Montaje, instalación, configuración, programación, puesta en

Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería de Eléctrica
Montaje, Instalación, Configuración, Programación, Puesta
en Servicio y Adiestramiento al Conjunto de Sirenas de
Alto Alcance del Sistema de Alarma General y Voceo del
Complejo Petroquímico de Pequiven-Morón. Edo.
Carabobo.
Salvador G. Pérez Figueroa
Tutor Académico: José Luís Del Valle
Tutor Industrial: Elías Díaz
Caracas, Septiembre 2005
ii
Derecho de autor
Quien suscribe, en condición de autor del trabajo titulado “Montaje,
Instalación, Configuración, Programación, Puesta en Servicio y
Adiestramiento al Conjunto de Sirenas de Alto Alcance del Sistema
de Alarma General y Voceo del Complejo Petroquímico de PequivenMorón. Edo. Carabobo”, declara que: Cedo a título gratuito, y en forma
pura y simple, ilimitada e irrevocable a la Universidad Metropolitana, los
derechos de autor de contenido patrimonial que me corresponden sobre
el presente trabajo. Conforme a lo anterior, esta cesión patrimonial sólo
comprenderá el derecho para la Universidad de comunicar públicamente
la obra, divulgarla, publicarla o reproducirla en la oportunidad que ella así
lo estime conveniente, así como, la de salvaguardar mis intereses y
derechos que me corresponden como autor de la obra antes señalada. La
Universidad en todo momento deberá indicar que la autoría o creación del
trabajo corresponde a mi persona, salvo los créditos que se deban hacer
al tutor o a cualquier tercero que haya colaborado o fuere hecho posible la
realización de la presente obra.
________________________
Salvador G. Pérez Figueroa
C.I: 15.395.029
En la ciudad de Caracas, a los nueve (9) días del mes de Septiembre de
2005.
iii
Aprobación
Consideramos que el Trabajo Final titulado
“MONTAJE, INSTALACIÓN, CONFIGURACIÓN, PROGRAMACIÓN,
PUESTA EN SERVICIO Y ADIESTRAMIENTO AL CONJUNTO DE
SIRENAS DE ALTO ALCANCE DEL SISTEMA DE ALARMA GENERAL
Y VOCEO DEL COMPLEJO PETROQUÍMICO DE PEQUIVEN-MORÓN.
EDO. CARABOBO”
Elaborado por el bachiller
SALVADOR G. PÉREZ FIGUEROA
Para optar al título de
INGENIERO ELECTRICISTA
Reúne los requisitos exigidos por la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la
Universidad Metropolitana, y tiene méritos suficientes como para ser
sometido a la presentación y evaluación exhaustiva por parte del jurado
examinador que se designe.
En la ciudad de Caracas, Septiembre de 2005.
__________________
__________________
José Luís Del Valle
Elías Díaz
iv
Acta de veredicto
Nosotros, los abajo firmantes, constituidos como jurado examinador y
reunidos en Caracas, Septiembre de 2005 con el propósito de evaluar el
Trabajo Final titulado
“MONTAJE, INSTALACIÓN, CONFIGURACIÓN, PROGRAMACIÓN,
PUESTA EN SERVICIO Y ADIESTRAMIENTO AL CONJUNTO DE
SIRENAS DE ALTO ALCANCE DEL SISTEMA DE ALARMA GENERAL
Y VOCEO DEL COMPLEJO PETROQUÍMICO DE PEQUIVEN-MORÓN.
EDO. CARABOBO”
Presentado por el ciudadano
SALVADOR G. PÉREZ FIGUEROA
Para optar al título de
INGENIERO ELECTRICISTA
Emitimos el siguiente veredicto:
Reprobado ___
Aprobado ___
Notable ___
Sobresaliente ___
Observaciones:______________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
__________________
__________________
__________________
José Luís Del Valle
Jorge Rodríguez
Elías Díaz
v
Agradecimientos
A mis padres, Magaly y Salvador, a quienes respecto, quiero y admiro.
Gracias por todo su comprensión, cariño, consejos, orientaciones y
recomendaciones que me han ofrecido en todos los aspectos de la vida,
tanto personal como académicamente. Por enseñarme el camino a seguir
y alentarme a lograr los retos y metas que me he propuesto. Por su apoyo
incondicional en todas las etapas importantes de mi vida y enseñarme las
lecciones más valiosas.
A mi hermano Simón, por su compañía y soporte en todos los momentos
de mi vida brindándome su ayuda incondicional y por todas las grandes
experiencias que hemos vivido.
A toda mi Familia por todo el cariño que me han brindado y por todos los
momentos que hemos compartido juntos.
A mis amigos, porque los verdaderos amigos siempre están en los
momentos mas importantes sin importar el paso del tiempo.
vi
Tabla de Contenido
Lista de tablas y figuras ............................................................................. x
Resumen.................................................................................................. xiii
Introducción ............................................................................................... 1
CAPÍTULO I. TEMA DE INVESTIGACIÓN
I-1. Planteamiento del problema ......................................................... 3
I-2. Objetivos de la investigación ........................................................ 4
I-2.1. Objetivo General .................................................................... 4
I-2.2. Objetivos Específicos............................................................. 4
I-3. Alcance......................................................................................... 5
I-4. Justificación .................................................................................. 5
CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO
II-1. Antecedentes............................................................................... 7
II-2. Generalidades del sonido ............................................................ 9
II-2.1. Sonido................................................................................. 10
II-2.2. Decibel ................................................................................ 10
II-2.3. Reverberación..................................................................... 11
II-2.4. Instrumentos para medir el sonido ...................................... 12
II-2.5. Instrumentos para medir frecuencia.................................... 12
II-2.6. Atenuación .......................................................................... 13
II-2.7. Audición .............................................................................. 13
II-3 Características sobre el sonido en ambientes exteriores ........... 14
II-3.1. Atenuación por distancia..................................................... 14
II-3.1.1. Divergencia................................................................... 15
vii
II-3.1.2. Atenuación causada por efectos del suelo ................... 15
II-3.1.3. Barreras........................................................................ 16
II-3.1.4. Efectos de temperatura vertical y viento gradiente.
Refracción atmosférica .............................................................. 16
II-3.1.5. Absorción de sonido en la atmósfera ........................... 17
II-3.2. Audición .............................................................................. 17
II-3.2.1. Barreras locales............................................................ 18
II-3.2.2. Ruido ambiental y detectabilidad.................................. 18
II-3.2.3. Daño auditivo................................................................ 19
II-3.3. Estimación de rango de cobertura ...................................... 20
II-4. Comunicación Digital................................................................. 22
II-5. Espectro Electromagnético........................................................ 24
II-6. Planeación para sistemas de alarma en ambientes exteriores.. 25
II-6.1. Determinación de cobertura de alarma ............................... 25
II-6.2. Ubicación de equipos para evitar explosiones .................... 27
II-7. Prueba y uso del Sistema.......................................................... 30
II-8. Clasificación de áreas con posibles atmósferas explosivas ...... 31
II-9. Sistemas y Dispositivos Externos de Alarma............................. 37
II-9.1. Sirenas................................................................................ 37
II-9.2. Altavoces electrónicos (voz y/o sonido) .............................. 38
II-9.3. Cornetas ............................................................................. 38
II-9.4. Valores y especificaciones.................................................. 39
II-10. Equipos y dispositivos ............................................................. 39
II-10.1. Sirenas internas ................................................................ 39
viii
II-10.2. Sirenas externas ............................................................... 41
II-10.3. Drivers............................................................................... 44
II-10.4. Unidades de Control (UltraVoice)...................................... 46
II-10.5. Equipos de Baterías.......................................................... 49
II-10.6. Luces estroboscópicas...................................................... 51
II-10.6.1. Modelo 151XST.......................................................... 52
II-10.6.2. Modelo FB2PSTX....................................................... 54
II-10.7. Central de Comando y Control.......................................... 55
CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO
III-1. Características metodológicas.................................................. 58
III-2. Descripción general del sistema ............................................... 59
III-3. Técnicas e instrumentos........................................................... 61
III-3.1. Software utilizados para la programación de los equipos. . 61
III-3.1.1. SFCDWARE.................................................................... 61
III-3.1.2. SS2000 File Loader ........................................................ 62
III-3.1.3. I_SW ............................................................................... 63
III-3.1.4. Tone Loader.................................................................... 64
III-4. Funcionamiento e instalación del sistema. ............................... 65
III-5. Entrenamiento al personal calificado. ..................................... 107
III-6. Riesgos y limitaciones. ........................................................... 108
III-6.1. Sistema manual. .............................................................. 108
III-6.2. Falla en equipos............................................................... 108
III-6.3. Interferencia en comunicación ......................................... 109
ix
CAPÍTULO IV. ANÁLISIS Y RESULTADOS
IV-1. Cobertura del Complejo Petroquímico ................................... 111
IV-2. Operación del sistema............................................................ 113
IV-2.1. Sistema centralizado ....................................................... 114
IV-2.1. Control local..................................................................... 116
IV-3. Alarmas visuales y auditivas (sonido y voz). .......................... 117
IV-4. Ubicación de equipos. ............................................................ 121
CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
V-1. Conclusiones........................................................................... 124
V-2. Recomendaciones................................................................... 125
Referencias Bibliográficas...................................................................... 127
APÉNDICE 1: Especificaciones Sirenas Internas .................................. 129
APÉNDICE 2: Especificaciones Sirenas Externas................................. 131
APÉNDICE 3: Especificaciones Unidad de Control ............................... 133
APÉNDICE 4: Especificaciones Equipos de Baterías............................ 135
APÉNDICE 5: Especificaciones Luces 151XST..................................... 137
APÉNDICE 6: Especificaciones Luces FB2PSTX.................................. 139
APÉNDICE 7: Especificaciones SS2000 ............................................... 141
APÉNDICE 8: Especificaciones SFCDWARE........................................ 143
APÉNDICE 9: Glosario de términos....................................................... 144
ANEXOS: Fotos del Proyecto ................................................................ 149
x
Lista de tablas y figuras
Tablas
1. Niveles decibeles y ejemplos, 11
2. Radiofrecuencias, 24
3. Químicos que forman ambientes explosivos, 33
4. Distribución de equipos por Zonas, 60
5. Activación de eventos de alerta por Estaciones de Comando, 67
6. Leyenda de diferentes estados de las sirenas externas, 78
7. Diferentes alarmas con sus sonidos y mensajes, 118
8. Descripción de los diferentes mensajes de voz, 120
9. Nivel alcanzado por las sirenas exteriores, 122
Figuras
1.
Rango efectivo de dispositivos de alarma en ambientes exteriores
(Distancia Vs. Decibeles), 21
2. Diagrama de bloques de un sistema de radio digital, 23
3. Plano modelo ubicando los dispositivos de alarma y sus coberturas, 26
4. Altura mínima de montaje para dispositivos de alarma para evitar
riesgos en trabajadores de la zona (Altura Vs. Decibeles), 28
5. Altura mínima de montaje para dispositivos de alarma para evitar
riesgos en trabajadores de edificios adyacentes (Altura Vs. Decibeles),
29
6. Detalle de sirenas internas, 40
7. Detalle de sirenas externas, 43
xi
8. Detalle de drivers, 45
9. Detalle de unidades de control, 48
10. Detalle de equipos de baterías, 50
11. Detalle de luces estroboscópicas modelo 151XST, 53
12. Detalle de luces estroboscópicas modelo FB2PSTX, 54
13. Detalle de Central de Comando y Control, 56
14. Detalle de Federal Commander Digital System, 57
15. Software SFCDWARE, 62
16. Software SS2000 File Loader, 63
17. Software Tone Loader, 64
18. Estación de Control Principal, 66
19. Programación de botones para alarmas, 69
20. Programación de alarma de Emergencia General, 70
21. Zonas para uso de las alarmas, 71
22. Tipos de sonidos y mensajes pregrabados, 72
23. Plano General del Complejo con ubicación de sirenas exteriores, 73
24. Menú de planos para seleccionar, 74
25. Ubicación de sirena exterior en Edificio Administrativo, 74
26. Ubicación de sirena exterior en Planta Amoníaco, 75
27. Ubicación de sirena exterior en Planta de Acido Sulfúrico, 75
28. Ubicación de sirena exterior en Llenado de Cisternas, 76
29. Ubicación de sirena exterior en Taller Central, 76
30. Leyenda de diferentes estados de las sirenas externas, 77
31. Reporte de sirena externa en el edificio administrativo, 79
xii
32. Programación de alertas para SS2000D de Zona 1, 82
33. Reporte de programación de SS2000D de Zona 1, 83
34. Conexión de drivers, 86
35. Dimensiones de sirena exterior MOD 2008, 87
36. Dimensiones de estructura base para MOD 2008, 88
37. Dimensiones de sirena exterior MOD 6024, 90
38. Descripción de poste e instalación de equipos, 91
39. Descripción de gabinetes, 92
40. Conexión de gabinetes, 94
41. Controlador y amplificador de la unidad de control, 96
42. Instalación de antenas en postes hincados, 97
43. Montaje en pared de sirenas internas, 100
44. Programación de sirenas internas (Informers), 103
45. Descripción de luces estroboscópicas, 104
46. Conexión de luces estroboscópicas, informers y baterías, 106
47. Cobertura actual del Complejo Petroquímico, 112
48. Detalle Central de Comando y Control, 114
xiii
Resumen
El proyecto “Montaje, instalación, configuración, programación, puesta en
servicio y adiestramiento al Conjunto de sirenas de alto alcance del
sistema de alarma general y voceo del Complejo Petroquímico de
Pequiven-Morón. Edo. Carabobo”, se inicia desde la instalación de los
postes donde se ubicarán las sirenas, y la construcción de bancadas para
la alimentación de las Sirenas. El proyecto constará de cuatro Sirenas
Exteriores con un rendimiento nominal de 121 dB @ 30m, y una con un
rendimiento nominal de 112 dB @ 30m.
Los equipos descritos anteriormente se encargarán de la señalización
acústica de las áreas exteriores del Complejo. Con la finalidad de
garantizar la percepción de la señal de alarma en algunas áreas interiores
con aislamiento acústico y/o altos niveles de ruido se instalarán un total
de veinticuatro mini-sirenas de uso interior (85 dB @ 3m), y dieciséis
luces estroboscópicas.
Todos los equipos se comandarán y supervisarán vía radio mediante un
enlace codificado que previene cualquier activación fortuita y/o maliciosa.
El Centro de Comando Principal estará ubicado en el Edificio de
Bomberos. Adicionalmente se instalarán cuatro puntos de Comando
alternativos ubicados en cuatro plantas del Complejo.
Todas las sirenas, con excepción de la ubicada en la parte superior del
Edificio Administrativo, se instalarán en postes de una altura comprendida
entre 12 y 15 metros, valores estos que optimizan la cobertura de la
sirena, de acuerdo a los ensayos realizados por el fabricante. La fuente
xiv
de poder primaria de cada sirena está constituida por un banco de
baterías con una capacidad de respaldo, en caso de falla en el suministro
eléctrico, de 168 horas en reposo, y un mínimo de 5 minutos de activación
a plena carga luego de este tiempo.
Tanto las sirenas interiores como las luces estroboscópicas, cuentan con
fuentes de poder y bancos de baterías para el respaldo de los equipos en
caso de falla en el suministro eléctrico.
El Sistema cuenta con comunicación bi-direccional entre las sirenas y los
Centros de Comando, supervisión y reporte del estado del sistema al
Centro de Comando Principal, hasta dieciséis mensajes pregrabados a
ser emitidos por las sirenas exteriores.
1
Introducción
En la ciudad de Morón, Estado Carabobo se encuentra el Complejo
Petroquímico Pequiven-Morón (Petroquímica de Venezuela S.A.), la cual
es filial de Petróleos de Venezuela y es una planta industrial vital para la
producción y comercialización de productos petroquímicos venezolanos.
Actualmente este complejo industrial cuenta con un sistema de alarmas
para evacuación que no cumple con las exigencias mínimas necesarias
de la industria petrolera.
Los equipos que conforman los sistemas de alarma general para
evacuaciones de plantas industriales son dispositivos que advierten a los
trabajadores de cualquier emergencia que suceda en las instalaciones de
trabajo. La disposición y utilización de estos equipos va a variar de
acuerdo a las necesidades y exigencias que sean requeridas en la planta
industrial.
El diseño para la ubicación, montaje, instalación, puesta en marcha y
adiestramiento del personal son los objetivos de este proyecto industrial.
La implementación de este nuevo sistema de alarmas general, va a
permitir la cobertura total del Complejo Petroquímico, lo cual es de vital
importancia. Este nuevo sistema de alarmas general, sustituirá por
completo el antiguo sistema.
El sistema a instalarse consta de cuatro sirenas, las cuales constan cada
una de ellas de un Arreglo de Difusores Modulator 6024 y una Unidad de
Control (UltraVoice), con un rendimiento nominal de 121 dB @ 30m,
distribuidas por el Complejo de manera de garantizar un mínimo de 85 dB
2
en las áreas operacionales del Complejo Petroquímico, además de
veinticuatro mini-sirenas Informer, (85 dB @ 3m) y dieciséis luces
estroboscópicas para las áreas interiores.
Es importante tener en cuenta que con la elaboración de este proyecto se
tomará en cuenta la correcta ubicación de las sirenas así como de la
cantidad de difusores para garantizar la cobertura del sistema en toda la
extensión del Complejo Petroquímico.
CAPÍTULO I. TEMA DE INVESTIGACIÓN
3
I-1. Planteamiento del problema
En toda planta industrial se cual sea su área de producción, pero sobre
todo en aquellas que se enfocan en la realización de procesos químicos
de cierto riesgo (debido al peligro presente para la vida de los
trabajadores), es de gran importancia contar con un adecuado sistema
general de alarmas que cubra en su totalidad todas la áreas tanto internas
(ya sean zonas con aislamiento acústico) como externas del complejo que
además se adecue a los niveles de ruido presentes en la planta para que
la señal sonora llegue a todos los lugares, y lo haga de una forma
perceptible para cualquier trabajador que se encuentre en la zona donde
se ocasione la emergencia.
Debido al desarrollo y crecimiento del Complejo Petroquímico PequivenMorón, el sistema de alarmas general presente esta obsoleto ya que
existen zonas críticas dentro de la planta en la cual la señal auditiva no es
perceptible para las personas presentes con lo cual se exponen a un alto
riesgo sus vidas y equipos.
De acuerdo a lo extenso del Complejo, así como de la gran variedad de
actividades que se realizan en él, los niveles de ruido varían en los
diferentes lugares, con lo cual hace aún más necesario un sistema de
alarma general que sea capaz de adecuarse a diferentes situaciones y
circunstancias. Otro aspecto a tomar en cuenta es la corrosión presente
de manera constante en las adyacencias del Complejo Petroquímico
debido a los procesos que se realizan.
4
I-2. Objetivos de la investigación
I-2.1. Objetivo General
El diseño e implementación de un sistema de alarma general que sirva
como alerta contra cualquier eventualidad, ya sean incendios, fugas de
gases inflamables y tóxicos, o cualquier otro tipo de ambiente de riesgo
que pueda presentarse y amenace la vida de las personas que se
encuentran tanto dentro como en las zonas adyacentes del Complejo
Petroquímico Pequiven-Morón, en concordancia con los protocolos de
emergencia de sus instalaciones.
I-2.2. Objetivos Específicos
•
Obtener una cobertura auditiva y visual de todo el Complejo
Petroquímico, ya sea en áreas externas (plantas), como en áreas
internas (salas de control y edificio administrativo).
•
Centralizar el monitoreo del sistema en una Estación Principal de
Control.
•
Permitir que cada planta dentro del Complejo Petroquímico pueda
activar una alarma de forma local o general, de acuerdo sea el
caso de la emergencia.
•
Enviar un mensaje de voz que sea reproducido por todas las
sirenas activadas, en el cual se explique el origen de la
emergencia.
5
•
Establecer diversos métodos de alerta (sonido, voz, luz) para que
cualquier trabajador pueda estar al tanto de forma inmediata de la
presencia de algún evento.
•
Conseguir la puesta en alerta, activación y reacción inmediata del
personal y equipos adscritos a las unidades de prevención y control
de siniestros.
•
Informar a las zonas adjuntas a la emergencia para que estén
alerta.
•
Permitir el almacenamiento de todos los reportes producidos al
realizarse una alarma, ya sea local o general.
•
Realizar un entrenamiento adecuado a los encargados de utilizar el
sistema tanto en cada planta, como en la Estación Principal de
Control.
I-3. Alcance
El Trabajo consiste en la implementación de un
Sistema de Alarma
General, compuesto por cinco sirenas de alto rendimiento en las áreas
exteriores del Complejo y de un conjunto de luces estroboscópicas y
sirenas para uso interior como complemento a las sirenas exteriores, así
de los equipos para el Control y Supervisión del Sistema. Obteniendo de
esta manera tener una cobertura completa del Complejo Petroquímico
Morón y de sus zonas adyacentes.
I-4. Justificación
6
La realización de este proyecto surge por la necesidad de reemplazar el
actual Sistema de Alarma General de Pequiven Morón debido a su
ineficiencia ya que esta formado por una única sirena Federal Signal, la
cual es insuficiente para lograr una adecuada cobertura en todas las
áreas del Complejo. Debido a esto se decide su sustitución y ampliación
por equipos de última tecnología, tanto en áreas interiores como
exteriores, con la finalidad de contar la debida señalización en todas los
sectores del Complejo de manera confiable.
CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO
7
II-1. Antecedentes
ELPRO C.A. es una empresa de servicios que tiene treinta y dos (32)
años de constituida y establecida en Caracas Venezuela (desde 31-011973.) A partir del año 1976, ELPRO C.A. se ha venido dedicando a la
comercialización y mercadeo de Sistemas de Seguridad Industrial
destacándose a lo largo de estos años en las disciplinas de Protección
contra Incendios (según el decreto presidencial #46), Circuito Cerrado de
Televisión, Control de Acceso, Protección Perimetral, Sirenas (de alto y
mediano alcance) y Luces (incandescentes o estroboscópicas) para
señalizaciones de emergencias en plantas industriales, o alertar a las
poblaciones y/o comunidades, etc.
En esta gama de especialidades nuestra empresa ha estado capacitada
para ejecutar estos sistemas desde su fase de proyecto, luego suministro
de los equipos, instalación y puesta en marcha, servicio de post-venta
(garantías) y mantenimientos preventivos y/o correctivos.
La tecnología y procedencia de estos equipos siempre ha sido originaria
de Los Estados Unidos de América de fábricas de renombre internacional
con tecnología de vanguardia y que cumplen a cabalidad con todas las
normativas que imperan y exigen los entes Norteamericanos además de
cumplir las exigencias Canadienses y normas Europeas.
La comercialización de estas diferentes especialidades o productos en la
gran mayoría de las veces ha sido bajo la figura de Representación
Exclusiva para toda Venezuela (con documentación notariada y
consignada ante el consulado de Venezuela en Estados Unidos de
8
América) ó como distribuidor autorizado por el representante principal o
master acreditado en el país (también cerificada dicha distribución). El
mercado principal para la aplicación de estos sistemas en Venezuela se
ubica en la industria pesada en general donde se destaca PDVSA y sus
filiales; las empresas de la C V G así como el resto del parque industrial
privado y publico; aunque también tiene aplicación para el mercado de las
instituciones hospitalarias, educacionales, turísticas, comerciales etc., y
todas aquellas que demanden o se exijan una confiabilidad y segura
protección para sus ocupantes y bienes. En el documento anexo podrán
apreciar el resumen de los últimos 20 años donde se destacan trabajos
realizados para PDVSA y otras instituciones.
Descrita la información anterior, y afín de concretar la finalidad de la
presente, procedemos a informarle que de la línea o especialidad en
Sistemas de señalización de Sirenas y Luces, ELPRO C.A. ha venido
desde el año 1980 actuando en nuestro País como el representante
exclusivo de la firma FEDERAL SIGNAL CORPORATION, empresa
Norteamericana constituida en 1901 líder mundial en la fabricación de
Sirenas y Luces para las aplicaciones antes descritas. (Una mejor y
profunda indagación sobre esta firma puede ser lograda desde su página
Web: www.federalsignal.com)
De esta empresa corporativa y de su división que manufactura las sirenas
de alto alcance para espacios exteriores (outdoor warning), ELPRO C.A.
ha venido ejecutando numerosas aplicaciones, pero destacándose desde
el año 1992 en la realización de proyectos de gran envergadura para la
9
señalizaciones de alerta temprana o de emergencia en la Costa Oriental
del Lado de Maracaibo para las poblaciones de Tía Juana, Lagunillas y
Bachaquero (por cuenta y orden de Maraven y luego PDVSA
Exploración), Pequiven El Tablazo; Planta Ramón Laguna (Enelven Edo.
Zulia), Petrolera Ameriven (Jose Edo Anzoátegui), Refinería Pto. La Cruz
(en Proceso) y últimamente desde Noviembre del 2004 PEQUIVEN –
MORON, quien nos adjudico desde su fase de proyecto el diseño y
construcción del Sistema de alarma general y comunicación verbal
(señalización para áreas
exteriores e interiores) de toda la planta
Petroquímica.
II-2. Generalidades del sonido
El aspecto principal de este proyecto se basa en el conocimiento de las
características del sonido de tal forma de poder implantar un sistema que
comprende varios arreglos de difusores en sirenas de alto y mediano
alcance, que pueda cubrir de manera adecuada toda la extensión del
Complejo Petroquímico en el cual se va a instalar.
Se analizaran unos conceptos básicos sobre el sonido de tal forma de
conocer sus características y de esta manera poder entender los alcances
del proyecto así como entender el método que se utilizó para implementar
este proyecto en el Complejo Petroquímico.
Los equipos de alarma utilizan sonidos para prevenir a los trabajadores y
a todas las personas presentes en el sitio de la emergencia, por lo que se
10
debe comenzar con conocer el vocabulario y los principios básicos del
sonido que se utilizan en estos casos.
II-2.1. Sonido
Es una forma mecánica de energía que se mueve del emisor (una voz, un
instrumento musical, una sirena, etc.) a un receptor como pequeñas
oscilaciones de presión sobre y debajo de la presión atmosférica. Cuando
las personas escuchan sonidos, ellos pueden distinguir su intensidad y
tono, así como la variación de los mismos con el tiempo.
II-2.2. Decibel
El nivel del ruido es medido objetivamente usando un medidor del nivel de
sonido. Este instrumento ha sido desarrollado específicamente para
copiar el funcionamiento del oído humano. El oído humano responde a las
variaciones de presión minuciosas en el aire. Estas variaciones de presión
pueden ser comparadas a la ondulación en la superficie del agua pero por
supuesto no pueden ser vistas. Las variaciones de presión en el aire
hacen al tímpano vibrar y esto se oye como sonido en el cerebro. Cuantos
más fuertes son las variaciones de presión, más ruidosamente el sonido
se oye.
El rango de las variaciones de presión asociadas a la vida diaria puede
atravesar sobre un rango de millón a uno. En el tope del rango puede
estar el sonido de un motor de jet y en el fondo del rango puede estar el
sonido de un tornillo al caer.
11
En vez de expresar la presión en las unidades que se extienden a
millones de valores, se encontró conveniente agrupar este rango a una
escala 0 a 120 y le da las unidades de decibeles (dB). En la Tabla 1 se
muestra esta escala de decibeles con ejemplos para cada uno de ellos.
Tabla Nº 1
Niveles decibeles y ejemplos.
Nivel
Ejemplo
0dB
30dB
45dB
60dB
70dB
80dB
90dB
100dB
115dB
120dB
El sonido más débil que podemos oír.
Biblioteca reservada o en una localización reservada.
Espacio típico de la oficina.
Restaurante en hora del almuerzo.
El sonido de un automóvil que pasa en la calle.
Música escuchada en casa.
El sonido de un camión que pasa en la calle.
El sonido de una banda de música rock en vivo.
El límite del sonido permitió en industria.
Ocasiona serios danos auditivos.
Fuente: Elaboración propia
II-2.3. Reverberación
Cuando se produce un sonido dentro de un espacio cerrado, múltiple
reflexiones aparecen y mezclan dando origen a la reverberación. Es
importante tener en cuenta que cuando el sonido se detiene la
reverberación continua, pero decreciendo en amplitud, esta disminución
de amplitud se produce hasta que el sonido no puede ser escuchado. El
tiempo que demora el nivel de sonido de la reverberación en decaer 60
decibeles es conocido como tiempo de reverberación o RT(60).
12
Lugares encerrados de gran tamaño como catedrales, gimnasios, piscinas
bajo techo, grandes cuevas son lugares donde la reverberación puede ser
claramente escuchada.
II-2.4. Instrumentos para medir el sonido
Son usados para obtener como resultado las magnitudes del sonido en
dB (decibeles). Esta magnitud es relativamente cercana a lo que las
personas identifican como intensidad. Así, el dispositivo de alarma audible
que produce 110 dB a 100 pies tiene mejor intensidad que el dispositivo
que produce solo 100 dB a la misma distancia. Todos los dispositivos de
alarma audible para ambientes exteriores están clasificados en términos
de su sonido de salida a 100 pies en dB.
II-2.5. Instrumentos para medir frecuencia
Son utilizados para medir los componentes de la frecuencia del sonido en
Hz (hertz). Están relativamente cercanos a lo que las personas relacionan
como tono. Los componentes de la frecuencia del sonido de los
dispositivos de alarma audible para ambientes exteriores tienen su
importancia en determinar cuan lejos el sonido será transportado a través
del aire y que tan bien será escuchado. Muchos dispositivos de alarma
audibles producen sonidos con una frecuencia que se encuentra entre
300 Hz hasta 1000 Hz.
13
II-2.6. Atenuación
Es bien conocido que el sonido decrece en magnitud (en intensidad y en
dB) a medida que aumenta la distancia desde el emisor al receptor. Este
decrecimiento se conoce como atenuación por distancia, y es causado
por diversos factores.
La cantidad de sonido disponible para alertar a una persona puede ser
calculado siguiendo la siguiente ecuación:
Csa = Ssalida Ad
en donde:
Csa = Cantidad de sonido disponible para alertar (dB)
Ssalida = Sonido de salida del dispositivo de alarma audible (dB)
Ad = Atenuación por distancia (dB)
De esta forma, si es conocido que un dispositivo de alarma audible para
ambientes exteriores produce 110 dB a 100 pies, y la atenuación por
distancia es 25 dB; entonces la cantidad de sonido restante para alertar a
trabajadores y personas es 110 dB – 25 dB = 85 dB.
II-2.7. Audición
Que la cantidad de sonido disponible para alertar personas sea
verdaderamente suficiente va a depender de varios factores. Primero, el
sonido de alerta debe ser escuchado por encima de los ruidos del
ambiente.
Estos
ruidos
presentes
en
el
ambiente
cambian
constantemente tanto en intensidad como en tono, dependiendo de las
actividades que se estén realizando en las adyacencias de los receptores
las cuales pueden producir diferentes niveles de ruido. Segundo, el sonido
14
de alerta debe atraer la atención de los trabajadores y personas presentes
en la zona, sin importar cual sea el trabajo que estén realizando.
Normalmente, los trabajadores se encuentran concentrados en sus
labores que no están pendientes de sonidos ajenos a su trabajo, es por
esto que los niveles de sonido utilizados para alertar situaciones de
emergencia deben ser adecuados para que todo trabajador sin importar
que en su trabajo pueda estar informado de la situación de emergencia
presente. Diferentes pruebas han demostrado que para atraer la atención
de los trabajadores el sonido de alarma debe ser de 9 dB mayor que el
nivel mínimo necesario para que el sonido de alarma sea escuchado (el
nivel mínimo variará de acuerdo a la zona donde se aplique).
Todos estos factores sugieren que el sonido de alarma debe ser elevado:
elevado lo suficiente como para superar la atenuación por distancia, para
sobrepasar el ruido ambiental, y para atraer la atención de todos los
trabajadores de la zona. Pero, no puede ser demasiado elevado, ya que
traería un riego de lesión auditiva para las personas o trabajadores que
escuchen el sonido de alarma. Este riesgo, puede ocurrir cuando las
personas están expuestas a señales de alarma audibles que exceden 123
dB.
II-3 Características sobre el sonido en ambientes exteriores
II-3.1. Atenuación por distancia
A medida que el sonido se traslada desde el dispositivo de alarma de
ambientes exteriores hacia potenciales receptores, puede ser alterado en
15
gran medida por la atmósfera. Por ejemplo, es conocido que la intensidad
del sonido decrece mientras que los receptores se encuentran más
alejados de la sirena. También, más allá de unos pocos cientos de pies de
distancia de la sirena, la intensidad varia con el tiempo, siendo
imperceptible en algunos momentos y bastante notorio en otros. Estos
efectos, que son característicos de la propagación del sonido en
ambientes exteriores son causados por los siguientes factores:
II-3.1.1. Divergencia
Mientras que el sonido irradia de su fuente, su intensidad decrece a
medida que la distancia aumenta debido a que su energía es repartida por
áreas más y más grandes. Este decrecimiento es conocido como
Divergencia Esférica, esto se debe a que la intensidad del sonido decrece
inversamente al cuadrado de la distancia desde el emisor al receptor.
II-3.1.2. Atenuación causada por efectos del suelo
El suelo produce gran número de efectos que influyen sobre la
propagación del sonido sobre su superficie. Quizá el más simple es el
conocido como Efecto Interferómetro, el cual ocurre cuando el sonido es
propagado a través de una superficie dura y plana. Por cualquier emisor a
cualquier altura, existen dos caminos para la onda de sonido entre el
emisor y el receptor: una directa, y otra un poco más larga la cual se
refleja en la superficie del suelo. Bajo ciertas condiciones, las ondas de
sonido llegan al receptor con la interferencia entre los dos caminos
16
cancelándose uno con otro. Existe otro efecto que también ocurre
mientras que dos ondas de sonido pueden sumarse (atenuación
negativa), teniendo como resultado una ganancia. En el caso en el cual el
suelo es suave y absorbe parte del sonido, se produce un efecto mucho
más complicado.
II-3.1.3. Barreras
Es un objeto sólido y largo que frena o interrumpe la línea de visión entre
el emisor y el receptor. En general, una barrera puede introducir hasta 20
dB de atenuación. El sonido luego de la barrera se obtiene por difracción
alrededor de la barrera o por dispersión del sonido debido al uso de otros
caminos de onda.
II-3.1.4.
Efectos
de
temperatura
vertical
y
viento
gradiente.
Refracción atmosférica
La velocidad del sonido en el aire aumenta con la temperatura. La
temperatura y el viento en la atmósfera cerca del suelo no son
frecuentemente
uniformes.
Esta
deformidad
atmosférica
produce
refracción (flexión) de los caminos de ondas del sonido. Cerca del suelo,
esta refracción puede tener un efecto en la atenuación del sonido
propagado a través de la atmósfera.
Durante el día y con clima normal, la temperatura normalmente decrece
con la altura (lapso), es por esto que las ondas de sonido de un emisor
cercano al suelo son flexionadas a zonas superiores. En ausencia del
17
viento, se forma alrededor del emisor una Sombra Acústica, en la cual
ninguna onda directa de sonido puede penetrar. En noches despejadas, el
crecimiento de la temperatura con la altura es común cerca del suelo,
produciendo un efecto inverso al anterior y la Sombra Acústica
desaparece.
Sólo en condiciones extrañas un lapso de temperatura será suficiente
para sobreponer los efectos del viento y crear una Sombra Acústica
completamente alrededor del emisor.
II-3.1.5. Absorción de sonido en la atmósfera
El sonido es absorbido en la atmósfera dependiendo de la humedad
presente. En general, esta pérdida es más pronunciada en altas
frecuencias y es mucho menos importante para frecuencias de sonidos
producidos por dispositivos de alarma en ambientes exteriores.
II-3.2. Audición
Los factores más importantes que determinan la capacidad que tienen los
sonidos de emergencia que alertan a receptores son las barreras de
sonido que se encuentran en las adyacencias de los receptores y los
ruidos presentes en el ambiente. A continuación se conocen algunos de
ellos:
18
II-3.2.1. Barreras locales
Los receptores potenciales que se encuentran en zonas interiores o
dentro de vehículos tienen una posibilidad menor de ser alertados por
sonidos de emergencia que la posibilidad que tienen los posibles
receptores en zonas externas. Esto es debido a la atenuación del sonido
al chocar contra la estructura del vehiculo. En general, los dispositivos de
sonidos de alarma en ambientes exteriores no deben ser tomados en
cuenta para realizar la alerta a personas que se encuentren en vehículos
o en edificios a menos que estos estén bastante cerca de la ubicación del
dispositivo que emite el sonido de alarma.
II-3.2.2. Ruido ambiental y detectabilidad
El factor más importante que determina la detectabilidad del sonido es la
relación señal ruido medido a través de un rango de frecuencias alrededor
de la frecuencia de la señal. La parte de ruido presente en esta relación
es conocido como el ruido ambiental o ruido de fondo en la ubicación del
receptor. Así, para un nivel dado de la señal de alarma, el ruido de fondo
es crítico para determinar la eficacia de la señal de alarma.
Estudios recientes han mostrado que el ruido ambiental o de fondo en un
área o zona determinada viene relacionado con la densidad de población
presente en ese sector. Esta relación se establece ya que los niveles de
ruido ambiental que existen casi siempre son generados por vehículos,
tráfico, etc. Aunque para zonas industriales el ruido viene en su mayoría
del funcionamiento de las máquinas y equipos presentes.
19
Estas pruebas han demostrado también que el nivel de sonido de los
dispositivos de alarmas debe ser de 9 dB mayor que el nivel de sonido
detectable bajo condiciones de trabajo normal, para que de esta forma
pueda atraer la atención de los trabajadores.
II-3.2.3. Daño auditivo
Antes de realizar la puesta en marcha del sistema de alarmas, es
importante que se realicen pruebas de los dispositivos de sonido, estos
dispositivos deben ser ubicados y operados de tal forma que ninguna
persona este expuesta a niveles de sonido elevados que puedan causar
algún daño auditivo. Un límite conveniente para esta intención, basada en
recomendaciones del CHABA (Committee on Hearing, Bioacoustics and
Biomechanics) es de 123 dB.
Sonidos elevados, aunque no sean potencialmente dañinos, pueden
resultar molestos para algunas personas que se encuentren en las zonas
adyacentes. Los operadores de los sistemas de audio para ambientes
exteriores deben tener en cuenta esto y deben realizar lo siguiente;
minimizar la frecuencia y duración de las pruebas de los dispositivos de
alarma de ambientes exteriores. Evitar ubicar los dispositivos de alarma
muy cerca de lugares que sean bastante propensos a ruidos y sonido muy
elevados.
20
II-3.3. Estimación de rango de cobertura
Todos los factores que se explicaron anteriormente sobre perdidas por
propagación y detección de la señal han sido combinados para obtener la
eficiencia de la señal de alarma. El rango de cobertura de cualquier
dispositivo de sonido de ambientes exteriores puede ser determinado por
la Figura 1 basándose en la clasificación de sonido de salida de los
dispositivos de alarma a 100 pies. Con este gráfico se puede saber, por
ejemplo que, un dispositivo de alarma clasificado con 120 dB tendrá un
rango de alcance de alrededor de 3.700 pies o 1,1 Km. cuando sea
instalado en zonas altas como techos de edificaciones o postes
acondicionados. Para el caso que sea montado en lugares mas bajos
cubrirá alrededor de 1.200 pies o 0,35 Km., esto por supuesto dependerá
de la altura que se utilice.
La curva superior de la Figura 1 es aplicable a ambientes en los cuales el
nivel para las señales de alerta es de 70 dB y tienen una atenuación de
10 dB al llegar al doble de la distancia de prueba (100 pies). La curva
inferior de la Figura 1 es aplicable para zonas con un nivel de ruido de
fondo o ambiental mas elevado por lo que aquí se deben tomar en cuenta
niveles mayores de atenuación al doblar la distancia de prueba, esto varía
para cada zona y se deberán realizar pruebas en sitio para determinar
exactamente las condiciones, esta curva se utiliza como una referencia.
Dos características importantes de esta gráfica que deben ser tomadas en
cuenta, primero es que los valores mostrados en esta gráfica tal vez
puedan tener una pequeña diferencias del actual valor de los sonidos de
21
acuerdo a las condiciones del ambiente, por lo que se debe tomar este
gráfico como una referencia; en segundo lugar es la existencia de dos
curvas, una para equipos sobre techos de edificios y la otra curva para
equipos no instaladas sobre techos de edificios. Es de gran importancia y
recomendado que los equipos siempre sean instalados en edificaciones
sobre tres o cuatro pisos de altura para evitar de esta forma que los
sonidos emitidos puedan ocasionar daños auditivos a las personas que se
encuentren cerca de los dispositivos de alarma.
Figura Nº 1. Rango efectivo de dispositivos de alarma en ambientes
exteriores (Distancia Vs. Decibeles)
Fuente: FEMA CPG 1-17 Outdoor Warning Systems Guide.
22
II-4. Comunicación Digital
El término comunicaciones digitales abarca un área extensa de técnicas
de comunicaciones, incluyendo transmisión digital y radio digital. La
transmisión digital es la transmisión de pulsos digitales, entre dos o más
puntos, de un sistema de comunicación. El radio digital es la transmisión
de portadoras analógicas moduladas, en forma digital, entre dos o más
puntos de un sistema de comunicación. Los sistemas de transmisión
digital requieren de un elemento físico, entre el transmisor y el receptor,
como un par de cables metálicos, un cable coaxial, o un cable de fibra
óptica. En los sistemas de radio digital, el medio de transmisión es el
espacio libre o la atmósfera de la Tierra.
En un sistema de transmisión digital, la información de la fuente original
puede ser en forma digital o analógica. Si está en forma analógica, tiene
que convertirse a pulsos digitales, antes de la transmisión y convertirse de
nuevo a la forma analógica en el extremo de recepción. En un sistema de
radio digital, la señal de entrada modulada y la señal de salida
demodulada son pulsos digitales.
En el caso de este proyecto, debido a las características especificas del
terreno donde se va a realizar la instalación, la técnica de comunicación
digital que se va a utilizar es radio digital.
Los elementos que distinguen un sistema de radio digital de un sistema
de radio AM, FM, o PM, es que en un sistema de radio digital, las señales
de modulación y desmodulación son pulsos digitales, en lugar de formas
de ondas analógicas. El radio digital utiliza portadoras analógicas, al igual
23
que los sistemas convencionales. En esencia, hay tres técnicas de
modulación digital que se suelen utilizar en sistemas de radio digital:
transmisión (modulación) por desplazamiento de frecuencia (FSK),
transmisión por desplazamiento de fase (PSK) y modulación de amplitud
en cuadratura (QAM).
En un sistema de radio digital, en el transmisor, el precodificador hace la
conversión de nivel y a continuación codifica, o agrupa, los datos que
llegan en una palabra de control que modula a la portadora analógica. La
portadora modulada se conforma o filtra, se amplifica y a continuación se
transmite por el medio de transmisión hasta el receptor. En el receptor, la
señal de entrada se filtra, amplifica y se aplica a continuación al circuito
demodulador, que reproduce la información de la fuente original. Los
circuitos de reloj y de recuperación de portadora eliminan la información
de la portadora y del reloj de sincronización de la señal modulada que
entra, (véase Figura 2)
Figura Nº 2. Diagrama de bloques de un sistema de radio digital.
Fuente: Sistemas de Comunicaciones Electrónicas
24
II-5. Espectro Electromagnético
Se
denomina
espectro
electromagnético
al
conjunto
de
ondas
electromagnéticas. Van desde las de menor longitud de onda, como son
los rayos cósmicos, los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz
ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas
electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de
radio.
El término Radiofrecuencia (RF), se aplica a la porción del espectro
electromagnético en el que se pueden generar ondas electromagnéticas
aplicando corriente alterna a una antena, (véase Tabla 2).
Tabla Nº 2
Radiofrecuencias.
Nombre
Extra baja frecuencia
(Extremely low
frequency)
Ultra baja frecuencia
(Ultra low frequency)
Muy baja frecuencia
(Very low frequency)
Baja frecuencia
(Low frequency)
Media frecuencia
(Medium frequency)
Alta frecuencia
(High frequency)
Muy alta frecuencia
(Very high frequency)
Ultra alta frecuencia
(Ultra high frequency)
Abreviatura
Banda
ITU
ELF
1
ULF
2
VLF
3
3-30 kHz
100 Km. - 10 Km.
LF
4
30-300 kHz
10 Km. - 1 Km.
MF
5
300-3000 kHz
1 Km. - 100 m
HF
6
3-30 MHz
100 m - 10 m
VHF
7
30-300 MHz
10 m - 1 m
UHF
8
300-3000
MHz
1 m - 100 mm
Frecuencias Longitud de onda
Inferior a 3 Hz
> 100000 Km.
100000 Km. - 1000
Km. (100 Mm - 1
Mm)
3-300 Hz
1000 Km. - 100
300-3000 Hz
Km.
25
Nombre
(Continuación)
Super alta frecuencia
(Super high frequency)
Extra alta frecuencia
(Extremely high
frequency)
Abreviatura
(Continuación)
Banda
ITU
(Cont.)
Frecuencias
(Cont.)
Longitud de onda
(Cont.)
SHF
9
3-30 GHz
100 mm - 10 mm
EHF
10
30-300 GHz
Sobre 300
GHz
10 mm - 1 mm
< 1 mm
Fuente: Elaboración propia con base
II-6. Planeación para sistemas de alarma en ambientes
exteriores
II-6.1. Determinación de cobertura de alarma
Lo principal para realizar la planeación de sistemas de alarmas para
ambientes exteriores es la utilización de planos topográficos de la zona en
la cual se va a trabajar además de la utilización para guía de los rangos
de sonido de los dispositivos de sonidos a utilizar, lo cual va a variar de
acuerdo al dispositivo que se utilice.
Para realizar la planeación de la implementación de estos sistemas se
debe primero localizar la existencia de edificaciones altas en la zona de
trabajo que puedan obstruir el sonido comportándose como barreras,
además de los sitios que presentan un grado mas elevado para la
formación de áreas de riesgo. Ubicando estos lugares se puede tener una
primera idea de donde pueden ser instalados las sirenas a utilizar en
ambientes exteriores, una vez hecho esto se debe comprobar que los
lugares escogidos cuentan con todo lo necesario para la instalación de
estos dispositivos (condiciones del terreno, disponibilidad de fuentes de
26
alimentación
para
los
dispositivos,
entre
otros);
otros
aspectos
importantes es conocer si los lugares elegidos tienen permiso para
instalar estos dispositivos.
Una vez establecidos los lugares se deben trazar su cobertura de acuerdo
a sus características y de la zona, para de esta manera comprobar si
existe algún lugar que no llegue la cobertura de sonido de los dispositivos,
(véase Figura 3).
Figura Nº 3. Plano modelo ubicando los dispositivos de alarma y sus
coberturas
Fuente: FEMA CPG 1-17 Outdoor Warning Systems Guide.
27
Los lugares más comunes y recomendados para la instalación de
dispositivos de alarma son los lugares con más ruido, ya sea cerca de
plantas de procesos que produzcan bastante ruido, lugares en los cuales
exista una línea de visión bastante buena hacia las demás zonas, es
decir, que no tengan ninguna barrera cercana y además antes de todo
que la zona escogida tenga permiso para ser utilizada y no ponga en
riesgo ni a personas ni a equipos cercanos.
Con la realización de este análisis y diseño previo plasmado en el mapa
del área se puede conocer un estimado de la cantidad y características de
dispositivos de alarmas a utilizar.
II-6.2. Ubicación de equipos para evitar explosiones
La ubicación de cada uno de los dispositivos se debe realizar tomando en
consideración los factores para obtener una buena cobertura. Las
instalaciones también deben ser ubicadas para evitar que cualquier
persona se exponga a niveles de ruido superiores a los permitidos
poniendo en riesgo su condición auditiva. En general, otro requerimiento
importante es que las instalaciones de dispositivos grandes como sirenas
deben instalarse con una altura adecuada sobre el nivel del suelo para
que de esta manera el sonido alcance mayor cobertura y no incida
directamente sobre las personas evitando de esta manera ocasionarles
algún daño. En la Figura 4, se observa la mínima altura necesaria para
cumplir este requerimiento. Es importante tener en cuenta que esta figura
ha sido establecida para un modelo determinado de dispositivo. Cada
28
dispositivo tienes sus características y requerimientos particulares, los
cuales son dados por su fabricante.
Figura Nº 4. Altura mínima de montaje para dispositivos de alarma
para evitar riesgos en trabajadores de la zona (Altura Vs. Decibeles)
Fuente: FEMA CPG 1-17 Outdoor Warning Systems Guide.
En algunas áreas, pueda ser necesario realizar el montaje de los
dispositivos de alarma en lugares adyacentes a edificios. Cuando esto
29
ocurra, los dispositivos deben ser instalados de acuerdo a como se
especifica en Figura 5.
Figura Nº 5. Altura mínima de montaje para dispositivos de alarma
para evitar riesgos en trabajadores de edificios adyacentes (Altura Vs.
Decibeles)
Fuente: FEMA CPG 1-17 Outdoor Warning Systems Guide.
30
II-7. Prueba y uso del Sistema
Una vez realizada la instalación del sistema de alarma y antes de poner el
sistema en marcha, la gerencia encargada debe asegurarse que los
trabajadores de todas la áreas tengan conocimiento de los sonidos y
señales, y él porque se activan cada unos de ellos, deben diferenciar
entre los sonidos de alerta y los sonidos de prueba, además que cada uno
de los dispositivos esté funcionando correctamente.
Existen varias recomendaciones y pasos a seguir para realizar pruebas al
momento de adiestrar y preparar a los trabajadores para que conozcan el
operativo del sistema de alarma. Se deben definir pruebas del sistema de
alarma completo aproximadamente una vez al mes, e informar de dichas
pruebas a todos los trabajadores del Complejo. La prueba para la señal
de “Atención” o “Alerta” debe ser un sonido estable no mayor de un
minuto, luego seguido por un minuto de silencio; luego de esto se debe
realizar la prueba para la señal de “Alarma General” la cual no debe ser
mayor de un minuto.
Es importante que se anuncie durante todas las pruebas que la duración
de las señales en las mismas serán iguales o menores a un minuto, pero
que en el caso de presentarse una emergencia la duración de las señales
de alerta será de entre tres a cinco minutos en ciclos repetitivos.
31
II-8. Clasificación de áreas con posibles atmósferas
explosivas
Debido a que las áreas de trabajo en este proyecto, tienen alto grado de
peligro. En ellas se debe trabajar con altas medidas de seguridad
industrial. Es de gran importancia que en ellas se cumplan estándares de
prevención, alerta y evacuación para evitar cualquier daño de algún
trabajador.
Todo el complejo Petroquímico se rige por estándares nacionales e
internacionales, abarcando todos los aspectos referidos a la seguridad
tanto de los trabajadores como de los equipos.
Ya que en el ambiente de trabajo existe la presencia de gran variedad de
químicos, debido a los procesos que se realizan en las plantas, aunado a
que las temperaturas se elevan en gran medida, se hace indispensable
que se utilice una clasificación de las áreas de trabajo, de esta forma se
pueden diferenciar las zonas de alto riesgo o zonas peligrosas y por lo
tanto se podrán seleccionar los equipos a utilizar en este proyecto que
sean adaptables para estas zonas.
Utilizando como guía el NEC (Nacional Electrical Code) en su artículo 500
(Zonas Peligrosas) se logra hacer la clasificación de las Plantas dentro del
Complejo Petroquímico. Este artículo especifica los requerimientos para
cableado y equipos eléctricos para todos los voltajes a utilizar en lugares
donde puedan existir peligros por fuego o explosión, debido a la presencia
de gases inflamables, vapores inflamables, líquidos inflamables, polvos
inflamables y fibras inflamables.
32
Se consideran áreas de riesgo, aquellas en las cuales puedan formarse
atmósferas explosivas en cantidades tales que resulte necesaria la
adopción de precauciones especiales para proteger la seguridad y la
salud de los trabajadores afectados.
Se consideran áreas que no presentan riesgo, aquellas en las que no es
posible la formación de atmósferas explosivas en cantidades que resulte
necesario la adopción de precauciones especiales.
Las sustancias inflamables o combustibles se considerarán sustancias
capaces de formar atmósferas explosivas, a no ser que el análisis de sus
propiedades demuestre que, mezcladas con el aire, no son capaces por sí
solas de propagar una explosión. Las capas, depósitos y acumulaciones
de polvo inflamable deben ser tratados como cualquier otra fuente capaz
de formar atmósferas explosivas.
En la Tabla 3 están los materiales que han sido clasificados en Grupos A,
B, C y D. Además de éstos, existen otros materiales peligrosos que no
han sido clasificados y que no se incluyen en esa tabla.
•
Grupo E: atmósferas que contengan polvo metálico, incluyendo
aluminio, magnesio, entre otros. Además existen metales con
características peligrosas similares teniendo una resistividad de
102 ohm-centímetro o menos.
•
Grupo F: atmósferas que contengan carbón negro, tiza, cal;
además de atmósferas que contengan estos polvos sintetizados
por otros materiales y teniendo una resistividad mayor que 102
ohm-centímetros pero igual o menor que 108 ohm-centímetros.
33
•
Grupo G: atmósferas que contengan fluor, almidón, grano, o
combustible plástico o polvos químicos que tengan una resistividad
mayor a 108 ohm-centímetro.
Los equipos en este proyecto que van a ser utilizados en ambientes
peligrosos, ya sean en áreas externas o en áreas internas fueron
probados y certificados por estándares internacionales.
Los equipos a utilizar deben ser aprobados no sólo por la Clase de la
zona, sino también por las características de polvos, vapores, fibras y
gases presentes.
Tabla Nº 3
Químicos que forman ambientes explosivos.
Chemicals by Groups
Group A Atmospheres
Chemical
Chemical
1-butanol (butyl alcohol)
acetylene
Group B Atmospheres
2
acrolein (inhibited)
arsine
1
butadiene
2
ethylene oxide
hydrogen
manufactured gases containing more than
30% hydrogen (by volume)
2
propylene oxide
propylnitrate
Group C Atmospheres
acetaldehyde
allyl alcohol
n-butyraldehyde
carbon monoxide
crotonaldehyde
cyclopropane
diethyl ether
diethylamine
epichlorohydrin
2-butanol (secondary butyl alcohol)
n-butyl acetate
isobutyl acetate
di-isobutylene
ethane
ethanol (ethyl alcohol)
ethyl acetate
ethyl acrylate (inhibited)
ethylene diamine (anhydrous)
ethylene dichloride
ethylene glycol monomethyl
ether
gasoline
heptanes
hexanes
isoprene
isopropyl ether
mesityl oxide
methane (natural gas)
methanol (methyl alcohol)
3-methyl-1-butanol (isoamyl alcohol)
34
Group C Atmospheres
(Continuación)
ethylene
ethylenimine
ethyl mercaptan
ethyl sulfide
hydrogen cyanide
hydrogen sulfide
morpholine
2-nitroporpane
tetrahydrofuran
unsymmetrical dimethyl hydrazine (UDMH
1, 1-dimethyl hydrazine)
Group D Atmospheres
acetic acid (glacial)
acetone
acrylonitrile
3
ammonia
benzene
butane
Chemical
(Continuación)
methyl ethyl ketone
methyl isobutyl ketone
2-methyl-1-propanol (isobutyl alcohol)
2-methyl-2-propanol (tertiary butyl
alcohol)
4
petroleum naphtha
pyridine
octanes
pentanes
1-pentanol (amyl alcohol)
propane
1-propanol (propyl alcohol)
2-propanol (isopropyl alcohol)
propylene
syrene
toluene
vinyl acetate
vinyl chloride
xilenes
1
Group D equipment shall be permitted for
this atmosphere in such equipment is isolated in
accordance with Section 501-5(a) by sealing all
conduit 1/2-inch size or larger.
2
Group C equipment shall be permitted for this atmosphere if such equipment is isolated
in accordance with Section 501-5(a) by sealing all conduit 1/2-inch size or larger.
3
For classification of areas involving ammonia atmosphere, see Safety Code for
Mechanical Refrigeration (ANSI/ASRAE 15-1978) and Safety Requirements for the Storage
and Handling of Anhydrous Ammonia (ANSI/CGA G2.1-1972).
4
A saturated hydrocarbon mixture boiling in the range 20-135°C (68-275°F). Also known
by the synonyms benzine, ligroin, petroleum ether, or naphtha.
Fuente: National Electrical Code. Artículo 500.
Las zonas dentro del Complejo Petroquímico en las cuales se va a
trabajar son consideradas como áreas de riesgo debido a los procesos
que se realizan en cada una de ellas.
Es importante conocer como están separadas las zonas:
35
•
Zona Clase I: son aquellas en las cuales gases y vapores
inflamables estén probablemente presentes en el aire en
cantidades suficientes para producir explosiones.
o Clase I, División 1: son las zonas en que concentraciones
combustibles de gases o vapores inflamables existen bajo
condiciones normales de operación; o en el caso de la
existencia de concentraciones combustibles de gases o vapores
puedan existir con frecuencia debido a reparaciones u
operaciones de mantenimiento; o por interrupciones o fallas de
operación
de
equipos
o
procesos
que puedan
arrojar
concentraciones combustibles de gases o vapores y que
puedan
causar
simultáneamente
fallas
de
los
equipos
eléctricos.
o Clase I, División 2: son las zonas en las cuales líquidos
inflamables y gases inflamables son normalmente utilizados o
procesados, pero dichos líquidos, o gases están confinados en
contenedores cerrados o sistemas cerrados en los cuales se
producen fugas solo en caso de fallas o rupturas de los
contenedores, o en caso de operación anormal del equipo;
cuando concentraciones combustibles de gases o vapores son
normalmente ventilados, mediante procesos mecánicos, lo cual
puede ser peligroso si ocurriera una falla o una operación
anormal de los equipos de ventilación; o cuando se produce
36
mezcla de concentraciones combustibles de gases o vapores, a
menos que estas mezcla sea ventilada de manera adecuada.
•
Zona Clase II: son aquellas que se consideran zonas peligros o de
alto riesgo debido a que existe presencia de polvo combustible.
o Clase II, División 1: son las zonas en las que el polvo
combustible se encuentra en el aire bajo condiciones normales
de operación en cantidades suficientes para producir mezclas
explosivas; o cuando fallas mecánicas o operación anormal de
maquinarias
o
equipos
puede
causar
dichas
mezclas
explosivas, y puede producir una fuente de incendio a través de
fallas de equipos eléctricos; o cuando polvo combustible que
sea eléctricamente conductivo puede presentarse.
o Clase II, División 2: son las zonas en las cuales el polvo
combustible no esta normalmente suspendida en el aire en
cantidades suficientes para producir mezclas explosivas, y
acumulación de polvo son normalmente insuficientes para
interferir con la operación normal de equipos eléctricos y otros
aparatos; o cuando el polvo se encuentra suspendido en el aire
como resultado de un funcionamiento defectuoso de los
equipos,
y
acumulaciones
de
polvo
que
puedan
ser
combustibles y que se formen debido a operación anormal o
falla de equipos eléctricos u otros aparatos.
•
Zona Clase III: son aquellas que se consideran peligrosas o de alto
riesgo debido a la presencia de fibras combustibles, pero dichas
37
fibras generalmente no se encuentran suspendidas en el aire en
cantidades suficientes para producir explosiones.
o Clase III, División 1: son las zonas en las que se maneja, usa o
manufactura fibras inflamables o materiales que producen fibras
combustibles.
o Clase III, División 2: son las zonas en las cuales se guardan o
almacenan fibras combustibles.
II-9. Sistemas y Dispositivos Externos de Alarma
II-9.1. Sirenas
Son los dispositivos mas usados para sistemas de alarmas exteriores. Las
sirenas son capaces de producir sonidos muy intensos al cortar el flujo del
gas comprimido (usualmente aire). La frecuencia fundamental (pitch o
tono) del sonido de la sirena está determinada por la tasa a la cual el flujo
es cortado, en ciclos por segundo. Es importante decir que algunas
sirenas, conocidas como sirenas de dos tonos, generan dos frecuencias
simultáneamente mediante el uso de dos tasas de corte del flujo del aire.
Las sirenas son energizadas por motores eléctricos, motores de gasolina,
aire comprimido o vapor. Las sirenas manejadas por motores eléctricos
son las de uso más común.
Algunas sirenas son no direccionales, es decir, que continuamente
producen el mismo sonido en todas direcciones horizontalmente del
emisor, Sin embargo, las sirenas más potentes usan una corneta que
irradia un beam de sonido en una sola dirección. La corneta gira varias
38
veces por minuto, de esta manera el beam recorre por completo el área
alrededor de la sirena. Para un receptor estacionario, el sonido de esa
sirena aumenta y disminuye en intensidad a medida que la corneta realiza
su recorrido.
II-9.2. Altavoces electrónicos (voz y/o sonido)
Estos dispositivos tienen la ventaja que pueden transmitir tanto sonidos
de sirenas como también mensajes de voz. Con estas características,
pueden ser usados para transmitir cualquier mensaje de emergencia o de
alerta a los trabajadores seguido por sonidos de alarma. Sin embargo, su
capacidad de salida es menor que la de las sirenas, es por esto que tal
vez se necesiten una cantidad mayor de altavoces electrónicos que de
sirenas para cubrir una zona determinada.
Es importante conocer que algunas reflexiones de sonido en grandes
superficies o mensajes simultáneos de varios altavoces a diferentes
distancias pueden cercenar la señal de tal forma que algunas personas no
puedan entender con claridad los mensajes de voz.
II-9.3. Cornetas
Las cornetas tienen la ventaja que los sonidos que producen no pueden
ser confundidos por aquellos que son producidos por vehículos de
emergencia o por sirenas de bomberos. El costo de instalación de estos
equipos es bastante económico, además no requieren de mucho
mantenimiento y debido a su peso son de fácil instalación.
39
Estos equipos pueden ser alimentados por compresores y equipos
similares, además se puede usar fuentes de gas.
II-9.4. Valores y especificaciones
Los sonidos de salida de los dispositivos de alarmas para ambientes
exteriores son dados en sus máximos decibles medidos a 100 pies del
dispositivo.
Las frecuencias de sonido fundamentales de casi todos los dispositivos de
alarma para ambientes exteriores están en el rango entre 300 Hz y 2000
Hz. Por debajo de 300 Hz esta reducido a la sensibilidad del oído
humano, con lo cual solo aumenta el ruido ambiental restringiendo de esta
manera los rangos de alarma. Por encima de 2000 Hz, los sonidos son
mas rápidamente atenuados en la atmósfera, así que el rango de alarmas
es también reducido.
Los sonidos de los dispositivos de alarmas para ambientes exteriores son
generalmente enfocados en el plano horizontal que rodea al dispositivo. El
sonido que se irradia hacia arriba del dispositivo se perderá y el sonido
que se irradia hacia abajo del dispositivo es innecesario y puede resultar
peligroso para personas que estén cerca.
II-10. Equipos y dispositivos
II-10.1. Sirenas internas
Debido a la complejidad de la distribución de las Plantas dentro del
Complejo Petroquímico y a la existencia de edificaciones (para usos
40
administrativos o los destinados a los cuartos de control de cada planta), y
que dichos edificios logran un alto grado de atenuación de la señales
auditivas de zonas externas, es necesario la implementación de sirenas
internas que tiene como función, alertar a los trabajadores dentro de los
edificios de las emergencias ocurridas en alguna zona del Complejo.
Se utilizaran un total de 24 sirenas para áreas interiores, estas son
conocidas como Informer. Básicamente dicho equipo es un receptor de
tonos de alerta, (véase Figura 6).
Figura Nº 6. Detalle de sirenas internas
Fuente: Elaboración propia con base información de Federal Signal
41
El Informer incluye un receptor de radio de grado comercial disponible en
bandas UHF. Este equipo decodificará señales FSK y los protocolos de
Federal Signal 1
El Informer está en la capacidad de generar cuatro distintos sonidos de
alarma, los cuales pueden estar seguidos por un mensaje de voz.
Además este equipo tiene un panel de información en el cual indica de
forma visual (activación de manera intermitente un led) que se ha recibido
una alerta de emergencia. Otras características incluyen un indicador de
carga de batería, capacidad integrada para realización de diagnósticos,
indicador de pruebas, puerto serial (RS232) para cualquier tipo de cambio
en su programación. Otro aspecto de gran importancia es la posibilidad de
desactivar la opción de monitoreo con lo cual se previene que los usuarios
puedan escuchar la actividad en el canal local.
Además incluye un transformador y un sistema de baterías de respaldo
con el cual el equipo puede funcionar hasta 1-1/2 horas en ocasiones
donde existan problemas con la electricidad debido a cualquier
emergencia.
II-10.2. Sirenas externas
El Complejo Petroquímico de Pequiven Morón, posee una gran extensión
de terreno en el cual se incluyen todas sus plantas de producción, así
como las diferentes edificaciones ya sean zonas administrativas o centros
de control de cada planta, estación de bomberos, entre otros.
1
Ver Apéndice 1
Es de
42
primordial importancia que todo este terreno sea cubierto por sirenas que
puedan alertar en tiempo real a cualquier persona, ya sea trabajador o
visitante dentro del Complejo así como a personas en las adyacencias del
mismo sobre cualquier emergencia que ocurra en cualquier zona de la
Petroquímica.
Es debido a esta importancia que se deben distribuir sirenas externas
que logren cubrir todas las zonas del Complejo Petroquímico, tomando en
cuenta los niveles de ruido que pueden existir en las distintas áreas.
Los arreglos de difusores para las sirenas que se van a utilizar son la
serie Modulator Siren Series con Electronic Speaker Arrays.
Se utilizaran un total de cinco sirenas para áreas exteriores las cuales
variaran en sus características de acuerdo al lugar en los cuales se
instalen. Se instalaran cuatro sirenas las cuales están formadas por un
arreglo MOD 6024 las cuales irán instaladas en postes debidamente
adecuados para tal uso y una sirena también para áreas exteriores pero
de menor alcance con un arreglo MOD 2008 la cual se colocará en la
azotea del edificio administrativo. En general los dos tipos de arreglos que
se utilizarán en este proyecto son iguales, con la diferencia que el MOD
2008 solo utilizará dos módulos activos con cuatro Drivers por módulo,
mientras que el MOD 6024 utilizará seis módulos activos con cuatro
Drivers por módulo. Para ambos casos, cada Driver, son amplificadores
de 100 Watts cada uno, (véase Figura 7). En ambos casos los modelos
por características de diseño además de sus respectivos módulos activos
tienen incorporados un módulo pasivo que se encontrará ubicado como el
43
módulo inferior y el cual no contiene ningún Driver. La función de este
módulo pasivo es la de completar la formación del arreglo de difusores
sirviendo únicamente como reflector.
Se utilizarán diferentes modelos de sirenas, ya que esto va a depender
de la cantidad de decibeles de salida que se necesiten.
Figura Nº 7. Detalle de sirenas externas
Fuente: Elaboración propia con base información de Federal Signal
Las diferentes sirenas que pertenecen a Modulator Siren Series
(incluyendo MOD 6024 y MOD 2008), son capaces de producir señales
intensas de alarma que abarquen grandes áreas. El eficiente diseño les
permite a las sirenas producir un elevado nivel de sonido mientras exigen
una demanda moderada de las baterías.
44
Su diseño esta compuesto por módulos, los cuales utilizan cuatro Drivers
de 100 Watts cada uno. La cantidad de módulos va a depender del
modelo que se utilice2.
El arreglo de difusores proporciona una respuesta en frecuencia de 200 a
2000 Hz lo cual proporciona una excelente reproducción de voz además
de ofrecer una reproducción de diferentes tipos de tonos de alerta. Todos
estos diferentes tonos de alerta y mensajes son enviados al arreglo de
difusores mediante la Unidad de Control (UltraVoice).
Las reproducciones de voz digital tienen la posibilidad de producir de
cuatro a ocho minutos de mensajes de audio.
Las sirenas que pertenecen a Modulator Siren Series son equipos
excelentes para alerta y notificación de diferentes tipos de emergencias
generales
o
locales,
son
ideales
para
lugares
donde
existan
constantemente personas en ambientes al aire libre, como es el caso de
ambientes industriales.
II-10.3. Drivers
Este dispositivo es un elemento de los altavoces. Las partes principales
de un driver son, el cono, el imán y la bobina de voz.
El cono es la sección del driver que mueve el aire produciendo de esta
forma ondas acústicas; la bobina de voz es otra parte importante del
driver la cual convierte la señal eléctrica del amplificador en campo
2
Ver Apéndice 2
45
magnético. Este campo magnético fluctúa con la señal eléctrica, haciendo
que el imán mueva el cono, creando ondas acústicas.
Los conductores del altavoz incluyen los altavoces de agudos, alcance
medios y bajos, además pueden ser independientes o integrados a las
cornetas, (véase Figura 8).
Estos dispositivos forman parte de las sirenas externas que se van a
utilizar y su cantidad va a depender de las características de la sirena.
Para este proyecto se utilizan Drivers de 100W, incluyendo 4 drivers por
modulo (plato o disco) de la sirena.
Figura Nº 8. Detalle de drivers.
Fuente: Elaboración propia con base información de Federal Signal
46
II-10.4. Unidades de Control (UltraVoice)
El controlador UltraVoice combina un sistema de micro-procesador con
amplificadores de alta eficiencia lo cual permite utilizar mensajes de voz y
tonos optimizados por sirenas electrónicas. Esta Unidad de Control puede
generar y amplificar tonos de alerta y además posee siete señales
preestablecidas. Cada arreglo de difusores para sirenas exteriores debe
tener una Unidad de Control (UltraVoice).
UltraVoice ha sido diseñado para ofrecer alta calidad en señales además
de reproducción tanto mensajes en vivo como mensajes pregrabados.
Además tiene la capacidad de regular volumen del sonido de salida y
cuenta con un sencillo software Dynamic Volume Control, el cual se
puede utilizar desde cualquier computadora, (véase Figura 9).
Entre las características mas importantes de este controlador están:
•
Siete señales de alarma estándar.
•
Capacidad de almacenar hasta 16 mensajes de voz digitales.
•
Botón local para activación de control.
•
Codificadores y decodificadores FSK, DTMK y MSK para control y
monitoreo remoto de las sirenas.
•
600 I/O para cableado que permita el control y el monitoreo del
estado de las sirena.
•
Puerto Serial para cableado que permita el control y el monitoreo
del estado de las sirena.
•
15A relé de salida.
47
•
Posibilidad de realizar pruebas silenciosas para monitorear el
estado de la sirena.
•
Posibilidad de sectorizar hasta ocho zonas por unidad de control
(UltraVoice), lo que permite controlar el uso de las sirenas por
sectores.
•
Controla la potencia de salida de la sirena con lo cual se puede
aumentar o disminuir el sonido para proveer un ambiente seguro al
momento de realizar pruebas silenciosas.
•
Permite al usuario pre-definir funciones de la sirena para distintos
escenarios de alerta o emergencia.
•
Posibilidad de programar el receptor de radio para Low Band, VHF,
o UHF.
•
Posee un software (SFCDWARE) para ser usado sobre plataforma
Windows, permitiendo de ese modo la programación de manera
remota de sus funciones de una manera sencilla.
•
Diseñado de tal forma para evitar que existan cables entre las
tarjetas internas de la consola, logrando de esta forma que su
servicio y revisión sea muy sencillo.
Debido a que, en la mayoría de los casos este equipo se instalará en
áreas al aire libre, en ambientes industriales, las cuales pueden ser
corrosivas y peligrosas para el funcionamiento de equipos electrónicos;
este controlador incluye un gabinete cubierto NEMA4, en el cual se
almacenan el módulo de control, hasta ocho amplificadores de 400 Watts
cada uno (esto dependerá de la cantidad de drivers que se utilicen en el
48
arreglo de difusores). Además las baterías se colocarán en un gabinete
aparte igualmente reforzado.
Figura Nº 9. Detalle de unidades de control
Fuente: Elaboración propia con base información de Federal Signal
Toda esta unidad también esta equipada con un conector para programar
el modulo receptor (de los mensajes de voz y tonos), ya sea utilizando los
protocolos DTMF o FSK. Para que los mensajes de voz previamente
grabados puedan ser activador por este controlador, se debe conectar el
chip de memoria (IC Chip) correspondiente que posee todos los mensajes
guardados3.
3
Ver Apéndice 3
49
La Unidad de Control (UltraVoice) puede ser también un sistema de
comunicación Two-Ways conectando simplemente un equipo transmisorreceptor con lo cual permite reportar desde la unidad a la Central de
Comando y Control variada información; esta transmisión se realiza
utilizando DTMF o el protocolo del Federal Commander Digital System.
Al utilizar la unidad para la opción de transmisión Two-Ways se puede
enviar cualquiera de la siguiente información:
•
Estado de la Fuente de Poder AC.
•
Nivel de Voltaje de Baterías.
•
Operación de carga.
•
Nivel de Corriente de activación.
•
Modo de operación.
•
Nivel Voltaje y Corriente de Amplificadores.
•
Señal A.
•
Señal B.
•
Prueba Silenciosa (Cornetas y Amplificadores).
•
Señal Intrusión.
•
Activación Local.
II-10.5. Equipos de Baterías
Es fundamental para que exista seguridad total en todas las áreas del
Complejo Petroquímico, que todos los dispositivos que conforman el
sistema de alarma general estén en funcionamiento en todo momento. Es
por esto que es absolutamente necesario que exista para todos los
50
dispositivos un respaldo para su alimentación, ya sea que se ubiquen en
tableros preferenciales o bien colocándole equipos de baterías externas
que sirvan de respaldo al momento de cualquier falla o problema dentro
del Complejo.
Los dispositivos que se encuentran ubicados dentro de edificios, ya sea
áreas administrativas o cuartos de control de cada una de las plantas,
serán alimentados desde tableros preferenciales o mediante el uso de
UPS para su respaldo. En el caso de los dispositivos ubicados en lugares
donde no pueden ser alimentados por tableros preferenciales, se
utilizaran para su alimentación de respaldo equipos de baterías, (véase
Figura 10).
Figura Nº 10. Detalle de equipos de baterías
Fuente: Elaboración propia con base información de Federal Signal
51
Los equipos de baterías que se utilizan en este proyecto van a depender
de las características de los dispositivos que van a alimentar, se utilizarán
dos modelos diferentes. Ambos proveen una tensión nominal de 12VDC o
24VDC, el cual se puede seleccionar fácilmente; estas baterías obtienen
su carga desde una fuente de 120VAC, 60Hz4.
La cubierta protectora de acero fue diseñada para instalarse en paredes o
cualquier otra superficie vertical.
Poseen un juego de dos baterías electrolíticas selladas y conectadas en
serie. Todos estos modelos cumplen con estándares internacionales
(entre ellos Underwriters Laboratories y NFPA).
Uno de los modelos (PS250) esta diseñado para 7 amp-horas de
capacidad a 2.5 A. El otro modelo (PS600) esta diseñado para 12 amphoras de capacidad a 6 A.
II-10.6. Luces estroboscópicas
De acuerdo a lo diferente de los procesos que se realizan en las plantas
en las cuales se realizará la instalación y puesta en marcha de este nuevo
sistema de alarma, y como en algunos lugares de todas ellas se hace
imposible escuchar las sirenas, ya sean externas o internas, debido a el
ruido producido por el equipos en funcionamiento, se debe implantar en
dichas áreas alertas visuales para que los trabajadores tengan
conocimiento de cualquier emergencia.
4
Ver Apéndice 4
52
Es por todo esto que se decide ubicar en zonas previamente establecidas
con el soporte y recomendación de los trabajadores de cada una de las
plantas, luces estroboscópicas.
Como cada planta realiza procesos diferentes, y en cada una de ellas el
grado de corrosión o peligro de incendio o explosión es diferente, se
instalarán dos modelos diferentes de estas luces estroboscópicas,
ajustándose de esta forma a cada necesidad o requerimiento de las
plantas.
II-10.6.1. Modelo 151XST
Este modelo de luces estroboscópicas esta especialmente diseñado para
ser instalado en áreas que presenten diversos condiciones de amenaza.
Provee ochenta flashes de luz de alta intensidad por minuto. Este modelo
de luz para alarmas esta disponible en varios tipos, pero para este
proyecto debido a las condiciones de disponibilidad de tableros eléctricos
para alimentación, se utilizará el modelo de 12-24VDC, (véase Figura 11).
Todos estos modelos cumplen con estándares internacionales (entre ellos
Underwriters Laboratories y Canadian Standard Association). Están
certificados para su uso en zonas:
•
Clase I, División 2, Grupos A, B, C y D.
•
Clase II, División 1 y 2, Grupos E, F y G.
•
Clase III.
53
Figura Nº 11. Detalle de luces estroboscópicas modelo 151XST
Fuente: Elaboración propia con base información de Federal Signal
Las luces estroboscópicas del modelo 151XST son bastante resistente
contra diversas exposiciones, son resistentes al agua, al polvo, y son
bastante resistentes contra la corrosión. Poseen una base de aluminio
que facilita su instalación en lugares difíciles, además tienen una cubierta
de protección que las protege contra caídas y golpes. Tiene una candela
efectiva de 165 y 520.000 cd pico; su corriente de operación es entre 0,6
A y 1,3 A5.
Este modelo de luces estroboscópicas son especialmente diseñadas para
zonas peligrosas y ambientes corrosivos en los cuales señales brillantes
son requeridas.
5
Ver Apéndice 5
54
II-10.6.2. Modelo FB2PSTX
Este modelo de luces estroboscópicas es una unidad compacta que
produce una luz constante o flashes de acuerdo a lo que se necesite,
posee una protección contra explosiones lo cual lo hace bastante
resistente y adecuado para zonas de bastante peligro y riesgo, (véase
Figura 12). En el caso de este proyecto y de sus características de
ubicación, diseño y disponibilidad de tableros eléctricos para su
alimentación, se utilizará el modelo de 12-24VDC, con una corriente de
operación de 0,18 A6.
Figura Nº 12. Detalle de luces estroboscópicas modelo FB2PSTX.
Fuente: Elaboración propia con base información de Federal Signal
6
Ver Apéndice 6
55
Todos estos modelos cumplen con estándares internacionales (entre ellos
Underwriters Laboratories, Canadian Standard Association y European
Harmonized Standards). Están certificados para su uso en zonas:
•
Clase I, División 1, Grupo C y D.
•
Clase I, División 2, Grupo A, B, C y D.
•
Clase II, División 1, Grupo E, F y G.
•
Clase III.
Este modelo de luces estroboscópicas contiene una fuente de
alimentación integrada, con la ventaja que su base de aluminio disipa el
calor generado internamente con lo que evita que sus componentes se
dañen.
Los modelos FB2PSTX son adecuados para cualquier área en la cual
exista un nivel elevado de ruido y las señales visuales son necesarias
específicamente para alertas de emergencias industriales, procesos de
control, entre otras.
II-10.7. Central de Comando y Control
El sistema de alarmas contará con una central de Comando y Control
(Federal Commander Digital System) desde la cual se monitoreará y
controlará toda la actividad, funcionamiento y estado de las sirenas, tanto
internas como externas, que forman parte del sistema de alarmas general.
Esta central estará conformada principalmente por un controlador digital
para las sirenas, el SS2000D en su modelo de escritorio, (véase Figura
13).
56
Figura Nº 13. Detalle de Central de Comando y Control.
Fuente: Elaboración propia con base información de Federal Signal
Este equipo, es un versátil controlador que está disponible en modalidad
Two-Way para monitoreo de estado y control. Ofrece la posibilidad de
codificación de formato FSK. Las secuencias de comandos codificadas
que son programables se encuentran almacenadas en memoria no volátil
para evitar que sean perdidos o borrados al existir alguna falla de
alimentación al equipo.
El SS2000D7 ofrece la posibilidad de conectarse a computadoras de
escritorio con sistema operativo Windows® vía cable de red (UTP-5) para
poder transferir las secuencias de comandos hacia el software
7
Ver Apéndice 7
57
SFCDWARE8 (véase Figura 14). Con este software se puede programar,
editar o simplemente almacenar como respaldo las secuencias de
comandos codificadas y los parámetros de operación del SS2000D.
Figura Nº 14. Detalle de Federal Commander Digital System.
Fuente: Fuente: Elaboración propia con base información de Federal Signal
La alimentación que es utilizada para el SS2000D es 120 VAC mediante
un transformador de pared estándar, además tiene la opción de tener una
batería de respaldo en caso de alguna falla eléctrica.
8
Ver Apéndice 8
CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO
58
III-1. Características metodológicas.
Es el proyecto de implementación de un sistema completo e integral de
manejo y alerta de emergencias que surge en vista de lo obsoleto del
sistema de alarma general (actualmente desinstalado) cuya función
primordial era alertar a las distintas áreas, tanto internas como externas
del Complejo, de las diferentes emergencias que pudieran presentarse,
por lo que el nuevo sistema completo e integrado
permitirá que se
accionen los protocolos de seguridad y evacuación de las áreas afectadas
o si la emergencia lo amerita de todo el Complejo. Se generó de esta
forma un sistema centralizado en el cual se puede llevar un histórico
preciso de todos los eventos que ocurran y las medidas de emergencia
que se aplicaron para cada caso.
Como solución para cubrir esta necesidad presente en el Complejo
Petroquímico, se realizó un estudio en el cual se analizaron todas las
posibles soluciones para alertar a la población de trabajadores tanto en
las plantas como en las zonas adyacentes por lo cual el sistema está
conformado por sirenas para ambientes exteriores e interiores y luces
estroboscópicas para ambientes ruidosos, cumpliendo con normas y
estándares tanto nacionales como internacionales.
Con la puesta en funcionamiento de este sistema de alarma general se
logrará que todos los trabajadores ya sea de áreas administrativa y de las
diferentes plantas puedan tener conocimiento de cualquier emergencia de
carácter local o general que pueda presentarse en cualquier momento y
además que, siendo un sistema integrado y centralizado permitirá
59
coordinar de manera más sencilla los protocolos de evacuación a seguir
por las autoridades competentes. Además de todo lo anterior, se podrá
llevar un registro en tiempo real del estado de todos los equipos que
forman parte del sistema así como de las emergencias que se presenten.
III-2. Descripción general del sistema
Para tener una visión completa y organizada de todo el Complejo, este
proyecto está conformado de la siguiente manera:
•
Una Estación de Comando Principal.
•
Cinco Estaciones de Comando Local.
La Estación de Comando Principal está ubicada en la Estación de
Bomberos dentro del Complejo Petroquímico, tiene la posibilidad de
controlar y visualizar todo el sistema, activar o desactivar cualquier alarma
general o local de acuerdo sea considerado por el personal que opera
dicha estación.
Las cinco Estaciones de Comando Local sólo pueden monitorear y
controlar las alarmas y alertas relacionadas con las áreas del Complejo
que forman parte de su zona.
El sistema general se dividió en tres zonas principales, agrupando las
Plantas y Estaciones de Comando Local similares o que presentan
cercanías, lo que permite un mejor control desde la Estación de Comando
Principal y/o desde las Estaciones de Comando Locales (véase Tabla 4).
Debido a que no se obtuvo información precisa de los diferentes niveles
de ruido presentes en las diferentes áreas del Complejo, esta información
60
debería ser suministrada por el personal técnico del Complejo, el nivel de
sonido de los equipos que conforman el proyecto es de 85 dB, esta
decisión fue tomada por las autoridades competentes del Complejo.
Es por esto que la distribución y cantidad de equipos presentes en el
proyecto permite tener una cobertura completa de las instalaciones con el
nivel de ruido seleccionado.
Tabla Nº 4
Distribución de equipos por Zonas
Zona
1
2
3
Ubicación
Planta de
Urea
Planta de
Amoníaco
Servicios
Industriales
Planta de
Acido
Fosfórico
Planta de
Acido
Sulfúrico
Taller
Central
Llenado de
Cisternas
Edificio
Administr.
Sirenas
Informer SS2000D
Externas*
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Fuentes de
Luces
Poder
PS250 PS600 FB2PSTX 151XST
1
3
1
4
1
4
1
1
4
1
1
1
17
1
* Las Sirenas Externas se encuentran en las adyacencias a las plantas correspondientes
Fuente: Elaboración propia
La comunicación entre las estaciones de control y los equipos de las
diferentes zonas se realizó vía radio, utilizando la frecuencia asignada por
el Complejo para tal fin, evitando utilizar alguna banda ocupada.
61
III-3. Técnicas e instrumentos.
III-3.1. Software utilizados para la programación de los equipos.
III-3.1.1. SFCDWARE
Es un programa destinado a la organización y distribución de las sirenas
presentes en el sistema, permite indicar en los planos del Complejo la
ubicación exacta de las sirenas con sus radios de cobertura, de esta
forma se controla el funcionamiento de las mismas con una sencilla
selección en pantalla, (véase Figura 15)
Permite separar todo el sistema en diferentes zonas, para que la
activación de las alarmas se efectúe sólo en las áreas del Complejo que
así se requieran.
Con este programa se establecen las diferentes emergencias que pueden
ser activadas por el sistema (generales o locales), agrupando cada
alarma con su sonido y mensaje correspondiente.
Se mantiene un monitoreo constante y en tiempo real de las sirenas
exteriores, pudiendo conocer en cual momento ocurre alguna falla.
Aunque sólo mantiene monitoreo de las sirenas exteriores, puede activar,
y desactivar tanto las sirenas exteriores como las sirenas interiores
(Informers).
Mantiene un historial de todos los eventos y activación de alarmas que
han sido impulsadas por el sistema.
62
Figura Nº 15. Software SFCDWARE.
Fuente: Elaboración propia.
III-3.1.2. SS2000 File Loader
Este software se encarga de la programación de las Centrales de
Comando y Control (SS2000D) de todas las estaciones, (véase Figura
16).
A los botones de funciones del SS2000D se le asignan las diferentes
funciones que este equipo va a controlar, manteniendo coherencia en el
orden y asignación de la numeración que fue fijada en el SFCDWARE.
Este programa sencillamente asigna en los botones del SS2000D las
diferentes alarmas con sus respectivas características previamente
definidas.
63
Una vez realizado esto, esta información es enviada a los SS2000D
respectivos utilizando los puertos serial (DB-9) de cada equipo.
Figura Nº 16. Software SS2000 File Loader.
Fuente: Elaboración propia.
III-3.1.3. I_SW
Este programa se encarga de asignar las características de operación de
todos los informers, determinando los diferentes sonidos para cada
alarma, así como a cual zona corresponden dentro del Complejo y que
tiempo de duración tendrán cada una de ellas.
64
Además define los tiempos de operación de los dos relés (que controlarán
el funcionamiento de las luces estroboscópicas) que contienen las sirenas
interiores (Informers).
III-3.1.4. Tone Loader
Este software es un generador de tono, permite modificar tonos
existentes, variando sus tiempos y frecuencias, de esta manera compone
nuevos y diferentes tonos, (véase Figura 17)
Este programa se usó para completar los sonidos que serán utilizados por
el Sistema de Alarma General.
Figura Nº 17. Software Tone Loader.
Fuente: Elaboración propia.
65
III-4. Funcionamiento e instalación del sistema.
La Estación de Control Principal esta conformada por una Central de
Comando y Control (SS2000D), que controla todas la sirenas externas e
internas; un computador de escritorio que contiene el software de
monitoreo y control de equipos (SFCDWARE); una radio base la cual
envía las señales de comando de las sirenas y recibe el estado operación
para el monitoreo de las sirenas; esta radio base tiene asociada una
antena la cual se encuentra instalada en el techo de la Estación de
Bomberos.
Debido a que el funcionamiento de esta estación es primordial para el
correcto funcionamiento de todo el proyecto, es necesario que se cuente
con alimentación de respaldo para el caso que exista fallas en el
suministro de energía eléctrica; en este caso se decidió incorporar un
UPS en lugar de conectarse a tableros preferenciales aunado a esto se
pudo constatar que no existe ningún
tablero en las cercanías de la
Estación de Bomberos. Tomando en cuenta el consumo de cada uno de
los equipos (17,7A en total) se seleccionó un UPS de 20A y 5KVA con lo
cual se puede suministrar sin problema, energía eléctrica, a todos los
equipos que forman parte de la Estación de Control Principal en cualquier
momento o circunstancia.
En la Figura 18 se encuentra la manera en la cual están conectados los
equipos que conforman la Estación de Control Principal.
66
Figura Nº 18. Estación de Control Principal.
Fuente: Elaboración propia
La Central de Comando y Control (SS2000D) se encuentra conectada a
un computador de escritorio (puerto serial o DB-9 de ambos equipos,
utilizando el protocolo RS-232), en el cual se encuentra instalado el
software de apoyo gráfico y programación (SFCDWARE), este permite
visualizar en tiempo real, de manera gráfica y animada los eventos de
emergencia que ocurran en cualquier zona, además permite activar,
67
desactivar y obtener reportes del funcionamiento de las sirenas externas y
unidades de control; el SFCDWARE está programado de acuerdo a los
protocolos estructurados siguiendo las exigencias, recomendaciones y
necesidades de los operadores del Complejo, dichos protocolos cubren
todos los eventos y emergencias previsibles dentro de las instalaciones
(véase Tabla 5).
Tabla Nº 5
Activación de eventos de alerta por Estaciones de Comando
Descripción Alerta
Emergencia General
Fin Emergencia General
Falsa Alarma
Escape Amoníaco General
Escape Sulfúrico General
Emergencia Zona 1
(Amoníaco y Llenado Cisternas)
Estación de Comando
Local1* Local2** Local3***
Principal
(Zona1) (Zona2) (Zona3)
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Escape Zona 1
(Amoníaco y Llenado Cisternas)
X
X
Voceo Zona 1
(Amoníaco y Llenado Cisternas)
X
X
Emergencia Zona 2
(Sulfúrico y Talleres)
X
X
Escape Zona 2
(Sulfúrico y Talleres)
X
X
Voceo Zona 2
(Sulfúrico y Talleres)
X
X
Emergencia Zona 3
(Administrativo)
Voceo Zona 3
(Administrativo)
Simulacro General
Fin Simulacro General
Fin Emergencia Zona 1
(Amoníaco y Llenado Cisternas)
Fin Emergencia Zona 2
(Sulfúrico y Talleres)
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
68
Descripción Alerta
(Continuación)
Fin Emergencia Zona 3
(Administrativo)
Prueba General
Fin Prueba General
Principal
(Cont.)
Local1* Local2** Local3***
(Zona1) (Zona2) (Zona3)
(Cont.)
(Cont.) (Cont.)
X
X
X
X
* Existen tres Estaciones de Comando Local en la Zona 1
** Existen dos Estaciones de Comando Local en la Zona 2
*** Existe una Estación de Comando Local en la Zona 3
Fuente: Elaboración propia
Las Estaciones de Comando Locales ubicadas en los cuartos de control
de las diferentes plantas están conformados por los mismos equipos que
la Estación de Comando Principal, a diferencia de esta, no poseen
computador y sólo pueden controlar los equipos ubicados en su Zona.
En la Figura 19, se encuentran las diferentes alarmas para las cuales se
basó la programación de las sirenas externas e internas, utilizando el
software (SFCDWARE).
En la Figura 19 se observan todos los botones que permitirán accionar
cada una de las diferentes alarmas en las Zonas del Complejo que así
correspondan. Este software (SFCDWARE) está ubicado únicamente en
la Estación de Comando Principal y está programado para ejecutar
cualquier activación o desactivación de alarmas en cualquier Zona en el
momento que el operador así lo considere necesario. Para cada uno de
las diferentes alarmas existe una programación particular, la cual se
adecua a los protocolos de seguridad establecidos por las autoridades del
Complejo, debido a esto cada alarma tiene asociado una o varias Zonas,
69
un sonido de alerta y un mensaje de voz pregrabado, además en algunos
casos, simplemente es para realizar anuncios de voz no grabados.
Antes de realizar cualquier programación de las diferentes alarmas,
fueron introducidos a la base de datos del programa todos los sonidos con
lo que contará el sistema, de esta forma al efectuar la programación de
los diferentes botones sólo se debe asociar al sonido que corresponda
Figura Nº 19. Programación de botones para alarmas.
Fuente: Elaboración propia
Una vez configurados todos los botones se procedió a asociarlos con sus
respectivos sonidos además de establecer las Zonas en las cuales se
70
escuchará cada alarma. En la Figura 20 se observan las posibilidades de
programación para la alarma de Emergencia General
Figura Nº 20. Programación de alarma de Emergencia General.
Fuente: Elaboración propia
Con esta pantalla se programó todas las posibles opciones, desde cual
sonido utilizar hasta en que Zona del Complejo poder ser escuchada.
En la parte 1 de la Figura 20 se tiene la opción de seleccionar una o
varias Zonas del Complejo en el cual se escuchará dicha alarma,
simplemente se debe escoger todas las Zonas que se desee añadir a la
programación, utilizando Add Zone (Añadir Zona) como se observa en la
Figura 21.
71
Figura Nº 21. Zonas para uso de las alarmas.
Fuente: Elaboración propia
Se puede observar las tres Zonas que fueron establecidas según los
protocolos de seguridad, en este caso por ser la alarma de Emergencia
General, debe ser escuchada en todas las Zonas del Complejo por lo que
se seleccionaron las tres Zonas existentes una por una.
La
opción 2 de la Figura 20 se utiliza para seleccionar el sonido y
mensaje de voz que emitirá la alarma de Emergencia General al ser
activada (véase Figura 22)
Para el caso de esta alarma se seleccionó la opción que forma parte de
los sonidos y mensajes definidos dentro del protocolo de seguridad del
Complejo.
72
Figura Nº 22. Tipos de sonidos y mensajes pregrabados.
Fuente: Elaboración propia
Una vez que se definieron estas opciones se procedió a programar los
cambios en las opciones 3 y 4 de la Figura 20 respectivamente.
Este método que se utilizó para la programación de la alarma de
Emergencia General se repitió con las alarmas restantes, asignándole el
sonido a la sirena y su área respectiva.
Al definir y establecer toda la programación de las alarmas que serán
controladas por el software (SFCDWARE), se insertaron los planos del
Complejo Petroquímico dentro del programa ubicando en ellos botones
que semejarán las sirenas externas en las distintas Zonas; con esto el
operador tiene la posibilidad de observar el estado de operación, activar y
desactivar las sirenas externas de una forma mas rápida. En la figura 23
73
se observa el plano del Complejo, los círculos azules corresponden a la
ubicación de las cinco sirenas externas correspondientes.
Figura Nº 23. Plano General del Complejo con ubicación de sirenas
exteriores.
Fuente: Elaboración propia
De la misma manera que se observa un plano general del Complejo en el
cual se detalla la ubicación de las cinco sirenas, se insertó también el
plano de la ubicación de cada sirena externa por separado y de forma
más cercana. Esto se logró añadiendo los planos que se desean mostrar
74
dentro del menú de planos disponibles, con lo cual se logra un acceso
mas rápido al plano requerido (véase Figura 24)
Figura Nº 24. Menú de planos para seleccionar
Fuente: Elaboración propia
A continuación se observan las cinco sirenas ubicadas en sus respectivas
zonas dentro del Complejo.
Figura Nº 25. Ubicación de sirena exterior en Edificio Administrativo.
Fuente: Elaboración propia
75
Figura Nº 26. Ubicación de sirena exterior en Planta Amoníaco.
Fuente: Elaboración propia
Figura Nº 27. Ubicación de sirena exterior en Planta de Acido Sulfúrico.
Fuente: Elaboración propia
76
Figura Nº 28. Ubicación de sirena exterior en Llenado de Cisternas.
Fuente: Elaboración propia
Figura Nº 29. Ubicación de sirena exterior en Taller Central.
Fuente: Elaboración propia
77
Al señalar la ubicación de las sirenas externas en sus respectivos
espacios físicos en los planos del Complejo, ya sea el general o los de
cada una de las sirenas, el software (SFCDWARE) señala la sirena en
color azul, el estado de funcionamiento de cada sirena tiene un color
asignado, de tal forma que el operador puede reconocer que sucede en
cada una de las sirenas en cualquier momento que lo considere
necesario. Se consideran siete estados posibles en el funcionamiento de
las sirenas, las cuales alertan de manera inmediata al operador para que
tome las medidas que considere necesarias según los protocolos de
seguridad establecidos para cada caso (véase Figura 30)
Figura Nº 30. Leyenda de diferentes estados de las sirenas externas
Fuente: Elaboración propia
A continuación en la Tabla 6 se detalla cada uno de los estados de las
sirenas que pueden ser observados desde el software (SFCDWARE).
78
Tabla Nº 6
Leyenda de diferentes estados de las sirenas externas
Color
Descripción de estado de sirena
Reset - Reporte para estado (luz fija)
Standby - Sin Fallas (luz fija)
Falla - Ver Reporte de Estado (luz fija)
Sonando - Sin Fallas (luz intermitente)
Sonando - Ver Reporte de Estado (luz intermitente)
Activación Local (luz intermitente) o Falsa Alarma (luz fija)
Falla de Comunicación (luz fija)
Fuente: Elaboración propia
Una vez definidas todas estas opciones, al seleccionar alguna sirena
(botón) de cualquiera de los mapas, se puede acceder a un reporte
completo del estado de la sirena, conociendo como se encuentran los
componentes de la misma, a que zona esta relacionada y de manera
inmediata se pueden realizar activaciones de todos los sonidos
disponibles para esa sirena. Además se tiene la posibilidad de realizar
Quiet Test (Prueba Silenciosa).
En la Figura 31 se puede observar como es este reporte, para el
momento en que se realizó la prueba se seleccionó la sirena externa
ubicada en el edificio administrativo. En ese lapso aún no se habían
conectado todos los componentes del la sirena y su unidad de control,
sólo se verificó la correcta comunicación desde la Estación de Comando
Principal con la Unidad de Control de la Sirena (Time Sync, Local Act).
79
Figura Nº 31. Reporte de sirena externa en el edificio administrativo
Fuente: Elaboración propia
Las demás Estaciones de Comandos de cada una de las Plantas están
integradas por equipos iguales a los de la Estación de Comando Principal;
es por esto que su instalación y puesta en funcionamiento se realizó de la
misma manera en cada caso. Es importante señalar que, solo la Estación
de Comando Principal posee un PC son el software SFCDWARE. Sólo
80
para el caso de los SS2000D se varió su programación para que se
adaptara a las emergencias y alertas específicas de su zona.
Las Centrales de Comando y Control (SS2000D), tienen un modo
bastante sencillo de operación, tienen dos maneras diferentes de
programación de acuerdo a la modalidad a utilizar (Modo STANDALONE
y Modo COMPUTER). La selección de estos modos depende de cómo
están conformadas las estaciones de comando; solo para el caso de la
Estación de Comando Principal se configuró el SS2000D en modo
COMPUTER debido a que esta estación de control se sirve de una
computadora con el software SFCDWARE, que actúa como operador del
sistema. Para las estaciones de comando restantes los SS2000D se
configuraron en modo STANDALONE debido a que no poseen el
computador con el software SFCDWARE por lo que el control del sistema
se debe hacer directamente con el S2000D.
La programación del SS2000D para las diferentes alertas se debe realizar
en un computador para luego enviarlo utilizando los puertos DB-9 de
ambos equipos. En el caso de la Estación de Comando Principal se
realizó utilizando su computador y para el resto de las estaciones, se
envió la información mediante una computadora portátil. Se utilizó el
SS2000 File Loader para la programación de cada alerta en cada uno de
los SS2000D.
Se inició la programación de cada equipo estableciendo las diferentes
alertas que activa cada uno de ellos y a que función del SFCDWARE
correspondían, ya que debe existir una relación entre las funciones
81
definidas para cada alarma de las diferentes zonas en el SFCDWARE con
las que se establecieron en el SS2000D de cada Zona. En la Figura 32 se
observa la programación para el SS2000D de la Zona 1 (Amoníaco y
Llenado de Cisternas).
En la Figura Nº 32 se observa la opción de Button Name (Nombre de
Botón) esto corresponde al nombre que va a tener la alarma dentro del
equipo; Function (Función), viene dado por el orden de programación que
se realizó en el SFCDWARE de la Estación de Comando Principal. La
opción de Mode (Modo), viene referido al tipo de activación que se desea
realizar, para la mayoría de los casos se selecciona la opción Manual, ya
que esta le exige al operador de los equipos que seleccione los sitios
(sirenas externas e internas) dentro de la zona a los cuales va referida
esa alarma. Para la opción Site (Sitio) se debe escoger a cuales equipos
que se encuentran dentro de la Zona va a ir referenciada el sonido de la
alarma seleccionada, ya que en ciertas ocasiones se puede presentar el
caso en el cual se desea que la emergencia sea únicamente anunciada
en lugares específicos dentro de cada Zona.
Es de gran importancia que, el número que se asignó a la Función de
cada alerta se corresponda con el utilizado por el SFCDWARE, ya que
dicho programa utiliza los números de cada función para activar o
desactivar las alertas de cada zona de manera remota, si existiera un
conflicto con las funciones y sus números asignados, el resultado sería un
error en el tipo de alarma activada, ocasionando un manejo errado de la
emergencia.
82
Figura Nº 32. Programación de alertas para SS2000D de Zona 1
Fuente: Elaboración propia
Una vez que la información programada sea enviada al SS2000D se
puede obtener un reporte que permite revisar las opciones que han sido
programadas, teniendo la posibilidad en cualquier momento de realizar
cambios a la programación, (véase Figura 33). Este reporte muestra todas
las alertas que han sido programadas con sus respectivas funciones,
además realiza un reporte de todas las características del equipo, como
su
alimentación
de
energía
eléctrica,
su
modo
de
operación,
comunicación, configuración de sus diferentes parámetros entre otros.
83
La calibración de este equipo es de gran importancia ya que permite
establecer la frecuencia en la cual se va a operar. Esto se debe a que el
SS2000D debe operar conectada a una radio base. Para la calibración de
la radio base, el operador del equipo transmite un tono de modem desde
la radio base hasta el SS2000D por diez segundo ininterrumpidos,
asegurando que la transmisión se efectuó correctamente. Estos equipos
llegaron de fábrica con la calibración ajustada para la frecuencia a utilizar
en este proyecto, en este caso solo se confirmó que la calibración se
realizó adecuadamente probando la comunicación entre los SS2000D y
sus radio bases correspondientes.
Figura Nº 33. Reporte de programación de SS2000D de Zona 1
Fuente: Elaboración propia
84
Una vez conectado y programado el equipo SS2000D y antes de realizar
pruebas con las sirenas, se procedió a realizar unas pruebas internas en
el equipo garantizando así su correcto funcionamiento. El SS2000D posee
la opción de auto prueba con lo cual se asegura que todas las funciones
del equipo estén operando de manera adecuada. Con esta auto prueba
se probaron las secciones o partes más importantes del equipo; la
pantalla de comando, los leds indicadores, la corneta, los 3 relays
disponibles, el transmisor FSK y el receptor FSK, los cuales son
esenciales para la comunicación con la radio base. Esta prueba se realiza
comparando los valores obtenidos con los valores por defecto que se
deben obtener en una operación correcta, si se presenta alguna diferencia
el equipo lo muestra en pantalla. Para todos los SS2000D presentes en
este proyecto se realizaron sus respectivas auto-pruebas las cuales
reportaron resultados satisfactorios.
Al realizar la conexión de la radio base con el SS2000D y con su antena
se procedió a chequear que la frecuencia establecida por defecto desde la
fábrica por requerimientos de Pequiven fuese de 460,250 MHz basándose
en las bandas de radio ya utilizadas en la zona del Complejo
Petroquímico.
En cada uno de los centros de comandos se instalaron antenas estándar
que cubren un rango entre 440 MHz y 470 MHz. Todas se colocaron en el
techo de sus respectivos edificios.
85
Todas estas configuraciones, programación, calibraciones y pruebas
fueron realizadas en cada uno de los centros de comando presentes en el
proyecto.
Antes de realizar las instalaciones de las sirenas externas, se instalaron
los drivers respectivos en cada uno de los platos activos de las diferentes
sirenas, aunque para este proyecto se instalaron dos diferentes modelos
de sirenas externas, la instalación de sus respectivos drivers se realizó de
la misma manera.
Siguiendo las especificaciones del fabricante se realizo la conexión de los
diferentes drivers entre si en cada uno de los platos. Para realizar la
instalación de los drivers se requirió abrir los platos de las sirenas
externas y conectar los diferentes drivers con sus respectivas trompetas y
además conectar sus cables de manera adecuada, (véase la Figura 34).
Para este proyecto se realizaron dos instalaciones diferentes en el caso
de las sirenas exteriores, lo cual dependió de su ubicación dentro del
Complejo.
La sirena externa con su unidad de control (UltraVoice) que se encuentra
ubicada en el edificio administrativo se instaló de una manera totalmente
diferente a las sirenas exteriores restantes con sus unidades de control
(UltraVoice) respectivas.
En este caso de la sirena exterior ubicada en el edificio administrativo se
escogió un extremo de la azotea del edificio donde el acceso es permitido
y no representa problemas para la instalación y la aplicación de las
medidas de reparación y mantenimiento. En primer lugar se consideró la
86
capacidad portante del área seleccionada para sostener toda la estructura
y demás componentes de la sirena, la base, y la unidad de control
(UltraVoice).
Figura Nº 34. Conexión de drivers
Fuente: Elaboración propia
El arreglo de difusores del edificio administrativo es el MOD2008 y está
conformado por tres platos en total, de los cuales dos son activos,
conteniendo cada uno de ellos cuatro drivers y un plato pasivo que sólo
funciona como reflector del sonido; esta sirena externa incluyendo los
87
cuatro drivers por plato tienen un peso total de 134 Kg., la unidad de
control especifica para esta sirena tiene un peso de 121 Kg.
La ubicación selecciona debe soportar un peso mínimo de 255 Kg. lo cual
fue aprobado por las autoridades del Complejo para el área seleccionada,
(véase Figura 35)
Figura Nº 35. Dimensiones de sirena exterior MOD 2008
Fuente: Elaboración propia
Para este tipo de instalación se analizaron dos métodos de instalación;
uno de los cuales es colocar la sirena directamente sobre la estructura del
edificio y en el otro caso, la sirena se conecta a una plataforma la cual va
conectada al edificio. Por medidas de seguridad y por representar mayor
grado de protección se decidió por la opción con la colocación de la
88
plataforma entre la estructura del edificio y la sirena exterior, (véase
Figura 36)
La base de la plataforma se diseño de tal manera que distribuyera de
manera uniforme el peso de la sirena, haciendo la instalación más segura.
Esta base para distribución uniforme del peso garantiza 6 kilogramos por
pie cuadrado.
Figura Nº 36. Dimensiones de estructura base para MOD 2008
Fuente: Elaboración propia
Esta plataforma soportará al menos 300 Kg. y hasta de vientos de 60
Km/h.
La unidad de control (UltraVoice) de esta sirena se instaló en una de las
paredes adyacentes, debido al fácil acceso y cercanía a la sirena con lo
cual se disminuye de canalización entre ambos equipos. Debido al peso
de esta unidad de control (UltraVoice) y sus respectivas baterías (peso
89
total 121 Kg.), a la pared escogida se le colocó una plancha de soporte.
Aunque la unidad de control y las baterías están protegidos por gabinetes
de acero inoxidable cumpliendo estándares internacionales para evitar
corrosión y daño de equipos, el lugar seleccionado para su instalación fue
en una sala de máquinas adyacente a la ubicación de la sirena, lo cual
representa seguridad para el operador que deba realizar algún
mantenimiento o reparación en estos equipos. Para este caso, la unidad
de control será alimentada de un tablero preferencial (120VAC) ubicado
en la misma sala de máquinas donde se instaló la unidad de control
(UltraVoice).
En el caso de las sirenas exteriores restantes, todas fueron instaladas de
la misma manera, ubicándolas en el tope de postes con una altura que
varía entre 12 m y 15 m según sea el caso, se tomó la previsión de
instalar sus unidades de control (UltraVoice) y las baterías de respaldo a
una altura accesible para cualquier operador, (véase Figura 37)
Antes de poder realizar la colocación de los postes que servirán de
soporte para las sirenas y demás equipos, se realizó un estudio en las
áreas de instalación para comprobar que no existiesen tuberías
subterráneas que pudieran verse afectas al colocar los postes, además se
realizó un estudio de suelo para comprobar que los sitios de instalación
podían soportar el peso de los equipos. Una vez realizado estos estudios
se procedió al hincado de los diferentes postes.
90
Figura Nº 37. Dimensiones de sirena exterior MOD 6024
El proceso para realizar estas instalaciones fue la siguiente, primero se
armó la sirena colocándole los drivers y cables de la misma manera que
se realizó en el caso de la sirena del edificio administrativo, luego se
realizó el hincado del poste, una vez hecho esto se coloco la sirena en el
tope del poste, se instalaron los gabinetes con la unidad de control
(UltraVoice) y las baterías de respaldo y luego se procedió a realizar la
91
conexión entre la sirena, la unidad de control y las baterías, la colocación
del cable de tierra de la unidad de control (UltraVoice) y una caja de paso
que facilite el montaje y desmontaje de los gabinetes y sus cables, (véase
Figura 38).
Figura Nº 38. Descripción de poste e instalación de equipos.
Fuente: Elaboración propia
La conexión entre las baterías de respaldo y las unidades de control
(UltraVoice) respectivas se realizó de la misma manera para todas las
92
sirenas externas, (véase Figura 39). Como característica de fábrica
ambos gabinetes se encuentran unidos por un riel conectado en su
sección posterior; gracias a esto sólo se debe instalar la base del riel ya
sea al poste (para el caso de las sirenas exteriores ubicadas en postes
hincados) o bien en la plancha de la pared (para el caso de la sirena
exterior ubicada en el techo del edificio administrativo).
Figura Nº 39. Descripción de gabinetes.
Fuente: Elaboración propia
Para realizar la conexión entre ambos gabinetes se utilizó tubería conduits
para proteger los cables y evitar que quedasen al aire libre donde pueden
93
ser afectados por la corrosión, los cables existentes entre los dos
gabinetes corresponden a la alimentación principal AC para la unidad de
control, la conexión de la alimentación de respaldo DC (baterías) para la
unidad de control, el cable usado para conectar la antena a la unidad de
control, y los cables que conectan la unidad de control con la sirena
exterior.
Para realizar estas conexiones se tomo como guía de referencia las
recomendaciones suministradas por el fabricante las cuales fueron
adaptadas para cada caso correspondiente. En la Figura 40 se detalla el
modelo de conexión que se siguió para la instalación de los dos gabinetes
evitando en todo momento que partes ya sea de cables o equipos
quedarán al aire libre y pudiesen ser afectados por la corrosión lo que
traería como consecuencia que estos equipos no funcionaran.
Las dos cajas de paso presentes en esta instalación ayudaron al montaje
de los equipos. Una de las cajas de paso es para la alimentación principal
AC de la unidad de control y la otra es para los cables que van desde la
unidad de control hasta la sirena exterior; además existe tubería conduit
que conecta el gabinete de la unidad de control con la antena que estará
ubicada en el poste (para el caso de las sirenas externas ubicadas en
postes hincados) o en la zona exterior a la sala de máquinas (para el caso
de la sirena exterior ubicada en el edificio administrativo).
La conexión entre la unidad de control y el arreglo de difusores de la
sirena exterior se realiza hasta la base de de la sirena, ya que los platos
94
están conectados de fábrica de manera correcta, sólo se debe conectar
como se explicó, los drivers de cada plato.
Figura Nº 40. Conexión de gabinetes.
Fuente: Elaboración propia
La alimentación principal de las sirenas externas ubicadas en postes
hincados se realizó desde tableros preferenciales los cuales están
ubicados en la adyacencias de cada zona, esto representa una gran
ventaja pues garantizan su funcionamiento en el caso de ocurrir cualquier
falla en la alimentación del complejo, pero además con el gabinete de
95
baterías se tiene un respaldo en el caso de que llegaran a fallar los
tableros preferenciales.
Debido a acuerdos de confidencialidad que exige el Complejo no se
puedo dar información sobre la ubicación exacta de los tableros ni el
recorrido de las acometidas que siguen hasta las sirenas externas
respectivas.
Todos los gabinetes de las unidades de control (UltraVoice) contienen los
mismos equipos, los amplificadores con su controlador, una radio base y
un transformador 24VDC/120VAC, dicho transformador es utilizado en el
caso que la unidad de control sea alimentada por las baterías de
respaldo.
Al igual que las radio bases que se encuentran en cada centro de control,
las radio base contenidas en cada gabinete de las unidades de control ya
viene predefinida con la frecuencia a utilizar 460,250 MHz. Esta radio
base se conecta a la unidad de control.
Todas las unidades de control poseen un controlador que se encarga de
operar todas las funciones de la sirena, es la que se encarga de recibir la
señal desde la estación de comando y activar o desactivar la sirena con le
sonido y mensaje correspondiente. Los menajes pregrabados se
encuentran almacenados dentro de este controlador.
La cantidad de amplificadores presentes en la unidad de control
dependerán de la sirena y de la cantidad driver estén operando en cada
una de ellas; los drivers son de 100 W y los amplificadores de 400 W, por
lo que se requiere un amplificador por plato activo de la sirena externa.
96
En el caso de la sirena externa MOD2008 (ubicada en el techo del edificio
administrativo) su unidad de control tiene dos amplificadores y en el caso
de las sirenas externas restantes MOD6024 (ubicadas en los postes
hincados distribuidos por el Complejo) sus unidades de control tienen seis
amplificadores cada una, (véase Figura 41).
Figura Nº 41. Controlador y amplificador de la unidad de control.
Fuente: Elaboración propia
Cada una de las unidades de control tienen una radio base cada uno,
además de una antena de radio estándar, la cual permite la comunicación
entre las unidades de control y las estaciones de comando.
97
La instalación de las antenas en los postes hincados debe realizarse
asegurando la antena a un soporte que se encuentra instalado en el
poste, para mantener de manera correcta la antena al soporte se usaron
conectores en forma de U los cuales garantizan la seguridad de la
instalación. El soporte tiene forma de S para evitar que la antena tenga
contacto con el poste. El cableado de toda la instalación se canalizó por
tubería conduit (véase Figura 42).
Figura Nº 42. Instalación de antenas en postes hincados.
Fuente: Elaboración propia
98
La altura para la instalación de las antenas en los postes se determinó de
tal forma de evitar cualquier barrera cercana que obstruyera el radio de
acción de las mismas.
La
instalación de las antenas en las estaciones de comando y de la
sirena externa ubicada en el edificio administrativo, se realizó en los
techos de las edificaciones respectivas.
El proceso para la instalación de las sirenas internas (Informers) fue
mucho más sencillo que para el caso de las sirenas externas, ya que los
Informers son equipos que están completamente integrados desde su
unidad de comando hasta la antena, todo viene en un mismo dispositivo.
Las zonas de instalación seleccionadas para estos equipos fueron los
cuartos de control ubicados en las diferentes plantas del Complejo (un
Informer por cuarto de control) y en todos los pisos del edificio
administrativo, distribuyéndolos de manera de cubrir toda la edificación;
en el edificio administrativo se instalaron un total de 17 sirenas internas
(Informers).
Para los informers ubicados en el edificio administrativo se seleccionaron
sus ubicaciones de la siguiente manera:
•
Alejándolos lo más posible de interferencias que puedan afectar la
recepción o envió de información entre el informer y la estación de
comando.
•
Algunos materiales presentes en construcciones de edificaciones
pueden ocasionar el bloqueo de las ondas de radio evitando que
99
alcancen al informer, es por esto que su ubicación se realzó en
áreas abiertas y amplias en las cuales no exista ningún material
que pueda bloquear la transmisión.
•
Se colocaron los equipos con una altura de al menos 15 cm. por
encima de cualquier persona de manera de evitar posibles daños
auditivos (siguiendo recomendaciones del fabricante).
•
Se evitaron las áreas cercanas a baños, cocinas, salas de lavados,
etc., (siguiendo recomendaciones realizadas del fabricante).
•
El cableado para la alimentación de los informers se realizó a
través de bandejas de cables ubicada sobre el cielo raso hasta
llegar a los tableros preferenciales correspondientes, evitando de
esta manera que dichos cables queden al alcance de cualquier
persona.
•
Su instalación en la pared se realizó mediante soportes ubicados
en la parte posterior del equipo, de una manera adecuada para
evitar que sean desmontados o movidos de lugar y a una altura
adecuada evitando que sean desconectados o silenciados (véase
Figura 43)
•
Una vez ubicados en su lugar definitivo se verificó el volumen de
los equipos, manteniendo pulsados los botones Monitor y Reset de
manera de comprobar su cobertura.
La alimentación de estos equipos será provista por tableros preferenciales
adyacentes a las estaciones de control y en el caso del edificio
administrativo, por tableros preferenciales en cada piso de la edificación.
100
Figura Nº 43. Montaje en pared de sirenas internas.
Fuente: Elaboración propia
Debido a acuerdos de confidencialidad que exige el Complejo no se
puedo dar la ubicación exacta de los tableros ni del recorrido de las
canalizaciones que siguen hasta las sirenas internas respectivas.
Los informers ubicados en el edificio administrativo están bajo el comando
de la estación de control de la Zona 3 y los restantes informers estarán
bajo el comando de sus estaciones de comando respectivas de acuerdo
sea la ubicación.
Las programación de las diferentes alarmas que alertarán los diferentes
informers se realizaron en la Estación de Comando Principal desde el
computador de escritorio y utilizando el software determinado para este fin
(I_SW).
101
Los diferentes tonos correspondientes a las diversas alertas que fueron
programas en los informers dependen de los protocolos de seguridad del
Complejo. Cada Zona tiene alertas diferentes es por esto que los
informers fueron programados siguiendo las alarmas establecidas para la
Zona en la cual se encuentra, manteniendo de esta manera concordancia
con todo el sistema.
En la Figura 44 se puede observar el software que se utilizó para
programar los diferentes informers (en el caso de los que pertenecen a la
Zona 2), en mismo se detallan las diferentes funciones. Las funciones
vienen relacionadas con las establecidas en el SFCDWARE, todas se
programan Digital ya que la comunicación del sistema se realiza en FSK,
y los tipos de sonidos dependerán de los protocolos de seguridad
establecidos para el sistema.
En la sección amarilla de la Figura 44 se define a que frecuencia se
realiza la comunicación, para el caso de este proyecto es 460,250 MHz.
En la sección morada de la Figura 44 se realiza la encriptación de la
información que se a enviar, para el caso de este proyecto no se realizó
ningún tipo de encriptación.
En la sección verde de la Figura 44 se ajustan los tiempos de activación y
duración de las diferentes alarmas y en los cuales van a cerrarse los dos
relés encendiendo de esta manera las luces estroboscópicas asociadas.
En la sección rosada de la Figura 44 se detallan los diferente sonidos
asociados a los códigos de activación, existe la opción de Relay Output
#1 y Relay Output #2, con estas opciones se programan los relés del
102
informer para que activen o no las luces estroboscópicas asociadas a
dicho informer. Cada sonido para las diferentes alertas del informer serán
los mismos que emitirán las sirenas externas, manteniendo de esta forma
coherencia en todo el sistema.
En la sección beige de la Figura 44, se establece a cual código del
informer van asociadas las diferentes funciones de activación de las
alarmas que pudiesen presentarse, los números de estas funciones
corresponden a los mismos que fueron programados en el SS2000D.
Además aquí se define a cual zona corresponderá el informer y de esta
manera se accione únicamente cuando la alarma activada se corresponda
con su zona. Todos los códigos se definen como Digital, debido a que
toda la comunicación del sistema se realiza en FSK.
La Figura 44 corresponde a la programación para la Zona 2, las dos
zonas restantes se programaron de manera similar, definiendo que
alarmas corresponden con cuales sonidos y seleccionando la zona
correspondiente. La selección de la zona se realiza en la sección beige
del software.
Una vez realizada la programación del software para las informers, la
información se transmitió al equipo, esto se realizó vía RS232 conectando
el puerto serial del informer con el puerto serial del computador y
seleccionando la opción del software Send to Informer. Esto se repitió
para cada informer de las diferentes zonas.
103
Figura Nº 44. Programación de sirenas internas (Informers).
Fuente: Elaboración propia
Los modelos de luces estroboscópicas tanto el 151XST y el FB2PSTX se
instalaron en zonas de alto riesgo y con alto nivel de ruido ubicadas en las
diferentes plantas del Complejo, esto se debe a que, en estas áreas el
sonido de las sirenas externas no se escucha con claridad y la única
manera de advertir a los trabajadores de cualquier emergencia es con
alertas visuales, (véase Figura 45)
Al seleccionar las ubicaciones exactas donde se colocaron las luces
estroboscópicas se tomaron en cuenta varios aspectos:
•
Lograr el mayor radio de cobertura para que una mayor cantidad
de trabajadores puedan ser alertados, se evitó columnas, paredes
104
o maquinaria muy cerca de las luces que pudiesen limitar o
bloquear la advertencia luminosa.
•
Se evitaron ambientes o zonas inflamables o donde puedan existir
derrames de líquidos que pongan en peligro el funcionamiento de
las luces causando alguna explosión.
•
Además que las áreas seleccionadas fueran visibles, se evaluó la
cercanía a las bandejas de cables evitando así la colocación de
tuberías.
Figura Nº 45. Descripción de luces estroboscópicas
Fuente: Elaboración propia
105
Todas las luces se instalaron de manera similar en paredes o columnas
se fijaron las bases de dichas luces y se utilizaron bandejas de cables
existentes en las plantas, el fácil acceso de los cables de alimentación
desde estos equipos hasta los cuartos de control respectivos.
Debido a acuerdos de confidencialidad que exige el Complejo no se
puedo dar la ubicación exacta de los tableros, el recorrido que siguen las
canalizaciones hasta los cuartos de control ni la ubicación exacta en la
cual fueron ubicadas las luces estroboscópicas.
Para que el funcionamiento de las luces estroboscópicas esté integrado al
sistema, su activación y desactivación se realizará por medio de los relés
de los informers. Cada informer de cada una de las salas de control de las
diferentes plantas estará encargado de encender y apagar las luces de
acuerdo a lo que fue establecido en su programación.
Ambos tipos de luces estroboscópicas utilizadas en este proyecto
funcionan con 24VDC por lo que su alimentación será proporcionada por
equipos de baterías los cuales fueron instalados en cada cuarto de control
y son alimentados desde los tableros preferenciales de dichos cuartos de
control.
En el caso de las luces estroboscópicas modelo FB2PSTX son
alimentadas por el equipo de baterías modelo PS250; para las luces
estroboscópicas 151XST su alimentación es proporcionada por el equipo
de baterías modelo PS600.
En la Figura 46 se detalla como se realizó la conexión entre las luces
estroboscópicas, los informers y los equipos de baterías. De esta manera
106
se controla el funcionamiento de las luces mediante los informers y de
esta forma las alertas auditivas quedan integradas con las alertas
visuales.
Figura Nº 46. Conexión de luces estroboscópicas, informers y baterías
Fuente: Tone Alarm Receiver, Installation and Operation Manual
107
III-5. Entrenamiento al personal calificado.
Los equipos que conforman el sistema son de última tecnología y tienen
la posibilidad de ser configurados de muchas maneras de acuerdo a cada
necesidad.
La puesta en funcionamiento del sistema contará con la instalación y
configuración de todos los equipos de acuerdo a las exigencias de las
autoridades del Complejo.
Todas las características de programación y configuración que se
realizaron podrán ser modificadas en cualquier momento para adecuarse
a nuevas necesidades. El funcionamiento adecuado del sistema se basa
principalmente en la capacidad de los
operadores encargados de la
activación, desactivación y monitoreo de los equipos que lo conforman.
Por estas razones se realizó un programa entrenamiento minucioso al
personal que estará encargado del manejo del sistema
El entrenamiento que se impartió se dividió en tres aspectos:
•
Funcionamiento: se adiestró a todos los operadores en el manejo
rápido y oportuno de las estaciones de comando. En el caso de la
Estación de Comando Principal la inducción al sistema se realizó a
efectivos del cuerpo de bombero encargado de manejar la
estación. Se entrenó a un grupo de operadores por cada Estación
de Comando Local.
•
Programación: estos operadores están en la capacidad de
modificar alarmas, funciones y sonidos del sistema adaptándolo a
nuevas situaciones que se puedan presentar.
108
•
Mantenimiento: este entrenamiento fue impartido al personal
encargado de realizar las inspecciones a las unidades de control
(UltraVoice), a las sirenas interiores (Informers) y a las luces
estroboscópicas. De esta manera estos trabajadores están en
conocimiento de todas las características de funcionamiento y
operación de los equipos, lo cual les permite realizar actividades de
mantenimiento preventivo y reparaciones a los equipos.
III-6. Riesgos y limitaciones.
III-6.1. Sistema manual.
Al producirse cualquier emergencia dentro de las instalaciones del
Complejo Petroquímico, el sistema de emergencia sólo comienza a
funcionar cuando el operador de la Estación de Comando Local o el de la
Estación de Comando Principal activen las sirenas. No se produce de
manera automática ya que el Sistema de Alarmas General no está
conectado con los equipos y sensores que detectan las diferentes
emergencias en las plantas.
El sistema de alarma no tiene la capacidad de detectar cual fue la
emergencia que se produjo, sólo alerta dicha emergencia al ser activadas
las centrales de comandos por los operadores encargados.
III-6.2. Falla en equipos
El sistema sólo está en capacidad de detectar fallas que puedan
presentarse en las sirenas exteriores, realizando desde las centrales de
109
comando una verificación del estado de los drivers y de los amplificadores
con la unidad de control respectiva de cada sirena.
Pero no detecta si se produce alguna falla en la sirenas interiores
(Informers) o en las luces estroboscópicas.
La única manera de detectar las fallas en estos equipos es en sitio, es
decir, se deben realizar inspecciones periódicas en las cuales se visite la
ubicación de cada uno de estos equipos (esta inspecciones deben
realizarse durante las pruebas del sistema) para así poder garantizar su
correcto funcionamiento
III-6.3. Interferencia en comunicación
Toda la comunicación entre las estaciones de control y los equipos
(unidades de control y sirenas), se efectúa vía radio, utilizando la
frecuencia 460,250 Mhz, esto hace vulnerable la comunicación del
sistema, pudiéndose generar traer algunos problemas si esta frecuencia
es utilizada para la transferencia de otra información. La interferencia que
ocurriera traería como consecuencia un mal funcionamiento del sistema.
Todos los equipos tienen receptores y transmisores FSK, lo cual hace
que la información viaje de manera más segura que si se utilizarán
transmisores y receptores DTMF, pero de igual forma sigue siendo
vulnerable a ser interceptada o interferida por otros equipos de manera
intencional o no.
110
Debido a exigencias y acuerdos de confidencialidad entre el Complejo
Petroquímico Morón y todas sus empresas contratistas, está totalmente
prohibido capturar imágenes que puedan contener zonas restringidas del
Complejo. Es por estos que se hizo imposible para este proyecto incluir
fotos de los lugares de instalación de los equipos, sólo pudiendo mostrar
algunas tomas de ciertos equipos en el área donde se realizaron las
pruebas de funcionamiento.
CAPÍTULO IV. ANÁLISIS Y RESULTADOS
111
IV-1. Cobertura del Complejo Petroquímico
Con la elaboración de este proyecto se logró una cobertura adecuada de
todas las áreas riesgosas dentro del Complejo así como en las
adyacencias del mismo. Todas las áreas deben tener un nivel de sonido
para todas las emergencias de por lo menos 85 dB. En la Figura 47 se
detalla la cobertura lograda con la aplicación de este proyecto, se indica la
ubicación específica de cada una de las cinco sirenas externas (círculos
verdes) y sus radios de cobertura correspondientes. Para lograr los 85 dB
(círculos azules) mínimos en todo el Complejo, las zonas más cercanas a
cada sirena tienen un nivel de 95 dB (círculos rojos) manteniéndose en
niveles adecuados para evitar daños auditivos a los trabajadores.
Según recomendaciones del fabricante estos equipos tienen una
atenuación de 10 dB cada vez que se duplique la distancia base (para el
caso de las sirenas exteriores comienza en 100 pies). Utilizando como
base estos datos se estableció la cantidad y ubicación exacta de las
sirenas a utilizar en el proyecto.
En los lugares donde no fue posible que el sonido de las sirenas
exteriores llegara con los niveles adecuados (cuartos de control de las
plantas y edificio administrativo), se utilizaron sirenas interiores las cuales
recibieron una calibración similar a las sirenas exteriores para obtener un
nivel de ruido de 85 dB. Para el caso de estas sirenas internas la
recomendaciones del fabricante establecen que el sonido emitido por
estos equipos tendrá una atenuación de 10 dB cada vez que se duplique
la distancia base (para el caso de estos equipos es de 10 pies). Tomando
112
estos datos como base se realizaron las disposiciones y distribuciones de
estas sirenas en las zonas requeridas.
Figura Nº 47. Cobertura actual del Complejo Petroquímico
Fuente: Elaboración propia
La ubicación final definida para las sirenas interiores no puede ser
mostrada debido a acuerdo de confidencialidad que exigen las
autoridades del Complejo.
Los niveles obtenidos tanto por las sirenas externas como por las sirenas
externas fueron comprobados con el uso de un decibelímetro, con el cual
se realizaron varias pruebas en diferentes zonas del Complejo y así
comprobar que se alcanzaron los niveles mínimos establecidos, en ningún
caso se llego a niveles lo suficientemente altos como para causar daños
auditivos.
113
En el los lugares bastante ruidosos dentro de las plantas donde no se
puede escuchar el sonido de las sirenas exteriores se colocaron luces
estroboscópicas que mantienen 80 flashes por minuto, de esta manera se
pueda alerta a cualquier trabajador del área. Estas luces fueron
distribuidas a lo largo de las diferentes plantas garantizando que puedan
alertar a todas las personas presentes en las instalaciones.
IV-2. Operación del sistema.
En la Figura 48 se muestra como se realizó la comunicación entre las
Estaciones de Control y los equipos de acuerdo a la zona a la cual
pertenecen. Se presenta un esquema de la interconexión de la Estación
de Comando Principal que permite monitorear y controlar todos los
equipos del sistema, a su vez desde las Estaciones de Control Locales
que controlan sólo a los equipos determinados para su zona.
Toda la comunicación entre los equipos y estaciones de control se realizó
vía radio utilizando la frecuencia 460,250 MHz, la cual fue asignada por
las autoridades del Complejo.
114
Figura Nº 48. Detalle Central de Comando y Control.
Fuente: Elaboración propia
IV-2.1. Sistema centralizado
El sistema instalado en el Complejo Petroquímico realiza alarmas
auditivas y visuales para alertar cualquier emergencia que se presente.
Debido a la gran extensión del Complejo, conformado por Plantas de
tratamiento de químicos con sus cuartos de control, talleres, comedores,
oficinas administrativas, entre otros; la variedad de emergencias que se
pueden presentar es bastante amplia y para manejar todas estas
115
emergencias se cuenta con una Estación de Bomberos dotada de todo lo
necesario para este fin.
Es de gran importancia que el escuadrón de bomberos presente en el
Complejo pueda conocer en tiempo real la emergencia que ocurra, su
magnitud, tipo y ubicación para así poder tomar todas las medidas
necesarias según sus protocolos de seguridad. Debido a esto se decidió
ubicar la Estación de Comando Principal en la Estación de Bomberos,
esta no es más que el centro de operaciones del sistema, en el cual se
logra monitorear el funcionamiento de los equipos, activar o desactivar
alarmas de manera general o local (de a cuerdo lo amerite la
emergencia).
Para esta estación se estructuró un sistema de envío y recepción de
información, también se logró el almacenamiento de históricos, activación
y desactivación de los equipos de acuerdo a la zona en que se
encuentren. De esta forma la Estación de Comando Principal con todos
los equipos que la conforman es la unidad central que maneja todo el
sistema de alarmas general instalado.
La Estación de Comando Principal esta conformada por los siguientes
equipos:
•
Un computador de escritorio (PC)
•
Un Software de monitoreo y control (SFCDWARE)
•
Una Central de Comando y Control (SS2000D)
•
Una radio base (frecuencia de operación 460,250 MHz.)
•
Antena de radio (Ubicada en el techo de la edificación)
116
La Estación de Comando Principal controla todos los equipos que se
encuentran ubicados en las tres Zonas del Complejo definidas para este
sistema. Uno de los aspectos más importantes, y que la diferencia de las
otras estaciones de comando local además de que puede controlar todas
las Zonas, es que tiene dos modos de operación; el primero es mediante
su Central de Comando y Control (SS2000D), utilizando las funciones de
activación ubicadas en el panel de operación de dicho equipo. El otro
modo de operación es mediante el software de control y apoyo gráfico
(SFCDWARE), en el cual se puede seleccionar la función que se desea
activar simplemente seleccionando de la pantalla del computador, de esta
forma se pude obtener datos más completos de los equipos y sus estados
de operación en tiempo real.
Con la creación de esta estación de comando de manera centralizada se
lograr tener un respaldo para la activación de cualquier evento en los
casos donde las estaciones locales no puedan activarse.
IV-2.1. Control local
Al ocurrir un evento, las primeras personas en conocer la presencia de la
emergencia en una determinada planta ya sea por fuga de gases o por
cualquier otra circunstancia, son los operadores presentes en el cuarto de
control de dicha planta. Es por esta razón que se decidió instalar en cada
uno de los cuartos de control de las plantas del Complejo estaciones de
comando locales.
117
Esta Estación de Comando Local sólo se encarga de activación de
equipos presentes en su zona, activando lo que se conoce como una
Alarma Local, la cual sólo alerta a los trabajadores de la zona en donde
se presentó la emergencia.
Cada una de las Estaciones de Comando Local están constituidas por:
•
Una Central de Comando y Control (SS2000D)
•
Una radio base (frecuencia de operación 460,250 MHz.)
•
Antena de radio (ubicada en el techo de la edificación)
Sólo en determinados caso en alguna de las Estaciones de Comando
Local existe la posibilidad, debido a la magnitud de la emergencia, que se
active de manera inmediata una alarma general activando todos los
equipos del sistema. Su función principal es activar alarmas locales, es
por esto que, en la mayoría de los casos donde se deba activar una
alarma general sea realizada por la Estación de Comando Principal.
Con la creación de estas estaciones de comando local se logra realizar
activaciones de primer momento de alguna emergencia presente en su
Zona.
IV-3. Alarmas visuales y auditivas (sonido y voz).
Para tener un sistema de alarmas completo que pudiese alertar a todos
los trabajadores dentro del Complejo tanto en plantas como en áreas
administrativas y además a los habitantes de zonas aledañas al
Complejo, se desarrollaron diversos tipos de alarmas que cubrieran todas
estas necesidades. En la Tabla 7 se detallan cuales de los diferentes
118
sonidos y mensajes de voz corresponde a cada una de las alarmas del
sistema.
Tabla Nº 7
Diferentes alarmas con sus sonidos y mensajes.
Descripción Alarma
Emergencia General
Fin Emergencia General
Falsa Alarma
Escape Amoníaco General
Escape Sulfúrico General
Emergencia Amoníaco y Llenado
Escape Amoníaco y Llenado
Voceo Amoníaco y Llenado
Emergencia Sulfúrico y Taller
Escape Sulfúrico y Taller
Voceo Sulfúrico y Taller
Emergencia Administrativo
Voceo Administrativo
Simulacro General
Fin Simulacro General
Fin Emergencia Amoníaco y
Llenado
Fin Emergencia Sulfúrico y
Llenado
Fin Emergencia Administrativo
Prueba General
Fin Prueba General
No. Mensaje (voz)
6
7
5
6
6
3
4
No. Sonido
1
0
0
2
3
2*
2*
3*
3*
4*
-
7
-
7
7
1
2
-
* Se escucha sólo en la zona determinada
Fuente: Elaboración propia
Se desarrollaron y pusieron en funcionamiento cuatro diferentes tipos de
alertas:
•
Alertas visuales: conformadas por las luces estroboscópicas. Estas
alertas fueron colocadas en las zonas de plantas donde el nivel de
elevado de ruido presente, generados por motores y otras
maquinarias, hacía imposible que los trabajadores pudiesen
escuchar los sonidos de las sirenas. Las luces estroboscópicas
119
fueron ubicadas a lo largo de las plantas en las áreas de mayor
frecuencia de asistencia y movilidad del personal; estas luces
realizan 80 flashes por minuto logrando de esta manera una alerta
bastante efectiva.
•
Alertas auditivas (sonidos): utilizadas por las sirenas exteriores e
interiores ubicadas a lo largo del Complejo. En el caso de estas
alertas auditivas se establecieron diferentes sonidos de acuerdo a
la emergencia que se presente, para que los trabajadores puedan
identificar
rápidamente
el
evento
que
se
presentó
y
en
consecuencia implementen todas las medidas necesarias según
los protocolos de seguridad establecidos. Estas alertas se realizan
a un nivel mínimo de sonido de 85 dB garantizando que sean
escuchadas en todas las zonas del Complejo y en sus
adyacencias.
•
Alertas auditivas (mensajes pregrabados): utilizadas por las sirenas
exteriores. Estos mensajes fueron grabados y almacenados en las
unidades de control (UltraVoice) de cada una de las sirenas
exteriores, además fueron vinculadas a las diferentes alarmas. De
esta forma en el momento que ocurra alguna emergencia, los
trabajadores además de escuchar los sonidos de alerta podrán
escuchar un mensaje corto que explica brevemente a que se debe
la activación de las sirenas. El sistema consta con siete diferentes
mensajes que cubren las diferentes alarmas que se pueden
presentar.
120
•
Alertas auditivas (mensajes no grabados): utilizadas por las sirenas
exteriores y sirenas interiores. La implementación de estos tipos de
alertas permite que los operadores de las diferentes estaciones de
comando puedan transmitir diferentes mensajes para ofrecer
información variada a los trabajadores del Complejo. Esta opción
se puede utilizar para avisos de emergencias así como para
cualquier otro mensaje que los operadores consideren importante,
tales como instrucciones de evacuación. Estos mensajes se
realizan desde la Central de Comando y Control (SS2000D) ya sea
desde las diferentes estaciones locales o desde la estación
principal. Estas alertas se definieron como Voceo.
En la Tabla 8 se explica el contenido de cada uno de los mensajes de voz
que pueden ser escuchados.
Tabla Nº 8
Descripción de los diferentes mensajes de voz.
No. Mensaje
1
2
3
4
5
6
7
Fuente: Elaboración propia
Descripción
Inicio Prueba General
Fin Prueba General
Inicio Simulacro General
Fin Simulacro General
Falsa Alarma
Inicio Emergencia
Fin Emergencia
121
IV-4. Ubicación de equipos.
La selección de la ubicación de los diferentes equipos que conforman el
sistema se realizó buscando primero que todo evitar daños a las personas
que se encuentren dentro del Complejo.
Con la ubicación de los equipos se evitó daños auditivos, riesgo de
explosiones y otros eventos.
En el caso de las sirenas exteriores MOD6024 con una potencia de salida
de 2400 Watts (6 módulos activos) generan 121 dB en los primeros 100
pies, nivel que va disminuyendo 10 dB cada vez que se dobla esta
distancia. En el caso de la sirena exterior MOD2006 con una potencia de
salida de 800 Watts (2 módulos activos) genera 112 dB en los primeros
100 pies y de la misma manera va disminuyendo 10 dB cada vez que se
dobla esta distancia. En ambos casos, debido a la forma en que fueron
diseñadas estas sirenas, sus respectivos niveles de ruido se propagan en
forma horizontal, para evitar que se ocasiones daños a trabajadores que
se encuentren en las cercanías de las sirenas y para lograr una mayor
cobertura se decidió colocar dichas sirenas exteriores a una distancia que
varia entre 12 m y 15 m. Estas distancias se decidieron de acuerdo a los
niveles de ruido presentes en cada zona y por la presencia de barreras
que pudieran interferir con la propagación adecuada del sonido. En la
Tabla 9 se muestra la cobertura de los dos modelos de sirenas exteriores
utilizadas en este proyecto, los valores obtenidos se deben a mediciones
realizadas con un decibelímetro. En muchas áreas del Complejo, se
pueden escuchar dos sirenas, es decir, sonidos emitidos por dos sirenas.
122
En estos casos se tomó un estimado del nivel de ruido obtenido. Debido a
que, en el proyecto se encuentran instaladas cuatro sirenas exteriores
MOD6024, los valores incluidos en la tabla son un promedio de todos los
valores obtenidos
Tabla Nº 9
Nivel alcanzado por las sirenas exteriores.
Modelo
sirena
Módulos Potencia
activos (Watts)
MOD6024
MOD2008
6
2
800
2400
100
pies
110
99
Cobertura (dB)
200
400
pies
pies
105
95
89
79
800
pies
85
-
Fuente: Elaboración propia
Los valores obtenidos difieren un poco de los valores dados por la fábrica,
esto se debe a la ubicación de maquinaria, equipos y edificaciones
presentes en cada una de las plantas de este Complejo que forman
barreras que obstruyen la propagación del sonido emitido por las sirenas.
El nivel de sonido que se obtuvo de las sirenas exteriores es aquél valor
medido por el decibelímetro, hay que tomar en cuenta que, para el
momento en el cual se realizó la medición,
las plantas del complejo
estaban funcionando normalmente.
Para las sirena interiores (Informers) su ubicación se determinó en zonas
donde se garantiza que la señal llegará de manera adecuada a toda su
área de influencia, evitando interferencias y alejados lo mas posibles, de
baños, cocinas, etc.
123
Ya que el sonido de dichas sirenas no tiene el suficiente nivel como
causar daños auditivos a los trabajadores, sus sitios de ubicación no
están alejados de oficinas y lugares donde existe presencia y movilidad
de trabajadores. Las mediciones realizadas para obtener el nivel de
sonido dado por las sirenas interiores siempre fue de 85 dB, esto se debe
a que, las áreas donde se encuentran ubicados estos equipos (en cuartos
de control de plantas y en edificio administrativo) son espacios amplios
que no presentan barreras que puedan afectar el desempeño del sonido
emitido por los informers.
La ubicación escogida para las luces estroboscópicas se determinó
analizando las áreas de las plantas donde pudiesen alertar a un mayor
número de trabajadores. Aunque los modelos seleccionados para este
proyecto cuentan con certificación internacional de resistencia en
ambientes explosivos, sus ubicaciones fueron escogidas para evitar
ambientes de altos niveles explosivos que pudiesen poner en riesgo la
vida de los trabajadores.
CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
124
V-1. Conclusiones.
•
El sistema implementado es capaz de alertar de manera auditiva y
visual (de acuerdo en que zona se encuentre) en el caso que se
presenten diferentes tipos de emergencias en las todas las zonas
del Complejo, asegurando de esta forma que toda persona
presente
en
el
Complejo
tenga
conocimiento
de
la
emergencia. Estas zonas incluyen áreas exteriores (plantas, calles,
etc.) y áreas interiores (edificio administrativo, talleres, cuartos de
control, etc.). Así como las zonas circunvecinas al Complejo.
•
El sistema cuenta con la opción de transmitir mensajes de voz ya
sean pregrabados o no que ayuden a la comprensión de la
situación de emergencia.
•
El sistema logra cubrir tanto las zonas dentro del Complejo como
áreas adyacentes con un nivel de sonido de al menos 85 dB.
•
Con la implementación del nuevo sistema integrado se puede
controlar el sistema de manera centralizada (desde la Estación de
Comando Principal) o de manera local (desde las Estaciones de
Comando Local), de acuerdo sea el origen de la emergencia.
•
El nuevo sistema permite que se activen los protocolos de
seguridad y evacuación de determinadas áreas o bien de todo el
Complejo.
•
Con este sistema centralizado se puede llevar un histórico preciso
de todos los eventos que ocurran y las medidas de emergencia que
se aplicaron para cada caso.
125
•
El entrenamiento que será impartido a los operadores de las
Estaciones de Comando suministrará los conocimientos para el
rápido manejo de estos equipos de prevención de última
generación dinamizando la generación de alarmas e impartiendo
instrucciones precisas de las acciones a seguir una vez detectado
el siniestro.
V-2. Recomendaciones.
•
Integrar al Sistema de Alarma General implantado en el Complejo,
al sistema de monitoreo del estado de plantas y maquinaria
(existente), para que todas las alarmas se activen de manera
automática e inmediata al momento de ocurrir algún problema
(fuga, explosión, etc.), ya que actualmente el sistema funciona solo
cuando el
operador encargado de la estación de comando lo
active manualmente.
•
Incorporar al sistema la posibilidad de conocer de manera remota
el estado de funcionamiento de las sirenas internas (Informers) y
de las luces estroboscópicas, disminuyendo de esta manera el
número de inspecciones a equipos ubicados en áreas riesgosas.
•
Debido a que la transferencia de toda la información de operación
del sistema se realiza a través de una banda de radio de acceso
libre, es importante aplicar una encriptación de toda esa
información al momento de ser enviada evitando así pueda ser
126
modificada
sistema.
poniendo, en riesgo el buen funcionamiento del
127
Referencias Bibliográficas
Tomasi, W., (2003). Sistemas de comunicaciones electrónicas. México.
Prentice Hall.
Federal Warning Systems, Electronic Siren Controllers, Installation and
Operation Instructions. Estados Unidos. Federal Signal Corporation.
Federal Warning Systems, Informer Tone-Alert Receivers Installation and
Operation Manual. Estados Unidos. Federal Signal Corporation.
Federal Warning Systems, Installation and Service Instructions for Model
151XST, Strobe Light for use in Harsh Environments/Hazardous
Locations. Estados Unidos. Federal Signal Corporation.
Federal Warning Systems, Installation and Service Instructions for Fireball
Model, for use in Hazardous and Marine Locations. Estados Unidos.
Federal Signal Corporation.
Federal Warning Systems, Installation and Service Manual for Federal
Model PS250. Estados Unidos. Federal Signal Corporation.
Federal Warning Systems, Installation and Service Manual for Federal
Model PS600. Estados Unidos. Federal Signal Corporation.
128
Federal Warning Systems, Modulator Series Speaker Arrays, Installation
and
Maintenance
Instructions.
Estados
Unidos.
Federal
Signal
Corporation.
Joseph A. Ross, (1981). The national electrical code handbook. Estados
Unidos. Wilford I. Aummers.
Life Safety Code, NFPA 101, (2000). New Orleans, LA. National Fire
Protection Association.
National Fire Alarm Code, NFPA 72, (1999). Baltimore, MD. National Fire
Protection Association,
Outdoor Warning System Guide CPG 1-17, (1980). Washington D.C.
Federal Emergency Management Agency.
Technical Consultant. National Fire Protection Association. Quincy MA.
129
APÉNDICE 1: Especificaciones Sirenas Internas
130
131
APÉNDICE 2: Especificaciones Sirenas Externas
132
133
APÉNDICE 3: Especificaciones Unidad de Control
134
135
APÉNDICE 4: Especificaciones Equipos de Baterías
136
137
APÉNDICE 5: Especificaciones Luces 151XST
138
139
APÉNDICE 6: Especificaciones Luces FB2PSTX
140
141
APÉNDICE 7: Especificaciones SS2000
142
143
APÉNDICE 8: Especificaciones SFCDWARE
144
APÉNDICE 9: Glosario de términos
145
Conduit: es un tubo o ducto usado para encerrar y proteger
principalmente cableado eléctrico.
Decibelímetro: es un instrumento parecido a un voltímetro digital
calibrado para la medición de dB. Estos instrumentos son útiles para
realizar mediciones de los niveles de ruido de diferentes lugares.
DTMF: (Dual Tone Multi Function) válida es la suma de dos tonos, uno de
un grupo bajo y el otro de un grupo alto, con cada grupo conteniendo
cuatro tonos
individuales. Las frecuencias
de
los tonos fueron
cuidadosamente seleccionadas de tal forma que sus armónicos no se
encuentran relacionados y que los productos de su intermodulación
produzcan un deterioro mínimo en la señalización. Este esquema permite
16 combinaciones únicas. Diez de estos códigos representan los números
del cero al nueve, los seis restantes (*, #, A, B, C, D) son reservados para
señalización especial.
El esquema de codificación DTMF asegura que cada señal contienen uno
y solo un componente de cada uno de los grupos de tonos alto y bajo.
Esto simplifica de manera significativa la decodificación por que la señal
compuesta DTMF puede ser separada con filtros pasa banda en sus dos
componentes de frecuencia simples cada uno de los cuales puede ser
manipulado de forma individual.
146
FSK: La manipulación por desplazamiento de frecuencia (frecuency-shift
keying) es un tipo de modulación digital sencillo y de baja eficiencia.
El FSK binario es una forma de modulación angular de amplitud
constante, similar a la modulación en frecuencia convencional, excepto
que la señal modulante es un flujo de pulsos binarios que varía, entre dos
niveles de voltaje discreto, en lugar de una forma de onda analógica que
cambia de manera continua.
MSK: (Minimum Shift Keying) es un tipo especial de esquema de
modulación FSK, con fase continua y un índice de modulación de 0.5. Un
índice de modulación de 0.5 se corresponde con el mínimo espacio en
frecuencia que permite que dos señales FSK sean ortogonales
coherentes, y el nombre MSK significa la mínima separación en
frecuencia que permite una detección ortogonal.
MSK es una modulación espectralmente eficiente. Posee propiedades
como envolvente constante, eficiencia espectral, buena respuesta ante los
errores de bits, y capacidad de auto sincronización.
Quiet Test (Prueba Silenciosa): son los ensayos que se realizan a las
sirenas de tal forma que no pueden ser escuchados, estas pruebas se
realizan de esta manera para evitar que las sirenas produzcan su sonido
normal y puedan afectar a personas que se encuentren cerca. Estas
pruebas realizan un chequeo de todos los componentes de la sirena de la
misma manera que fuera una prueba normal, la única diferencia es que se
147
usa un tono de 20KHz con lo cual el sonido resultante no es percibido por
el oído humano.
Radio Base: equipo electrónico que transmite (envío y recepción) señales
a través de ondas de radio.
RS232: es el protocolo estándar que define la interfaz del computador que
permite realizar comunicación vía el puerto serial de la computadora y los
dispositivos que se conecten a él.
Ruido: en el medio ambiente, se define como ruido todo sonido no
deseado. En el ambiente humano, se considera como ruido todo sonido,
con una intensidad alta, puesto que siempre habrá alguien que no lo
desee. Si bien de una forma general el ruido se asocia con la idea de un
sonido molesto, bien por su incoherencia, por su volumen o por ambas
cosas a la vez, en el ámbito de las telecomunicaciones y de los
dispositivos electrónicos en general, se considera ruido a todas las
perturbaciones eléctricas que interfieren sobre las señales transmitidas o
procesadas.
UHF: (Ultra High Frecuency), esta designada a un rango o banda de
ondas electromagnéticas cuyas frecuencias se encuentran entre 300 MHz
y 3 GHz.
148
UPS: (Uninterruptible Power Supply), es un dispositivo diseñado para
proveer de energía de respaldo durante una falla en el suministro de
emergía principal.
UTP-5: (Unshielded Twisted Pair) cable trenzado sin cubierta metálica
protectora, se utiliza principalmente para el envió de data y voz en redes
de área local. El nivel 5 es el más utilizado.
Tableros preferenciales: son aquellos tableros eléctricos que reciben su
alimentación de generadores de respaldo para de esta forma seguir
funcionando al momento de ocurrir una falla en la alimentación principal.
En estos tableros están conectados equipos que deben funcionar sin
interrupción, por ejemplo sistemas contra incendios.
Trompeta: parte de las sirenas externas que conectan los drivers al
núcleo de la sirena. Son de acero inoxidable y tienen forma de cilindro
hueco.
149
ANEXOS: Fotos del Proyecto
150
Unidad de Control Sistema Antiguo
Unidad de Control de Sistema Instalado
151
Driver Desarmado
Driver Armado
152
Driver instalado a Trompeta
Driver instalado en Sirena Exterior
153
Unidad de Control para Sirenas Exteriores y Baterías de Respaldo
Sirena Exterior MOD2008
154
Sirena Exterior MOD6024
Instalación Luz Estroboscópica
155
Instalación Antena en Estación de Comando Principal
Instalación de Driver en Sirena Exterior