ambiental que puedan afectar a la sensibilidad del detector. Esto se puede conseguir manteniendo el detector en un receptculo estanco a la luz o modula do la fuente de luz.

Existen diversos tipos que se describen a continuacin.

En este tipo, el humo visible oscurece el haz de rayos luminosos proyectado por el emisor disminuyendo la luz recibida en la clula fotoelctrica del receptor situado a distancia.

Consta de un emisor de luz y su receptor correspondiente de clula fotoelctrica, situados ambos en los extremos de la zona a proteger. Su distancia puede llegar hasta 100 metros con una anchura de 14 metros, lo que da proteccin para un mximo de 1.400 m2.

Tambin reciben el nombre de detector ptico de humos lineal.

Aplicaciones

Salas muy grandes de techo elevado, compartimentos de gran valor, zonas de almacenamiento, zonas de sobrepresin y conductos de ventilacin, fbricas, hangares y en lugares en que la esttica es importante, como en iglesias, galeras de arte y edificios histricos.

Ventajas

  • Respuesta rpida ante fuegos con humos.
  • Ahorro de montaje.

Inconvenientes

Dificultad de emplazamiento en locales con ventilacin o aire acondicionado, ya que impiden que el humo llegue en condiciones de activar el detector. Problema de prdida de alineacin si se sita en estructura metlica, por lo que requiere mantenimiento. Resulta ms caro si no se aprovecha toda su longitud.

Tambin reciben el nombre de pticos de humos puntual.

La fuente de luz y la unidad receptora se incluyen en un slo receptculo. Constan de fuente de luz, clula fotoelctrica que ha de estar en ngulo recto con la anterior y un captador de luz frente a la fuente de luz. Estos componentes estn dentro de una cmara obscura. (Ver Fig. 1)

Fig. 1: Detector de humos fotoelctrico de haz reflejado en ngulo recto

Cuando entra humo, el haz de luz procedente de la fuente de luz, una parte se refracta y otra parte se refleja con las partculas de humo. La parte reflejada se dirige hacia la clula fotoelctrica. El aumento de intensidad de luz en la clula activa una seal que se transmite al panel de control y hace sonar una alarma.

En ciertas aplicaciones se emplean sistemas de muestreo de aire con detector fotoelctrico. Disponen de una bomba de aspiracin y tubera a lo largo de la zona a proteger. El aire aspirado se canaliza en una cmara analizadora y si la concentracin de humo alcanza de 1,5 a 3% refleja la luz hacia la clula fotoelctrica y hace actuar a la alarma.

El de haz reflejado no discrimina humo de partculas de polvo. Si el humo es completamente negro no lo detecta.

Una variante del mismo es el que se muestra en la figura y que se comercializa en Espaa con la denominacin de detector fotoelctrico por difusin de la luz. (Ver Fig. 2)

Fig. 2: Detector de humos fotoelctrico de haz reflejado, por difusin de la luz

Es un detector ptico de humos en el que la fuente luminosa, la pantalla y el sensor de luz estn en el mismo eje y de tal forma que en condiciones normales (cuando no hay humo) debido a la forma de la pantalla, la luz no puede alcanzar directamente el elemento sensor y por tanto no se genera seal de alarma. Cuando entra humo en la cmara de medicin, la luz emitida por la fuente luminosa se dispersa en todas direcciones en parte llega al sensor.
Bibliografa

1) N. F.P.A.
Manual de proteccin contra incendios.
Madrid, Editorial MAPFRE, 1978,