Aplicación de las tecnologías de detección de

Aplicación de las tecnologías de detección de vanguardia
Por: Ing. Eduardo Eguiluz Navarro
En los artículos anteriores hemos transitado por las tendencias dominantes en el
uso de detectores, recorrimos el camino de los detectores multi-criteria
(Aclimatación), entendimos los principios de operación de los detectores para
ambientes especiales y ahora culminamos esta serie aplicando todos estos
conceptos en un caso real. Para poder entrar en materia necesitamos conocer el
tipo de edificación que vamos a proteger (Edificio de Oficinas, Hotel, Hospital etc.)
para poder comenzar a analizar los distintos escenarios y micro ambientes de todas
y cada una de las áreas que forman el edificio.
Caso de estudio: Edificio de Oficinas con 15 niveles y 4 subterraneos.
Para éste caso de estudio, partamos con un edificio de tipo oficinas con
construcción vertical, (edificio de altura), con 15 niveles con altura entre pisos de
4.5m de los cuales 3.0m corresponden a la distancia entre nivel de piso terminado y
plafond (cielo falso) y 1.5m entre cielo falso y loza, utilizado para ocultar las
instalaciones elelectromecánicas del inmueble. La planta baja tiene un vestibulo
principal con doble altura 9.0m de altura. El edificio cuenta con un nucleo central
donde se localiza un banco de 4 elevadores y la escalera central que se utiliza para
circulación normal y dos escaleras localizadas en ambos extremos del edificio que
se utilizan para fines de emergencia. En los pisos inferiores se encuentran 4
basamentos destinados en forma mayoritaria a estacionamientos y con áreas
destinadas a cuarto de máquinas hidraúlico, subestación eleectrica, cuartos de
máquinas del sistema de aire acondicionado, cuarto de calderas, sálas electricas.
Cada piso de oficinas cuenta con un pasillo de circulación donde desemboca el
nucleo central de elevadores y las escaleras principal y de emergencia. Detras del
nucleo central de elevadores se localiza en cada piso un ducto de instalaciónes
hidráulicas, un ducto de instalaciónes eléctricas de fuerza, un ducto de instalaciones
de telecomunicaciones y un cuarto de máquinas de aire acondicionado. En los
espacios de oficinas tendremos los siguientes típos de espacios: Áreas de oficinas
cerradas, oficinas abiertas y áreas de circulación, cuarto de servidores y central
telefónica (conmutador), salas de cómputo, áreas de archivo, cafetería, baños, En el
último piso encontramos los espacios de los cuartos de máquinas de elevadores.
Análisis de posibles escenarios
Escenario I:
Areas de oficinas cerradas, oficinas abiertas, salas de
capacitación, salas de reuniones y áreas de circulación.
Materiales combustibles derivados de hirocarburos (Sillones con forros sintéticos y
rellenos de espumas de poliuretano, , alfombras sinteticas, mobiliario de madera,
plasticos, Todos estos productos en caso de incendio generarán partículas de humo
mayores a .3 micrómetros (humo visible), tambien en este escenario encontraremos
papel y cartón que al incendiarse producirá fuego de tipo rescoldo con humo de baja
densidad con partículas de .1 a .3 micrones.
Solución: Detectores Multi-Criteria.
Estos detectores son ideales para fuegos humeantes que sería el que producirían la
mayoria de los materiales combustibles que tenemos en este escenario y tambien
pueden responder a fuegos de tipo rescoldo (smoldering) que sería el tipo de humo
que produciría el papel. Como tenemos diversos típos de micro ambientes dentro
de este escenario, la facilidad de aclimatación de estos detectores permitirá que los
detectores autoajusten su sensibilidad dinámicamente, sin necesidad de
intervención del operador .
Escenario II.- Salas de telecomunicaciones (cuarto de servidores y central
telefónica conmutador), salas de cómputo, áreas de archivo y almacenes de
valores (Facturas, Valores, Información confidencial).
En esas áreas es en donde se almacenan los activos mas preciados de las
empresas, mismos que si se llegan a perder o dañar representan cuantiosas
pérdidas. En estos escenarios se pretende detectar el mas mínimo conato de
incendio por lo que se pretende detectar partículas mayores de .001 micrómetros.
Solución: Detección Óptica Láser.
En estas áreas se requiere de una detección temprana (EFD) que solo puede
lograrse con detectores con tecnología Láser ya sea puntuales o por aspiración. En
general los espacios de oficinas actuales y los desarrollos tecnológicos en la
industria electrónica han hecho posible que los servidores, centrales telefónicas,
(conmutadores), ocupen muy poco espacio por lo que en las oficinas modernas,
estos lugares ocupan pequeños espacios. Para estas áreas se recomienda utilizar
detectores ópticos Láser puntuales debido al costo beneficio que otorgan.
Escenario III.- Cuartos de máquinas de elevadores, cuartos de máquinas de
aire acondicionado, (HVAC), cuartos con motores eléctricos y
transformadores secos.
En estas áreas el escenario esperado es el de polvo presente, en algunos casos
vapores de agua, y en generál los probables incendios tendrían origen eléctrico
(calentamiento de devanado de motores que generaria humo visible (con partículas
de .3 micrómetros o mayores). Además, en los cuartos de máquinas de elevadores
se generará el efecto pistón cada vez que ascienden y descienden los elevadores,
inyectarán el aire y polvo atrapado en el ducto de elevadores, al cuarto de
máquinas.
Solución: Detectores ópticos fotoelectricos con sistema de filtraje y aspirador.
En estas áreas se selecciónan detectores ópticos fotoelectricos con sistema de
filtraje y aspirador, que permite analizar muestras de aire con partículas inferiores a
2 micrómetros con lo que el polvo y la humedad quedarán atrapadas en los filtros,
evitándose así las falsas alarmas y al mismo tiempo brindando una detección
temprana.
Escenario IV.- Subestación eléctrica, interruptores principales, etc.
Estas áreas cuentan con equípo de alta tensión y por consiguiente, el acceso
cercano o por encima de estos equipos solo es permitido previa desenergización de
los equipos. Micro ambiente esperado humo con partículas mayores a .3 micrones,
y polvo.
Solución: Para estos espacios debido a la facilidad de acceso al servicio,
calibración y mantenimiento así como a sus características de detección temprana
se seleccióna detección óptica láser por aspiración montando el o los detectores
fuera del área(s) de alta tensión utilizando un prefiltro que permite el paso de
partículas inferiores a 2 micrómetros con lo que se obtiene la inmunidad necesaria a
falsas alarmas. Para estas áreas la calibración del detector será del tipo detección
estandard (SFD).
Escenario V.- Vestíbulo principal.- Espacio con doble altura con posibilidades de
estratificación con algunos materiales combustibles que producirán en caso de
incendio partículas mayores a .3 micrómetros.
Solución: Detectores por obscurecimiento de luz, reflectivos con algoritmo de
aclimatación.
Detección óptica fotoeléctrica por obscurecimento de luz (atenuación), comúnmente
llamados detectores de tipo rayo. Como actualmente se cuenta con este tipo de
detectores con tecnología reflectiva y algoritmos de aclimatación estos serían los
preferidos para esta aplicación.
Escenario VI.- Espacios comprendidos entre cielo falso y losa que no son
utilizados como plenos de aire acondicionado.
Solución:
Si las instalaciones eléctricas se encuentran realizadas en bandejas la solución será
la de utilizar cable sensitivo al calor. Si estas áreas son utilizadas como plenos se
deberán de utilizar detectores ópticos fotoeléctricos de tipo ducto en la conexión de
estas áreas con los ductos principales del sistema de HVAC.
Escenario VII.- Espacios comprendidos entre piso palso y piso que no son
utilizados como pleno de aire acondicionado.
Solución: Detección optica láser puntual o aspiración y cable sensitivo al calor
tendido sobre las bandejas eléctricas.
Estas áreas normalmente corresponden a las áreas de cómputo y se protegen con
la misma tecnología que está protegido el ambiente (ver escenario II). Estas áreas
tambien pueden protegerse con sistemas de tecnología láser por aspiración que
sería la solución ideal formando un sistema híbrido consistente en detectores
puntuales en el ambiente y aspiración en el piso falso. Algunos fabricantes cuentan
con equipo de detección ópticos láser por muestreo de aire, que manejan el mismo
protocolo de comunicación que el de los detectores puntuales, lo que facilita la
integración al 100% del sistema. En caso de que la tecnología no permita la
integración vía protocolo se podrá realizar mediante módulos de interface discretos.
Si las instalaciones bajo piso falso están realizadas en bandejas eléctricas, además
se recomienda, proteger las bandejas con cable sensitivo al calor.
Análisis de inversión y conclusión:
Para determinar cual es el impacto que tendría la sustitución de tecnología
fotoelectrica estandard por tecnología multicriteria en la mayoría de las áreas y por
detectores especiales (ópticos Láser y ópticos fotoeléctricos con filtraje) para las
áreas con micro ambientes que lo justifiquen, partamos de la base real de que el la
utilización de detectores con tecnología multicriteria cuesta un 10% mas que la
tecnología fotoelectrica estandard y que los detectores especiales (Láser óptico, y
óptico fotoelectrico con sistema de filtraje) tienen un costo aproximado promedio de
2.5 veces el costo de un detector fotoeléctrico estandard. Si llevamos a cabo un
análisis económico para distintos tamaños de edificaciones utilizando la mejor
tecnología disponible en el mercado Veamos cual es el impacto en costo total
instalado.
Número requerido de detectores
2000
953
475
275
151
fotoelectricos standard
Equivalente en cantidad de
detectores estandard por
2200
1048
523
303
166
substitusión a tecnología
multicriteria
Cantidad de detectores
100
47
23
13
7
especiales requeridos (Laser y
Opticos con filtrado)
Equivalente en cantidad de
detectores estandard por
250
117.5
57.5
32.5
17.5
substitución a detectores
especiales (Láser y Ópticos con
filtrado)
2450
1166
580
335
184
Total unidades equivalentes
2100
1000
498
288
158
Total unidades reales
350
166
82
47
26
Incremento en costo real
Costo adicional unidades en
16.67% 16.58% 16.47% 16.32% 16.20%
porcentage
Los detectores representan aproximadamente el 60 % del costo del equipamiento
del sistema de detección por lo que ésta partida, se incrementaria realmente
60%*1.1667=70%. Adicionandole el 40% correspondiente al costo de equipamiento
(Panel, sirenas, estaciones manuales, modulos de interface, detectores de calor en
sótanos etc.) el costo total de equipamiento sería de 110% que representaría un
sobre precio de un 10% en equipamiento
Y tomando en cuenta que el equipamiento en un sistema de detección representa
entre el 60 y 70% del costo total
70% x 1.10 =77% correspondiente a equipamiento + 30% de instalacion = 107 %
Por lo que el incremento en el costo total instalado del sistema de detección y
alarma de incendio seria de tan solo 7%
Dotando al sistema con toda esta optimización si bien la inversión tiene un
incremento máximo del 7%, las falsas alarmas se reducen en un 90% y si tomamos
en cuenta que cada vez que se evacua la premisa protegida se pierden alrededor
de 2 horas de trabajo. Multipliquemos el número de personas evacuadas por las dos
horas y por el costo horario y encontraremos lo que le representa a una empresa el
lucro cesante por falsa alarma. Si ademas tomamos en consideración que el riezgo
de tener perdidas en los activos mas preciados de la empresa ocacionados por un
incendio se han reducido radicalmente y por ende el lucro cesante empresa
encontramos que el incremento en inversión de 7% es practicamente despreciable.