SISTEMA AUTOMÁTICO DE DETECCIÓN DE INCENDIO
SEGÚN NORMAS NFPA 72 MEDIANTE COMUNICACIÓN
DE DOBLE VÍNCULO A UNA ESTACION DE MONITOREO
INFORME DE SUFICIENCIA
PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:
I�GENIERO ELECTRÓNICO
PRESENTADO POR:
HAROLD JESÚS VELASCO NÚÑEZ
PROMOCIÓN
2012-1
A mi esposa y a mi hijo, quienes son el motor y motivo de mi esfuerzo constante.
SUMARIO
El propósito de este trabajo es realizar una guía práctica de ingeniería básica con la finalidad de diseñar un sistema de detección de incendios basándose en la norma NFPA 72 utilizando las reglamentaciones de seguridad y protección requeridas para cualquier implementación, y la forma de comunicar las alarmas o eventos a una central de monitoreo de forma permanente, eficiente y rápida con lo que se obtiene que su funcionamiento y las acciones a tomar como consecuencia de los reportes recibidos mediante el monitoreo remoto sean eficaces y correctos.
El método para implementar el sistema consiste en determinar el mejor criterio de diseño para cualquier aplicación requerida utilizando procedimientos adecuados basándose exclusivamente en las normas de seguridad NFP A 72, asimismo en la apropiada elección de equipos y formas de conexión para proteger las diferentes instalaciones de fonna práctica y segura. También se propone un protocolo al realizar las pruebas de operatividad y funcionamiento. Para lograr la comunicación del sistema de detección de incendios a una central de monitoreo se propone el uso de una interface de doble vínculo vía Internet y GSM/GPRS.
SUMARIO ... V
CAPÍTULO!
TEORIA DEL SISTEMA PARA LA SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS ... 1
1.1 Introducción ... 1
1.2 Planteamiento del problema ... 2
1.2.1 Descripción del problema ... .2
1.2.2 Justificación ... 2
1.2.3 Objetivos ... 3
1.2.4 Revisión bibliográfica ... .4
CAPÍTULO II TEORÍA DE LA COMBUSTIÓN ... 5
2.1 Combustible, comburente, y energía de activación ... 5
2.2 Tipos de combustión ... 5
2.2.1 Combustión lenta ... 5
2.2.2 Combustión rápida ... .5
2.3 Triángulo y tetraedro del fuego ... 5
2.4 Clasificación de los fuegos ... 6
2.4.1 Fuego de clase A ... 6
2.4.2 Fuego clase B ... 7
2.4.3 Fuego Clase C ... 7
2.4.4 Fuego Clase D ... 7
2.4.5 Fuego clase K ... 8
CAPÍTULO
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CLASES DE SISTEMA CONTRA INCENDIO ... 93.1 Sistema de alanna de incendio ... 9
3.2 Tipos.de sistemas de alarma de incendios ... 9
3.2.1 Sistema de alarma de incendio para viviendas ... 9
VII
3.2.3 Sistema de alarma de incendio de la estación de supervisión remota ... 11
3.2.4 Sistema de alarma de incendio del servicio de la estación central ... 12
3.2.5 Sistema de alarma de incendios de la estación de supervisada por el propietario .. 12
3.2.6 Sistema de alarma de incendios de comunicación por voz ... 13
3.2.7 Sistema municipal auxiliar de alarma contra incendio ... 13
3.3 Ventajas y desventajas de los tipos de sistemas de alarma de incendios ... 14
3.4 Requerimientos públicos y privados de los tipos de sistemas de alarmas de incendio ... 14
3.4.1 Fundamentos generales ... 14
3.4.2 Manejo y mantenimiento ... 15
3.4.3 Calificación del personal ... 16
3.4.4 Equipo de transmisión de alarma ... 16
3.4.5 Equipos receptores de alarmas en el centro de comunicaciones del servicio público de incendios ... 17
3.5 Clasificación de los sistemas de alarma contra incendio (tecnología) ... 17
3.5.1 Detección convencional de zonas ... 17
3.5.2 Detección direccionable de zonas ... 18
3.5.3 Sistema analógico direccionable ... 18
CAPÍTULO IV INTRODUCCIÓN A LOS COMPONENTES DEL SISTEMA ... 21
4 .1 Cableado contra incendio ... .21
4.2 Tipos de cableado contra incendio ... 22
4.2.1 Cableado para Dispositivos de Iniciación- IDC ... 22
4.2.2 Cableado para Dispositivos de Notificación-NAC ... 23
4.2.3 Cableado para Dispositivos Direccionables-SLC ... .23
4.3 Dispositivos iniciadores ... : ... 25
4.3.1 Requisitos generales ... 25
4.3.2 Estación manual de alarma ... 25
4.3.3 Sensores de incendio ... 27
4.3.4 Elección del sensor apropiado para los tipos de ocupación específica ... 33
4.4 Unidad.es de control. ... 35
4.4.1 Módulos de monitoreo y control.. ... 35
4.5 Dispositivos de notificación ... 36
4.5.1 Luz estroboscópica ... 36
4.5.2 Bocina con Luz Estroboscópica (Horn/Strobe) ... 36
4.5.3 Campanas ... 37
4.5.4 Sirenas/ Speakers ... 37
4.6 Panel Contra Incendio ... 38
CAPÍTULO V ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA DE ALARMA ...... 39
5.1 Selección de los componentes del sistema ... 39
5.2 Funciones de seguridad en edificaciones ... 39
5.3 Diagrama unifilar del sistema de alarma de incendio ... 39
5.4 Matriz de operación del sistema ... .41
CAPÍTULO VI DISEÑO ESPECIFICO DEL SISTEMA ... .42
6.1 Requerimientos de suministro de energía ... .42
6.1.1 Fuentes de suministro de energía ... .42
6.1.2 Fuente primaria de alimentación ... .42
6.1.3 Fuente primaria de secundaria ... .42
6.1.4 Capacidades de abastecimiento de energía ... .42
6.2 Selección de circuitos IDC, SLC, NAC ... .43
6.2.1 Desempeño de los circuitos de los dispositivos de inicio (IDC) ... .43
6.2.2 Desempeño de los circuitos de la línea de señalización (SLC) ... .44
6.2.3 Desempeño de los circuitos de los dispositivos de notificación (NAC) ... 44
6.3 Artículo 760 del NEC-Requerimientos del cableado ... .45
6.4 Selección de distancias de espaciamiento y ubicación de sensores de incendios y equipos anunciadores ... · ... 45
6.4.1 Lugares donde no instalar sensores ... .47
6.4.2 Espaciamiento de sensores de calor y de humo ... .47
6.4.3 Espaciamiento de sensores de humo tipo haz proyectado ... 54
6.4.4 Ubicación de dispositivos de inicio de acción manual ... 55
6.4.5 Ubicación de dispositivos de alarma de notificación ...... 5f5 6.4.6 Ubicación de dispositivos de alarma de notificación visibles ... 58
IX
CAPÍTULO VII
INSPECCION, PRUEBAS Y MANTENIMIENTO ... 62
7.1 Inspección de un sistema de detección de incendio ... 62
7.2 Pruebas de un sistema de detección de incendio ... 62
7.3 Mantenimiento de un sistema de detección de incendio ... 78
7.4 Registros de un sistema de detección de incendio ... 78
7.5 Información básica en un plano de diseño de sistema de alarma y detección de incendio ... 83
CAPÍTULOVIIl COMUNICACIÓN DE CENTRALES DE ALARMA DE MONITOREO ... 84
8.1 Introducción ... 84
8.1.1 Tipos de sistemas ... 84
8.1.2 Panel bidireccional.. ... 84
8.1.3 Protocolo de comunicación ... 85
8.2 Respaldo de la comunicación ... 86
8.2.1 Respaldo de comunicación GSM ... 86
8.2.2 Respaldo de comunicación GPRS ... 86
8.2.3 Respaldo de comunicación IP /Ethernet. ... 86
8.3 La comunicación GPRS ... 87
8.4 Comunicador IP ... 87
8.5 El Monitoreo ... 88
8.5.1 Etapas del monitoreo ... 88
CAPÍTULO IX COMUNICACIÓN DE UNA CENTRAL DE ALARMA DE DETECCION DE INCENDIO CON INTERFASE TL260 ...... 91
9 .1 Condiciones iniciales ... 91
9. 2 Central de alarma DSC PC 1864 ... 91
9.3 Comunicador TL260GS ... 92
9.3.1 Beneficios del comunicador TL260GS ... 93
9.4 Conexión panel de alarmas y comunicador. ... 93
9.5.1 Programar el envío de señales por GPRS mediante DLS del comunicador
TL260GS ... 93
9.5.2 Programación de la comunicación por Ethernet a través de un teclado Pk5500 ... 100 9.5.3 Realización de una sesión downloading vía GPRS ... . 102 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....... 107
ANEXO A
DATOS TÉCNICOS DEL COMUNICADOR DE ALARMAS POR INTERNET Y
GSM/GPRS DE DOBLE CANAL TL260GS ...... 109
Figura 2.1 Triangulo de fuego Figura 2.2 Tetraedro del fuego Figura 2.3 Fuego clase A Figura 2.4 Fuego clase B Figura 2.5 Fuego clase C Figura 2.6 Fuego clase D Figura 2. 7 Fuego clase K
INDICE DE FIGURAS
Figura 2.8 Comportamiento del fuego Figura 3.1 Arreglo de niveles divididos
Figura 3.2 Arreglo donde hay más de un área para dormir
Figura 3.3 Sistema de alarma de incendio para instalaciones protegidas Figura 3.4 Alarma por voz
Figura 3.5 Sistema municipal auxiliar de alarma contra incendio Figura 3.6 Sistema convencional alarma de incendio
Figura 3.7 Sistema direccionable alarma de incendio
Figura 3.8 Sistema análogo direccionable alarma de incendio Figura 4.1 Cable FPLR
Figura 4.2 Cableado Clase B -Estilo B Figura 4.3 Cableado Clase A-Estilo D Figura 4.4 Cableado Clase B -Estilo Y Figura 4.5 Cableado Clase A-Estilo Z Figura 4.6 Cableado Clase B-Estilo 4 Figura 4. 7 Cableado Clase A -Estilo 6 Figura 4.8 Estación manual con protector Figura 4.9 Estación manual
Figura 4 .1 O detector eléctrico lineal
Figura 4.11 Principio de funcionamiento sensor iónico
Figura 4.12 sensor de humo iónico Figura 4.13 sensor de humo fotoeléctrico
Figura 4.14 sensor de humo fotoeléctrico tipo láser Figura 4.15 Sensores de humo por dispersión de luz (a) Figura 4.16 Sensores de humo por dispersión de luz (b) Figura 4.17 Sensores de humo por oscurecimiento (a) Figura 4 .18 Sensores de humo por oscurecimiento (b) Figura 4.19 Sensores combinados
Figura 4.20 Sensores de humo de haz de luz Figura 4.21 Luz estroboscópica
Figura 4.22 Bocina con Luz Estroboscópica Figura 4.23 Campanas
Figura 4.24 Sirenas/ Speakers Figura 4.25 Panel Contra Incendio
Figura 5.1 Diagrama unifilar sistema de alarma de incendio
Figura 5.2 Diagrama esquemático de un sistema de alarma de incendio Figura 5.3 Matriz de operación del sistema
Figura 6.1 Continuidad de la fuente de alimentación Figura 6.2 Montaje apropiado para detectores
Figura 6.3 Sensor que cubre cualquier cuadrado dentro de los límites de un circulo
29 29 30 31 31 31 32 32 34 36 37 37 37 38 40 40 41 43 46
cuyo radio es 0.7 veces el espaciamiento listado 48 Figura 6.4 Protección de un pasillo con sensores de humo 49 Figura 6.5 Montaje alternativo ante fenómeno de estratificación 50 Figura 6.6 Montaje en cielorrasos con pendiente a dos aguas 51 Figura 6.7 Montaje en cielorrasos con pendiente a una agua 51
Figura 6.8 Disposiciones de montaje por debajo del piso permitido y no permitido 52
Figura 6.9 Ubicación del sensor para estantería cerrada donde los espacios transversales y longitudinales son irregulares o inexistentes para el movimiento del humo 53 Figura 6.1 O Ubicación del sensor para estantería abierta donde los espacios transversales y longitudinales se mantienen para el movimiento del humo 54 Figura 6.11 Distancia máxima del muro extremo al cual se puede ubicar el proyector y el
receptor de luz 55
Figura 7.2 Leyenda de equipos de detección de incendio Figura 8.1 Comunicación con protocolo SIA-FSK Figura 8.2 Receptora Surgard-System III
Figura 8.3 Terminal del operador SIS (Software) Figura 9.1 Central de alarmas DSC PC 1864 Figura 9 .2 Comunicador TL260GS
Figura 9.3 Diagrama del conexión del TL260GS hacia PC1864 Figura 9.4 Cable PCLINK.
Figura 9.5 Conexión TL260GS para configuración mediante el DLS Figura 9.6 Verificación del puerto COM
Figura 9.7 Creación de una cuenta en el DLS
Figura 9.8 Configuración de la comunicación serial-DLS Figura 9.9 Selección del tipo de comunicación-DLS Figura 9.10 Realizando un uploading global -DLS Figura 9.11 Opciones del comunicador en el DLS Figura 9.12 Selección de número de cuenta-DLS Figura 9.13 Selección de opciones del receptor -DLS Figura 9.14 APN del proveedor-DLS
Figura 9.15 Sincronización de los datos ingresados-DLS Figura 9.16 Progreso de comunicación - DLS
Figura 9.17 Progreso de comunicación completo - DLS Figura 9 .18 Conexión PC 1864 - Cable PCLINK.
Figura 9.19 Conexión TL260GS a la red
Figura 9.20 Virtual Testing Site
Figura 9.21 Proceso general para conexión vía GPRS Figura 9.22 Apertura de un puerto en el router local Figura 9.23 Nueva cuenta en el DLS
Figura 9.24 GS/IP -comunicator options-DLS Figura 9.25 Downloading parámetros iniciales -DLS Figura 9.26 Envío de SMS al comunicador-DLS Figura 9.27 Avance de la transmisión por GPRS-DLS Figura 9.28 Verificación de la zona 03 a través del DLS Figura 9.29 Back up a través del DLS
Tabla N 3.1 Comparación ventajas-desventajas sistema alarma de incendio 15
TablaNº 4.1 Elección del sensor apropiado 34
Tabla Nº 6.1 Desempefio de los circuitos de dispositivos de inicio 44
Tabla Nº 6.2 Desempefio de los circuitos de dispositivos de línea de sefialización 44
Tabla Nº 6.3 Circuitos de aparatos de notificación 45
Tabla Nº 6.4 Reducción del espaciamiento de sensores de humo basada en altura del
cielorraso 50
Tabla Nº 6.5 Nivel sonoro ambiental promedio de acuerdo con la ubicación 56 Tabla Nº 6.6 Espaciamiento de salas para aparatos visibles montados en muros 58 Tabla Nº 6.7 Espaciamiento de salas para aparatos visibles montados en cielorrasos 59
Tabla Nº 6.8 Espaciamiento de aparatos visibles montados sobre muros en habitaciones 60
Tabla Nº 6.9 Distribución del espaciamiento en la habitación-correcto 60
Tabla Nº 6.10 Ejemplo de un cálculo para batería de reserva requerida 61 Tabla Nº 7.1 Frecuencia para la inspección visual
Tabla Nº 7.2 Métodos de prueba de mantenimiento
Tabla Nº 7.3 Frecuencia de la prueba de mantenimiento
..•
CAPÍTULO!
TEORIA DEL SISTEMA PARA LA SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS
1.1 Introducción
La seguridad de la vida de las personas y de los inmuebles o bienes es un tema imprescindible. Razón por la cual desde hace más de un siglo se han implementado sistemas de alarma y detección de incendio los cuales han sido diseñados para detectar condiciones peligrosas y proveer una notificación correcta e inmediata a los ocupantes ante una situación de incendio con la finalidad de lograr la toma de acción de medidas inmediatas ante tal emergencia, evitando o por lo menos disminuyendo las muertes y pérdidas por causa de un incendio.
Los sistemas de alarmas contra incendio han ido evolucionando a la par con el campo de la electrónica en lo referente a control y comunicación logrando sistemas más eficientes que puedan realizar diversas funciones e integrar otros sistemas para lograr mejorar la seguridad.
A fin de cumplir esto, el diseñador debe demostrar que la propuesta y el desempeño del equipo a escoger están acorde con los requerimientos dados por la NFP A 72 para cada tipo de instalación. La Asociación Nacional de Protección contra Incendio o NFPA (National Fire Protection Association) ha realizado un gran estudio en este campo y ha publicado alrededor de 290 códigos, estándares, prácticas recomendadas y guías.
La NFP A es un ente el cual está encargado de estudiar las normativas para el buen desarrollo de los sistemas contra incendio, se debe tener en cuenta que la NFP A no
aprueba, inspecciona o certifica ninguna instalación, procedimientos, equipos o materiales, tampoco prueba o evalúa laboratorios de prueba.
cuidadosamente escogidos por la Asociación Nacional de Protección contra Incendio (NFPA).
1.2 Planteamiento del problema
El problema a tratar en este estudio se detalla a continuación:
1.2.1 Descripción del problema
La naturaleza de los procesos de operaciones que se realizan en las instalaciones de las edificaciones de cualquier tipo implican riesgos de incidentes de toda índole destacando fatalmente los de incendios que tengan su origen en cortocircuitos, negligencias, desconocimientos de procedimientos específicos provocados con intención u otros factores similares; por esto es necesario realizar un estudio para implementar un sistema automático de monitoreo el cual consiste en la detección y alarma en caso que se presente alguna de las condiciones anteriormente mencionadas, con el propósito de proveer notificación de estas alarmas de incendio, de supervisión y de condiciones problemáticas y con esto alertar a los ocupantes, suministrar ayuda y controlar las funciones de seguridad contra incendios.
1.2.2 Justificación
Una de las prioridades para cualquier edificación debe ser preservar la seguridad operativa e integral de sus trabajadores y la protección respectiva, a través de los principios del sistema de seguridad, salud y protección ambiental que forman parte integral de las actividades que se realizan en las instalaciones.
Adicional a esto, se agrega que en la realidad nacional peruana, mayoritariamente, no existe conciencia de prevención ya que se espera una exigencia de una autoridad competente para implementar sistemas contra incendios; muchas personas no lo ven como inversión sino como gasto, no tienen un conocimiento adecuado ya que algunas que se implementan son poco funcionales.
3
Hace 20 o 25 años el diseño de las edificaciones y los materiales usados eran diferentes, el control del incendio no era común. En la actualidad, la mayoría de las edificaciones son construidas para ser más resistentes al fuego pero al mismo tiempo son más grandes, más llenos y más tóxicos. Mucha gente muere por la exposición al humo que por la exposición al fuego.
Como estadística se presenta la cantidad de incendios registrados a nivel nacional en el periodo 2010-2015 los cuales representan pérdidas económicas y sociales incalculables.
TIPO DE EMERGENCIA 2015 2014 2013 2012 2011 2010
Cantidad de incendios 5681 9430 11264 11329 11088 11646
Nivel Nacional
FUENTE: CUERPO GENERAL DE BOMBEROS VOLUNTARIOS DEL PERÚ
Debido a estas razones mencionadas, es necesario que para la conservación y seguridad de los trabajadores, del medio ambiente y de las instalaciones de las edificaciones se presenta este estudio con la finalidad de proporcionar nociones básicas para que este sistema opere adecuadamente bajo los escenarios más críticos posibles.
1.2.3 Objetivos
El principal objetivo de este trabajo es presentar la información necesaria básica sobre los diferentes elementos que componen un sistema automático de detección y alarma de incendio y proporcionar la normatividad requerida para realizar el diseño utilizando el estándar NFP A 72 denominado "Código Nacional de Alarmas de Incendio" ("NFP A 72 -National Fire Protection Association") a fin de demostrar que es la reglamentación más adecuada hoy en día la cual debe cumplir un sistema de detección y alarma de incendio en general para que garantice confiabilidad y eficiencia. La ingeniería de detección contra incendios implica manejar conocimientos claros y específicos que deben administrarse con rigor y no resultar intuitivos.
Los objetivos específicos son:
• Determinar que la comunicación vía IP es la más óptima que hay en la actualidad para la transmisión de alarmas de un sistema de detección de incendios.
• Demostrar la transmisión de alarmas vía IP mediante el uso la interface TL260GS. • Establecer el beneficio económico al usar este tipo de comunicación de señales de
alarma vía red.
1.2.4 Revisión bibliográfica
Toda la ingeniería e instalación del sistema de detección y alarma debe estar bajo la norma NFP A 72. Los equipos deben cumplir con las siguientes normas internacionales:
• National Fire Protection Association (NFP A 72-2007) • Underwriters Laboratories (UL):
UL 38 Manually Actuated Signaling Boxes
UL 217 SrrÍoke Detectors, Single and Multiple Stations
UL 268 Smoke Detectors for Fire Protective Signaling Systems UL 268A Smoke Detectors for Duct Applications
UL 346 Waterflow Indicators for Fire Protective Signaling Systems UL 464 Audible Signaling Appliances
UL 521 Heat Detectors for Fire Protective Signaling Systems
UL 864 Standards for Control Units for Fire Protective Signaling Systems UL 1481 Power Supplies for Fire Protective Signaling Systems
UL 1971 Visual Signaling Appliances UL 1076 Proprietary Burglar Alarm Systems
CAPÍTULOII
TEORÍA DE LA COMBUSTIÓN
2.1 Combustible, comburente y energía de activación
El concepto de combustión se describe como un proceso auto sostenido de oxidación rápida de un combustible que se caracteriza por el desprendimiento de calor acompañado de humo, llamas o de ambos. Al ser la combustión una oxidación ha de intervenir para que ésta se produzca un material que se oxide al que se denomina combustible, un elemento oxidante, que se denomina comburente y una cierta cantidad de energía, que se denomina energía de activación.
2.2 Tipos de combustión
En función de la velocidad en la que se desarrollan las combustiones, éstas se clasifican de la siguiente manera:
2.2.1 Combustión lenta
Este tipo de combustión se produce sin emisión de luz y con poca emisión de calor. Se dan en lugares con escasez de aire, combustibles muy compactos o cuando la generación de humos enrarece la atmósfera, como ocurre en sótanos y habitaciones cerradas. Estas son muy peligrosas, ya que en el caso de que entre aire fresco puede generarse una súbita aceleración del incendio, e incluso una explosión.
2.2.2 Combustión rápida
Son las que se producen con fuerte emisión de luz y calor, con llamas. Cuando las combustiones son muy rápidas, o instantáneas, se producen las explosiones. Cuando la velocidad de propagación del frente en llamas es menor que la velocidad del sonido (340 mis), a la explosión se le llama deflagración. Cuando la velocidad de propagación del frente de llamas es mayor que la velocidad del sonido, a la explosión se le llama detonación.
2.3 Triángul_o y tetraedro del fúego
soldaduras, fallos eléctricos, etc.). Si falta alguno de estos elementos, la combustión no es posible. A cada uno de estos elementos se los representa como lados de un triángulo, llamado triángulo de fuego como se muestra en la figura 2.1, que es la representación de una combustión sin llama o incandescente.
Figura 2.1 Triángulo de fuego
El otro factor es la "reacción en cadena" que interviene de manera decisiva en el incendio. Si se interrumpe la transmisión de calor de unas partículas a otras del combustible, no será posible la continuación del incendio, por lo que ampliando el concepto de triángulo del fuego a otro similar con cuatro factores se obtiene el tetraedro del fuego como se muestra en la figura 2.2, que representa una combustión con llama.
Figura 2.2 Tetraedro del fuego
2.4 Clasificación de los fuegos
La clasificación de los tipos de fuego se presenta en función a los materiales que lo producen.
2.4.1 Fuego de clase A
7
papeles, cartones, textiles, plásticos, etc. Cuando estos materiales se queman, dejan
residuos en forma de brasas o cenizas. El símbolo que se usa es la letra A, en blanco, sobre un triángulo con fondo verde tal como se muestra en la figura 2.3
Figura 2.3 Fuego clase A
2.4.2 Fuego clase B
Este tipo de fuego se produce por combustibles líquidos inflamables como petróleo, bencina, parafina, pinturas, alcohol etc. También se incluyen en este grupo, el gas licuado y algunas grasas utilizadas en la lubricación de máquinas. Este fuego, a diferencia de otros, no deja residuos al quemarse. Su símbolo es una letra B en color blanco, sobre un cuadrado con fondo rojo, tal como se muestra en la figura 2.4
B
Figura 2.4 Fuego clase B2.4.3 Fuego Clase C
Este tipo de fuego es comúnmente identificado como "fuego eléctrico". En forma más precisa, es aquel que se produce en "equipos o instalaciones bajo carga eléctrica", es decir, que se encuentran energizados. Su símbolo es la letra C en color blanco, sobre un círculo con fondo azul, tal como se muestra en la figura 2.5
e
Figura 2.5 Fuego clase C 2.4.4 Fuego Clase DFigura 2.6 Fuego clase D
2.4.5 Fuego clase K
Este tipo de fuego se produce y se desarrolla en los extractores y filtros de campanas de cocinas, donde se acumula la grasa y otros componentes combustibles que alcanzan altas temperaturas; éstas producen combustión espontánea. Su símbolo es un cuadrado de color negro con una K de color blanco en su interior, tal como se muestra en la figura 2. 7
Figura 2. 7 Fuego clase K
Todo tipo de fuego tiene un comportamiento definido, el cual se muestra en la figura 2.8
COMPORTAMIENTO DEL FUEGO Respuesta Característica
1. Humos invisibles 2. Humos Visibles 3. Llamas 4. Alta Pequeña radiacion
energía Temperatura
CAPÍTULO ID
TIPOS DE SISTEMA INICIADORES
3.1 Sistema de alarma de incendio
Sistema o parte de un sistema de combinación constituido por componentes y circuitos dispuestos para monitorear y anunciar el estado de la alarma de incendios o la señal de supervisión de dispositivos de activación e iniciar la respuesta adecuada a tales señales.
3.2 Tipos de sistemas de alarma de incendios
Se mencionan los principales tipos de sistema de alarma. 3.2.1 Sistema de alarma de incendio para viviendas
Sistema de dispositivos que utiliza una unidad de control de la alarma de incendio para producir una señal de alarma en la vivienda con el fin de notificar a los ocupantes de la presencia de un incendio para que evacuen las instalaciones.
Como mínimo la norma NFP A 72 requiere:
• Al menos un detector-alarma localizado en cada nivel de la residencia
• Un detector-alanna localizado en cada cuarto
• Un detector-alarma localizado en el corredor de afuera del área de dormitorios
• En residenciales que tienen niveles intermedios como se muestra en la figura 3.1, sólo es necesario poner un detector-alarma para ambas elevaciones del cielo, esto porque el humo es libre de distribuirse entre los dos niveles.
En donde haya más de un área para donnir, se suministrará una alarma de humo en cada una de estas áreas, además de las alarmas de humo requeridas en los dormitorios tal como se aprecia en la figura 3 .2
3.2.2 Sistema de alarma de incendio para instalaciones protegidas
• Activación manual de la señal de alarma
• Activación automática de la señal de alarma
• Monitoreo de condiciones anormales en los sistemas de supresión de incendios
• Activación de los sistemas de supresión de incendios
• Activación de las funciones de seguridad contra incendios
• Activación de los aparatos de notificación de alarmas • Comunicaciones de emergencia por voz/alarma • Servicio de supervisión de la ronda de guardia
• Activación de las señales dispuestas fuera de las instalaciones
• Sistemas combinados
• Sistemas integrados
Living room
Basement
©Optional
Recreation room
© lndicates required smoke detector
Figura 3.1 Arreglo de niveles divididos
\
Dining
room
Kitchen
Q)
Bedroom
TV
,--®
room
-Living room
Q)
Bedroom
1
Q)
Q)
Bedroom
11
Los edificios o bodegas de gran tamaño son supervisados por un sistema de detección y de alarma contra incendio. Este tipo de edificios y bodegas cuentan con estos sistemas
especializados en la detección y alarma de incendio debido a su gran tamaño y gran cantidad de personas que se encuentran dentro de éstos, por lo que se implementa un sistema más especializado y eficiente para que al momento de un incendio se pueda controlar debidamente. Éstos cuentan con un sistema el cual provee de iniciación, notificación, y control. Este sistema de monitoreo se puede encontrar tanto dentro del edificio o afuera de éste. Se presenta un esquema de este sistema en la figura 3.3
Entre otros objetivos de este tipo de sistema, se mencionan los siguientes:
• Protección de la vida ( evacuación o reubicación).
• Protección de la propiedad (notificación temprana para así combatir el fuego con extinguidores o con el sistema de rociadores automáticos).
• Control de sistemas y equipos mecánicos ( desconectando el equipo eléctrico y
sistemas de alto voltaje, iniciando la presurización de las escaleras de emergencia, controlando el ascensor, quitando el seguro a las puertas, activando los sistemas de rociadores automáticos de agente limpio).
• Supervisar el sistema de alarma (monitoreando fallas en los circuitos o fallas a tierra).
• Investigación y predicción de incendios (haciendo una correcta ingeniería contra incendio, investigando los materiales que se manejan en cada lugar dando soluciones prácticas para combatir cada tipo de incendio).
3.2.3 Sistema de alarma de incendio de la estación de supervisión remota
Sistema de alarma de incendio de instalaciones protegidas ( exclusivo del que estuviera conectado a un sistema público de notificación de incendios ) en el que las señales de alanna, supervisión o falla son transmitidas automáticamente registradas y supervisadas desde una estación de supervisión remota que cuenta con servidores y operadores competentes y experimentados que ante un señal, toman la acción requerida.
Detector
de Humo
uetector Térmico Estación
Manual
Sensor de Flulo
! ... �. -.,-.·.· ,/ :
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... _.·Alertar Ocupantes Comunicac1ó
voz
Control del Humo Control Puertas
Figura 3.3 Sistema de alarma de incendio para instalaciones protegidas
3.2.4 Sistema de alarma de incendio del servicio de la estación central
Sistema o grupo de sistemas en los que las operaciones de circuitos y dispositivos son transmitidas automáticamente, registradas, mantenidas y supervisadas desde una estación central listada que tiene servidores y operadores competentes y experimentados que al recibir una señal toman la acción requerida. Este servicio debe ser controlado y operado por una persona, empresa o compañía cuya actividad comercial sea la de proporcionar, mantener o monitorear los sistemas de alarma de incendio supervisados.
Estos sistemas deben incluir la planta fisica de la estación central, los canales de comunicación exteriores, las estaciones subsidiarias y el equipo de señalización y alarma de incendio ubicado en las instalaciones protegidas.
El edificio de la estación central o aquella porción de un edificio ocupado por una estación central prestarán conformidad con los requerimientos para la construcción, protección contra incendios, acceso restringido, iluminación de emergencia e instalaciones de alimentación, de la última edición de la ANSI/UL 827, "Norma para servicios de alarma
de estaciones centrales de seguridad".
13
Instalación de sistemas de alarma de incendios que sirve a propiedades contiguas y no contiguas, bajo una posesión, desde una estación de supervisión propietaria ubicada en las instalaciones protegidas, o en una de las múltiples instalaciones protegidas no contiguas constantemente asistidas por personal capacitado y competente presentes las 24 horas quienes serán responsables ante el propietario de la propiedad protegida. La propiedad protegida será una propiedad contigua o no, pero pertenecientes ambas a un mismo dueño.
3.2.6 Sistema de alarma de incendios de comunicación por voz
Este tipo de alarmas se utiliza para dar instrucciones de evacuación en el caso de un incendio en edificio de muchos pisos. Esta alanna se activa dando indicaciones de cómo realizar la evacuación y por donde en cada piso, esto para que el proceso se haga lo más ordenadamente posible y cause el menor caos posible.
Existen dos tipos básicos de comunicación por voz:
• Alarma por voz, como se muestra en la figura 3.4, este es un mensaje que se graba en el panel de control para que en el caso de un incendio esta grabación dicta las instrucciones precisas de evacuación.
D1spo$ibvo
AR Jru.csador
"irt----Panel de Control
Figura 3.4 Alarma por voz
• Sistema de telefonía de los bomberos: que permite la comunicación a dos vías entre los bomberos en las diferentes zonas de evacuación.
3.2. 7 Sistema municipal auxiliar de alarma contra incendio
tiene un único código, que al activarse uno, el departamento de bomberos pueda interpretar este código y tener la exacta localización de la emergencia. Sin embargo a través del tiempo este sistema es cada vez menos usado, debido a que en la actualidad la mayoría de edificios cuentan con sus propias alannas contra incendio.
Departamento de Bomberos
Figura 3.5 Sistema municipal auxiliar de alarma contra incendio
3.3 Ventajas y desventajas de los tipos de sistemas de alarma de incendios
En la tabla 3.1 se muestra un resumen de las ventajas y desventajas correspondientes a los tipos de sistemas de alarmas contra incendio.
3.4 Requerimientos públicos y privados de los tipos de sistemas de alarmas de incendio
Se mencionan los principales requisitos para los sistemas de detección de incendio.
3.4.1 Fundamentos generales
Los sistemas públicos de notificación de alarmas de incendio deben ser diseñados, instalados, operados y mantenidos de acuerdo con las normas del capítulo IX de la NFP A 72 a fin de suministrar una transmisión y recepción confiable de las alarmas de incendio de un modo aceptado por la autoridad competente.
15
Todos los dispositivos se deben diseñar para funcionar satisfactoriamente bajo las condiciones climáticas a las que podrían estar expuestos.
TABLA 3.1 Comparación ventajas-desventajas sistema alarma de incendio
Ventajas (V) Desventajas (D)
1 Relativamente económicos No dan aviso al cuerpo de bomberos
2 Dan a los ocupantes tiempo para escapar El costo más bajo puede reducir la confiabilidad del sistema
3 Relativamente económicos de mantener La operación se limita a edificios protegidos
4 Advierten a los ocupantes para que puedan Las señales recibidas no son registradas
escapar de un incendio automáticamente
5 Pueden ofrecer cubrimiento completo Pueden utilizar dos ubicaciones receptoras separadas
6 Pueden cubrir tanto la alarma como las señales de supervision No tienen servicio runner
7 Proporcionan el servicio runner No previenen a los ocupantes de los edificios
8 Sistema de estación de supervisión menos Mantenimiento más costoso costoso
9 De propiedad del dueño del edificio y operado Relativamente más costoso de instalar y mantener
por éste
10 todas las señales son registradas Requerimientos más estrictos automática mente
11 No es simplemente un sistema, sino un Limitados únicamente a señales de alarma servicio
12 Avisan directamente al cuerpo de bomberos distrital
13 El costo de trasmisión generalmente es bajo
14 Requerimientos más severos
TIPO DE SISTEMA Ventajas (V) Desventajas (D)
Sistema alarma de incendio doméstico V1/V3 D1/ D2
Sistema alarma de incendio locales protegidos V2 / V4 / VS / V6 D3 / D8 / D9 / D10
Sistema alarma de incendio supervision remota V8/V11 D4
Sistema alarma de incendio estacion supervision propiedad V9 /Vll/ V14 D3 / OS
Sistema alarma de incendio estacion central V9 /V11/V14 D11
Los registros de los circuitos de los sistemas públicos para reportar una alarma de incendio con cable deben incluir lo siguiente:
• Bosquejos del plan que muestren la secuencia de las terminales y cajas. • Diagramas de cableado aplicable entre oficinas.
• Lista de materiales utilizados, incluyendo el nombre comercial, el fabricante y el año de compra o instalación.
Los sistemas públicos de notificación de alarma de incendio deben estar sujetos en su totalidad a una prueba de aceptación operacional completa al finalizar la instalación del sistema. Estas pruebas de llevan a cargo de acuerdo con los requisitos de la autoridad competente.
3.4.3 Calificación del personal
Los planos y especificaciones del sistema público para notificar una alarma de incendio deben estar desarrollados, de acuerdo a la NFP A 72, por personas calificadas en el diseño, aplicación, instalación y prueba adecuados de los sistemas públicos para notificar una alarma de incendio.
El personal debe demostrar su calificación mediante la capacitación y certificación en el diseño, instalación o servicio por uno o más de los siguientes:
• Certificado por el fabricante del sistema o equipo.
• Certificado por una organización aceptable para la autoridad competente. • Autorizados o certificados por una autorización estatal o local.
3.4.4 Equipo de transmisión de alarma
Estos son algunos requisitos que se deben aplicar a todos los equipos de transmisión de alarmas.
• Las estaciones de alarma se deben diseñar para aceptar una nueva señal en el momento en que se libere el dispositivo de activación.
• Cuando se activan las estaciones de alarma, las mismas deben dar una indicación visible o audible al usuario que debe indicar que la estación de alarma se encuentra en funcionamiento o que la señal ha sido transmitida al centro de comunicaciones del servicio público de incendios.
17
materiales aislantes o encontrarse permanentemente y eficazmente conectadas a tierra. Todas las conexiones a tierra de las estaciones de alarma deberán cumplir con los requisitos del NFP A 70, Código eléctrico nacional, articulo 250.
a. Estaciones de alarma de incendios de acceso público
Estos son algunos requisitos que se deben aplicar a todas las estaciones de alarma de incendio de acceso público.
• Los medios para la activación pública de alarmas deben encontrarse en lugares visibles y accesibles para su operación.
• Las estaciones de alarma deben ser reconocidos como tales y deberán contener instrucciones para su uso indicadas claramente en las superficies exteriores.
• Las estaciones de alarma deben encontrarse claramente visibles y estar resaltadas
con un color distintivo.
b. Estación de alarma auxiliar
La autoridad competente debe designar la ubicación de la estación de alanna auxiliar.
3.4.5 Equipos receptores de alarmas en el centro de comunicaciones del servicio público de incendios.
En esta parte de la norma NFP A 72 se mencionan varios requisitos para los equipos receptores de alarmas mencionando los tipos de sistema ( dependiendo de la cantidad de alarmas a ser retransmitidos por año), los dispositivos de registros visuales, integridad del sistema, fuentes de alimentación, rectificadores, conversores entre otros equipos que forman parte de las receptoras.
3.5 Clasificación de los sistemas de alarma contra incendio Estos sistemas se clasifican de acuerdo a la tecnología que usan: 3.5.1 Detección Convencional de Zonas
En la figura 3.6 se muestra un diagrama de este tipo de sistema. Algunas de las características de este sistema son:
• En este sistema los detectores son usados generalmente como elementos de dos
• Panel "no distingue" qué dispositivo generó alarma dentro de una misma zona
• La detección es por zonas de iniciación eléctricamente independientes (2/4-hilos)
• El más bajo costo de detección
• Localización inexacta de la alarma de fuego
• Cada zona requiere una resistencia de fin de línea (EOLR)
• No usa cableado del tipo derivación en "T"
iii] �
-1
�
--
-1Zona 1
!!I
Zona21!!
1
Zonal
1
!I
Figura 3.6 Sistema convencional alarma de incendio
3.5.2 Detección Direccionable
Los paneles direccionables surgieron a partir de la necesidad de una mejor identificación del lugar o área donde se produce una señal de alarma de incendio, para lo cual había que desarrollar una tecnología especifica. Esta nueva tecnología permitió a los fabricantes poder incorporar y mezclar sobre un circuito SLC (Signaling Line Circuits),denominado ahora "lazo" y ya no "zona", una mayor cantidad de accesorios de aviso de alarma, al contar los paneles con la posibilidad de identificar qué accesorio especifico está enviando la señal al panel. A este accesorio se le llama "punto".
• En este sistema los detectores son usados con una dirección específica del lugar donde se encuentran ubicados. Las zonas son definidas por programación.
• Cada dispositivo individual tiene una dirección única. La identificación incluye la dirección y la zona.
• Misma conexión eléctrica para todos los dispositivos de iniciación. En la figura 3.7 se muestra un diagrama de este tipo de sistema.
3.5.3 Sistema analógico direccionable
19
en base a la información recibida, cuando ésta no concuerde con los valores parametrizados.
Figura 3.7 Sistema direccionable alanna de incendio
En el sistema analógico direccionable los detectores producen una señal analógica que varía en relación a las condiciones del ambiente que los rodea. Cada sensor es probado por el control cada 6-8 horas. Se realiza una prueba electrónica de un cambio en el sensor, la prueba es conocida como LIST ("Listed Integrated Sensitivity Testing"), as1m1smo se presenta un reporte del detector y su indicación de "sucio" y/o "muy sucio".
En la figura 3.8 se muestra un diagrama de este tipo de sistema.
Figura 3.8 Sistema análogo direccionable alarma de incendio
En resumen, en cuanto a los 3 tipos de sistemas de detección de incendio se indica: • En sistemas convencionales los detectores y avisadores manuales se encuentran agrupados por zonas.
la alarma.
CAPÍTULO IV
INTRODUCCIÓN A LOS COMPONENTES DEL SISTEMA
4.1 Cableado contra incendio
Para el cableado contra incendio se usan cables del tipo termoplástico, el cual es un material plástico que a temperaturas relativamente altas se vuelve deformable o flexible, se derrite cuando se calienta y se endurece en un estado de transición vítrea cuando se enfría lo suficiente.
Características:
• Resistente a altas temperaturas • Auto extinguible
• No produce gases tóxicos • Listado por UL
• Aprobado por NEC articulo 760
• CABLE FPL (POWER-LIMITED FIRE): Estos cables son considerados por la NEC (National Electrical Code) como de propósito general adecuado para uso de alarma contra incendios.
Todos los cables FPL son resistentes a la propagación del fuego y son aprobados bajo normas UL, son sometidos a las pruebas UL 1424 y la prueba de la llama vertical UL 1581 VW-1.
o Cableado Horizontal FPL: esta listado por la NEC como adecuados para uso de propósito general en alarma de fuego. Se excluye la instalación en canalización vertical, conductos y otros espacios usados para aire ambiental a menos que el cable esté instalado en tubería conduit.
o Cableado en Plenum FPLP: está listo por la NEC para uso en conductos y otros espacios utilizados para aire ambiental. Todos los cables FPLP están listados para tener una resistencia al fuego adecuada y característica de producir bajo humo ( prueba UL 1424 y UL Stienerprueba del túnel 910)
Riser Afarm Cable Sampfe: FPLR-14-2
Figura 4.1 Cable FPLR
4.2 Tipos de cableado contra incendio
Los tipos de cableado para los sistemas de detección se clasifican para dispositivos de iniciación, dispositivos de notificación y dispositivos direccionables.
4.2.1 Cableado para Dispositivos de Iniciación- IDC
Se muestran los cableados de tipo clase A en la figura 4.3 y clase B en la figura 4.2
IDC • Clase B (Estilo B)
Modulo IDC
Circuito de Su ervision
<±>-
--0
-=-=-
-
EOLRFigura 4.2 Cableado Clase B -Estilo B
IDC • Clase A (Estilo D) ModulolDC
Figura 4.3 Cableado Clase A-Estilo D
4.2.2 Cableado para Dispositivos de Notificación-NAC
Se muestran los cableados de tipo clase A en la figura 4.5 y clase Ben la figura 4.4
NAC • Clase B (Estilo Y) Modulo NAC
EOLR
Fig. 4.4 Cableado Clase B -Estilo Y
NAC - Clase A (Estilo Z) Modulo NAC
Fig. 4.5 Cableado Clase A-Estilo Z
4.2.3 Cableado para Dispositivos Direccionables-SLC
La norma NFP A 72 clasifica a los circuitos de dispositivos iniciadores por estilo y clase.
Estilo B es un ejemplo de circuito Clase B y estilo D es un ejemplo de circuito Clase A
Clase B - Estilo 4
Los circuitos clase B pueden diferenciar entre un cortocircuito ( estado de alarma) y una apertura de circuito (condición de falla). Este tipo de circuito como se muestra en la figura 4.6 se supervisa haciendo circular una corriente baja e instalando una resistencia en el extremo de línea. Las variaciones en más o menos de esta corriente de supervisión son captadas en el panel de control de alarma, desde el cual se emite un aviso de alarma si la corriente aumenta o un aviso de alarma si la corriente disminuye. Una apertura de circuito en clase B anula eléctricamente todos los dispositivos conectados después del punto de apertura.
Clase A - Estilo 6
SLC • Clase B (Estilo 4)
Modulo de Comunicaclon
Microproces,idor
Figura 4.6 Cableado Clase B -Estilo 4
Los circuitos clase A también pueden diferenciar entre cortocircuitos y aperturas de circuito. La supervisión de alimentación eléctrica se efectúa mediante la medición de la corriente y una resistencia de fin de línea que, en el caso de circuitos Clase A, forma parte del panel de control de alarma.
25
alarma, aunque existiera una apretura de circuito o cortocircuito a tierra en uno de los
conductores.
4.3 Dispositivos iniciadores
SLC • Clase A (Estilo 6)
Modulo de Comunicacion
Microprocesador
Figura 4.7 Cableado Clase A-Estilo 6
Los dispositivos manuales y automáticos de inicio deben contribuir con la seguridad humana, la protección contra incendios y la conservación de la propiedad mediante el suministro de un medio confiable para señalizar otro equipo dispuesto para monitorear los dispositivos iniciadores en respuesta a esas señales.
4.3.1 Requisitos generales
Los requisitos principales para los dispositivos iniciadores son:
• Los dispositivos de inicio no deben instalarse en áreas inaccesibles.
• Un dispositivo de inicio debe protegerse cuando esté propenso a daños mecánicos.
• Los dispositivos iniciadores deben instalarse de manera que faciliten el mantenimiento periódico.
• Los dispositivos iniciadores deben instalarse en todas las áreas, compartimientos o locaciones requeridas por otros códigos y normas NFP A o tal como lo requiera la autoridad competente.
4.3.2 Estación manual de alarma
cuentan con un LED de color rojo para indicar que han sido activados. Algunos pulsadores tienen una llave para rearmarlos tras su activación y pueden ser protegidos por cubiertas cuando están expuestos a la intemperie o a posibles daños mecánicos, como se muestra en la figura 4.8
Estos dispositivos sólo pueden ser utilizados en edificaciones donde siempre se tenga personal humano, que en el caso de una emergencia active la alarma.
Los pulsadores manuales de alarmas de incendio deben utilizarse sólo con el propósito de activar alarmas de incendio.
En la figura 4.9 se muestra dos tipos de estaciones manuales más utilizadas.
Fig. 4.8 Estación manual con protector
ESTACIONES MANUALES DE ALARMA
--- ---
:,; _-::::.-
i'.'!
_=
-� :._r) �·'
.
FIRE
' I.IFT1 """" 'COYER • PUU.
�rri�
D08LE ACCIONFig. 4.9 Estación manual
Características generales de la estación manual de alanna:
• Los contactos de interruptor son normalmente abiertos.
27
• Las estaciones son de color roja porque psicológicamente los usuarios lo asimilan con el fuego.
• Para reiniciar el equipo es necesario utilizar la llave proporcionada por el fabricante.
4.3.3 Sensores de incendio
Se mencionan los principales tipos de sensores de detección de incendio:
a. Sensores de calor
Estos equipos detectan gran liberación de calor en poco tiempo producidos por combustibles líquidos, metales ligeros y sus aleaciones. Existen dos tipos de detectores de calor, el tipo empotrado (temperatura fija y temperatura variable) y el tipo lineal (cable térmico).
El dispositivo del tipo empotrado mide la temperatura de los gases en el cielorraso en un punto específico. Este dispositivo es de dos tipos:
• Sensor de temperatura fija
El rango de operación es de 1 OºC a 35º C sobre la temperatura ambiental, con un valor
predeterminado de 57ºC, 62ºC y 67ºC. Utiliza fusibles bimetálicos o líquidos de
expansión. Son descartables.
• Sensor de temperatura variable o termovelocimétricos
Este equipo indica un cambio brusco de temperatura en periodos de tiempo cortos con un estándar de 8ºC / min y no son descartables.
El dispositivo del tipo lineal está compuesto de elementos sensitivos que responde a la temperatura que se acumula a lo largo del cable. Este dispositivo cubre toda el área por el cual se haga pasar la línea.
El sensor tipo lineal es de gran utilidad para usar en duetos de cables o lugares de dimensión lineal. El detector eléctrico lineal consiste, como se muestra en la figura 4.10, en dos conductores separados por un material sensible al calor.
t'I\ ,,.
Detector Neumático o EJéctri:o
...--Detector Lineal Eléctrico
Figura 4.10 detector eléctrico lineal
b. Sensores de humo
Actuadores Eléctricos
Existen dos tipos básicos de sensores de humo: sensores por ionización y sensores fotoeléctricos. Las cámaras de los sensores tienen diferentes tipos de funcionamiento para detectar las partículas de combustión visibles o invisibles en un incendio.
Los principales tipos de sensores que existen son de una gran variedad de clases dependiendo de las aplicaciones que se requieran. Se mencionan los principales:
• Sensores de humo iónicos
El sensor de humo por ionización, tal como se aprecia en la figura 4.12, detecta variaciones en la corriente de iones debido a la presencia de partículas del humo. Los incendios producen iones, pero es dificil que las partículas permanezcan ionizadas hasta donde se encuentra un sensor.
Por lo tanto, el aire se 10mza dentro del sensor en lo que se denomina "cámara de ionización". Cuando el humo entra en la cámara, la interacción entre los iones y las partículas del humo disminuyen notablemente la corriente eléctrica, este proceso se aprecia en la figura 4.11
Oalvarometro
T �
4su
-Material Radioactivo �
Figura 4.11 Principio de funcionamiento sensor iónico
\ f
1 •/'
,t'
;
I ; t
Figura 4.12 sensor de humo iónico
• Sensores de humo fotoeléctricos
29
El humo generado en un incendio bloquea u oscurece la cámara dentro del sensor en el que se propaga un haz de luz lo que permite dispersar este haz haciendo reflejarse o refractarse para activar una alarma. El sensor fotoeléctrico, como se muestra en la figura 4.13, está diseñado para utilizar estos efectos a fin de detectar la presencia de humo.
• Sensores de humo fotoeléctricos tipo láser
Este tipo de sensor, como se muestra en la figura 4.14, utiliza un diodo láser de luminosidad extrema combinado con lentes especiales y óptica en espejo para lograr una relación señal/ruido que es muy superior a los sensores fotoeléctricos tradicionales.
Además, el haz de luz enfocado con precisión, combinado con los algoritmos de detección inteligente, permite al sistema diferenciar entre partículas de polvo y de humo. Debido a esta diferenciación, puede configurarse con una sensibilidad en extremo elevada, sin embargo puede rechazar falsas señales causadas por partículas aéreas más grandes como polvo, pelusas y pequeños insectos.
Figura 4.14 sensor de humo fotoeléctrico tipo láser
• Sensores de humo fotoeléctricos por dispersión de luz
La mayoría de los sensores de humo fotoeléctricos tienen cobertura localizada (puntual) y funcionan con el principio de dispersión de luz. El haz de un diodo emisor de luz (LED) incide en un área donde no puede ser captado bajo condiciones normales por un fotosensor, que generalmente es un fotodiodo. Cuando hay presencia de partículas de hwno en la trayectoria del haz, la luz incide sobre las partículas de humo y se refleja sobre el fotosensor, que al recibir la luz genera una señal de alarma, tal como se aprecian en las figuras 4.15 y 4.16.
La ventaja en la detección fotoeléctrica por dispersión de luz está en que responde mejor a
las partículas visibles (de tamaño-mayor a 1 micrón) producidas por la mayoría de los
31
Emisor de luz Fotosensor
Figura 4.15 Sensores de humo por dispersión de luz (a)
Emisor de luz Fotosensor
Figura 4.16 Sensores de humo por dispersión de luz (b)
• Sensores de humo fotoeléctricos por oscurecimiento
Esta clase de sensor también utiliza un emisor de luz y un elemento fotosensor, tal como sería un fotodiodo. Cuando las partículas de humo bloquean parcialmente la trayectoria del haz de luz, disminuya la intensidad de luz recibida por el fotosensor.
Esta variación es captada por un circuito electrónico que al llegar al valor pre calibrado genera una señal de alarma. Este proceso se aprecia en las figuras 4 .17 y 4 .18
Emisor de luz Fotosensor
Emisor de luz Fotosensor
Figura 4 .18 Sensores de humo por oscurecimiento (b)
• Sensores combinados (multi-tecnología)
El sensor de humo asistido por temperatura, como se aprecia en la figura 4 .19, descubre tempranamente fuegos sin llama, fuegos dormidos y fuegos abiertos con generación de humo. El sensor se adapta a las temperaturas ambientes imperantes en el recinto, regulando su sensibilidad al humo por su propia cuenta. En los casos en que el incendio progresa rápidamente produciendo altas temperaturas, el sensor térmico registra también el fuego sin generación de humo.
Figura 4.19 Sensores combinados
• Sensores de humo de aspiración de aire de muestreo (VESDA)
Esta clase de sensor se utiliza en cuartos eléctricos o de comunicaciones en donde se disponga de equipos de muy alto costo. Ya que este sistema de sensores es mucho más costoso que un sensor de empotrar, a su vez es cien veces más sensible que éste.
33
Las tuberías se instalan dentro de equipos como gabinetes de servidores, transformadores, equipos de muy alto costo en general. Al instalar los tubos se hace una prueba para determinar el nivel normal de concentración de humo, para de esta forma ajustar el sistema en modo sensitivo o poco sensitivo, todo dependiendo de la aplicación que se tenga.
• Sensores de humo de haz de luz
Esta clase de sensores se utilizan en situaciones específicas donde se presenta un fenómeno llamado estratificación, este fenómeno ocurre cuando el aire que contiene partículas de humo o los productos gaseosos de la combustión por el uso de materiales que arden con o sin llama, al ser menos denso que el aire más frío que lo rodea, aumenta hasta alcanzar un nivel en el cual no existe más diferencia de temperatura entre este aire y el que lo rodea.
Cuando ocurra este fenómeno se debería utilizar este tipo de sensores o utilizar algún método alternativo para asegurar una respuesta rápida, como por ejemplo se podría instalar sensores de humo sobre las paredes laterales o en ubicaciones por debajo del cielorraso. Si el techo o cielorraso de un ambiente es muy elevado se debe considerar la instalación
de sensores tipo haz lineal.
Funcionamiento básico: estos sensores de humo de haz de luz consisten en pares de transmisor y receptor separados entre sí a una distancia determinada. El transmisor emite un haz infrarrojo pulsado hacia el receptor. Si el haz es oscurecido más allá del nivel de humo seleccionado, el receptor genera una señal de alarma en tanto que si es bloqueado completamente, se generará una señal de falla. Este dispositivo se muestra en la figura 4.20
4.3.4 Elección del sensor apropiado para los tipos de ocupación específica
Figure A - lnfrared transmission
Figure B - Beam obscuration
Figure C - Beam blockage
Figura 4.20 Sensores de humo de haz de luz
TIPO DE OCUPACIÓN
Una bodega de liquidos inflamables
de 10m x 1 0m dentro de una
instalación de manufactura
Los pasadizos de un edificio de departamentos de gran altura /
condominio Una edificación para
almacenamiento independiente con
estructura de madera, sin
calefacción
Un salón que contiene computadoras en una compañía donde se registran y procesan las
transacciones para sus clientes
El espacio del ático de un edificio de departamentos con estructura de
madera en un clima nórdico
Un hangar de mantenimiento de
aeronaves de 65m x 30m x 16m
El atrio de un hotel de gran altura
TABLA 4.1 Elección del sensor apropiado
SENSOR APROPIADO
SENSOR TÉRMICO
SENSOR DE HUMO
FOTOELECTRICO
SENSOR TÉRMICO
VESDA
SENSOR DE HAZ LINEAL
SENSOR DE HAZ LINEAL
'
..
,: ,. JUSTIFICACtóN'·
Al ser un lugar de almacenamiento, la tendencia es que haya mucho polvo o suciedad por lo que un
sensor térmico es lo recomendable
Al ser un ambiente crítico de una empresa, éste debe
ser protegido con VESDA para un monitoreo
constante y rápido ante cualquier peligro
Poca probabilidad de fuego o en todo caso de un
incendio
35
En los estantes de una bodega para Un fotoeléctrico no funcionará ya que este ambiente
el almacenamiento de comida en VESDA/NINGUN SENSOR es frio por condensación. Si hay algo que proteger se
frío podría usar un VESDA
Tanques ex1eriores de combustibles
SENSOR TÉRMICO LINEAL
o inflamables
Cuarto de equipo de resonancia
VESDA
magnética
Auditorio SENSOR DE HAZ LINEAL
Sala de explosiones de un museo de VESDA / SENSOR Al tener objetos muy valiosos, la respuesta del
arte FOTOELÉCTRICO VESDA es la mejor opción
Piso falso de una sala de cómputo VESDA / SENSOR Se elige evaluando el costo a invertir por la
con servidores de una empresa FOTOELÉCTRICO instalación
Transformador de gran capacidad SENSOR TÉRMICO LINEAL O
con aislamiento en aceite PUNTUAL
Sala de control de una subestación VESDA / SENSOR
eléctrica FOTOELÉCTRICO
Un cuarto de vestidores para damas SENSOR DE HUMO
o caballeros FOTOELECTRICO
Generador eléctrico de emergencia SENSOR TÉRMICO
(grupo electrógeno)
Sala de bombas diésel de agua SENSOR TÉRMICO/
contra incendio ROCIADORES
Estacionamiento techado de
SENSOR TÉRMICO vehículos
Una sala de archivos importantes en VESDA
estantes de 5m de altura
4.4 Unidades de control
Las principales unidades de control básico son:
4.4.1 Módulos de monitoreo y control
Los módulos de monitoreo y control para paneles de control de alarma contra incendios inteligentes son aptos para una variedad de aplicaciones. Estos se utilizan para supervisar un circuito de dispositivos de entrada de contactos estacionarios, tales como sensores de calor convencionales y dispositivos manuales, o para monitorear y alimentar un circuito de detectores de humo de dos hilos mientras que los módulos de control se pueden utilizar para activar los aparatos de notificación o un rango de dispositivos auxiliares (bocinas, luces estroboscópicas, altavoces, etc.)
4.4.2 Módulos de aislamiento del circuito
4.5 Dispositivos de notificación
Estos dispositivos se encargan de anunciar una alarma. Estos dispositivos notificadores se
deben seleccionar dependiendo del tipo de lugar a proteger, las opciones más comunes son:
• Audibles
• Visibles
• Audibles/Visibles
• Audibles textuales y visibles
4.5.1 Luz estroboscópica
Es una fuente luminosa que emite una serie de destellos muy breves en rápida sucesión. Montaje en Pared o Techo. Usadas para alertar cuando se tiene el oído dañado y en áreas donde los niveles de ruido son tal que no es posible usar alarmas sonoras. Pueden ser de diferentes intensidades de luz o Candela 15, 75 y 110 cd. El espaciamiento está basado en el rango de candelas y el área de cobertura. En la figura 4.21 se aprecia un tipo de luz estroboscópica.
Figura 4.21 Luz estroboscópica
4.5.2 Bocina con Luz Estroboscópica (Horn/Strobe)
Figura 4.22 Bocina con Luz Estroboscópica
4.5.3 Campanas
37
Este equipo como se muestra en la figura 4.23, es usado para aviso de fuego. Tiene un sonido distintivo al de una bocina con luz estroboscópica. Es ampliamente usado tanto como un aviso local y para uso externo.
Figura 4.23 Campanas
4.5.4 Sirenas / Speakers
Las sirenas son extremadamente ruidosas, el uso está indicado en áreas exteriores o industriales donde exista ruido de proceso continuo. Los speakers son usados en conjunto con mensajes de evacuación por voz. Algunos tipos de estos equipos se muestran en la figura 4.24
4.6 Panel Contra Incendio
Es la unidad que recibe las seflales de dispositivos de detección de incendios, automáticos y manuales y las procesa. Además, puede transferir energía a dispositivos de notificación y realizar enclavamientos con otros sistemas. Esta unidad de control puede ser utilizada de forma local o maestra. Una muestra de este tipo de panel se presenta en la figura 4.25.
CAPÍTULO V
ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA DE ALARMA
5.1 Selección de los componentes del sistema
Para esta selección se debe tener en cuenta, entre otros, los siguientes factores:
• La seguridad de las personas
• Protección de la propiedad
• Preservación del legado o patrimonio cultural • Efecto provocado por los sistemas de extinción • Tiempo de respuesta de los ocupantes (desalojo)
• Análisis sobre el lugar donde se requieran los sensores y si alguno puede ser omitido
5.2 Funciones de seguridad en edificaciones
Entre las principales funciones se deben tener en cuenta para el diseño: • Llamar y / o apagar ascensores
• Apagar los sistemas de calefacción y aire acondicionado
• Liberar puertas cortafuegos • Desbloquear puertas de seguridad
5.3 Diagrama unifilar del sistema de alarma de incendio
En este plano esquemático se indican los equipos principales, clase de los circuitos, funciones de control, ubicación general de los equipos, conexiones a otros sistemas, no necesariamente debe indicar el número total de dispositivos de cada tipo, entre otros.
Inlenuptor
Protector de icos 1,0VAC
A nuncíador Remoto Cerrar Puertas Ascensor
Apagar Equipo Sistema de Supresión Ventll!ldores de Presuri:teción
Figura 5.1 Diagrama unifilar sistema de alarma de incendio
En la figura 5.2 se presenta de manera básica la forma de conexión del panel de control con todos sus dispositivos periféricos.
' --+ Entradas del Sistema
Válvula de Supervisión del Sist. de Rociadores
120VAC
Control
..
Salidas del Sistema
Dispositivos Notificadores Audroles
Control de Sistemas de Ventilación
Contml de Puertas
41
5.4 Matriz de operación del sistema
En la figura 5.3 se muestra un método utilizado para definir la secuencia requerida de operaciones y para documentar la secuencia real de las operaciones es un matriz de entrada
/ salida.
• • • 2':I
•• • 1�
IAIB C DIE F G H I J K l Ui� 10 P 10 A S T u V W X V 7 .., •
6.1 Requerimientos de suministro de energía
Los dos requisitos para cada fuente de suministro de energía se indican a continuación:
6.1.1 Fuentes de suministro de energía
Acorde a la NFP A 72, por lo menos dos fuentes de alimentación independientes y confiables deben ser provistas, una primaria y otra secundaria, cada una de las cuales debe contar con la capacidad adecuada para la aplicación. El monitoreo de la integridad de las fuentes de alimentación se realiza a cabo por la presencia de voltaje en el punto de conexión con el sistema. La falla de cualquiera de las fuentes debe originar una señal de falla por medio de señales audibles distintivas, las que serán diferentes de las señales de alarma.
6.1.2 Fuente primaria de alimentación
Esta fuente debe ser de alto grado de confiabilidad y con capacidad adecuada. Pueden ser el servicio de luz y energía comercial, un generador accionado por motor o un suministro ininterrumpible de energía (UPS).
6.1.3 Fuente secundaria de alimentación
Esta fuente consiste en una o más baterías de almacenamiento específicamente utilizadas para el sistema de alarma o un generador accionado por motor de encendido automático que sirva al circuito principal de alimentación.
6.1.4 Capacidades de abastecimiento de energía
a. Capacidad
