#062 Diferentes Clases de Detectores

Boletín #10 2013

INTRODUCCIÓN

Definición

Un sistema de alarmas contra incendios es un conjunto de dispositivos vinculados entre sí, para monitorear y anunciar el estado de la alarma de incendio o la señal de supervisión de activación, con el fin de iniciar señales de advertencia de peligro de incendio.

Objetivo

Un porcentaje muy elevado de muertes en incendios es debido a la intoxicación por efectos del humo, la prioridad del sistema es preservar vidas humanas por medio de señales que permitan un plan de evacuación oportuno, además de proteger las instalaciones y equipos mediante la detección prematura de incendio.

Detectores

Convencionales: Son aquellos que están compuestos por dispositivos iniciadores y anunciadores, pero no necesariamente cuentan con un panel de control que especifique el lugar o zona donde se genera la alarma o el tipo de alarma.

Pueden ser sistemas de alarmas de robo adaptados a sistemas contra incendio.

Inteligentes: Dispositivos iniciadores, direccionables, o inteligentes: De los cuales podemos conocer la ubicación exacta del dispositivo que se alarmo.

Tipos de Detectores:

De Humo

Los detectores de humo son capaces de descubrir el fuego a través de algunos de los fenómenos que suelen acompañarlo: gas, humo, temperatura visible o infrarroja, etc.  En función de eso, podemos encontrarlos en el mercado de dos tipos:

*Ionización: Son detectores de tipo puntual. Se constituyen de una pequeña cantidad de material radiactivo que ioniza el aire en una cámara detectora, convirtiendo el mismo en conductor y permitiendo que pase una corriente entre dos electrodos cargados. Esto proporciona a la cámara una conductancia eléctrica bastante efectiva. Cuando las partículas de humo entran en la zona de ionización, disminuyen la conductancia del aire, adhiriéndose a los iones, causando una reducción en su movilidad. El detector responde cuando la conductancia baja de un nivel prefijado.

*Fotoeléctricos: Los detectores que operan según este principio incorporan una fuente luminosa, un sistema de colimación del haz de luz y un dispositivo fotosensible. Cuando las partículas de humo penetran en el haz, la luz que alcanza el dispositivo fotosensible se reduce y la alarma se activa. La fuente generalmente es un diodo emisor de luz. Constituye una fuente fiable y duradera que funciona con baja intensidad de corriente. Los diodos pulsadores pueden generar suficiente corriente para su uso en equipos detectores, funcionando a niveles de energía aún más bajos.

De Temperatura

Sus mejores aplicaciones son la detección de fuegos en pequeños sectores restringidos; donde pueden producirse fuegos con elevado desprendimiento de calor y rápido desarrollo, en zonas donde las condiciones ambientales no permitan el empleo de otros dispositivos o donde la velocidad de detección no sea el objetivo prioritario. Los detectores responden a la energía calorífica transportada por convección y generalmente se sitúan en o cerca del techo. La respuesta se produce cuando el elemento de detección alcanza una temperatura fija determinada o cuando se llega a una velocidad específica de cambio de temperatura. Se diseñan para detectar un cambio predeterminado de una propiedad física o eléctrica de un material o de un gas.

*Rate of rise

El detector de velocidad de aumento de temperatura funciona cuando existe un incremento de temperatura y excede un valor prefijado, alrededor de 7.8 ºC/15ºF por minuto. Se diseñan para compensar los cambios normales en la temperatura ambiente que se producen en condiciones habituales.

*Fixed Temperature

Se accionan para dar la alarma cuando la temperatura del elemento operacional alcanza un valor específico. La temperatura del aire es generalmente mayor que la de regulación debido a que se necesita un cierto tiempo para que el aire eleve la temperatura del elemento hasta el valor prefijado. A este fenómeno se lo denomina inercia térmica. Estos detectores cubren una amplia gama de temperaturas de funcionamiento que va desde los 57 ºC en adelante.

*Lineales

Es un cable que detecta el calor en cualquier punto de su extensión. El cable sensor se compone de dos conductores de acero aislados individualmente con un polímero sensible al calor. Los conductores aislados están trenzados para crear una presión de muelle entre sí, entonces se les envuelve con una funda exterior apropiada para el ambiente en el cual se ha de instalar el detector. Es un sensor digital de temperatura fija y por eso es capaz de activar una alarma cuando se alcanza la temperatura de régimen activador. En la temperatura calibrada, el aislador de polímero sensible al calor se rinde contra la presión que siente, permitiendo que los conductores interiores se pongan en contacto y así activen una señal de alarma. Esta acción ocurre en el primer punto calentado en cualquier lugar en la extensión del detector. No se requiere que se caliente una longitud específica para activar la alarma, ni se necesita calibrar el sistema para compensar por cambios en la temperatura ambiental instalada. El detector de calor lineal provee las ventajas de cobertura de líneas con sensibilidad de puntos específicos.

De Chispa

Detectan en la zona próxima del infrarrojo; en el espacio de milisegundos reaccionan ya a la mínima intensidad lumínica, y por ello no deben ser empleados más que en sistemas cerrados a los influjos de la luz. Un campo típico de aplicación lo constituyen, por ej., las instalaciones neumáticas elevadoras o de transporte en las que las chispas más diminutas pueden dar lugar ya a incendios de combustión lenta, o a explosiones.

*De Flama

Estos detectores reaccionan ante la aparición de la energía radiante visible para el ojo humano o a la energía radiante que está fuera del campo de visión humana.

Estos detectores son sensibles a las brasas incandescentes y a las llamas que radian energía de suficiente intensidad y naturaleza espectral para motivar la reacción del detector.

Debido a su respuesta detectora rápida, suelen emplearse generalmente en zonas altamente peligrosas, tales como plataformas de carga de combustibles, áreas de procesos industriales, cámaras hiperbáricas, áreas con techos altos y atmósferas propensas a explosiones o fuegos rápidos. Debido a que deben ser capaces de ver el fuego, pueden ser bloqueados por objetos situados frente a ellos, aunque el detector de infrarrojos posee cierta capacidad para detectar la radiación reflejada de las paredes.

*Detectores Infrarrojo:

Consiste básicamente en un sistema de filtro y lentes que se emplea para apantallar longitudes de onda indeseables y focalizar la energía incidente en una célula fotovoltaica o fotorresistiva sensible a la energía infrarroja. Reaccionan al componente total de infrarrojos de la llama, sola o en combinación con el parpadeo de la llama en la banda de frecuencia de 5 a 30 Hz.

El mayor problema en el empleo de este detector que recibe la radiación total del IR es la posibilidad de interferencia de la radiación solar en la región del IR. Si se sitúan en zonas de sombra solar, no es necesario filtrar o apantallar los rayos del sol.

*Detector Ultravioleta:

Emplea generalmente como elemento sensible un dispositivo de estado sólido, carburo de silicio o nitruro de aluminio, o un tubo lleno de gas. Es insensible a la luz solar y artificial.

 *De Gas

Se producen muchos cambios en el contenido gaseoso ambiente durante un incendio. En ensayos de incendio se observó que los niveles detectables de gas se alcanzan después que los de humo y antes que los de calor. Se emplean dos principios de funcionamiento, semiconductor y elemento catalítico.

*Principio del Semiconductor:

Funciona respondiendo a la oxidación o reducción de los gases que generan sus cambios eléctricos en un semiconductor. El cambio de conductividad provoca la activación de la alarma

*Principio del elemento catalítico:

Estos detectores contienen un material que permanece sin cambio, pero acelera la oxidación de los gases combustibles. El siguiente cambio de temperatura del elemento inicia la alarma.

BDE 2018

 

#053 COMO FUNCIONA UN DETECTOR DE HUMO CONTRA INCENDIO

2018, Boletín #102

Definición:

En términos generales el detector contra incendio es un dispositivo automático para conectarse a un circuito provisto de un sensor que responderá a un estímulo físico producido por la combustión como el gas, el calor o humo.

(Ref. Art 3 Definiciones.  NFPA 72. Código Nacional de Alarmas de incendio y señalización.)

Detección de humo fotoeléctrico.

La tecnología más utilizada en la actualidad para el sensado de humo es la detección fotoeléctrica (Óptica). Los detectores fotoeléctricos de humo típicamente están diseñados para operar bajo el principio de dispersión de la luz (Debido a la reflexión por las partículas de humo) o por el principio de obscurecimiento de la luz (Reducción de la luz provocada por las partículas de humo).

 Acorde al principio de operación, los detectores de humo fotoeléctricos se clasifican en:  Detección lineal y detección puntual. La figura 1.0 Muestra la detección puntual y lineal.

Cómo funcionan los detectores de humo fotoeléctricos en función de la dispersión de la luz.

Los detectores de humo por dispersión de la luz fotoeléctrica están provistos generalmente por un diodo emisor de luz (LED) como fuente de luz y un dispositivo sensible a la luz (Fotodiodo) que son dispuestos de tal forma que los rayos de luz emitidos no alcanzan a este receptor. El detector se activará cuando las partículas de humo entran a la cámara del detector y la luz es reflejada por las partículas de humo hacia el dispositivo sensible a la luz.

Cómo funcionan los detectores de humo fotoeléctricos en función del obscurecimiento de la luz.

Los detectores de humo por obscurecimiento de la luz también emplean una fuente de luz (Emisor) y un dispositivo sensible a la luz (Receptor). Cuando las partículas de humo suspendidas afectan la propagación del haz de luz que pasa entre el emisor y el receptor el dispositivo sensible a la luz identifica la reducción de la luz y si esta reducción sobrepasa un umbral preestablecido el detector se activará.

Baja Design Engineering

Julio 2018

Ing. José Manuel Almejo

#048 TIPOS DE DETECTORES

2018, Boletín #98

Introducción

En este artículo se presentarán los diferentes tipos de detectores que existen actualmente en el mercado, su clasificación y una breve descripción de sus principios de funcionamiento para cada uno.

La problemática es que existen una gran variedad de detectores en el mercado, por lo cual es importante conocer su clasificación y principio de funcionamiento para así poder hacer la mejor elección a la hora de implementar un diseño o hacer una ingeniería.

En este caso nos daremos la tarea de clasificarlos.

Anteriormente…

Se utilizaban detectores convencionales los cuales no son direccionables, esto significa que no pueden indicar la ubicación exacta de donde se censo una magnitud física la cual provocó la iniciación de una notificación. PERO actualmente esto ya no es un problema pues existen los detectores automáticos direccionales, de los cuales hay una amplia gama de dispositivos disponibles en el mercado.

Para empezar

Existen dos grandes rasgos de los tipos de detectores, los cuales vamos a definir en base a la NFPA 72 como Tipo Lineal y Tipo Puntual para después clasificarlos por la magnitud física que nuestro dispositivo estará monitoreando como: calor, humo, gas, energía radiante y otras.

Esto significa que sea cual sea su magnitud designada, lo harán de manera puntual o lineal respectivamente.

Definiciones

Detector Tipo Lineal: Es un dispositivo en el cual la detección es continua a través de un camino, un ejemplo muy claro es el del rayo proyectado, el cual cuenta con detección desde el emisor hasta el receptor, si a través de todo el camino detecta un fenómeno físico que está fuera de los parámetros permisibles, este emitirá una señal de alarma o pre alarma respectivamente.

Detector Tipo Puntual o Spot: Es un dispositivo en el cual el elemento de detección está concentrado en un punto en particular, estos cuentan con un área de cobertura especificada en la NFPA 72 y como su nombre lo dice tienen forma de spot.

Clasificaciones

Detectores de calor

  • Detector de calor de temperatura fija
    • Elemento Fusible
    • Tipo Lineal Continuo
    • Tipo Bimetálico
      • Tira Bimetálica
      • Disco Bimetálico de rotura
    • Detector de compensación
    • Detector termovelocimétrico
      • Tipo Lineal
        • Detector de calor de tubería termovelocimétrico neumático
      • Tipo Puntual
    • Detector de calor de conductividad eléctrica

Detectores de humo

  • Detector iónico
  • Detector fotoeléctrico
    • Tipo Lineal
      • Rayo Proyectado (Por obscurecimiento de luz)
    • Tipo Puntual
      • (Por dispersión de luz)
    • Detector de humo por muestreo de aire
      • Tipo Lineal
        • Muestreo continuo de aire
        • Cámara de niebla
      • Tipo puntual
    • Detector de humo por imagen y video

Detectores de gas

  • Detector de gases de incendio
  • Detector de gas (procesos)

Detectores de energía radiante

  • Detector de llama
    • Detector Infrarrojo
    • Detector Ultravioleta
    • Detector UV/IR
  • Detector de chispas/brasa

Detector de la operación de un sistema de extinción o supresión

Detectores combinados

  • Multi-criterio
  • Multi-sensor

Otros detectores

  • Detector de Humedad

En conclusión

Después de definir los dos grandes rasgos de los tipos de detectores, podemos concluir que todos los dispositivos que existen en el mercado se pueden identificar como detección lineal o puntual, según corresponda; Sin embargo, al buscar ser más específicos con su clasificación tomando en cuenta el principio de operación y el fenómeno a monitorear, hasta entonces aparecen 7 clasificaciones correspondientes, dando a entender que existe una muy amplia gama de detectores en el mercado.

Una vez conociendo sus definiciones y clasificaciones solo nos falta entender el principio de funcionamiento de ellos para elegir la mejor opción posible para cada situación que se nos presente, todo esto con el fin de que la probabilidad de un conato incendio tenga su adecuada y temprana detección propagando así cualquier amenaza.

Ing. Sergio I. Alvarez Rendon

1 de Enero de 2018

Baja Design Engineering

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