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.
Como es bien sabido, el humo es la principal causa de muerte en un incendio, en Estados unidos aproximadamente el 80% de las muertes por incendio ocurren en el hogar. Sin embargo, los incendios residenciales no ocasionan más del 50% del total de los daños a la propiedad por incendios. Los incendios en edificaciones grandes y en la industria, aunque no causan un número mayor de muertes, si representan un costo desproporcionalmente alto. De este total de los siniestros se calcula que las victimas por intoxicación es aproximadamente de más del 75%, esta intoxicación se produce al respirar los productos de la combustión, la cual puede tener efectos mínimos como la irritación de la mucosa hasta la asfixia. El humo puede dañar el organismo de tres formas distintas:
Asfixia: La combustión consume el oxígeno disponible, el cual desciende hasta unas concentraciones por debajo del 15%
Quemaduras en las vías respiratorias: La inflamación rápida de los tejidos quemados puede obstruir el flujo de aire en los pulmones y los daños a nivel celular ocasionados por los tóxicos de la combustión. Además de acabar con el oxígeno disponible, también reduce con la capacidad del organismo para transportar el oxígeno a la sangre.
Muerte por inhalación de humo: Suele ser rápida. Algunos síntomas de esta intoxicación son: tos, falta de aliento, ronquera, dolores de cabeza, irritación ocular, presencia de hollín en las fosas nasales y garganta, cambios agudos en el estado mental (confusión y mareos) y perdida del conocimiento.
Por esta razón, es importante el estudio y el entendimiento del comportamiento del humo para evitar el mayor número de muertes en un siniestro.
¿Qué es el humo?
El humo es el conjunto de partículas sólidas y líquidas (como gases y vapores) en suspensión en el aire, o en los productos volátiles, que resultan de una combustión. El humo se genera durante los procesos de combustión incompleta, tales como:
Combustión con llamas: Donde se produce una serie de reacciones complejas en las que la oxidación es demasiado lenta para impedir la formación de partículas de carbón (hollín).
Combustión sin llamas: Donde pequeñas partículas en forma de pequeñísimas gotas de sustancias alquitranadas en forma húmeda escapan, si las condiciones del aire lo permiten, para producir partículas de humo de 10-3 mm de diámetro.
La cantidad de humo producida por las llamas de un material que arde depende de dos factores:
De la naturaleza química del combustible: Las investigaciones han concluido que los materiales contienen en su estructura moléculas o átomos de oxígeno producen menos humo que aquellos que no lo contienen. Además, los materiales que incorporan en su estructura anillos bencénicos tienden a generar mayores cantidades de humo que las estructuras más abiertas.
De las características del fuego: En este caso se ha indicado que la cantidad de humo depende de la temperatura de la combustión y de la zona de llamas del nivel de la concentración de oxígeno en la zona de la combustión, que a su vez está directamente unido a la tasa de ventilación del recinto donde se produce el fuego.
Peligro de los humos y los gases calientes
Como ya se mencionó anteriormente, el humo y los gases de una combustión son la principal causa de muerte, este además tiene efectos de propagación del incendio y su extinción como se enlista a continuación:
1.- Favorecen, por su gran movilidad y elevada temperatura, la propagación del incendio.
2.- Afectan a los elementos estructurales al someterlos a elevadas temperaturas.
3.- Inundan las vías de evacuación y salidas y pueden plantear un riesgo de atrapamiento.
4.- Dificultan la aproximación al incendio para los trabajos de extinción y control.
5.- Los bienes materiales que no se ven afectados por las elevadas temperaturas sufren un deterioro importante por la corrosión de humo y gases de la combustión.
Movimiento del humo
En un incendio, el humo se mueve debido al efecto de flotabilidad debido a la menor densidad y mayor temperatura que poseen durante un incendio. En ausencia de una extracción de humo, toda la zona o sector se llena con el humo y los gases calientes del incendio. La inundación de humo puede llegar a ser total, afectando a otras zonas del recinto y por tanto propagando el incendio.
Por tanto, para evitar la propagación del humo se debería utilizar soluciones técnicas apropiadas, como por ejemplo la evacuación del humo se debería utilizar soluciones técnicas apropiadas, como por ejemplo la evacuación de los humos. Si éstos pueden ser descargados al exterior, la propagación se reduce significativamente.
Evolución del humo en un incendio sin evacuación para el humo
Evolución del humo con evacuación para el humo.
Medidas para evitar la propagación del humo:
Ignifugación de productos: Es el procedimiento por el cual un material sometido a un proceso de ignifugación (proceso por el cual se disminuye la inflamabilidad de un material) mejora su comportamiento de reacción al fuego, disminuyendo la inflamabilidad y la velocidad de propagación de la llama. Esto, además, produce una disminución en la producción del humo.
Productos intumescentes: Son aquellos que se hinchan por el efecto del calor formando una capa de material carbonizado protegiendo al elemento constructivo. La eficacia de la intumescencia va a estar en función del tiempo que resiste hasta que la misma se carbonice. Actualmente para evitar la propagación del incendio, podemos encontrar collarines para tuberías, almohadillas intumescentes etc.
Compartimentación: Son sistemas de separación cuya misión es evitar la propagación de un incendio durante un tiempo determinado. Los edificios se compartimentan en sectores de incendio, de esta manera, el incendio queda localizado en una sola zona, no afectando a zonas adyacentes. Zonas muy sensibles a la propagación de incendios son por ejemplo el sellado de los huecos de paso de un conducto, sistemas de sellado de paso de cables, sistema de sellados de patinillos, cuadros eléctricos, etc. Se pueden utilizar sistemas con resinas termoplásticas y paneles de lana de roca.
SCTEH (Sistemas de control de la temperatura y evacuación de humo): Con este tipo de sistemas se extraen los humos y gases calientes de combustión y se aporta aire fresco de reposición en el sistema. De esta forma, se puede proteger las vías de evacuación del edificio y ayuda a las operaciones de lucha contra el incendio. Dentro de este tipo de sistemas podemos disponer de barreras de humo, cortinas, aireadores naturales, ventiladores mecánicos, compuertas de control de humo, etc.
