CODIGO DE PRACTICA Manual de procedimientos de instalaciones Dispositivos utilizados para alarmas con o sin monitoreo Grupo Seguridad Electrónica Falsas Alarmas CAPITULO 17 A (C. F. REISZ, miembros del grupo y extractado de varias fuentes)
DETECCION DE INCENDIOS Se entiende por detección de incendios el hecho de descubrir y avisar que hay un incendio en un determinado lugar. Las características últimas que deben valorar cualquier sistema de detección en su conjunto son la rapidez y la fiabilidad en la detección. De la rapidez dependerá la demora en la puesta en marcha del plan de emergencia y por tanto sus posibilidades de éxito; la fiabilidad es imprescindible para evitar que las falsas alarmas quiten credibilidad y confianza al sistema, lo que desembocaría en una pérdida de rapidez en la puesta en marcha del plan de emergencia.
Sistemas de detección de incendios. Elección La detección de un incendio se puede realizar por: • Detección humana. • Una instalación de detección automática. • Sistemas mixtos. La elección del sistema de detección viene condicionada por: • Las pérdidas humanas o materiales en juego. • La posibilidad de vigilancia constante y total por personas. • La rapidez requerida. • La fiabilidad requerida. • Su coherencia con el resto del plan de emergencia. • Su coste económico, etc. Hay ocasiones en que los factores de decisión se limitan: por ejemplo, en un lugar donde raramente entran personas, o un lugar inaccesible (por ejemplo un almacén paletizado), la detección humana queda descartada y por tanto la decisión queda limitada a instalar detección automática o no disponer de detección.
Detección humana La detección queda confiada a las personas. Durante el día, si hay presencia continuada de personas en densidad suficiente y en las distintas áreas, la detección rápida del incendio queda asegurada en todas las zonas o áreas visibles (no así en zonas "escondidas"). Durante la noche la tarea de detección se confía al servicio de vigilante(s) mediante rondas estratégicas cada cierto tiempo. Salvado que el vigilante es persona de confianza, debe supervisarse necesariamente su labor de vigilancia (detección). Este control se efectúa, por ejemplo, obligando a fichar cada cierto tiempo en su reloj, cuya llave de
accionamiento está situada en puntos clave del recorrido de vigilancia. La ficha impresa por el reloj permite determinar si se han realizado las rondas previstas. Es obvio que la rapidez de detección en este caso es baja, pudiendo alcanzar una demora igual al tiempo entre rondas. Es imprescindible una correcta formación del vigilante en materia de incendio pues es el primer y principal eslabón del plan de emergencia.
Detección automática de incendios Las instalaciones fijas de detección de incendios permiten la detección y localización automática del incendio, así como la puesta en marcha automática de aquellas secuencias del plan de alarma incorporadas a la central de detección. En general la rapidez de detección es superior a la detección por vigilante, si bien caben las detecciones erróneas. Pueden vigilar permanentemente zonas inaccesibles a la detección humana. Normalmente la central está supervisada por un vigilante en un puesto de control, si bien puede programarse para actuar automáticamente si no existe esta vigilancia o si el vigilante no actúa correctamente según el plan preestablecido (plan de alarma programable). El sistema debe poseer seguridad de funcionamiento por lo que necesariamente debe autovigilarse. Además una correcta instalación debe tener cierta capacidad de adaptación a los cambios. Desde la actividad del especialista en evaluar los riesgos, de acuerdo a la composición de los elementos que pueden alimentar la formación de un incendio, los proyectistas que utilizando conocimientos físicos tienen la posibilidad de hacer un buen plan de protección y alarma temprana o un diseño contemporáneo de respuesta automática de extinción programada del fuego o la extracción de los humos y aun la inertización de un lugar incendiado por la ruptura de la cadena del fuego, eliminando técnicamente uno o mas de los tres componentes del fuego, el control y confinamiento de los sectores incendiados mediante sistemas de extinción o mediante cierre de áreas siniestradas en forma automática, la acción de las brigadas propias de incendio que actúan por un detallado rol de ataque y contención que permite conferir tiempo suficiente para una evacuación y además, evitar que se propague hasta la llegada de los bomberos, se ha establecido una notable diferencia de este tipo de evento con otros tipos de catástrofe. La ciencia que estudia este fenómeno y la tecnología disponible ha dividido el tema de la “protección contra incendios” en dos áreas sumamente amplias y complejas: la detección y la extinción. Solo el buen criterio, el uso de un eficiente “código de practica”, el conocimiento completo de cada tema y el sentido común, pueden dar junto con la experiencia y el estudio constante, idoneidad para realizar diseños, investigación y desarrollo en este tema. Se debe conocer no solo que existen Detectores adecuados, Centrales de Alarma de tecnologías diversas, productos acuosos, gaseosos, espumígenos, u otros y cual es el precio de cada uno, sino ¿cómo se deben utilizar, donde,
cuando y porque?, y a esto se llega, sometiendo un proyecto o una instalación a las normas correctas y no a razones economicistas. No solo se cometen errores en los diseños de implementación técnica sino que luego se descuida el control de los elementos instalados, actitud que es sumamente investigada por las Compañías de Seguro después de un incidente y por las ART (Aseguradoras de Riesgos de Trabajo) antes de cualquier incidente. Estas compañías, por lo general verifican si las instalaciones están hechas cumpliendo la Norma 72 de la NFPA o con un Código de Practica equivalente, como el que ha motivado al grupo Seguridad Electrónica Falsas Alarmas, a redactar el presente, y que se basa en el cumplimiento de las normas de una buena ingeniería.
Detectores de humos. Se activan con las partículas visibles e invisibles de la combustión. Por eso también se les denomina detectores de productos de combustión.
Componentes de un sistema de detección. Los componentes de un sistema convencional de esquematizados en la este documento y en esencia son: •
•
•
detección
están
Unos detectores agrupados en zonas (planta de un edificio, sección, sector, etc.) y conectados a la central de control y señalización por unos bucles (línea o circuito eléctrico que une los detectores a la central). Una central de control y señalización que proporciona alimentación eléctrica a los detectores, recibe información de los mismos y genera una señalización adecuada a la información recibida. Una central de este tipo suele tener capacidad para varias zonas (que también puede decirse para varias líneas, grupos o bucles de detección). Una serie de elementos de actuación tales como: o o o
avisadores ópticos y acústicos elementos de control extinción automática, etc.
Los detectores son unos dispositivos que captan un determinado fenómeno (en nuestro caso humo) y cuando el valor de ese fenómeno sobrepasa un umbral prefijado se genera una señal de alarma que es transmitida a la central de control y señalización de una forma muy simple, generalmente como cambio de consumo o tensión en la línea de detección. En un sistema convencional, la señal proporcionada por la central es común a todos los detectores de una zona, no pudiéndose diferenciar la activación de uno u otro detector del bucle, línea o circuito de detección. El usuario dispone de información de la zona donde se ha producido el fuego, pero no del punto concreto. Para identificar individualmente cada detector, se tendría que conectar un único detector por cada zona y por lo tanto multiplicar el número necesario de
zonas por lo que se incrementaría el tamaño de la central y la complejidad del cableado. Con la aparición del microprocesador se ha podido desarrollar la técnica de identificación individual de cada detector con lo que se ha pasado al sistema de detección direccionable que nos da la dirección de un detector activado. En los sistemas direccionables, los detectores funcionan de forma análoga a los sistemas convencionales, es decir, analizando un determinado parámetro y generando una señal de alarma cuando el valor de la magnitud analizada sobrepasa un determinado umbral. Un paso adelante en los sistemas de detección se ha dado con el desarrollo de elementos sensibles que analizan la concentración de humo (el valor de la temperatura u otro parámetro) y proporcionan una señal proporcional a esa concentración. Esta señal que se transmite a la central es de naturaleza continua y en términos electrónicos se llama analógica. A esos elementos sensibles se les llama sensores y sistemas analógicos al conjunto de estos sistemas de detección. También reciben el nombre de "inteligentes" ya que se usan sensores cn comunicación con un procesador de datos, el cual puede tomar decisiones de acuerdo con la información proporcionada por aquellos. El nivel de inteligencia viene definido por la complejidad del algoritmo de tratamiento de la información y en consecuencia del programa involucrado. Tal sistema distingue fuego, no fuego, suciedad, polvo, autoverificación, etc. La decisión se transfiere del detector a la central, a diferencia de los sistemas convencionales en que la decisión de alarma la tomaba el detector. Los sistemas analógicos tienen las ventajas de detectar el incendio de forma más rápida y la capacidad de detectar una degradación del comportamiento de los sensores lo cual permite un mantenimiento preventivo y la consiguiente disminución de las falsas alarmas. Sus inconvenientes son el coste elevado y una dependencia del correcto funcionamiento del microprocesador por lo que se deberán 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.
Clasificación Los detectores de humos suelen clasificarse en seis grupos:
Fotoeléctricos • •
De haz de rayos proyectados. De haz de rayos reflejados.
lónicos • •
De partículas alfa. De partículas beta.
De puente de resistencia De análisis de muestra Combinados Taguchi con semiconductor FACTORES QUE AFECTAN LA ELECCION DE LOS DETECTORES Como los fenómenos detectados aparecen sucesivamente después de iniciado un incendio, la detección de un detector de gases o humos es más rápida que la de un detector de temperatura (que precisa que el fuego haya tomado un cierto incremento antes de detectarlo). En la figura 9 se esquematiza la fase del incendio en que actúa cada tipo de detector. La curva corresponde al incendio iniciado por sólidos con fuego de incubación.
Figura 9: Fase de actuación de detectores. Fuegos sólidos Los sistemas de Detección Automática de incendios utilizan sensores que responden a los tres más conocidos fenómenos básicos de un incendio: el humo, las llamas y el calor. Cada tipo de detector ocupa su lugar específico de acuerdo al riesgo involucrado. Sin importar el tipo de detector que se utilice, el problema siempre será el mismo: como obtener el mejor nivel de discriminación entre un incendio real y otros eventos molestos que pueden aparentar ser un incendio ante el detector. Los detectores de Humo, son por lo general, los mas utilizados para el propósito del sensado de los componentes de la combustión, habiendo dos tipos básicos: los ópticos y los de ionización. Esta afirmación anterior la hacemos basándonos en lo amplio de su difusión pero sin descartar otros tipos de detectores, como los de detección de llama (Ultravioletas o Infrarrojos) los de temperatura fija o de gradiente también llamados termovelocimétricos; los utilizados ampliamente en la industria aérea: cable detector de temperatura lineal. Muchos incendios como los que involucran mobiliario fino, comienzan con humareda en lugar de llama. Los detectores ópticos de humo “puntuales”, utilizan el efecto Tyndall de “dispersión de la luz” de las partículas de humo. Estos detectores generalmente tienen un diodo emisor de luz situado dentro de una cámara laberíntica, diseñada de tal forma que el diodo detector o foto detector no pueda ver en forma directa la luz emitida.
Detectores fotoeléctricos de humos También se les denomina detectores ópticos de humos. Su funcionamiento se basa en el efecto óptico según 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 varía la luz recibida en una célula fotoeléctrica, y se activa una alarma al llegar a un cierto nivel. Con este tipo de detección 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 receptáculo estanco a la luz o modula do la fuente de luz.
DETECTOR HUMO FOTOELECTRONICO El humo formado por partículas volátiles, que tienen la particularidad que por su condición aerosolada, su tamaño y los compuestos químicos que la forma, junto con la temperatura que les da condición ascendente y una mínima cantidad de humedad existente en cada una de las partículas, ingresa a esta cámara laberíntica a través de unos filtros de porosidad controlada contra insectos y polvo, distribuyéndose homogéneamente dentro de dicha cámara, hasta que la luz emitida por el diodo se disemine (como el efecto de los faros de un automóvil en la neblina) y haga operar un elemento foto sensitivo, originando una alarma, solo si la cantidad de luz que se ha diseminado supera un cierto grado de densidad óptica (generalmente 0,067% de incremento de la densidad óptica por cada pie lineal [30,4 cm.]). Estos detectores son sensible a las partículas sobre calentadas, pero no aun encendidas de la cubierta o vaina exterior aislante de los cables de PVC y pueden, debido a ello, proveer una detección temprana de los fuegos humeantes de origen eléctrico. Del mismo modo que en los incendios con humo visible, los fuegos suelen producir grandes cantidades de humo invisible en la forma de partículas aerosoladas de muy pequeño tamaño, aun en la etapa incipiente de un principio de incendio.
Detectores iónicos de humos
Los detectores de cámara de ionización pueden sensar la presencia de estas partículas. Debido al hecho de que estas partículas aerosoladas están normalmente asociadas casi con exclusividad con la combustión, este tipo de detector nos da una excelente discriminación entre el fuego y otros fenómenos parecidos. Se basan en la disminución que experimenta el flujo de corriente eléctrica formada por moléculas de O2 y N2 ionizadas por una fuente radiactiva entre dos electrodos, al penetrar los productos de combustión de un incendio. Estos detectores detectan partículas visibles e invisibles generadas por la combustión y su mayor eficacia se encuentra para tamaños de partículas entre 1 y 0,01 micras. Las partículas visibles tienen un tamaño de 4 a 5 micras y tienden a caer por gravedad excepto en el caso de que haya una fuerte corriente turbulenta en la columna que forma la llama. Existen materiales que desprenden partículas pequeñísimas a temperaturas inferiores a la de combustión en el aire y a esta temperatura se la denomina temperatura de formación de partículas (thermal particulate point). Estas partículas son detectadas por este tipo de detectores. Según la fuente radiactiva se dividen en detectores iónicos de partículas alfa y de partículas beta. No existe riesgo de radiactividad en la proximidad de estos detectores según las investigaciones realizadas por Organismos competentes. Declaran que la radiación recibida por una persona situada a 25 cm. del detector durante ocho horas al día, cada día del año equivale a una dosis de radiación anual menor de 0,5 milirem. A efectos comparativos la radiación normal de fondo de fuente natural es más de 100 veces mayor.
Detectores iónicos de humos por partículas alfa Se basan en la ionización de las moléculas de O2 y N2 del aire por partículas alfa (núcleos de átomos de helio) procedentes de una fuente radiactiva (Americio 241). El principio de actuación de estos detectores se muestra en la Fig. 3:
Fig. 3: principio de funcionamiento de detectores iónicos de humos La zona entre los dos electrodos representa la cámara de muestreo o detección. Las moléculas de oxígeno y nitrógeno del aire se ionizan por las partículas alfa procedentes de la fuente radiactiva. Estas moléculas ionizadas se mueven hacia los electrodos de signo opuesto al aplicar un voltaje eléctrico y se establece un pequeño flujo de corriente eléctrica a través de la cámara de muestreo. El esquema de la derecha muestra el comportamiento de las partículas de combustión al entrar en la cámara unirse a los iones. Las partículas de la combustión tienen una masa mayor y por tanto disminuye la movilidad de los iones, lo cual se traduce en una reducción del flujo de corriente a través de la cámara de muestreo y se activa una señal de alarma.
Ventajas • Es un detector apto para toda la gama de humos detectables. • Estabilidad ante variaciones de presión, temperatura y corrientes de aire. • Permite una detección precoz y es el más universal de todos. Inconvenientes: Da falsas alarmas en ambientes con aerosoles, polvo, aire en movimiento, humedad elevada, concentración de humo de cigarrillos y variación del voltaje de la corriente. Aplicaciones: Desde fuegos latentes (pirolisis, fuegos de combustión lenta) hasta fuegos abiertos de llama viva. Para combustiones de sólidos y líquidos con humos visibles e invisibles (caso de llamas vivas). Ejemplos de aplicación: plásticos, cables eléctricos, madera, lana, cuero, gasolina, aceites.
Detectores iónicos de humos por partículas beta Estos detectores se presentaron con posterioridad a los de partículas alfa y la fuente radiactiva de partículas beta (electrones) en este caso, es el Níquel 63. El principio de actuación es el mismo que los de partículas alfa. La intensidad de la fuente de radiación es baja y el flujo de corriente en la cámara de ionización también lo es. Estos detectores han tenido éxito en la detección de las partículas procedentes de la combustión de alcohol, las cuales no son detectadas por el detector con partículas alfa.
DETECTOR DE HUMO IONICO SEGÚN NORMA EN 54 La norma europea dedicada a los detectores de humo es la EN 54 Parte 7 que cubre la performance de ambos tipos de detectores: ionización y ópticos. Los detectores de humo de ionización contienen pequeñas cantidades de isótopos radioactivos (americio 241). Si bien no presentan riesgos cuando están instalados dentro de los lugares a proteger, debe tenerse mucho cuidado para asegurar métodos responsables de deposición al final de su vida útil. El alto costo de deposición de desperdicios de esta naturaleza vinculados a material
radioactivo, combinados con la demanda de productos ecológicamente no peligrosos (“verdes”), a liderado el desarrollo de tecnologías alternativas, para competir con las sobresalientes características de los detectores de ionización. Además de los detectores de humo ópticos convencionales, a partir del año 1989, se comenzó la fabricación de los detectores ópticos de alta performance, como una alternativa de los detectores de ionización. En tanto que los detectores ópticos convencionales proveen una buena performance general, no detectan fácilmente fuegos de inflamabilidad rápida, que producen bajos niveles de humo visible. No obstante, estos incendios producen altas temperaturas, con un incremento rápido de temperatura del aire circundante. Los detectores de Tipo Óptico de Alta Performance, están basados den el principio de que la sensibilidad del detector es incrementada proporcionalmente al aumento velocimetrico de la temperatura en exceso que llega al detector. Este tipo de detector asegura que no hay riesgo que se dispare por un aumento de su sensibilidad ya que su activación no depende de la temperatura sino de la cantidad de humo que llegue a el. DETECTOR FOTOELECRICO DE HUMO DE ASPIRACION En ciertas aplicaciones se emplean sistemas de muestreo de aire con detector fotoeléctrico. Disponen de una bomba de aspiración y tubería a lo largo de la zona a proteger. El aire aspirado se canaliza en una cámara analizadora y si la concentración de humo alcanza de 1,5 a 3% refleja la luz hacia la célula fotoeléctrica y hace actuar a la alarma. El de haz reflejado no discrimina humo de partículas 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 todos lados con la denominación de detector fotoeléctrico por difusión de la luz. (Ver Fig. 2)
Fig. 2: Detector de humos fotoeléctrico de haz reflejado, por difusión de la luz
Es un detector óptico de humos en el que la fuente luminosa, la pantalla y el sensor de luz están 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 señal de alarma. Cuando entra humo en la cámara de medición, la luz emitida por la fuente luminosa se dispersa en todas direcciones en parte llega al sensor. Ventajas: Autorregulables por suciedad y pueden avisar cuando están muy sucios. Más resistente que el iónico a las corrientes del aire. Más rápido de respuesta pues necesita menos cantidad de humo para dar la alarma.
Inconvenientes; Si el humo es negro tal como se ha dicho no lo detecta ya que no hay dispersión de la luz (efecto Tyndall). Aplicaciones; Particularmente indicado para la detección de fuegos latentes y fuegos de combustión lenta. Protección de combustibles que den humos especialmente claros como los producidos en la combustión latente de madera, algodón, papel y el recalentamiento de cables eléctricos aislados con PVC. Salas de ordenadores y aparataje electrónico en condiciones ambientales sin polvo. Se suelen combinar con detectores térmicos. Para locales donde existan equipos eléctricos. También para detectar fuegos en los conductos de aire acondicionado. La sensibilidad incluso es buena con humos oscuros, por lo que también es utilizable para combustión viva de madera, gasolina, plásticos y caucho. Se aconseja combinarlos con detectores iónicos. Durante los últimos años, se ha desarrollado una nueva tecnología en los sistemas de detección de humo, llamada “sistemas de detección de humo por aspiración”.. Estos sistemas están basados en el uso de un detector único centralizado de muy alta sensibilidad que utiliza para la fuente luminosa (ópticos) láseres o tubos de descarga de xenón. El aire procedente de distintos lugares es conducido mediante tubos delgados tipo “pitot” de gran longitud, instalados desde los ambientes donde se desee detectar partículas, hasta el lugar donde esta el dispositivo central de alarma. Las muestras de aire son aspiradas por un mecanismo especial, dentro del detector, donde se analiza la composición de las partículas y se determina si son de densidad y cantidad suficiente para disparar una alarma. Esta tecnología se esta utilizando parcialmente en instalaciones de centros de cómputos, centros de telecomunicación, edificios históricos, museos u otro lugar donde la presencia de los detectores convencionales es de presencia no deseable o se requiere la eliminación de elementos que incrementen la polución visual o que no armonicen con la decoración existente.
Figura de Sistema de detección de Humo por aspiración.
Detectores de humos por análisis de muestra (o aspiración) Consisten en una tubería que parte de la unidad de detección y se extiende por la zona a proteger. Una bomba extractora aspira una muestra de aire y la conduce a la unidad de detección en la cual se analiza si el aire contiene partículas de humo. Los detectores de humo con cámara de niebla son de este tipo y en ellos se mide la densidad por el principio fotoeléctrico y si excede de un
valor predeterminado se activa una alarma. Es un sistema de detección poco recomendable. Se empleaba en las bodegas de los barcos. Son caros por la instalación y por los analizadores poco usuales que llevan. Actualmente es inusual y se considera un modelo histórico.
Detectores de humos por puente de resistencia Se basan en el principio del puente de resistencia. Se activan ante una presencia de partículas de humo y humedad sobre una rejilla con puente eléctrico. Esas partículas al caer sobre la rejilla aumentan su conductividad y se activa una alarma. Estos detectores reaccionan con cualquier gas o humo. Son poco usuales y no están considerados en Normas UNE. Inconvenientes: Se disparan por escapes de vapor de agua o por partículas en suspensión en el aire. Por ejemplo en hilaturas dan falsas alarmas. Excesivamente sensibles. No discriminan entre humos y partículas en suspensión. Aplicaciones: Se emplea más como detector de monóxido de carbono.
Detectores combinados de puente de resistencia e iónico para productos de combustión En estos detectores la cámara de ionización se activa por las partículas de la combustión y la resistencia de rejilla se activa por el vapor de agua producido en la combustión. La rejilla consta de dos óxidos metálicos conductores repartidos en un substrato de vidrio. Esta rejilla disminuye la resistencia al entrar en presencia de vapor de agua. El aparato lleva un circuito compensador electrónico que se ajusta a los cambios de humedad ambiente. Estos detectores actúan si se activa la cámara iónica y la rejilla del puente de resistencia, por lo que son menos sensibles a falsas alarmas por polvo, aerosoles, aire en movimiento y humedad. Igual que otros detectores de humos llevan circuitos y componentes para detectar averías y una lamparita piloto para indicar que está activado.
Detectores de semiconductor
gases
de
combustión
tipo
Taguchi
con
Funcionan del siguiente modo: el cristal semiconductor del tipo n (negativo) lleva embebidas dos resistencias calefactoras que mantienen el semiconductor a unos 250º C para que aumente el número de electrones libres. Esa temperatura sirve también para evitar la condensación de vapor de agua en la superficie del semiconductor. La caja externa del semiconductor es generalmente dióxido de estaño con una superficie muy porosa en la que están atrapadas moléculas de oxígeno. Cuando el sensor está expuesto a una atmósfera que contenga un gas oxidable (reductor), sus moléculas reaccionan con el oxígeno atrapado, originando una liberación de electrones en la superficie conductora. Entonces diminuye la resistencia de esa superficie y se dispara una alarma. Según unos ensayos realizados por Bright, encontró que este tipo de detector se activó y dio
la alarma sólo 1 vez en 26 incendios de prueba. No discrimina bien entre gases o vapores de ciertas sustancias y humos
Fig. 4: Detector Taguchi
Principios básicos de instalación de detectores de humos A efectos de la instalación de Detección Automática de Incendios y para facilitar la rápida localización del mismo, los edificios o las partes de los mismos que deban contar con dicha instalación, conforme a lo establecido en los Anexos a la presente NBE se dividirán en zonas según los siguientes criterios: •
Constituirá una zona al menos cada uno de los sectores de incendio en que se haya compartimentado el edificio y en los que sea exigibles dicha instalación. • La superficie de una zona no superará los 1.600 m2. Se instalarán detectores de la clase y sensibilidad adecuada, de manera que estén específicamente capacitados para detectar el tipo de incendio que previsiblemente se pueda producir en cada local, evitando que los mismos puedan activarse en situaciones que no se correspondan con una emergencia real. El tipo, número situación y distribución de los detectores, garantizarán la detección del fuego en la totalidad de la zona a proteger, con los siguientes límites, en cuanto a superficie cubierta y altura máxima de su emplazamiento para los tipos de detectores que se indican: Detectores térmicos: En zonas con superficie igual o inferior a 40 m2 se instalará como mínimo 1 detector. En zonas con superficie superior a 40 m2 se instalará, como mínimo, un detector cada 30 m2. Se colocarán a una altura máxima de 6, 7, 5 y 9 m., según su grado de sensibilidad A, B o C, respectivamente. Detectores de humos: En zonas con superficie igual o inferior a 80 m2 se instalará como mínimo 1 detector y a una altura no superior a 12 m. En zonas con superficie superior a 80 m2 se instalará como mínimo 1 detector cada 60 m2 si la altura del local es igual o inferior a 6 m. y cada 80 m2 si su altura está comprendida entre 6 y 12 m. En pasillos de hasta 3 m. de anchura se dispondrán detectores conforme a los siguientes criterios: • •
Detectores térmicos, al menos 1 detector cada 9 m. Detectores de humos, al menos un detector cada 11, 5 m.
•
La instalación de detectores en pasillos con anchura superior a 3 m. se ajustará a los criterios establecidos en los puntos anteriores.
En cada proyecto y en función de la aplicación, deberá justificarse lo adecuado del tipo de detector empleado en la instalación propuesta. Si la temperatura en el techo supera los 37,8º C (100º F) asegurarse que el detector está homologado para temperaturas superiores. Hoy día hay modelos con un campo de temperaturas muy amplio. No deberían instalarse en zonas que puedan causar falsas alarmas. Estabilidad: Controlarlos al menos tres meses antes de su conexión definitiva al sistema de alarma para desechar ciertas localizaciones que dan falsas alarmas. Espaciado: Variable según modelos. Pueden hacerse ensayos. Los detectores instalados en los conductos de retorno de la ventilación o aire acondicionado no reciben suficiente densidad de partículas de humo, debido al efecto de dilución que se origina al aspirar aire de distintas dependencias. Es por lo que solo sirven y con limitaciones como detectores de incendio en los propios conductos de aireación, pero no en otras zonas abiertas. Evitar instalarlos en zonas con barreras de calor, bajándolos por debajo de esa barrera. Hay tablas y gráficos en la bibliografía que nos dan la distancia para contrarrestar este efecto. Si existe sistema de ventilación o aire acondicionado colocarlos junto al registro de retorno o salida. Se recomienda el montaje de los detectores una vez el local o edificio funciona con todas sus instalaciones. Existen Tablas que dan la distancia de espaciado de los detectores para alturas de techos y fuegos determinados. Información que se suele suministrar por los fabricantes. Los detectores de humos pueden emplearse hasta una velocidad del aire de 5 m/s salvo que el certificado de aprobación indique un valor mayor. Evitar su instalación en lugares sometidos a vibraciones. El efecto de la humedad limitará su instalación en caso de formarse condensaciones. El humo, el polvo o los aerosoles similares producidos por ciertas actividades pueden provocar alarmas intempestivas si se instalan detectores de humos. En estos casos deberán instalarse detectores térmicos. El empleo de detectores de humo en locales con una altura superior a 12 metros deberá justificarse adecuadamente. Pueden emplearse en locales de gran altura combinados con detectores de llamas.
Calefacción, ventilación y aire acondicionado En habitaciones, edificios, etc. en que exista una ventilación forzada, los detectores no se deberán colocar en las zonas en que el aire de los difusores pueda diluir el humo antes de que llegue al detector. Los detectores se colocarán de forma que les llegue la corriente de aire que va hacia las aberturas de retorno. Esto puede requerir detectores adicionales, ya que colocando detectores solo cerca de las aberturas de retorno de aire, puede dejar el resto de la zona con protección inadecuada cuando se cierra el sistema de aire. Se debe consultar a los fabricantes de los detectores. En las zonas por encima de los techos que están diseñadas como retornos comunes para los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, el aire que circula por ellas va a
mayor velocidad que el de la habitación inferior. Por esta razón se reducirá la separación entre detectores. Los detectores situados en las zonas empleadas para conducir el aire ambiental no se emplearán como sustitutos para proteger unas zonas abiertas porque: •
El humo de un incendio puede que no penetre en la zona cuando el sistema de ventilación se pare. • El detector será menos sensible ante una situación de incendio en la habitación origen del incendio, debido a la dilución con aire limpio.
DETECTORES DE TEMPERATURA Para aquellos fuegos cuyo elemento iniciador pueda ser la radiación térmica (calor), se podrá utilizar una serie de detectores de “temperatura” de los que se conocen al menos 10 de diferente tecnología, pero que se pueden clasificar en dos grandes subgrupos como: 1. Detectores de temperatura fija; 2. Detectores de gradiente o termovelocimétricos. Si el aumento de temperatura de un local protegido, es de menos de 8,33° C/minuto, se deberá elegir un detector de temperatura fija. Los más comunes tienen un umbral de disparo por calor, de 57 Celsius (135 Fahrenheit). Estos detectores por lo general están fabricados mediante una carcasa pequeña de metal, en cuyo interior hay dos láminas metálicas próximas una a la otra. Una de estas laminas esta formada por un “bimetal”. Este bimetal, esta formado por dos laminas delgadas “solapadas” y soldadas superficialmente entre sí, y que tienen cada una un distinto coeficiente de dilatación. Al ir subiendo la temperatura, la lámina bimetálica se curvara, tocando en algún momento a la otra lámina “no bimetálica”. Esto sucederá cuando se alcance la temperatura de “calibración” elegida para el detector. Este cortocircuito entre las dos laminas, producirá el “aviso eléctrico” necesario para denunciar el riesgo alarmado. Otro tipo de detector de temperatura fija, son los de “termocupla”, que generan una pequeña corriente eléctrica que al llegar a un valor (en aumento) predeterminado dispara una alarma Los detectores bimetálicos y los de termocupla, son del tipo “puntual”, asignándoseles la 2 2 protección de áreas superficiales desde los 100 mts. y hasta 225 mts. cada uno (dependiendo de la altura del techo o cielorraso) También hay detectores lineales de temperatura, integrados por dos conductores aislados individualmente, pero retorcidos en pares “binados”, cuya longitud puede ser de hasta varios cientos de metros. Estos cables detectores de temperatura, son comúnmente utilizados en aeronáutica, para colocación en los mazos de cables de la instalación ubicada dentro del fuselaje de los aviones, por donde pasan las corrientes que accionan servomecanismos y cuya temperatura debe estar estrictamente controlada y además en túneles de cables de alimentación industrial, a fin de detectar recalentamiento de estos cables. El otro subgrupo de detectores térmicos es el de Gradiente o Termovelocimétrico. En este caso, se requerirá que la temperatura se incremente con una velocidad de mas de 8,33° C, partiendo desde cualquier temperatura inicial (dentro de ciertas limitaciones). Los mas conocidos son los del tipo neumático o termobarimétrico. Disponen de una cámara con forma de “domo” invertido (parecido a la forma de una media naranja), que en su base cuenta con un diafragma metálico con forma de sinusoide concéntrica
(similar a la imagen obtenida de las ondas que se forman en el agua al caer una piedra sobre ella). Este diafragma, tiene un contacto metálico conductor en su parte central, próximo a otro que esta sujeto a la base del detector. A medida que la carcasa con forma de “domo” es calentada por el calor incremental, el diafragma se desplaza empujado por las moléculas de aire contenidas dentro de la cámara y que se van dilatando con el calor, hasta que el contacto central toca al otro (gemelo) de la base generando una alarma. Para calibrar este detector, se coloca un pequeña válvula de escape de aire en el diafragma, que regulará la velocidad de detección. Es frecuente encontrar casos especiales de diseño de instalaciones, como ser salas de calderas
donde el vapor y el humo están presentes habitualmente. Para este tipo de riesgo, se recomienda los detectores de temperatura. En la etapa temprana de un fuego, el nivel de la temperatura puede ser bajo y de poco crecimiento, pero a medida que la cantidad de material inflamable que se combustiona es mayor, la tasa de crecimiento adquiere proporciones incrementales de alto valor. Los detectores contemporáneos pueden detectar, según el modelo, ambos niveles de temperatura: el de temperatura fija o de umbral preestablecido y los termovelocimétricos, que detectan cuando el crecimiento incremental térmico es de mas de 8,33° C/minuto. Por supuesto que hay detectores de temperatura combinados, es decir, que reúnen dentro de una sola carcasa ambos detectores. Para riesgos del tipo estándar (desde 57° C a 78° C) la norma EN54 Parte 5 cubre la performance de estos detectores térmicos, mientras que para temperaturas elevadas la norma EN54 Parte 8 se aplica en este tipo de performance.
DETECTOR TEMPERATURA GRADIENTE
DETECTOR TEMPERATURA FIJA
Cierto tipo de incendios, sobre todo los que involucran petróleo, naftas, gases inflamables, solventes, producen llamas desde el principio del incendio. Aquí, el método de detección requiere de la “visión” de la radiación producida por las llamas. Los detectores de llama son utilizados especialmente en instalaciones petroleras, extracción de hidrocarburos dentro del continente o en plataformas de extracción fuera de puerto, marítimas, hangares de aviación, destilerías, refinerías, áreas abiertas de producción. Todas las llamas emiten radiación electromagnética, a través de un amplio espectro que pasa desde el ultravioleta, la luz visible y el infrarrojo. Tradicionalmente, los detectores de llama están hechos para sensar
relativamente bajos niveles de radiación UV emitida por las llamas, pero su alta sensibilidad hace que a veces confundan las llamas de un incendio con las operaciones de emisión de chispas o arcos, de un operario realizando soldaduras. Los detectores de llama por infrarrojo, sensan emisiones cercanas al infrarrojo, pero son muy susceptibles a la producción de falsas alarmas debido a la luz solar o fuentes luminosas de muy alta energía infrarroja. A partir de los años 80, varias compañías fabricantes de detectores de llama, desarrollaron sensores que eliminaron este problema operando con filtros de banda muy angosta, de hendidura en un segmento determinado de la banda del espectro de radiación infrarroja, característica exclusiva de las llamas de un incendio. Además, se doto a estos detectores de un dispositivo que discriminaba entre la presencia de este espectro de radiación infrarroja, (midiendo las oscilaciones flameantes de rápida variación) y el de la emisión solar (de lenta variación), creando así un detector virtualmente inmune a las falsas alarmas.
DETECTOR DE LLAMA POR DETECCIÓN DE ULTRAVIOLETA
LA RECOMENDACIÓN DE LOS FABRICANTES DE DETECTORES. De acuerdo a lo establecido por los fabricantes de los dispositivos utilizados para la detección y aviso de Incendio, los componentes de un sistema destinados a dar un aviso temprano de una situación de "riesgo alarmado", involucrados en la instalación contra Incendio, deben estar instalados y mantenidos bajo estrictas condiciones de operatividad, a partir de su puesta en marcha y durante su vida útil. Los elementos en general, no han sido diseñados para "durar" por siempre ni están equipados para evitar que las condiciones ambientales los deterioren o modifiquen su capacidad de "detectar", debido a que la polución existente en cada lugar de instalación, a la corta o a la larga inferirán un daño paulatino e incremental, que en algún momento se reflejara en la "falla" del equipamiento. Para evitar esto se deberá tener en cuenta lo siguiente: a) Distribución correcta de los sensores, detectores, avisadores manuales y elementos de sonorización, de acuerdo a la Norma que las Compañías de Seguro recomienden o acepten, que generalmente es la Norma NFPA-72; b) selección del detector adecuado al riesgo a controlar, consistentes en Detectores de humo de ionización o foto electrónicos, detectores de temperatura fija, de gradiente, o combinados o detectores de humo lineales o de cable lineal de
termofusión, detectores de llama; selección del tipo de conexión o red existente entre los detectores y la Central de alarma respectiva, ya sea "Clase" A, B, de cuatro hilos y "analógicos" direccionables, por multiplexado; c) Elaboración de un plan de mantenimiento periódico, ajustándose a los requerimientos del fabricante de los detectores, las instrucciones de la Compañía de Seguros o ente de verificación y el criterio individual de la empresa contratada para realizar dicho mantenimiento [lo que resulte mas seguro]; d) Confección de un plan de supervisión y control de las tareas realizadas por el personal contratado, mediante planillas. La responsabilidad de controlar los trabajos de mantenimiento estará asignada por ejemplo a: Gerencia de Ingeniería de Planta; Gerencia de Higiene y Seguridad; Gerencia de Seguridad Física o Gerencia de Mantenimiento. Deber evitarse que la supervisión este en manos de áreas que no sean específicamente técnicas. Una vez puesto en marcha el "Sistema contra Incendio", elaborado el "plan de mantenimiento" y "asignada la responsabilidad de supervisión", Deberá redactarse un "Rol de Incendio" y un "Plan de Evacuación". NORMAS DE INSTALACIÓN La norma mas utilizada contemporáneamente es la NFPA-72 de la Asociación Nacional de Protección contra Incendio de EE.UU., que se ha editado y traducido a mas de 30 idiomas e inclusive ha sido transformada en normas nacionales en algunos otros países, cambiando el Numero 72 por otro de tipo local, de acuerdo al ente de normalización: IRAM, BSA, VDE, etc. Esta norma 72, establece las pautas de "espaciado" entre detectores, la clasificación de los mismos, las tablas de ajuste de espaciado para distintas alturas de cielorraso, las condiciones especiales de instalación para cielorrasos "no planos" o con vigas y columnas; las recomendaciones para los casos de supuesta estratificación de los gases de la combustión, etc. En cuanto a la selección del tipo de detector, Deberá estar de acuerdo a la clasificación del riesgo a proteger, en relación con el tipo de material combustible almacenado, así como la velocidad de detección requerida. La selección del cableado de conexión entre los detectores y la Central de alarma estará condicionada al numero de zonas e importancia de la instalación, así que un pequeño comercio cuya instalación de incendio requiere la subdivisión de sectores en un numero limitado de zonas (entre 1 y 8 zonas) podrá implementarse con un cableado directo Clase A o Clase B del tipo discreto. En cambio, si la instalación requiriese la identificación de un alto numero de zonas o sectores (o detectores), Deberá utilizarse una red multiplexada, Analógica y direccionable. CONSIDERACIONES GENERALES DE INSTALACION Código de practica
Detector para Áreas (tipo Spot) Ubicación. La persona que esta diseñando una instalación deberá tener en cuenta que el humo deberá viajar desde él punto que origina el fuego hasta el detector, antes que la condición de alarma pueda ser sensada. Al evaluar cualquier lugar o edificio en particular, deberá primeramente determinarse todo posible foco de incendio. A partir de estos puntos de origen deben trazarse los diagramas de recorrido posible del humo. La ubicación más económica de los detectores de humo es aquella que incluye los puntos de intersección común de los diagramas de recorrido de humo a través del edificio. Una vez qué los puntos de intersección mencionados estén protegidos, se considerara por separado las demás áreas aisladas que formen parte de la trayectoria del humo. Por ejemplo, en una habitación simple, que normalmente requiere un detector, deberá considerarse que el fuego puede irrumpir en cualquier punto del perímetro de la misma, o hasta en el mismo centro. Si un sistema de acondicionamiento de aire provoca que el aire de la habitación se mueva de Este a Oeste, será apropiado ubicar un detector en el techo, en el lado Oeste del cuarto. Este es un sencillo ejemplo de ubicación de un detector que puede detectar el fuego que se origine en cualquier lado de la habitación. Si no es posible proveer de detectores a todas las habitaciones, tal como está permitido en las aplicaciones residenciales, deberá considerarse que el fuego puede originarse en cualquier habitación de la propiedad. El sentido de circulación del humo deberá, por lo tanto, ser determinado. En la mayoría de los casos, algunos lugares "comunes", tales como el área de los pasillos, serán fundamentales en el proyecto. Cuando se determine que el fuego pueda producirse cerca de un ocupante de la casa y que el humo no pueda encontrar el camino a un área común, será señal de que se deberá instalar un detector en esa área en especial. A esta situación se la denominará como de "Atmósferas separadas". Por ejemplo, un garaje anexo a la casa, con capacidad para dos coches, será naturalmente el lugar donde se colocará otro detector de humo. Si el garaje está ubicado al final de una galería que separa la casa de éste, generalmente no habrá suficientes razones de "Salvaguarda Vital" que indiquen la necesidad de instalar un detector de humo. Los sótanos de una casa, son considerados como "Atmósfera separada” que debe tener un detector de humo. Pautas adicionales a Utilizar en las instalaciones, son provistas en las Normas enlistadas en el Apéndice B de la NFPA (National Fire Protection Association). NOTA: Las razones de "Variabilidad" arquitectónica expuestas anteriormente han determinado que los laboratorios de "certificación de calidad" (U.L., F.M., etc.) no asignaran un espaciado especifico para cualquier detector de humo, sin tener en cuenta el principio de funcionamiento de los mismos, aunque por regla
general, el espaciado que se utiliza es de 9 metros o un detector por lugar cerrado de menos de 83 mts2. 2- Respuesta del detector Los detectores de humo responderán a partículas de un tamaño de 0,4 micrones. Es de conocimiento general que partículas de 30 micrones de largo o ancho se requieren para que el ojo humano las pueda ver. Por lo tanto, los detectores fotoeléctricos pueden responder a partículas que son visibles o invisibles para la visión humana normal. Dado que el humo ha sido definido como "La totalidad de las partículas en suspensión, visibles o invisibles, producidas por la combustión", los laboratorios de prueba requieren que todos los detectores de humo "respondan" cuando la densidad óptica alcance cierto nivel. A causa de ello, los Detectores Fotoeléctricos de Humo están diseñados de manera que no sean afectados por elementos no perceptibles, tales como: “corrientes de aire", "humedad" y la mayoría de productos químicos y contaminantes del aire. Está característica provee una directa correlación entre aquello que el ojo humano visualiza y es necesario detectar y aquello a lo qué el detector deberá “responder”. 3.-
Espaciados
El procedimiento para ubicar y espaciar detectores de “área abierta" puede ser sumariado de la siguiente manera: a-
b-
c-
d-
e-
Haga una lista de los volúmenes "separados" dentro del volumen en general que deben protegerse separados por paredes, techos y aberturas. Determine la circulación “normal” del aire, a través de cada espacio y "visualice" el flujo de humo que pueda resultar de distintos focos de incendio ubicados en varios lugares dentro de cada espacio. Ubique, en un panel, uno o más detectores, de modo tal que puedan responder a una mínima cantidad práctica de humo, que pueda ser generado dentro de cada espacio, bajo condiciones de incendio. Tenga en cuenta el hecho que las altas temperaturas generadas a partir de la llama abierta, provocaran la dispersión rápida del humo, favoreciendo la detección “anticipada". Considere todas las variables que puedan afectar y producir un cambio en el fluir del aire provocado por el sistema de acondicionamiento de aire, tales como aberturas de cerramiento variable y ubique los sensores, en concordancia. Agregue detectores solo en aquellos espacios donde las variables indican una inadecuada protección, mediante un sistema convencional. Para instalación normal, en techos con superficie relativamente plana, los detectores pueden ser espaciados aproximadamente a 9 mts. (30') entre cada dos adyacentes.
4.-
Capacidad de corriente de los contactos auxiliares de los detectores de 4 hilos. La capacidad de corriente de los contactos del relay de alarma de los detectores de humo de 4 hilos es del orden de 1 Amp. a 120 VCA. o 28 VDC, no inductivos. Debe tenerse sumo cuidado de no exceder estos parámetros cuando se realicen conexiones a los contactos.
5.-
Verificación del cableado, "Pre-instalación”
Antes de completar la instalación y conexión de los detectores y dar alimentación al sistema, se deberá comprobar el circuito completo del conexionado, a fin de prevenir errores del cableado que pudieran dañar a los detectores. Una verificación puede ser realizada utilizando fuentes enchufables en los conectores (hembra), donde se conectarán luego los detectores para simular la existencia de los circuitos (contactos) de supervisión de cada detector, en la zona. La porción "supervisora" del panel de control puede de esta manera ser controlada, descartándose el mal funcionamiento probable. Verificación y localización de problemas A.
Indicación de "problemas"
Si una indicación de problemas se hace presente en el panel de control del sistema, verifique todos los detectores en la zona, para ver que las lámparas de "en servicio" estén encendidas intermitentes. Si una lámpara de "en servicio" está apagada (no destellando), compruebe: 1.-
2.3.-
4.-
La llave de contacto interlock (también llamada de "trampas" o “reseteo”) a fin de establecer que está cerrando el circuito apropiado, asegurándose que la tapa o cubierta de cada detector esté firmemente enclavada en su lugar habitual. Verifique que la tensión de alimentación esté presente en el conector enchufable del detector, y que tenga el valor correcto. Controlé que el conector enchufable del detector este firmemente introducido en su receptáculo, y qué no se haya deslizado hacia fuera lo suficiente como para interrumpir las conexiones del circuito. Verifique que los LED remotos (si los hubiere) estén ubicados en sus respectivos soportes a bayoneta (reten de lámpara).
Si todas las lámparas de "en servicio" están encendidas, el problema podrá deberse a la falla del relay de problemas o el deterioro de sus contactos debido a “arcos" o envejecimiento. Si se sospecha que el problema puede deberse a lo antedicho, deberá realizarse la prueba de continuidad, en los contactos del relay, con la alimentación aplicada al detector. La resistencia de los contactos no deberá exceder de 0.1 ohm, para que funcione satisfactoriamente.
Si se descubre que el detector esta fallando, no podrá ser reparado en el lugar de la instalación. El uso de un relay de "supervisión" (o problemas) con sus contactos dispuestos en forma de "puente serie", provee a los detectores de humo y temperatura de un alto grado de confiabilidad de contacto, haciendo que sean improbables las fallas debidas a "falso contacto". B.
Indicaciones de Alarma
Los detectores de humo son construidos con un dispositivo incorporado de enclavamiento continuo en la condición de alarma. Cuando una condición de alarma se hace presente, el circuito de enclavamiento permanece activado hasta que sé cumplan dos etapas. (1) El humo debe ser desalojado de la cámara sensora y (2) la alimentación de la cabeza detectora debe ser desconectada momentáneamente, en ese estricto orden. Durante el periodo de alarma, y mientras dicha condición de enclavamiento subsista, una lámpara (LED) indicadora de alarma permanecerá encendida permanentemente. Esto simplifica la manera de identificar el detector "especifico" que está generando la condición de alarma. C.
Alarmas innecesarias
1.-
En la etapa de instalación del sistema de detección, mencionaremos la necesidad de aislar los cables de los detectores de otros conductores que transporten energía, ya que ellos pueden inducir impulsos transitorios en el circuito. En adición, la proximidad con descargas disruptivas de alta tensión, tal como relámpagos, etc. provocará la inducción de transitorios en los cables de alimentación, que harán entrar al detector en alarma. Los transitorios pueden ingresar a través del cableado normal del sistema o a través de los circuitos auxiliares, conectados a los contactos suplementarios del detector. Los transitorios de “conmutación de línea de 220 VCA" tanto exteriores, como interiores del edificio, deben ser investigados, como posible causa de "falsas alarmas". Otro caso de "falsas alarmas" puede provenir de un detector, instalado en forma incorrectamente bajo, en un corredor donde se congregue gente que al fumar y exhale humo directamente al detector. Análogamente, el humo industrial o de ambientes humanos pueden provocar la "respuesta" del detector, si la actividad destinada al sector, es con generación natural de humos o temperaturas altas. En circunstancias extremadamente inusuales (fenómenos eléctricos) será necesario que la compañía de electricidad instalé supresores de pulsos en la línea de suministro de energía, a fin de eliminar los transitorios que pudieran provenir del exterior. Complementariamente, algún medio de supresión de línea de C.A. debe ser implementado, en los cables que van del panel de control a los detectores, si el cableado del edificio esta sujetó a la inducción dé pulsos en forma excesivamente inconveniente. El invertir las terminales de alimentación en los detectores, provocará la transmisión de una alarma, inmediatamente después de la conexión de la alimentación de C.C. Esta condición será revelada por el hecho que: ni el
2.3.-
4.-
5.-
6.-
LED de “en servicio" ni el de "alarma" del detector mal conectado, estarán encendidos. Puede presentarse una alarma, en los detectores de "ducto" de aire acondicionado, cuando se pone en marcha el sistema de ventilación, debido al exceso de polvo acumulado u otros contaminantes. Es recomendable que los ventiladores sean operados, para purgar los ductos de aire, previo a la instalación de los detectores. Si ello no es posible, será necesario remover y limpiar la cámara sensora del detector de humo afectado por el polvo. MANTENIMIENTO
La tarea de verificación y limpieza de los detectores y sensores o elementos asociados, Deberá realizarse periódicamente del siguiente modo: La Central de Alarma será "rutinada" (operación de mantenimiento de rutina), a fin de establecer la integridad de las líneas que la unen con los detectores; las baterías serán verificadas tanto en vacío, como en "stand by" y bajo "carga" con la fuente de alimentación conectada a los 220 Vca. o desconectada; los detectores de humo, temperatura, lineales, de llama, se revisaran y limpiaran del siguiente modo: 1.
2.
3.
Los detectores de humo serán retirados de su lugar de ubicación para su limpieza de a uno; se procederá a desmontar cuidadosamente la carcasa exterior y nariz detectora (parte plástica) y filtros metálicos o de poliuretano de porosidad controlada y se limpiara dicha carcasa plástica con productos detergentes diluidos en agua tibia al 4%, con paño no abrasivo y/o con cepillo de cerda suave, sopleteandose con aire comprimido libre de polvo o aerosoles para su secado; los filtros serán sopleteados con aire comprimido filtrado; luego se procederá a armar el detector y se probara su velocidad de detección (sensibilidad cronométrica) con una cámara de humo calibrada, con fuente de alimentación estabilizada del tipo UL; la prueba de sensibilidad establecerá que el detector dispara la alarma de incendio ante una concentración del 5% (+/- 1%) dentro de un periodo de exposición al humo de menos de 60 segundos; cumplida la prueba precedente, se reinstalara el detector y se procederá a registrar en la planilla de estadística histografica correspondiente, dicha novedad, con fecha, hora y técnico que efectuó la tarea. En todos los casos en que el detector no pasare la prueba de sensibilidad o este averiado, por roturas evidentes, se informara al comitente, para su inmediato recambio. En general, se utilizara un procedimiento similar con los detectores de temperatura, utilizándose para la prueba una fuente de calor no destructiva. En el caso de los detectores de humo lineales o los detectores de llama, se seguirán las recomendaciones del fabricante.___________________________________ CRITERIOS DE DISEÑO Y DISTRIBUCIÓN
Es razonable suponer que si para distribuir la ubicación de los detectores de humo, temperatura, llama, gases explosivos, se utiliza algún tipo de Norma, tal como la NFPA-72E, es porque se requiere un "método" bien definido y
aceptado. Si bien estas normas sufren continuas modificaciones, merced a la presentación de "solicitudes de revisión" realizadas por personas físicas o jurídicas y que son aceptadas o denegadas en resoluciones denominadas "interpretación formal", el espíritu de la Norma, permanece inalterable, ya que defienden 3 hitos fundamentales: 1. Detección Temprana; 2. Cobertura razonablemente aceptable; 3. Vigilancia selectiva acorde con el riesgo alarmable. La detección temprana, requiere que la "nariz" o elemento sensor del detector seleccionado este de acuerdo con el componente principal del siniestro que se espera encontrar. Por ejemplo, para la protección contra una deflagración súbita generalizada, protagonizada por la inflamación de combustibles líquidos, que desprenden vapores o gases, que en proximidad de fuentes de calor, chispa o llamarada pudieren "encenderse", se buscara detectar la llama que inicie el incendio, al no poder evitarse que se desprendan vapores combustibles del material almacenado. Para ello se utilizaran Detectores de llama Ultravioleta o de Infrarrojo. Los detectores de llama que actúan por sensado de espectro de la gama de ultravioleta, no visible a los ojos humanos, son por lo general sumamente más veloces en la detección de chispas que los infrarrojos. Estos sensores son los preferidos en las instalaciones de protección de las plataformas petrolíferas, plantas de destilado de hidrocarburos, silos de granos, salas o corredores contiguos a los recintos donde haya medidores de gas domiciliario o industrial, plantas de envasado de garrafas o talleres de trefilado o fresado de metales inflamables, entre otros. Los sensores Ultravioleta, generalmente disponen de una tarjeta controladora que permite fijar los parámetros de umbral de detección, o regulan la distancia de detección de acuerdo a la sensibilidad elegida, hasta 15 metros o menos, por detector; son generalmente "de visión direccionable" o sea que pueden ser apuntados hacia una zona conflictiva y a menudo están construidos en carcasas antiexplosivas y con un mecanismo detector de transparencia de la "mira óptica" del sensor. Así, cuando la polución depositada sobre el lente produce una disminución inaceptable de la sensibilidad del detector, el mismo envía una señal de avería al panel de control. Los detectores de llama que actúan por sensado del espectro infrarrojo de la llama, tampoco visible a los ojos o en algún caso acompañados por la visión parcial de algún componente del "iniciador" de un incendio, son más lentos en la detección, aunque son en general omnidireccionales o cardioides en su lóbulo de detección y con un alcance también de hasta los 15 metros. Se los utiliza generalmente en plantas fabriles del tipo textil, donde se "devanan" hilos que producen desprendimiento de "pelusas" o en instalaciones de producción de chiperas forestales o aserrines en la industria primaria de producción de materia prima para la fabricación de productos celulósicos o pastas de papel, durante el proceso inicial de fragmentación de la madera o en lugares similares. Su finalidad generalmente es prevenir de fuentes de llama o brasas tales como la de
los cigarrillos, o cualquier otro implemento utilizado por el ser humano en su labor cotidiana y que pueda generar fuego. Por lo general requieren de una tarea de limpieza periódica ya que no disponen de ningún elemento que mida la suciedad depositada sobre su "nariz" detectora. Para aquellos fuegos cuyo elemento iniciador pueda ser la radiación térmica (calor), se podrá utilizar una serie de detectores de "temperatura" de los que se conocen al menos 10 de diferente tecnología, pero que se pueden clasificar en dos grandes subgrupos como: 1. Detectores de temperatura fija; 2. Detectores de gradiente o termovelocimétricos. Si el aumento de temperatura de un local protegido, es de menos de 8,33° C/minuto, se deberá elegir un detector de temperatura fija. Los más comunes tienen un umbral de disparo por calor, de 57º Celsius (135° Fahrenheit). Estos detectores por lo general están fabricados mediante una carcasa pequeña de metal, en cuyo interior hay dos laminas metálicas próximas una a la otra. Una de estas laminas esta formada por un "bimetal". Este bimetal, esta formado por dos laminas delgadas "solapadas" y soldadas superficialmente entre sí, y que tienen cada una un distinto coeficiente de dilatación. Al ir subiendo la temperatura, la lamina bimetálica se curvara, tocando en algún momento a la otra lamina "no bimetálica". Esto sucederá cuando se alcance la temperatura de "calibración" elegida para el detector. Este cortocircuito entre las dos laminas, producirá el "aviso eléctrico" necesario para denunciar el riesgo alarmado.
DETECTOR TERMICO A TERMOCUPLA
Otro tipo de detector de temperatura fija, son los de "termocupla", que generan una pequeña corriente eléctrica que al llegar a un valor (en aumento) predeterminado dispara una alarma Los detectores bimetálicos y los de termocupla, son del tipo "puntual", asignándoseles la protección de áreas superficiales desde los 100 mts.2 y hasta 225 mts.2 cada uno (dependiendo de la altura del techo o cielorraso) También hay detectores lineales de temperatura, integrados por dos conductores aislados individualmente, pero retorcidos en pares "binados", cuya longitud puede ser de hasta varios cientos de metros. Estos cables detectores de temperatura, son comúnmente utilizados en aeronáutica, para colocación en los mazos de cables de la instalación ubicada dentro del fuselaje de los aviones, por donde pasan las corrientes que accionan servomecanismos y cuya temperatura debe estar estrictamente controlada y además en túneles de cables de alimentación industrial, a fin de detectar recalentamiento de estos cables.
CABLE DETECTOR TERMICO LINEAL
El otro subgrupo de detectores térmicos es el de Gradiente o Termovelocimétrico. En este caso, se requerirá que la temperatura se incremente con una velocidad de más de 8,33° C, partiendo desde cualquier temperatura inicial (dentro de ciertas limitaciones). Los más conocidos son los del tipo neumático o termobarimétrico. Disponen de una cámara con forma de "domo" invertido (parecido a la forma de una media naranja), que en su base cuenta con un diafragma metálico con forma de sinusoide concéntrica (similar a la imagen obtenida de las ondas que se forman en el agua al caer una piedra sobre ella). Este diafragma, tiene un contacto metálico conductor en su parte central, próximo a otro que esta sujeto a la base del detector. A medida que la carcasa con forma de "domo" es calentada por el calor incremental, el diafragma se desplaza empujado por las moléculas de aire contenidas dentro de la cámara y que se van dilatando con el calor, hasta que el contacto central toca al otro (gemelo) de la base generando una alarma. Para calibrar este detector, se coloca un pequeña válvula de escape de aire en el diafragma, que regulará la velocidad de detección.
Detectores de humos fotoeléctricos de haz de rayos reflejados También reciben el nombre de ópticos de humos puntual. La fuente de luz y la unidad receptora se incluyen en un sólo receptáculo. Constan de fuente de luz, célula fotoeléctrica que ha de estar en ángulo recto con la anterior y un captador de luz frente a la fuente de luz. Estos componentes están dentro de una cámara obscura. (Ver Fig. 1)
Fig. 1: Detector de humos fotoeléctrico de haz reflejado en ángulo 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 partículas de humo. La parte reflejada se dirige hacia la célula fotoeléctrica. El aumento de intensidad de luz en la célula activa una señal que se transmite al panel de control y hace sonar una alarma. _________________________________________________ CRITERIOS DE DISEÑO Y DISTRIBUCIÓN ESTRATEGICA DETECTORES DE HUMO Como generalmente los incendios en su principio suelen contener gran cantidad de humo, que es fácilmente detectable por el ser humano, mediante su sentido del olfato o mediante la vista, es aconsejable establecer: 1) Si el lugar a proteger tiene un gran numero de horas sin "ocupación humana"; 2) Si los productos almacenados o constituyentes de la "carga de fuego" son de clase "A" [maderas, textiles, papeles, etc.]; 3) Que no se trata de un lugar con procesos continuos ininterrumpibles [de ser así se instalarán detectores en pares, por zonas cruzadas y de tecnología diferente] y 4) Si debe tenerse una supervisión continua y una detección temprana de los productos aerosolados de la combustión, es razonable instalar detectores apropiados para los humos que se desprenden de los incendios en su comienzo. Para ello, se deberá seleccionar el detector de humo, que este de acuerdo con: a) b) c) d)
Velocidad y tamaño de las partículas en suspensión, de la combustión; Cantidad de humo que se generara durante un incendio incipiente; Camino de los humos y Altura de ubicación del detector.
Existen varios tipos de detectores de humo, pero los más comunes son del tipo de "Ionización" y los "Fotoeléctricos". También por su forma, tamaño, operatividad y ubicación, se los clasifica como "puntuales", para "Ductos" de aire acondicionado o ventilación y "lineales" para áreas extensas de gran altura. ___________________________________ DETECTORES DE HUMO DE IONIZACIÓN. Este tipo de detector de humo, sensa con mas facilidad las partículas aerosoladas de la combustión de pequeño tamaño, como el producido por fuegos lentos y humeantes en su principio. Por lo general, disponen de dos cámaras, una exterior a la cual acceden los gases de la combustión o el humo y una cámara interior completamente hermética. El interior de ambas cámaras esta irradiado por un elemento Radioactivo (Americio 241, 0.5 uCurie) que genera un débil flujo de iones en ellas. En caso de que los gases de la combustión o humo ingresen a la cámara exterior, estos
interfieren la corriente ionizada, produciendo la alteración de la relación de voltaje entre las dos cámaras. Esta alteración es amplificada y si supera el umbral de alarma propio del detector, la señal es transmitida a la Central Receptora de alarmas. En su cubierta superficial interior, contiene una fina malla de 30 hilos por pulgada, que actúa como pantalla anti-insectos.
También tiene incorporado un indicador luminoso que destella en estado de funcionamiento normal (cuando este comunicado con la central) y que se fija con encendido permanente al activarse el detector por humo. Algunos modelos disponen de un dispositivo de test, activable mediante una pieza magnética, sin necesidad de generar humo. Los homologados cuentan con sello UL. Se los fabrica para circuitos de conexión de dos o cuatro hilos, y para montaje en base fija,. La base es generalmente de material aislante, para colocación sobre caja octogonal o sobre cielorraso. El detector esta encapsulado y se fija a los contactos de la base mediante un encastre a pistón con efecto bayoneta por rotación. ______________________________________ DETECTORES DE HUMO FOTOELÉCTRICOS Cuando el humo procede de un "foco" de incendio, con altas temperaturas iniciales, que imprimen al humo una velocidad de ascenso térmico grande y con partículas de la combustión de voluminoso tamaño, o se trata de lugares donde la humedad relativa ambiente, unida a fenómenos de condensación o presencia de pequeñas cantidades de vapor de agua en suspensión en el ambiente demandan un detector apropiado para detectar partículas grandes y de desplazamiento rápido, se sugiere utilizar los detectores fotoeléctricos. Estos detectores emplean como técnica de detección el efecto de reflexión de luz (Efecto Tyndall). Una fuente luminosa (diodo emisor de luz) y un elemento fotosensible (diodo receptor de luz), se encuentran alojados en una cámara obscura. El cerramiento de esta es tal, que facilita el acceso del humo a su interior e impide totalmente el ingreso de la luz exterior. La fuente luminosa, opera 100 microsegundos cada 5 segundos, emitiendo un haz de luz infrarroja
que es absorbido por la superficie obscura de la cámara. Cuando se introduce el humo, los rayos de luz se dispersan por reflexión, iluminando el elemento fotosensible, que altera la corriente del circuito.
Interior de un detector de humo
Esta variación es amplificada y cuando se producen dos veces, sucesivamente, la señal es transmitida a la central receptora. Dispone en su interior, a modo de protección contra insectos de una fina malla de 30 hilos por pulgada que cumple la función de pantalla. También, tiene incorporado un indicador luminoso que destella en estado de funcionamiento normal (vigilia) cuando se comunica con la central y que se fija, permaneciendo encendida, al activarse el detector. Los Detectores de humo foto electrónico, se fabrican para circuitos de dos y de cuatro hilos. Los homologados disponen de sello UL, y están diseñados para montaje sobre base fija. La base es de material aislante, para colocación sobre caja octogonal o sobre cielorraso y se fijan a los contactos de la base mediante un encastre a pistón con efecto bayoneta por rotación.
Detectores de humos fotoeléctricos de haz de rayos proyectados En este tipo, el humo visible oscurece el haz de rayos luminosos proyectado por el emisor disminuyendo la luz recibida en la célula fotoeléctrica del receptor situado a distancia. Consta de un emisor de luz y su receptor correspondiente de célula fotoeléctrica, situados ambos en los extremos de la zona a proteger. Su distancia puede llegar hasta 100 metros con una anchura de 15 metros, lo que
da protección para un máximo de 1.400 m2. También reciben el nombre de detector óptico de humos lineal. Aplicaciones: Salas muy grandes de techo elevado, compartimentos de gran valor, zonas de almacenamiento, zonas de sobrepresión y conductos de ventilación, fábricas, hangares y en lugares en que la estética es importante, como en iglesias, galerías de arte y edificios históricos. Ventajas • Respuesta rápida ante fuegos con humos. • Ahorro de montaje. En la figura siguiente podemos comparar, sin mayores calculos, cual seria el ahorro en materiales de instalacion, equipamiento (detectores), mano de obra (tiempo), maquinas herramientas y medios de elevacion, tiempo insumido por el conjunto de elemento a alquilar, tales como hidroelevadores, andamios, escaleras, montacargas, etc., si en lugar de cubrir el area de 1500 Mts2 mediante detectores opticos puntuales, lo hacemos con un equipo de deteccion lineal de humo.
Inconvenientes: Dificultad de emplazamiento en locales con ventilación o aire acondicionado, ya que impiden que el humo llegue en condiciones de activar el
detector. Problema de pérdida de alineación si se sitúa en estructura metálica, por lo que requiere mantenimiento. Resulta más caro si no se aprovecha toda su longitud. Algunos lugares, por su topografía, están constituidos por grandes atrios o salones o superficies de grandes dimensiones con techos o cielorrasos altos, donde se dificulta enormemente la colocación de detectores puntuales, dado que el numero de estos que se requerirían para cubrir el riesgo seria impractico, nosolo desde el punto de vista económico sino de mantenimiento (revisión y limpieza de todos al menos una vez al año), sumado a la vez a que la visión de los mismos no seria estéticamente discreta (por ejemplo: en una sala de teatro, en una sala de sesiones del Cuerpo Legislativo o Judicial o en una catedral o en
una hemeroteca o en una biblioteca ya que la polución visual en estos lugares, suele conservarse dentro de parámetros mínimos o de inexistencia, debiendo
pasar desapercibidos los mismos ya sea por razones artísticas o de estilo o de practicidad).
También prevalece una razón lógica para no utilizar los detectores puntuales y sí los "lineales", cuando se trata de depósitos, almacenes, pabellones de procesos industriales, donde el denominador común, son las grandes superficies, con techos sumamente altos. Estos detectores de humo "lineales", denominados así porque el elemento de detección es una línea recta luminosa o de haz óptico fotoeléctrico o de Láser que es atravesada por las partículas del humo, que perturban la "densidad óptica" del "medio" donde se desplaza el "chorro" luminoso.
Al ingresar el Humo en el camino del haz luminoso, produce una disminución de la "intensidad" de los rayos lumínicos, haciendo que el sistema lineal active una alarma, si la cantidad de humo incrementa la "obscuración" en un porcentaje definido (P. ej.: 10% o 20% o 30%, etc..., según la calibración efectuada originalmente al sistema).
Para generar el rayo luminoso lineal y detectar sus perturbaciones, el sistema esta integrado por dos elementos clave: a) Transmisor de haz de luz, que generalmente cuenta con un lente frontal del tipo "Fresnel", o condensador (concentrador del haz) y b) Receptor de haz luminoso, integrado por una célula fotodetectora (fotovoltaica o fotoconductora) que esta conectada a su vez a un procesador
de señal que discrimina entre la disminución incidental leve del haz luminoso y la interrupción total del mismo debido a algún obstáculo o por la falla total del emisor de luz. Estos dos elementos, se montan enfrentados, en paredes opuestas con distancias entre ellos de hasta 100 mts. lineales. Generalmente disponen de un modulo de verificación r
de funcionamiento y test o de "reseteo" zonal consistente en una caja montada al alcance de la mano, próximo a la unidad receptora y que dispone de los mandos de control necesarios para realizar las pruebas mencionadas. DETECTORES DE HUMO PARA DUCTOS DE AIRE ACONDICIONADO
Como su nombre lo indica, se instalan generalmente en la parte exterior de los ductos de chapa metálica, penetrando la pared del ducto a sensar, mediante dos tubos o pipetas de distinta longitud provistos de pequeños orificios laterales. Estos tubos, en presencia del flujo de aire circulante dentro de los ductos actúan como un "venturi", haciendo que una parte de dicho flujo de aire (muestra) pase adentro del detector de humo, para analizar su contenido de partículas de la combustión. Filtros adecuados, impiden el ingreso de polvo pero no de las partículas de humo. DETERMINACION DE LA DISTRIBUCIÓN Y EMPLAZAMIENTO ESTRATEGICO DETECTORES DE HUMO Y TEMPERATURA La medición de temperatura y humo, tanto desde el punto de vista de la seguridad como desde la adecuación ergonómica al medio ambiente, para obtener valores requeridos para la sobrevivencia humana, sometida a condiciones extremas, determinan valores de temperatura y polución aerosolada ambiental en la que las personas pueden tomar decisiones (en el sentido de una evacuación ordenada por alarmas de incendio), sin que el limite de temperatura o humo alcanzada, afecte las funciones naturales de ellas y sin que las altas temperaturas, hayan superado el nivel en que la piel de las personas dejan de ser adiabáticas o que el incremento de la densidad óptica generada por el humo afecte su vista o respiración fuera de niveles aceptables. Las pruebas realizadas por los laboratorios mas prestigiosos, han fijado requerimientos mínimos en cuanto a la ubicación y cantidad de detectores por superficie. Los valores básicos consensuados, parten desde un área abierta con cielorraso plano, de tres metros de altura, donde si el ambiente esta vacío y al mismo tiempo encerrado entre cuatro paredes, (de cualquier superficie no superior a 2500 mts2.), la norma establecida fija lo siguiente: Ningún detector podrá instalarse a menos de 0,30 Mts (1 pie) de distancia desde la intersección de cualquier pared lateral y el cielorraso y de instalarse sobre la pared lateral, será por debajo de los 0,30 mts. por debajo del cielorraso; a) La distancia máxima medida desde cualquier pared hasta la primer línea de detectores no podrá exceder los 4,50 mts. b) .La distancia máxima entre dos detectores de humo será siempre de 9,14 mts (30 pies), siempre que el cielorraso no tenga vigas descendentes que sobresalgan del cielorraso hacia abajo, de un tamaño mayor a 0,46 mts (1½ pie); para áreas de corte irregular, el espaciado entre detectores será mayor que el espaciado de lista, teniendo en cuenta que el espaciado máximo desde el detector hasta el punto mas lejano de la pared lateral o esquina o dentro de su zona de protección no sea mayor que 0,7 veces el espaciado de lista (NFPA 72E titulo 3-5.1.1 "Áreas irregulares"). Cuando la altura del cielorraso comienza a incrementarse desde los 3 mts y hasta los 9 mts, el
"espaciado" entre detectores comenzara a reducirse de acuerdo a la siguiente tabla, dado que la distancia a recorrer del humo o fuego será mayor:
TABLA 3-5.1.2 (NFPA 72E) Altura cielorraso (Mts.) | desde hasta | | 0,00 3,00 | 3,01 3,66 | 3,67 4,27 | 4,28 4,88 | 4,89 5,94 | 5,95 6,10 | 6,11 6,71 | 6,72 7,32 | 7,33 7,92 | 7,93 8,53 | 9,15 en adelante... |
Porciento (%) del espaciado “e” de lista 100 91 84 77 71 64 58 52 % ó detección lineal. 46 % ó detección lineal. 40 % ó detección lineal. detección lineal.
| | | | | | | | | | | | |
Superficie cubierta mts2 83,00 75,53 69,72 63,91 59,64 53,12 48,14 43,16 38,18 33,20
La tabla 3-5.1.2 de NFPA se ha diseñado para ajustar la distancia entre cada dos detectores (e = espaciado) cuando el cielorraso o techo del área a proteger sea de una altura superior; por ejemplo: Ejemplo “A”: salón de 36 x 36 mts con una altura de techo de 3 mts 36 x 36 = 1296 mts2 1296 / 83 = 15,62; redondeando = 16 detectores . Ejemplo “B”: salón de 36 x 36 mts con una altura de techo de 6,71 mts
36 x 36 = 1296 mts2 1296 / 58 = 22,34; redondeando = 23 detectores. Otro fenómeno a tener en cuenta y que depende de gran manera del material con el que esta hecho el cielorraso: es el de la "estratificación". Actualmente, la proliferación de techos parabólicos, realizados con chapa de aluminio acanalada o de chapa de H° G° y antiguamente los techos a dos aguas o parabólicos realizados con chapas acanaladas de fibrocemento o de fibra de cartón embreado y pintado, hacen que se deba tener en cuenta las grandes diferencias de temperatura radiadas por estos materiales, ya que son calentadas por los rayos del sol, conservando una gran inercia térmica durante la noche, es decir que se enfrían lentamente. Este exceso de temperatura almacenada en el cielorraso origina una zona de un espesor variable por debajo del cielorraso, donde el humo no podría llegar debido a la perdida de ascenso térmico, es decir, que al ser mas caliente la superficie contigua al cielorraso, habría una barrera natural contra el humo y si los detectores de humo se colocaran pegados al cielorraso, se puede predecir que no detectaran la presencia del humo. Una vez asumido este fenómeno como probable, lo razonable será colocar los detectores alejados del cielorraso, al menos 0,30 mts ya sean todos o cada dos líneas de detectores por medio. La dilución del humo por corrientes de aire (ventilación, Aire Acondicionado o aberturas naturales), también tiene una incidencia notable en cuanto a la cantidad de detectores que se requerirán para una instalación, teniendo en cuenta que cuanto mayor sea el caudal de movimiento de aire en el ambiente, menor será la superficie que cada detector este en condiciones de "sensar"; deberá realizarse un estudio del "camino de los humos", utilizando una antorcha fumígena no destructiva, en un momento de desocupación humana del área a fin de no generar situaciones de pánico; también es muy útil conocer el caudal de movimiento de aire del lugar utilizando un anemómetro digital; la siguiente tabla servirá como ayuda para determinar la superficie "segura" por detector, en relación con los cambios de aire del lugar protegido: Tabla A-8-3.5.1 B (NFPA 72E) Minutos por cambio de aire 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
| Cambios de aire | x hora | 60 | 30 | 20 | 15 | 12 | 10 | 8,6 | 7,5 | 6,7 | 6
| Eficiencia en Mts2 | x detector | 11,60 | 23,10 | 34,66 | 46,21 | 57,76 | 69,32 | 80,86 | 83,17 | 83,17 | 83,17
Como se podrá apreciar, la selección y ubicación de los detectores para un sistema de protección contra incendio, deberá estar orientado a lograr la
"detección mas temprana posible" a fin de alertar a los bomberos con suficiente tiempo como para conjurar el riesgo alarmado. FIN PRIMERA PARTE Bibliografía: Manual de protección contra incendios© Carlos F. Reisz 2005 –AASPRINorma 72E de NFPA/1975, parte de la actual norma 72 de NFPA Fire Protection Detectors, American District Telegraph, 1980 ADT
ANEXO 1 Evaluación del riesgo de incendio. Método de Gustav Purt Introducción Este método de evaluación fue presentado por el Dr. Gustav Purt en el sexto Seminario Internacional de Detección Automática de incendios del IENT. Este método puede considerarse una derivación simplificada del método de Max Gretener (2), y para el cálculo de sus coeficientes es recomendable disponer de las tablas del citado método que se encuentran traducidas al castellano en la Ordenanza de Prevención de Incendios del Ayuntamiento de Zaragoza; así mismo es recomendable disponer del Catálogo CEA, traducido por Cepreven (3). Definición y objetivo Toda medida de protección contra incendio tiene por objeto reducir el peligro de incendio en un objeto determinado. Prescripciones legales de diversa índole, relativas a la construcción y proyecto de edificios, materiales de construcción, instalaciones eléctricas y de calefacción, talleres, etc., tienden a dicho fin. Se trata esencialmente de medidas preventivas que tienen como finalidad los puntos siguientes: • •
Primero, conseguir que la probabilidad de que se declare un incendio sea muy pequeña. Segundo, en el caso de que el incendio se produzca, el fuego no se debe poder extender rápida y libremente, es decir solamente deberá causar el menor daño posible.
Cuando se origina un incendio, el tiempo necesario para dominarlo eficazmente comprende dos fases: • •
El tiempo necesario para descubrir el incendio y transmitir la alarma. El tiempo necesario para que entren en acción los medios de extinción. Estas dos fases, así como la eficacia de los servicios públicos de extinción (efectivos, material, formación) constituyen lo que se llama tiempo necesario para iniciar la extinción y evidentemente es necesario tenerlo en cuenta para la evaluación del riesgo. Se disminuirá cualquier determinado riesgo de incendio, no solamente mejorando las medidas de prevención sino también y muy especialmente, por medidas complementarias tales como la reducción del tiempo necesario para iniciar la extinción. Esta es la finalidad de las instalaciones automáticas de protección contra incendio (instalaciones de detección y de extinción de incendios).
La decisión relativa a las medidas adecuadas de protección contra incendios es frecuentemente muy difícil de tomar. Por una parte, se trata de determinar si es necesario y económicamente soportable, reducir el riesgo de incendio con medidas que afecten a la construcción o a la explotación (por ejemplo, construcción de muros corta fuego, adopción de determinado sistema de almacenaje). Por otra parte se debe juzgar si es necesario establecer una instalación automática de protección contra incendio (detección-extinción). En determinados casos puede imponerse una mejora de efectivos de intervención (por ejemplo la organización de un cuerpo de bomberos de empresa). La finalidad de una evaluación sistemática del riesgo de incendio consiste en obtener magnitudes numéricas que permitan decidir razonablemente, en función de todos estos factores.
Fundamento del cálculo del riesgo de incendio La acción destructora del fuego se desarrolla en dos ámbitos distintos: Los edificios y su contenido El riesgo del edificio estriba en la posibilidad de que se produzca un daño importante: la destrucción del inmueble. Depende esencialmente, de la acción opuesta de dos factores: • •
La intensidad y duración del incendio. La resistencia de la construcción.
El riesgo del contenido está constituido por el daño a las personas y a los bienes materiales que se encuentran en el interior del edificio. Los dos riesgos están hasta tal punto unidos el uno al otro que, por una parte, la destrucción del edificio lleva consigo también, generalmente, la destrucción de su contenido mientras que, inversamente, la carga térmica liberada por su contenido representa, muy frecuentemente, el principal peligro para el edificio. De todos modos, estos dos riesgos pueden existir también independientemente uno del otro. Así un gran riesgo para el edificio puede no representar más que un riesgo insignificante para el contenido, pudiendo ocurrir también que el contenido sufra un perjuicio muy importante antes de que se produzca un daño apreciable en el edificio. De ello resulta que el riesgo total no puede representarse por un sólo valor numérico. Un estudio utilizable prácticamente requiere por lo menos dos sumandos distintos, a saber, la componente del riesgo del edificio y la del riesgo del contenido. El razonamiento siguiente nos muestra claramente que tal distinción es indispensable: efectivamente, la finalidad del sistema consiste en deducir, de la evaluación del riesgo, las medidas de protección contra incendios, necesarias en cada caso. Si, por ejemplo, el riesgo del edificio predomina, las medidas adecuadas son diferentes de las que hay que tomar cuando el riesgo del contenido es mayor. En el primer caso, se puede tolerar cierto margen al incendio; pues lo importante, sobre todo, es que no se supere un límite determinado. Si la posibilidad de intervención humana no está en condiciones de garantizarlo, el inmueble está en peligro por lo que
se impone la adopción de una instalación de "sprinklers". Si se trata por el contrario de conseguir la evacuación de las personas en un tiempo determinado o de la conservación de instalaciones de valor muy elevado, de bienes preciosos o irreemplazables, el objetivo no puede ser alcanzado, por regla general, más que con una instalación de predetección. Pero semejante diferenciación solamente es posible si representamos el riesgo total por la suma de dos componentes. Esto se obtiene de una manera práctica, con la ayuda de un gráfico sobre el cual se llevan los dos valores como abscisas y ordenadas respectivamente. A cada combinación de riesgo para el edificio, GR y para el contenido IR, corresponde así un punto preciso en el gráfico. Este diagrama comprende zonas correspondientes a las diferentes medidas de protección. Estas zonas determinan si el riesgo es tolerable o si son necesarias instalaciones automáticas de extinción o de predetección, o incluso las dos conjuntamente. Si el edificio comprende varias zonas o sectores corta fuegos que se diferencian claramente unos de otros, es necesario que el cálculo de GR y de IR se realice separadamente para cada zona. Se puede llegar así a medidas de protección diferentes para cada una de las zonas corta fuegos. Si no es posible llegar a una normalización, por ejemplo a consecuencia de un cambio en la concepción, se deberá considerar la combinación de varios tipos de instalaciones de protección contra incendio para un mismo edificio. Este será muy frecuentemente el caso para edificios de grandes dimensiones.
Cálculo del riesgo del edificio GR Aumentan el peligro en relación con el riesgo del edificio los siguientes factores principales: La carga térmica (Q) y la combustibilidad (C). La carga térmica se compone de la carga térmica del contenido (Qm) y la carga calorífica del inmueble (Qi). La situación desfavorable y gran extensión del sector corta fuegos (B) considerado. Largo período de tiempo para iniciar la actuación de los bomberos y eficacia de intervención insuficiente comprendidos en el coeficiente de tiempo necesario para iniciar la extinción (L). Por el contrario favorecen la disminución del riesgo: Una gran resistencia al fuego de la estructura portante de la construcción (W). Numerosos factores de influencia secundaria (por ejemplo focos de ignición, almacenaje favorable que hay que tener en cuenta como factores de reducción del riesgo (Ri). De acuerdo con los factores mencionados anteriormente, se puede calcular el riesgo del edificio de la manera siguiente:
Qm = Coeficiente de carga calorífica. C = Coeficiente de combustibilidad. Q¡ = Valor adicional correspondiente a la carga calorífica del inmueble. B = Coeficiente correspondiente a la situación e importancia del sector corta fuegos.
L = Coeficiente correspondiente al tiempo necesario para iniciar la extinción. W = Factor correspondiente a la resistencia al fuego de la estructura portante de la construcción. Ri = Coeficiente de reducción del riesgo.
Explicación y apreciación de los diferentes coeficientes Qm = Coeficiente de carga calorífica del contenido. La carga calorífica o carga térmica se mide en Mcal/m2. De la tabla 1 puede obtenerse el coeficiente correspondiente.
Valor numérico del coeficiente Qm de la carga calorífica del contenido C = Coeficiente de combustibilidad. Desde el punto de vista técnico de la protección contra incendio, se toma como base, para la determinación del coeficiente de combustibilidad, la clasificación de materiales y mercancías, establecida de acuerdo con la lista publicada por el Servicio de Prevención de Incendio (SPI) y el CEA (4). De la tabla 2 puede obtenerse el coeficiente correspondiente.
Valores establecidos para el coeficiente de combustibilidad C
Q¡ = Valor suplementario para la carga calorífica del inmueble. No se tendrán en cuenta los revestimientos interiores. Su valor puede obtenerse en la práctica de las tablas de M. Gretener (2). El coeficiente correspondiente se toma don arreglo a la tabla 3.
Valores del coeficiente Qi para la carga calorífica del inmueble B = Coeficiente correspondiente a la situación y superficie del sector corta fuego. Tiene en cuenta el incremento del riesgo resultante, por una parte, de la dificultad de acceso del equipo de intervención (sótano, planta superior) y por otra la posibilidad de propagación del incendio a todo el sector, Su valor puede obtenerse en la tabla 4.
Valores del coeficiente B correspondiente a la influencia del sector corta fuego L = Coeficiente correspondiente al tiempo necesario para iniciar la extinción. Comprende el tiempo necesario para la entrada en acción de los bomberos y la medida en que su intervención será más o menos eficaz. Puede obtenerse de la tabla 5.
Valores del coeficiente L correspondiente al tiempo necesario para iniciar la extinción W = Coeficiente de resistencia al fuego de la construcción. Tiene en cuenta la disminución del riesgo del edificio, cuando éste presenta una estabilidad adecuada en caso de incendio. La tabla 6 indica los valores de W correspondientes a los diferentes grados de resistencia al fuego.
Valores de W correspondientes al grado de resistencia al fuego La tabla térmica será cuando menos el valor correspondiente al de la columna de la derecha. Ri = Coeficiente de reducción del riesgo. Coincide conceptualmente con el riesgo de activación incluido en el método del riesgo intrínseco. Su valor se tomará en base a la tabla 7.
Valores del coeficiente de reducción Ri
Cálculo del riesgo del contenido IR Como hemos indicado, el riesgo del contenido puede considerarse como una cuestión prácticamente independiente del riesgo del edificio, en cuanto a la elección de medidas de protección complementarias. Su cálculo es mucho más sencillo que el del riesgo del edificio y está condicionado esencialmente por las consideraciones siguientes: En caso de incendio, ¿hasta qué punto existe un peligro inmediato para las personas que se encuentran eventualmente en el edificio? O en el mismo caso, ¿hasta que punto existe un peligro inmediato para los bienes, bien porque presenten un gran valor, o porque sean irreemplazables o particularmente sensibles a los productos de extinción? Y también, ¿en qué medida el humo incrementa, todavía más, el peligro para las personas y los bienes?
El estudio de estos tres factores de influencia nos da la siguiente fórmula: I R = H. D. F. (formula 2) H = Coeficiente de daño a las personas. D = Coeficiente de peligro para los bienes. F = Coeficiente de influencia del humo.
Cálculo de los diferentes factores Teniendo en cuenta que no hemos establecido ninguna relación directa con el riesgo del edificio, no es necesario establecer una relación directa entre los factores precitados y GR. Por el contrario, los tres valores H, D, F, deben presentar entre ellos una relación lógica. Para el peligro para las personas se ha escogido un margen comprendido entre 1 y 3 y para el humo entre 1 y 2. H = Coeficiente de peligro para las personas. Para determinación son importantes los siguientes puntos: ¿Hay normalmente personas en el edificio? ¿Cuántas y por cuánto tiempo? ¿Están familiarizadas con las salidas de socorro? ¿Pueden salvarse por sí solar en caso de incendio? ¿Cómo son las salidas de socorro? Es evidente que los hospitales, las residencias de ancianos y las casas de maternidad representan un peligro particularmente elevado para las personas. También los hoteles, especialmente los de construcción muy antigua, pueden presentar un peligro acrecentado. Este peligro es frecuentemente, todavía mayor debido a que la señalización es insuficiente, La tabla 8 muestra los valores numéricos atribuidos.
Valores del coeficiente H del peligro para las personas D = Factor de peligro para los bienes. Hay que tener en cuenta; por una parte, la concentración de bienes y la posibilidad de reemplazarlos (bienes culturales, pérdidas que constituyen una amenaza para la existencia de la empresa, etc.) y por otra, su destructibilidad. La tabla 9 indica la clasificación.
Valores del coeficiente D correspondiente a la destructibilidad F = Factor correspondiente a la acción del humo. Comprende el efecto agravante del humo para las personas y los bienes. Por una parte el humo es tóxico y por consiguiente, directamente nocivo para las personas. Por otra parte los bienes pueden resultar inutilizados sin estar en contacto con el fuego, sino simplemente por efecto del humo o de los productos corrosivos resultantes de la combustión. El humo puede también provocar el pánico y por consiguiente, un peligro indirecto para las personas. Además dificulta el trabajo de las fuerzas de extinción, lo que en principio acrecienta también el peligro para el edificio. Pero es incuestionable que el peligro directo a las personas y a los bienes es el más importante. La evaluación de la posibilidad de que los diferentes materiales puedan producir humo (fu), productos tóxicos (Tx) o fuerte corrosión (Co) durante su combustión puede obtenerse del SPI (CEA) (Ver bibliografía) desde el punto de vista de la protección contra incendio. La tabla 10 muestra la clasificación.
Valores numéricos del factor F para el humo
Diagrama de medidas Después de haber calculado los valores de GR y de IR, se llevan como ordenadas y abscisas, respectivamente, al diagrama de medidas. A cada combinación de GR y IR
corresponde un punto en una zona determinada del diagrama de medidas que reproducimos. La orientación suministrada por el diagrama de medidas, no es más que una primera etapa. Será necesario examinar después, si los datos prácticos obtenidos permiten considerar de manera válida la instalación de un sistema de protección contra incendio o si por el contrario, se impone una mejora de las medidas de prevención. Además el diagrama de medidas indica simplemente, por ejemplo: "instalación automática de extinción" o "Predetección". Pero sin precisar el sistema más adecuado en cada caso. Si se trata de un sistema automático de extinción hay que determinar cuál es el que debe emplearse: Instalación de "sprinklers" (húmeda o seca), instalación de inundación total o bien instalación de extinción por CO2. En determinados casos será necesario considerar también los más recientes procedimientos de extinción tales como espuma, polvo seco o compuestos halogenados. En cuanto a las instalaciones de predetección la elección del sistema es también muy importante. Existe en efecto una gran variedad de detectores, entre otros por ejemplo, los de ionización, los de llama, detectores ópticos de humos (absorción y luz difusa). Junto a su comportamiento ante los fenómenos que acompañan al fuego, es necesario examinar las posibilidades eventuales de falsas alarmas
1) Una instalación automática de protección contra incendio no es estrictamente necesaria, pero si recomendable. En el sector 1a, el riesgo es todavía menor, en general, son superfluas las medidas especiales. 2) Instalación automática de extinción necesaria; instalación de predetección no apropiada al riesgo.
3) Instalación de predetección necesaria; instalación automática de extinción ("sprinklers") no apropiada al riesgo. 4) Doble protección (por instalación de predetección y extinción automática) recomendable si, se renuncia a la doble protección, tener en cuenta la posición límite: 4a) Instalación de extinción. 4b) Instalación de predetección. 5) Doble protección por instalaciones de predetección y de extinción automática necesarias.
Bibliografía (1) GUSTAV PURT Sistema de evaluación del riesgo de incendio que puede servir de base para el proyecto de instalaciones automáticas de protección contra incendios. Texto revisado de la conferencia pronunciada durante el sexto Seminario Internacional de Detección Automática de Incendios del IENT, celebrado en Aquisgran en Octubre de 1.971. (2) GRETENER, M. Determination des mesures de protection decoulant de l'evaluation du danger potenciel d'incendie. Berne, Ass. des etablissements cantonaux d'assurances contre l'ncendie. 1973. (3) COMITE EUROPEEN DES ASSURANCES Clasificación de materiales y mercancías según su riesgo de incendio. Madrid, Cepreven, 1983. (4) JOSÉ LUÍS VILLANUEVA MUÑOZ, Ingeniero Industrial Evaluación del riesgo de incendio. Método de Gustav Purt Centro de investigación y asistencia técnica - Barcelona (5) CARLOS F. REISZ. Manual de Protección contra Incendios. 2ª. Edición 2005 (6) NFPA, Editorial MAPFRE (España- 1980) FIRE PROTECTION HANDBOOK
