Sistemas de alarma por voz para aplicaciones de evacuación Miguel Reyes Director de Producto de Ackermann Clino y Voice Alarm Systems. Honeywell Life Safety Iberia El principal propósito del presente artículo es describir las características especiales que diferencian un sistema de megafonía convencional de otro específicamente diseñado para aplicaciones de evacuación, bajo el punto de vista de la definición que de este tipo de sistemas se lleva a cabo en las normativas aplicables y que se introducirá más adelante. Ya sea en aeropuertos, hoteles, centros comerciales, hospitales o centros de asistencia, la estructura física de los edificios de pública concurrencia se transforma continuamente y aumenta en complejidad. De forma paralela a los peligros y riesgos inherentes, la conciencia acerca de la necesidad de métodos cada vez mejores para la protección de la vida humana ha ido aumentando a lo largo de los últimos años. La protección de la propiedad ha sido, tradicionalmente, el objetivo de la detección de incendios. Sin embargo, hoy en día, en casi todas las nuevas normativas de construcción, y en particular en los códigos técnicos de edificación, existen referencias al envío de información relacionada con los sucesos que puedan afectar a los ocupantes. En el Documento Básico para Seguridad en Caso de Incendio del Código Técnico de la Edificación vigente, se define la obligatoriedad de disponer de un sistema de transmisión de alarmas y de instrucciones verbales por megafonía en edificios de uso hospitalario, así como en todos aquellos edificios de pública concurrencia con un aforo superior a las 500 personas (CTE-DB SI 4-1). Bajo el concepto de sistema de emisión de mensajes por megafonía se pueden entender una multitud de sistemas de difusión de audio, pero prácticamente ninguno de ellos podría llegar a formar parte de la infraestructura de seguridad que se requiere para este tipo de aplicaciones. En general, se podría decir que un sistema de megafonía no es un sistema de alarmas por voz para evacuación ya que, a diferencia de estos últimos, los sistemas de megafonía no precisan cumplir la normativa UNE-EN60849 ( Sistemas electroacústicos para servicios de emergencia BOE 175-23/07/2002). La normativa UNE-EN60849 antes mencionada, define este tipo de sistemas como sistemas de sonorización y difusión usados para efectuar una movilización rápida y ordenada de ocupantes de áreas tanto de interiores como de exteriores en una situación de emergencia. Bajo este precepto, la principal función de un sistema de alarmas por voz es precisamente la de facilitar una evacuación progresiva y escalonada del recinto en el caso de que una emergencia así lo requiera. En esta línea, existen otra serie de sistemas y dispositivos en el mercado que podrían ser utilizados para este cometido, tales como sirenas, zumbadores y campanas; pero está demostrado que, cada vez con mayor frecuencia y, sobre todo, si no existe un entrenamiento previo, estas señales son ignoradas por el personal que las recibe, ya que no informan sobre la situación de peligro de una forma clara y específica. Ante este tipo de señales, en lugar de una respuesta rápida, la reacción más habitual es la indecisión frente al desconocimiento de la causa o significado de la señal de alarma. Existen diversos estudios estadísticos que demuestran que el tiempo de respuesta de las personas en situación de Diversos estudios demuestran que el tiempo de respuesta de las personas en peligro se reduce si reciben información clara y precisa sobre las acciones a seguir riesgo se reduce considerablemente si éstas reciben información clara y precisa acerca de las acciones o procedimientos que deben seguir. Es en este punto donde entran en juego los sistemas de alarma por voz definidos por la normativa UNE-EN60849, ya que, en las características principales de este tipo de infraestructuras, se requiere que un sistema de este tipo sea capaz de emitir señales de alerta y mensajes de voz a una o más áreas de forma simultánea y debe permitir la emisión inteligible de información sobre medidas a tomar para la protección de vidas dentro de una o más áreas específicas. Esto significa que, además de las señales acústicas equivalentes a las sirenas o zumba- 1
La activación automática del sistema de alarmas por voz a partir del sistema de detección de emergencias se realiza a través de un interface de comunicación adecuado y este enlace de comunicación entre ambos sistemas deberá comprobarse de forma continua en busca de fallos (apartado 5.5). El sistema de detección de emergencias deberá ser capaz de recibir información relativa a fallos en el sistema de alarmas por voz y deberá incluir el equipamiento adecuado para su notificación. En este sentido, el sistema de alarmas por voz debe ser cadores antes mencionados, debe permitir la difusión de mensajes informando de los procedimientos a seguir frente a la emergencia que haya podido desencadenarse. Hasta el momento, no se ha definido en el presente texto ninguna característica que permita afirmar la mencionada diferencia entre un sistema de megafonía clásico y un sistema de alarmas por voz para evacuación, pero existen otra serie de requisitos en la normativa UNE- EN60849, así como en otras normas relacionadas, tales como las UNE-EN 54-13, UNE-EN 54-16 y UNE 23007-14, que sí permiten hacer esta distinción de forma clara, tal y como puede observarse más adelante. Entorno normativo UNE-EN60849 (BOE 175-23/07/2002) Esta normativa recoge los requisitos de seguridad y funciones mínimas que deben cumplir los denominados Sistemas electroacústicos para servicios de emergencia. En cuanto a los diversos criterios de seguridad que se plantean en esta norma, los más representativos y que nos permitirán entender las diferencias existentes entre un sistema de megafonía clásico y un sistema de alarmas por voz para evacuación, podrían ser resumidos en los siguientes puntos: Las líneas de transmisión entre el equipo central y los altavoces, así como entre el equipo central y los micrófonos de emergencia, deben estar supervisadas y las incidencias deben ser indicadas (apartado 5.3-puntos e, f y j). Esto implica que los elementos de gestión del sistema deben disponer de funciones para la supervisión y monitorización de estos elementos. El fallo de un único circuito amplificador o altavoz no implicará la pérdida total de servicio en la zona de altavoces cubierta (apartado 4.1-punto g). Lo que conduce a la necesidad de utilizar amplificadores de respaldo o backup de manera que, en caso de fallo en uno de los amplificadores de trabajo, pueda entrar en funcionamiento el de reserva, de forma automática. De la misma manera, y en lo que respecta a los altavoces, se hace patente la necesidad de utilizar dos circuitos independientes de altavoces en cada zona, de manera que si uno de ellos falla, el otro pueda seguir funcionando evitando dejar sin servicio a la zona afectada (ver figura 1). No obstante, y de acuerdo con la normativa, en el caso particular de edificios pequeños, puede no ser necesaria la instalación de dos circuitos separados en cada zona de altavoces, dejando las decisiones en este sentido sujetas a las regulaciones locales. Figura 1 paz, como mínimo, de transmitir al sistema de detección de emergencias una señal de Fallo General para cualquiera de las condiciones de fallo que pudieran darse en el sistema de alarmas por voz (apartado 5.5). Por otro lado, y dado que sin alimentación eléctrica no es posible el funcionamiento de los equipos ni la generación de los mensajes de alarma, es imperativo el uso de una fuente de alimentación auxiliar (SAI/UPS) para garantizar el constante funcionamiento del sistema, que deberá disponer de la capacidad suficiente para el suministro de energía en los siguientes supuestos (apartado 5.6): Mantener el sistema en funcionamiento (standby) durante al menos 24 horas, tras lo cual debe mantener suficiente capacidad para generar mensajes de alarma durante al menos 30 min. Si el edificio dispone de generador de reserva, un mínimo de seis horas en standby más 30 minutos en alarma. La norma UNE-EN60849 hace también referencia a los criterios de diseño y funcionalidad de los sistemas para este tipo de aplicaciones: 2
Una zona de detección (aquella subdivisión de zonas bajo vigilancia en la cual la aparición de una emergencia será indicada de forma independiente al resto de las zonas) contendrá, como máximo, una zona de altavoces de emergencia (cualquier parte del área de cobertura donde se puede emitir información de forma separada). Es decir, el aviso debe ser el mismo en toda la zona de detección (apartado 4.1-punto l.2). Por otro lado, una zona de altavoces de emergencia puede subdividirse en subzonas de megafonía para difusión de música y otros mensajes fuera del contexto de la emergencia, lo que implica que una zona de altavoces puede estar compuesta por varias líneas. Los criterios para la definición de estas zonas de altavoces y detección deberán estar siempre en línea con las normativas de seguridad vigentes y con el plan de evacuación del edificio. Cuando se detecte una alarma, el sistema debe deshabilitar inmediatamente cualquier función no relacionada con la función de emergencia, tales como llamadas, música o anuncios pregrabados que estén siendo emitidos a través de los altavoces de las zonas que requieran las emisiones de emergencia (apartado 4.1-punto a). Todos los mensajes deberán ser claros, cortos y sin ambigüedades y, hasta donde sea posible, preplanificados. En caso de utilizar mensajes pregrabados, éstos deberán almacenarse en soportes no volátiles y que, preferiblemente, no dependan de dispositivos mecánicos. Es decir, que los soportes de almacenamiento deberían ser sistemas de estado sólido (memorias flash) y no discos duros, cintas magnéticas, etcétera (apartado 4.1-punto i). El valor que mide la inteligibilidad de los mensajes en una zona no debería ser inferior al 0,7 en la escala de inteligibilidad común CIS (apartado 5.1). UNE-EN 54-13 (BOE 287-01/12/2006) La parte 13 de la norma UNE-EN 54 que lleva como título Evaluación de la com- patibilidad de los componentes de un sistema de protección contra incendios define, en su apartado 4.6.1, los requisitos a cumplir por los dispositivos conectados a un sistema de detección. Estos dispositivos se consideran clasificados como componentes de Tipo 1 (dispositivo que realiza una función para la protección de la vida y/o propiedad) y los sistemas de alarma por voz para evacuación quedarían englobados dentro de esta categoría (Anexo B-3.1). En el apartado 4.6.1 antes mencionado, y siguiendo con los criterios de seguridad apuntados en la sección anterior, se define que las líneas de comunicación entre ambos sistemas deben estar supervisadas o vigiladas, de manera que cualquier fallo en la conexión se indique de manera adecuada en ambos sistemas. UNE-EN 54-16 (BOE 122-20/05/2009) Esta normativa de reciente aprobación, cuya denominación es Control de la alarma por voz y equipos indicadores, define con gran detalle las características que estos sistemas precisan cumplir para ser considerados dentro de esta clasificación. Entre otros puntos, esta normativa vuelve a incidir, de manera mucho más concreta y específica que la UNE- EN60849, en temas tales como: Supervisión e indicación de las posibles incidencias que puedan darse en las líneas y equipos de alimentación, así como en líneas de comunicación entre los equipos que conforman el sistema, incluyendo los amplificadores y micrófonos de emergencia (apartado 8.2). Supervisión e indicación de las posibles incidencias que puedan darse en las líneas de conexión entre el sistema de alarmas por voz y el sistema de detección de emergencias (apartado 8.3). Supervisión e indicación de las posibles incidencias que puedan darse en las líneas de altavoces (apartado 8.4). Maneras y condiciones para la cancelación de los avisos e indicaciones de anomalía (apartado 8.7). Requisitos a cumplir por los micrófonos de emergencia (apartado 12). Requerimientos mecánicos, eléctricos y de accesibilidad de los equipos centrales (apartados 13.3, 13.4 y 13.6). Requisitos de diseño en cuanto a la integridad de las líneas de transmisión (apartado 13.5). Ubicación de los mensajes pregrabados en soportes de memoria no volátil en lugar de utilizar medios de almacenamiento magnético u óptico (apartado 13.13). Necesidad de incorporar, al menos, un amplificador de respaldo al sistema de manera que, en caso de fallo de uno de los amplificadores de trabajo, pueda entrar en funcionamiento de forma automática para su reposición en un intervalo de tiempo inferior a los 10 segundos a partir de la detección de la avería. Como condición adicional, este amplificador de reserva debe disponer de, al menos, las mismas características y potencia de salida que el amplificador sustituido (apartado 13.14). A diferencia de la norma UNE- EN60849, y aunque parezca redundante en algunos aspectos, la parte 16 de la norma UNE-EN 54 es mucho más concreta en cuanto a la definición de las características y requisitos que deben cumplir los dispositivos que forman los sistemas de alarma por voz para evacuación, por lo que debería ser considerada como un estándar para los equipos. Esta norma se aprobó en mayo de 2009 y será de obligado cumplimiento a partir de abril de 2011. UNE 23007-14 (CEN/TS 54-14:2004) Esta otra normativa, cuya denominación es Sistema de detección de incendio y alarma de incendio. Directrices para planificación, diseño, instalación, puesta en marcha, uso y mantenimiento describe en su anexo A.6.6 los niveles sonoros y las características que deben garantizar las señales y avisos acústicos que se utilizan para informar de una situación de 3
emergencia, por lo que nos sirve de referencia para el diseño acústico de las zonas de cobertura. De acuerdo con el apartado A.6.6.2.1, las señales acústicas deben cumplir los siguientes requisitos: El nivel del sonido de las señales de alarma deberá ser de al menos 65dB(A) o 5dB(A) por encima del ruido ambiente. Si la alarma tiene por objeto despertar a personas que se encuentren durmiendo (hoteles, residencias, etcétera), el nivel será como mínimo de 75dB(A) en la cabecera de cama. El nivel de presión sonora no superará nunca los 120dB(A) en ningún punto situado a más de un metro del foco del sonido. Por otro lado, en lo que respecta a los requisitos para los mensajes de alarma hablados, descritos en el apartado A.6.6.3, pueden resumirse en los siguientes puntos: Teniendo en cuenta que, con este tipo de altavoces, el volumen de cobertura se interpreta como un cono con su vértice en el propio altavoz, una de las topologías de espaciamiento más habituales, aunque no la que garantiza la mejor cobertura, es la distribución borde a borde (ver figura 2). Si tomamos como criterio que esta distribución debería darse a la altura media de un oyente (habitualmente 1,5 metros, definido como la media de altura entre un oyente sentado y erguido), para tratar de mantener la uniformiriores, se hace patente la diferencia que existe entre un sistema de megafonía clásico y un sistema de alarmas por voz para evacuación. En definitiva, mientras que un sistema de megafonía, dado que carece de todas estas funciones de supervisión y seguridad, no puede ser utilizado para aplicaciones de evacuación, un sistema de alarma por voz sí es apto para aplicaciones de megafonía clásica. Diseño acústico De acuerdo con lo expuesto en apartados anteriores, los equipos que conforman un sistema de alarmas por voz para evacuación deben cumplir toda una serie de requisitos de seguridad y funcionalidad y son los altavoces los dispositivos periféricos encargados de suministrar los mensajes de información que se generan en estos sistemas. La distribución de estos equipos, de manera que se puedan llegar a cubrir Figura 2 de esta manera la inteligibilidad de los mensajes. Sin ánimo de entrar en explicaciones exhaustivas, se describe a continuación uno de los métodos utilizado con más frecuencia para determinar el espaciamiento de los altavoces, con el tipo de altavoz más habitual en aplicaciones de evacuación para interiores de edificios, el altavoz de techo. Figura 3 Los mensajes de voz deberán ser claros, breves, inequívocos y, en la medida de lo posible, planificados previamente. Se deberá garantizar la inteligibilidad del mensaje mediante un diseño adecuado de los equipos emisores del sonido (altavoces), teniendo en cuenta que el mensaje hablado deberá tener, al menos, un nivel de presión sonora 10dB(A) superior al nivel del sonido ambiente. El intervalo de tiempo entre mensajes sucesivos no deberá ser superior a 30 segundos. De acuerdo con todos los criterios de seguridad, supervisión y redundancia relacionados en las normativas ante- los requisitos de inteligibilidad y presión sonora que definen las diferentes normativas, depende de cada caso en particular. Sin embargo, en términos generales, podríamos decir que, a diferencia de los criterios de diseño utilizados para un sistema de megafonía convencional, la distribución de altavoces en un sistema de alarmas por voz para evacuación debe realizarse no sólo para que se oiga sino para que se entienda. Por esta razón, el número de altavoces utilizado en sistemas de esta índole, suele ser ligeramente mayor que en una distribución para megafonía clásica, ya que lo que se pretende es mantener la uniformidad de la señal acústica a lo largo de las rutas de evacuación, garantizando 4
dad de la señal mientras éste se está desplazando, un sencillo cálculo trigonométrico, tomando como parámetros la altura de montaje y el ángulo de dispersión del altavoz utilizado, nos dará como resultado el espaciamiento máximo de los altavoces (ver figura 3). Si la altura del techo (H1) es de cuatro metros, y el altavoz utilizado ofrece un ángulo de dispersión a -6dB (A) de 120 grados, el espaciado máximo de los altavoces es de D = 8,6m. De acuerdo con esta distribución, para una estancia de 15x40 metros, sería necesario un mínimo de 10 altavoces ubicados de forma equidistante en el techo (figura 4). Figura 4 Figura 6 El parámetro de sensibilidad del altavoz utilizado, así como la potencia de entrada de la señal acústica, nos permitirá ajustar el nivel de presión sonora requerido para el recinto a sonorizar. Así, para un altavoz con un valor de sensibilidad de SPL(1W/1m)=94dB, y al cual se suministra una potencia de entrada de 1,5W, el nivel de presión sonora Figura 5 SPL a la altura media de un oyente sería de aproximadamente 87,8dB. Si el nivel de ruido ambiente es de 75dB, para cumplir con los criterios que marca la normativa, el nivel SPL de los mensajes de alarma debería estar por encima de los 85dB, por lo que este requisito queda garantizado (ver figura 5). La solución de Honeywell Life Safety: Variodyn D1 Siguiendo en esta línea, Honeywell Life Safety, especialista de reconocido prestigio en sistemas para detección de incendios, incorpora Variodyn D1 a su gama de productos, un sistema de alarmas por voz para evacuación digital de última tecnología que complementa las actuales opciones en el ámbito de la detección, para ofrecer una solución completa e integrada en detección y evacuación, con la garantía y el respaldo habitual de esta compañía. Variodyn D1 es un sistema de alarmas por voz con estructura modular, gracias a la cual facilita la definición de soluciones para megafonía convencional, distribución de música ambiente, alarmas y evacuación. Con una arquitectura formada por un número reducido de módulos que aprovechan las ventajas de la tecnología digital de última generación y su infraestructura basada en la conectividad a través de una red Ethernet (TCP-IP), el sistema Variodyn D1 ofrece un elevado nivel de flexibi- 5
lidad y versatilidad que permite acometer desde la solución más común, como pueda ser una oficina o un almacén, hasta proyectos de gran envergadura como aeropuertos o estaciones de tren o metro, satisfaciendo en todo momento los más exigentes criterios de calidad y seguridad. Los módulos que componen el sistema Variodyn D1, son los siguientes: DOM (Digital Output Module): constituye la unidad de control central del sistema Variodyn D1 y consta de un solo dispositivo que actúa como interface concentrador de todas las unidades de entrada/salida. Lleva a cabo el procesado digital de las señales y gestiona y supervisa todas las unidades de entrada/salida, amplificadores y líneas de altavoces. Además, dispone de memoria interna para el almacenamiento de los mensajes pregrabados. 2XV (Double Amplifier): etapas de potencia que integran dos amplificadores en un solo dispositivo y que se encargan de amplificar las señales de audio que llegan desde el DOM y adaptarlas a la tensión de 100V, para su posterior transmisión por las líneas de altavoces. Sus funciones, integridad y conexiones, están permanentemente supervisadas. DCS (Digital Call Station): o micrófono de emergencia, mediante el cual es posible la selección de las líneas, la transmisión de mensajes y la activación manual de los avisos y alarmas. Las funciones acústicas del micrófono y de la línea de conexión con el DOM están permanentemente supervisadas. UIM (Universal Interface Module): este módulo se utiliza para la conexión de equipos periféricos o externos al sistema Variodyn D1. SCU (System Communication Unit): plataforma digital para almacenamiento de audio, que añade capacidad a la disponible en el DOM y que permite la grabación y reproducción de varias señales de audio al mismo tiempo. MSU (Main Switching Unit): elemento de protección para la alimentación de todos los componentes Variodyn D1 montados en un mismo armario. Todos estos elementos están preparados para su montaje en un armario estándar de 19 y no es necesario un cableado complejo para su interconexión ya que aquellos elementos que no utilicen la red Ethernet, por ir conectados directamente al DOM, utilizan latiguillos prefabricados que simplifican el conexionado de estos equipos, lo que redunda en un ahorro sustancial del tiempo de Figura 7 Figura 8 instalación y, por consiguiente, en un ahorro económico. En definitiva, Variodyn D1 podría definirse como un sistema de instalación Plug & Play. Además, su configuración resulta extremadamente sencilla gracias a un interface gráfico de programación que simplifica estas tareas. Mediante la interconexión de los sistemas de detección de incendios de Honeywell Life Safety (Notifier, Esser) con el sistema de alarma por voz Variodyn D1, se consigue una sinergia extraordinaria y se favorece la evacuación ordenada de áreas específicas durante las situaciones de emergencia. La combinación de las tecnologías de alarma por voz y detección de incendios de un solo fabricante no solo ofrece ventajas funcionales, también existen ventajas económicas, ya que la comunicación directa entre ambos sistemas hace que el uso de relés o transponders para la selección de zonas sea innecesario y, por tanto, los requisitos de hardware se ven reducidos. Con el amplio abanico de sistemas para detección de incendios de Honeywell Life Safety (Esser, Notifier), se obtiene el nivel de integración y compatibilidad necesarios para cualquier proyecto. El concepto de integración no se limita tan sólo a los sistemas para detección de incendios, sino que también es posible ampliarlo a los sistemas de 6
Figura 9 Honeywell Life Safety ofrece soluciones que integran los sistemas de evacuación mediante alarmas por voz y la detección de incendios. La compatibilidad de los componentes individuales simplifica el diseño del sistema y garantiza sencillez tanto en la instalación como en la puesta en marcha y posterior mantenimiento del sistema. La facilidad de amcomunicación paciente-enfermera que, con Ackermann Clino, también se incluyen en la gama de productos ofrecidos por Honeywell Life Safety. Por esta razón, Honeywell Life Safety puede llegar a ofrecer soluciones completas incluso para recintos con elevados requisitos de seguridad, tales como hospitales y centros asistenciales. pliación y las múltiples posibilidades de conexiones adicionales hacen que el sistema Variodyn D1 sea extremadamente flexible y eficiente. Conclusiones Tomando como referencia las normas que se han introducido a lo largo del presente artículo, es posible afirmar que un sistema de alarmas por voz, a diferencia de un sistema de megafonía convencional, requiere que su diseño tenga en cuenta toda una serie de características de seguridad y funcionalidades específicas orientadas a garantizar la seguridad de las personas. Por otro lado, se hace patente la relación, cada vez mayor, de estos sistemas con otras infraestructuras de protección, por lo que durante la fase de definición de cualquier proyecto de alarmas por voz y detección de incendios, es importante seleccionar el producto adecuado a los requisitos de uso específicos. 7