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La ciencia detrás de la detección del haz óptico en grandes espacios abiertos, en exhibición en FIREX 2018

Detectores de Haz optico Royal Festival Londres

Piense en el gran auditorio del emblemático Royal Festival Hall de Londres (50 metros de longitud), duplíquelo y los 100 metros de amplitud le dan una idea muy clara del notable rango de detección de espacios de gran capacidad de emisión de humo con haz óptico.

Pero este impresionante interior en el corazón del centro artístico más grande de Europa también se puede visualizar como una medida del alcance ventajoso de la detección de haces para una diversidad de aplicaciones de áreas abiertas. Estos incluyen edificios de techo alto tales como atrios de grandes hoteles, naves de iglesias, mezquitas, bibliotecas, estadios, perchas, salas de turbinas, centros de convenciones, aeropuertos y estaciones de ferrocarril, centros deportivos y de ocio, y almacenes y plantas de fabricación.

Eficiencias de escala para soluciones de alto nivel

Más allá de las consideraciones puramente arquitectónicas de la detección de humo lineal y su ubicación discreta, encontrará que los especificadores reconocen las ventajas económicas distintivas de los detectores de haz en comparación con los detectores de tipo puntual. Simplemente considere aquí su cobertura relativa y las ventajas significativas logradas por las reducciones en el tiempo de instalación y adquisición de la unidad de detección.

En un ejemplo típico, la cobertura de ancho estándar de una viga es de 15 m, vista como 7.5 m a cada lado de la línea central de la viga, y basada en una viga que cubre un rango de 100 m, produciendo una cobertura de área máxima teórica de 1.500 metros cuadrados.

Sin embargo, la geometría de la ubicación puede poner limitaciones prácticas en el logro total de esta área. Por el contrario, un detector de punto tiene un radio de cobertura de 7,5 m. Usando el ejemplo en el diagrama, se necesitarían veinte detectores de punto para cubrir el mismo rango en dos filas de diez. El tiempo consumido para instalar los detectores de punto y el hecho de que están limitados a una altura de 10.5 m, comparado con la altura máxima estándar de 25 m para un detector de haz (y hasta 40 m en ciertas aplicaciones), por lo tanto, descartaría la uso de detectores de puntos en espacios grandes y abiertos.

Relación 1:14 de menos unidades de detección

En términos de proporcionalidad, este contraste puede entenderse mejor si se considera que para cubrir un área de 1.500 metros cuadrados se necesitarían al menos catorce detectores de punto, lo que beneficia al especificador de la detección del haz con ahorros considerables en los costos de instalación y mantenimiento. Es decir, teóricamente, la cobertura del detector de punto individual se puede definir como 100 metros cuadrados, superponiéndose los radios para garantizar que no haya “puntos ciegos”. Para lograr el rango de 100 m del ejemplo ilustrado, por lo tanto, se requerirían dispositivos de veinte puntos, con una cobertura de 2.000 metros cuadrados.

(Nota: las dimensiones simplificadas son meramente por ejemplo y los datos de instalación del fabricante deben consultarse para todas las aplicaciones. Consulte la cláusula 22 de la norma británica BS 5839-1: 2017 para obtener recomendaciones sobre la idoneidad de los dispositivos para hacer coincidir las aplicaciones. Los detectores de haz óptico deben también se ajustan a estándares como BS EN 54-12 y UL268. Cuando no se pueden usar detectores de tipo punto y línea, también hay disponibles detectores especializados, como el detector de aspiración, por ejemplo, en salas de equipos electrónicos críticos o salas blancas, y la sonda de conductos. Unidad, una opción con un principio de muestreo comparable, principalmente especificado para detectar la presencia de humo o productos de combustión en los sistemas de conductos de ventilación de extracción).

Vigas en foco: principios básicos

Para la detección de humo de haz óptico de extremo a extremo , un transmisor proyecta un haz pulsante invisible de luz IR (infrarrojo) a través del espacio abierto protegido y un receptor mide continuamente la cantidad de luz IR recibida (IR es el principio más habitual). Debido a que el rayo está transmitiendo frecuencias de IR en una sola dirección, la señal reflejada (“sintonizada” a una frecuencia preestablecida) no afecta el rayo cuando se devuelve al transmisor para su análisis.

En ausencia de humo, la luz pasa en línea recta (“Line-of-Sight”) desde el transmisor al receptor, que está configurado para monitorear el transmisor en condiciones ambientales normales. En un incendio, cuando el humo entra en la trayectoria del detector de haces, parte de la luz es absorbida o dispersada por las partículas de humo, interrumpiendo o desviando parcialmente la intensidad de la señal recibida, lo que provoca un aumento del oscurecimiento óptico, cuyo porcentaje puede ser calculado por valores preestablecidos dependiendo del grado de luz transmitida bloqueada por el humo, se señala un incendio, lo que activa un estado de alarma.

Complementando el tipo de detección de punta a punta, un detector de humo de haz óptico reflectante comprende una unidad transceptora multitarea que incorpora un transmisor y detector de luz en el mismo dispositivo. La trayectoria de la luz para el espacio protegido se crea reflejando la luz emitida por el transmisor desde un reflector situado enfrente, para convertirlo en una señal eléctrica. Cualquier aplicación de este modo de detección requiere una buena “línea de visión” para que el haz se alinee con éxito, con la clara ventaja de que el cableado está restringido solo al detector para facilitar el mantenimiento, mientras que el reflector se puede colocar en un área cuyo acceso puede ser exigente en el futuro.

Aunque estas soluciones de haz óptico se aplican igualmente a los edificios arquitectónicos modernos que a los sitios patrimoniales, la mejor manera de comparar las dos técnicas es examinando los desafíos establecidos posiblemente por una de las aplicaciones más críticas para la protección contra incendios en aplicaciones grandes de volumen abierto: centros de almacenamiento y distribución

Almacenes para el comercio electrónico: una aplicación crítica

La elección de los detectores de haz óptico se define por su función para detectar humo cuando está disperso en áreas amplias, como los interiores de volumen abierto, transformados por la robótica y la automatización. Estos se encuentran en complejos de almacenamiento masivo y centros de distribución que dependen de las cadenas de suministro lean (Just-In-Time), que son una característica importante de la floreciente economía de comercio electrónico actual.

Sin embargo, para todas las eficiencias automatizadas de vanguardia de este sector en la logística de ‘cumplimiento’, es un hecho que las pérdidas por incendio en los almacenes suman aproximadamente el 10 por ciento del costo total de todos los incendios con pérdidas promedio superiores a £ 1,000,000. (En este sector, el valor de la pérdida relacionada con incendios se estima en £ 2.250 por metro cuadrado, y la pérdida relacionada con el humo en £ 405 por metro cuadrado. Fuente: BRE.)

La revista líder en el Reino Unido, Warehouse & Logistics News , dice: “Los incendios en el Reino Unido monitoreados en nuestras páginas durante la última década apuntan a un patrón de estructuras cada vez mayores y mayores con mayores volúmenes de almacenamiento que intensifican el riesgo de incendio, que se ve agravado por el uso generalizado de envases combustibles, incluidos los plásticos expandidos, junto con niveles crecientes de automatización y compartimentación limitada “.

De acuerdo con las aseguradoras británicas, la demanda promedio de incendios comerciales en la última década ha aumentado 165 por ciento a más de £ 25,000 por reclamo; Las empresas del Reino Unido pierden más de £ 230 millones anualmente de los incendios de los almacenes, además de casi 1000 puestos de trabajo. Y, ya sea una estafa de seguro o un delito sin sentido, el incendio provocado representa más del 25 por ciento de todos los incendios en los depósitos.

Los grandes almacenes y centros de distribución suelen superar los 2.000 metros cuadrados y suelen superar los 20.000 metros cuadrados, por lo que con espacios abiertos tan amplios la elección de la detección del haz puede reducirse a los dos tipos de detección descritos: extremo a extremo y reflectante. La elección está determinada por la evaluación del riesgo de incendio y los objetivos de seguridad contra incendios, guiados por estos criterios básicos.

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Lista de verificación selectiva de 10 pasos para Detectores e Humo de haz óptico

1- Elección: La elección final del principio de detección depende del contexto para un edificio en particular y se centra en tres consideraciones principales: la velocidad de detección / respuesta requerida; la necesidad de minimizar las falsas alarmas; y la naturaleza del riesgo de incendio, cuando el incendio esperado es de un tipo específico (es decir, generativo de partículas de humo visibles o se prevé que sea de otro modo).

2- Alineación: Se requiere potencia para ambos extremos de la detección de haz óptico de extremo a extremo, y tanto el transmisor como el receptor deben estar duraderamente alineados el uno con el otro, por lo que factores como la deriva de alineación debido a la flexión del movimiento de construcción estacional cambios de temperatura o presiones de almacenamiento a granel deben ser previstos. Esencialmente, los elementos del detector de haz deben montarse en superficies rígidas y estables. La autoalineación motorizada de las vigas puede corregir la ‘deriva’, manteniendo la alineación una vez instalada. Además, el mantenimiento y la supervisión se pueden aliviar considerablemente para los instaladores mediante un centro de configuración para adaptar los modos de haz, con las ventajas de un registro de eventos para la trazabilidad.

3- Cambio de uso: los cambios en el espacio de trabajo predichos que podrían interrumpir la trayectoria del detector al introducir cuerpos extraños en el haz de luz, como el apilamiento de plataformas de altura excesiva o una carretilla elevadora o una escalera, deberían condicionar la toma de decisiones.

4- Factores ambientales: la alineación de los haces reflectantes puede requerir al menos 0,5 metros de espacio libre en toda la proyección del haz e, idealmente, las aplicaciones deben mantenerse alejadas de cualquier superficie reflectante adyacente al área del reflector, como ventanas, paredes brillantes o incluso, se aferra a la película en paletas, eso podría interferir con las señales. Sin embargo, los avances significativos en la tecnología de cancelación de la luz y el seguimiento del movimiento del edificio han sido diseñados por especialistas del Reino Unido para mitigar significativamente estos efectos y garantizar que el detector de haz funcione de manera confiable en una variedad de entornos.

5- Espacio en el techo: Básicamente, los detectores de haz de extremo a extremo pueden operar de manera efectiva a través de ‘huecos’ más estrechos, y con frecuencia son más adecuados para áreas más confinadas o con muchas obstrucciones. Para espacios donde esto no es un problema, los sistemas reflectantes generalmente serán más convenientes.

6- Normalización: los detectores de humo con haz óptico pueden especificarse cuando se considera una buena práctica en términos de medidas de seguridad integradas y tener rutinas de mantenimiento consistentes para estandarizar en un tipo de detector para todas las áreas de volumen abierto identificadas como adecuadas para una evaluación de riesgo de incendio.

7- Líneas de visión: los haces de extremo a extremo y los haces de reflexión tienen diferentes líneas de visión. Un Beam no debe estar más cerca de una pared que 500 mm. El ápice de un techo siempre debe estar cubierto con una viga. Mientras que un Beam debajo de un techo plano tiene una cobertura estándar ‘de lado a lado’ de 7,5 m (dando 15 m), bajo un techo inclinado, esta distancia se puede aumentar en un 1 por ciento para cada grado de pendiente, hasta un aumento máximo de 25 por ciento. Para un ángulo de techo de 25 grados, por ejemplo, la cobertura de ancho sería de 9.375 m dando una cobertura total de 18.75 m.

8- Restricciones de altura / estratificación del humo:Una viga no debe estar a menos de 600 mm del techo y no debe estar más cerca que el radio de la guía Line-of-Sight del fabricante. Sin embargo, a pesar del reconocimiento de la posibilidad de que el calor (a menudo solar) cause una “barrera térmica” debajo del techo, para crear estratificación de humo, a menudo dichos cálculos en los detectores de emplazamiento pueden ser mal juzgados, por lo que la detección suplementaria debe proporcionarse en niveles inferiores en previsión de detectar la capa estratificada. Esto se debe a que dicho estrato de calor tiene la estructura de una barrera física con densidad suficiente para desviar el humo hacia abajo, lejos de las rutas de detección de los dispositivos de detección instalados. El efecto de “barrera térmica” puede ser una causa directa de la inacción de la alarma contra incendios. Los detectores de humo con haz óptico deben usarse para aplicaciones en las que es posible la estratificación del humo.

Un enfoque adicional reciente para derrotar la capa de estratificación mediante el uso de vigas es inclinarlas. Por ejemplo, las vigas podrían inclinarse a 30 grados hacia arriba y hacia abajo a través del techo. Cabe señalar que investigaciones recientes (FIA) indican que cuando se instalan vigas en ángulo, se despliegan mejor en una disposición entrecruzada. Esto tiene la intención de asegurar que la distancia a una viga a cualquier altura no sea excesiva, ya que una columna de humo tiende a ahondarse alrededor del centro donde se vuelve más densa. La investigación continúa en curso en cuanto a la efectividad de estas innovaciones.

9- Análisis de ahorro de 65%: como ejemplo típico, la comparación entre detectores de humo de haz óptico y detectores de humo tipo punto, para un almacén de 400 metros cuadrados, teniendo en cuenta los costos de instalación del cableado y la cantidad de unidades compradas, arroja el siguiente costo -ahorros:

Solución de detección de incendios de costo total utilizando la detección de puntos: £ 5,200

Solución de detección de incendios de costo total utilizando detección de haz: £ 1,820

Ahorro total para usar la solución de viga en esta aplicación: £ 3,380.

(Agradecemos a FFE Ltd por los datos técnicos y los diagramas que respaldan este artículo).

Tecnología de detección de haz óptico de vanguardia en FIREX 2018

El FIREX International de este año (19-21 de junio, ExCel London) lanza al mercado productos de “nueva generación”, con innovaciones en la detección de haces a la vanguardia. Los principales especialistas en detección de incendios, FFE Ltd , Stand A250, mostrarán su avanzada detección de haz independiente Fireray One , para una rápida instalación de una persona, con One Minute Auto-Alignment ™ que usa su interfaz de usuario integrada para hacerlo operativo 8 veces más rápido que los detectores anteriores. También presenta protocolos para la compensación correctiva del movimiento del edificio y la contaminación óptica. También se exhibe la gama Fireray® , que incluye el Fireray 5000 detector de humo de haz óptico infrarrojo motorizado, reflectante y autoalineable que se puede instalar con hasta dos cabezales detectores por sistema.

Detector FB-1 FIREbeam con controlador de bajo nivel y reflector de 5-40m de Hochiki


Hochiki Europe (UK) Ltd
, Stand A355, ofrece el detector de haz direccionable FB-1 y el detector de haz convencional SPC-ET ; ambos tienen una función de alineación automática y cubren una distancia de hasta 100 m. Habla con el equipo de Hochiki para obtener más información sobre estos detectores de haz y su gama de accesorios de detector de haz.

Los Detectores de Incendios Apollo , Stand A325, están equipados con el detector inteligente de haz de alineación automática de alto rendimiento , que combina un transmisor / receptor en el mismo cabezal del detector con un motor de alineación automático, lo que permite una instalación rápida y sencilla. El láser incorporado proporciona una alineación inicial rápida y la cabeza del detector se reajustará automáticamente, compensando cualquier movimiento de construcción.

En el Stand A380, Polon-Alfa presentará una amplia gama de dispositivos, incluido su detector de humo de haz internacionalmente reconocido DOP-6001R .

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