NOTIFIER ESPAÑA Avda Conflent 84, nave 23 Pol. Ind. Pomar de Dalt 08916 Badalona (Barcelona) Tel.: 93 497 39 60; Fax: 93 465 86 35 SENSIBILIDAD EN LOS SISTEMAS DE ASPIRACIÓN DE AIRSENSE Guía de aplicación 14 OCTUBRE 2005 MA-DT-731_04 (System_sensitivity.pdf) Toda la información contenida en este documento puede ser modificada sin previo aviso MA-DT-731_04 NOTIFIER ESPAÑA 1
INDICE 1. Sensibilidad en la detección de humo por aspiración... 3 2. Sensibilidad... 3 3. Respuesta del sistema... 4 4. Diseño según el área... 5 5. Diseño según el volumen... 7 MA-DT-731_04 NOTIFIER ESPAÑA 2
1. SENSIBILIDAD EN LA DETECCIÓN DE HUMO POR ASPIRACIÓN Uno de los aspectos más útiles del detector de humo por aspiración HSSD (High Sensitivity Smoke Detector) es su alta sensibilidad. Generalmente, esto significa que cuánto más alto sea el grado de sensibilidad utilizado, más pronto se pueden detectar las situaciones en que vidas y bienes se ven amenazados. Igualmente, desde otro punto de vista, cuánto mayor sea la sensibilidad del detector, mayor puede ser la zona a proteger con un único equipo. Un aspecto del funcionamiento del sistema que a veces se malinterpreta o no se le da toda la importancia que debiera es el efecto del cada vez mayor volumen de los edificios en relación a la sensibilidad del sistema. Es importante que el diseñador y cliente tengan las mismas expectativas en cuanto al funcionamiento del sistema. Existe la posibilidad de crear numerosas estrategias de diseño con este tipo de sistema de detección de humo, junto con 3 categorías definidas de sensibilidad (en el Reino Unido). Sensibilidad la sensibilidad del detector de humo, normalmente, se define en términos de «porcentaje de oscurecimiento por metro» (% osc./m), es decir, la cantidad de humo requerida para oscurecer el paso de la luz mediante un porcentaje determinado a través de una distancia de un metro. El código de práctica de la asociación de sistemas de protección de incendios británico para los sistemas de detección por aspiración define las siguientes tres categorías de sensibilidad para los sistemas de detección de humo: Normal: Sensibilidad igual a los detectores de humo puntuales a 5 %osc./m. Mejorada: Sensibilidad superior a 2 %osc./m. Alta: Sensibilidad superior a 0,8 osc./m. Es interesante observar que aunque un detector con sensibilidad «alta» puede proporcionar las tres categorías de protección, un detector de humo «convencional» solo pertenece a la categoría de sensibilidad «normal». Esto se debe a que el detector por aspiración de sensibilidad alta detectará humo a una dilución sustancialmente inferior y, por lo tanto, puede aplicarse a un volumen sustancialmente mayor. La sensibilidad del sistema depende, en gran medida, del volumen del edificio o habitación a proteger. Esto se debe a que el volumen del edificio (no el área) afecta a la dilución del humo. Otro factor que afecta a la dilución del humo es la «composición del aire fresco» en edificios con sistemas cerrados de aire acondicionado como por ejemplo salas de procesamiento de datos electrónicos. Junto con las diferentes categorías de sensibilidad de detección, se encuentran las pruebas de aceptación del funcionamiento y actuación del sistema. Los sistemas de detección aplicados a la protección de ambientes donde se requiere categorías de sensibilidad específicas, en general, se especifican en térmicos de una prueba de funcionamiento en particular. Normalmente, es una prueba de «lactosa» para sistemas de detección puntual con sensibilidad normal o una prueba de «sobrecarga en el cable» para la simulación de fuegos incipientes de modo que se puedan detectar con sistemas de detección de humo por aspiración con sensibilidad alta. Generalmente, estas pruebas se detallan en las normas y códigos locales pertinentes como por ejemplo BS5839 Parte 1 o BS6266. MA-DT-731_04 NOTIFIER ESPAÑA 3
Es relativamente fácil para un sistema de detección de humo por aspiración conseguir los niveles de actuación requeridos por una sensibilidad «normal». Estos sistemas, por lo general, están diseñados en base a «áreas» donde la dilución de la muestra de humo no es significativa debido a la sensibilidad, relativamente baja, que se requiere. A la inversa, la sensibilidad puede necesitar un enfoque diferente ya que el criterio de actuación es más riguroso. Todos estos requisitos diferentes necesitan de enfoques diferentes: diseño según el área y diseño según el volumen. Respuesta del sistema Es importante tener en cuenta que la sensibilidad del sistema es independiente de su velocidad de respuesta. Un sistema de detección más sensible detectará cantidades más pequeñas de humo antes que un detector menos sensible con una respuesta más rápida. Las pruebas que incluyen grandes cantidades de producto de prueba, como por ejemplo una generador de humo, pueden ser engañosas respecto a la actuación de un aviso incipiente de un sistema de detección. Muchos detectores tienen la velocidad de respuesta disminuida para garantizar que una alarma es real y evitar así alarmas no deseadas. Además, la prueba de homologación de los detectores de humo por aspiración se realizan ante escenarios con las peores condiciones posibles utilizando los criterios de prueba de humo de detectores puntuales. Por ejemplo, si un fabricante afirma que sus detectores soportan 100 orificios de muestreo y 200 metros de tubería de muestreo, el orificio de muestra más alejado será sujeto a todas las pruebas pertinentes para los detectores de humo puntuales (es decir BS5445 parte 9 1984 /EN54 parte 9). Debido a que la mayoría de los fabricantes han probado su producto, estas homologaciones proporcionan una buena comprensión del potencial de actuación disponible. De los que se deduce que cuantos más orificios de muestreo permite un sistema, mayor es la sensibilidad del sistema/detector. Figura 1. Esquema de pruebas para homologación. Orificio en las peores de las condiciones posibles, aislado y sujeto a un fuego simulado según EN54 Número máximo de orificios de muestreo (4 x 25 = 100) Máxima longitud de tubería (4 x 50 m = 200 m) Detector de humo por aspiración MA-DT-731_04 NOTIFIER ESPAÑA 4
Diseño según el área Cuando se utiliza una estrategia de diseño según el área, generalmente, el diseño se basará en criterios de «protección secundaria» en el que cada orificio de muestreo dispone de las características de espaciado de un detector de humo puntual. Hay un gran número de normas locales e internacionales que definen los requisitos del criterio de diseño para los detectores de humo puntuales y se debe utilizar el código de diseño apropiado (como por ejemplo NFPA o BSI). A continuación, se detalla un ejemplo (extraído de código de práctica BFPSA para sistemas de detección de humo por aspiración de categoría 1) de cómo diferentes sensibilidades requieren orificios en posiciones diferentes. Tabla 1. Criterios de diseño de orificios de muestreo recomendados por BFPSA: Prueba de sensibilidad Aire en calma Cualquier punto Ambiente fresco Cualquier punto Corrientes de aire Sensibilidad alta 7-12 m 2 2,5 m 25 m 2 3,5 m BS 6266 Sensibilidad mejorada 25 m 2 3,5 m 50 m 2 5,0 m BS 6266 Sensibilidad normal BS 5839 7,5 m BS 5839 7,5 m BS 6266 La sensibilidad del detector es compartida por todos los orificios de muestreo. Por lo que un detector más sensible será capaz de realizar el muestreo desde más orificios que un detector menos sensible y con una actuación aceptable. Los sistemas que requieren sensibilidades altas están diseñados con grandes densidades de orificios de muestreo para reducir el tiempo que necesita el humo para desplazarse a un orificio. La tabla 1 recomienda diferentes densidades de orificios de muestreo según se trate den un área con aire en calma o con suaves corrientes de aire (véase la figura 2). Figura 2. Protección secundaria en falso suelo: Diseño con aire en calma. Orificio de muestreo a 7-12 m 2 para cobertura con sensibilidad alta ambiente con aire en calma. Sin movimiento de aire que afecte a la columna de humo Acceso al falso suelo Fuente de ignición Orificio de muestreo a 7-12 m 2 / punto Detector de humo por aspiración Diseño con corrientes de aire. Orificio de muestreo a 625 m 2 (25 orificios x 25 m 2 ) para cobertura con sensibilidad alta ambiente fresco. Columna de humo afectada por la corriente de aire Acceso al falso suelo Fuente de ignición Orificio de muestreo a 25 m 2 / punto Detector de humo por aspiración MA-DT-731_04 NOTIFIER ESPAÑA 5
El número de orificios de muestreo afecta a la sensibilidad del sistema. Por ejemplo si un detector se ha ajustado automáticamente a una sensibilidad del 0,05% y se instala una tubería con 10 orificios de muestro, la sensibilidad de cada orificio será de 0,05 % x 10 = 0,5 % de oscurecimiento por metro. Si se añade una segunda tubería con 10 orificios de muestreo, la sensibilidad de cada orificio será de 0,05 % x 2 x 10 = 1% de oscurecimiento por metro. De esta manera, es obvio que un detector de humo de alta sensibilidad HSSD puede proteger fácilmente una zona de alarma de incendio de 2000 m 2 en la que se requiera una sensibilidad normal. Tabla 2. Comparativa entre la sensibilidad del sistema y la cobertura del área: Sensibilidad del detector Sensibilidad del sistema nº de orificios de muestreo protegida 0,05 % Normal 5 % 100 2000 m 2 0,05 % Mejorada 2 % 40 800 m 2 0,05 % Alta 0,8 % 16 320 m 2 En términos generales; cuánto mayor es la sensibilidad, menor es el área que se puede proteger, ya que se reduce el número de orificios de muestreo permitidos para obtener el funcionamiento deseado. Por lo tanto, cuántos más orificios de muestre se añadan, el conjunto del «sistema» se hace menos sensible. A este proceso se le llama dilución. El ejemplo anterior asume que el humo solo entrará por un orificio de muestreo. En la práctica, se forma una columna de humo sujeta a cualquier corriente de aire y es probable que entre humo en más de un orificio, por lo que aumentaría la sensibilidad global del sistema. Si las corrientes de aire son fuertes, se debe considerar el volumen de protección puesto que el humo se escampará rápidamente diluido en la circulación de aire normal a través de cualquier sistema de ventilación. MA-DT-731_04 NOTIFIER ESPAÑA 6
Diseño según el volumen Cuando es necesario disponer de una gran sensibilidad, normalmente, se utiliza la protección primaria (solo muestreo del aire de retorno) bajo el pretexto de que el objetivo es identificar una cantidad de humo relativamente pequeña que se ha mezclado con el volumen normal de la sala. Figura 3. Protección primaria. Diseño según el volumen. tapa para extremo de tubería tuberías de muestreo separadores equipo 1 de sistema de ventilación equipo 2 de sistema de ventilación Ya que el muestreo del aire de retorno se realiza en un número limitado de puntos, cada orificio de muestreo será, en consecuencia, más sensible. De la Tabla 2 (página anterior), podemos tomar el área parara sensibilidad alta y, utilizando una altura de habitación para un equipamiento típico de telecomunicaciones de 4,5 m, extrapolar un volumen adecuado de protección para cada detector cuando se requiere sensibilidad alta (es decir, 320 m 2 x 4,5 m de altura = 1440 m 3 ) Tabla 3. Comparación de la sensibilidad del sistema y el volumen Sensibilidad del detector Sensibilidad del sistema nº de orificios de muestreo protegida 0,05 % 0,8 % 16 1500 m 3 Utilizando la información de la Tabla 3, validada por muchas pruebas e instalaciones, podemos utilizar con seguridad la cifra de 1500 m 3 como guía real para saber cuántos detectores se requieren para proteger un área de riesgo basada en su volumen. Recuerde que este criterio de volumen es el punto de partida para conseguir un diseño correcto. También se debe considerar el funcionamiento del sistema de ventilación y las condiciones de la instalación. Por otro lado, siempre se debe tener en cuenta el nivel de protección requerido en el caso de que cesara el movimiento de aire. En estas condiciones, los requisitos puede que sean diferentes y, por lo tanto, un diseño relativo a la cobertura del área sería más apropiado. MA-DT-731_04 NOTIFIER ESPAÑA 7