La mayor parte de los componentes de sistemas de protección activos y personal dependen de la detección para iniciar una respuestas. Ante la evolución tecnológica del equipamiento, los sistemas por aspiración de aire superan la capacidad de respuesta de los tradicionales

El impacto de una nueva tecnología

La miniaturización del equipamiento en empresas telefónicas asociada al pasaje de tecnologías mecánicas, electromecánicas y electrónicas analógicas a tecnologías digitales y de fibra óptica, ha provocado un incremento considerable del volumen de servicio de comunicaciones por unidad de área de superficie ocupada.

Coincidentemente, la vulnerabilidad de costo y la capacidad de generar ingresos del equipamiento usado para manejar estos volúmenes se ha incrementado en forma similar Mientras que la pérdida de un bastidor de equipamiento electromecánico más antiguo podía no afectar seriamente el servicio, la pérdida de equipamiento digital de una sola plaqueta circuito puede ser crítica. Esto generalmente requiere la detección de un incendio cuando todavía está confinado en el punto de ignición.

Agregado a esto, la tendencia general en la industria de las telecomunicaciones se dirige hacia una mayor proporción de edificios desocupados [no atendidos). Por consiguiente, ya no se puede depender del personal de telecomunicaciones, ya sea para detectar el fuego ardiendo o para entrar en acción una vez que un fuego ha sido detectado.

Por esta razón, la detección automática de pequeños incendios ardiendo con baja energía, es esencial para despachar el personal adecuado para la protección de equipamiento telefónico y del servicio que brinda.

Perspectiva histórica

La investigación inicial que condujo a la elección de la estrategia de detector de ionización del tipo spot data de principios de los años '70, y estaba basada en gran parte en la protección de equipo analógico en naves altas (bastidores 11' 6"). La base fundamental para dicha investigación incluía:

• La magnitud del fuego que se consideraba tolerable en este equipamiento.
• El número de clientes servidos por instalaciones de equipamiento típicas.
• El método predominante de enfriamiento por gravedad del equipamiento suplementado con aire acondicionado del recinto.
• Los materiales que se utilizaban en la fabricación del equipamiento que podían ser combustibles para un incendio en el mismo.

Es necesario tener en cuenta que todas estas bases fundamentales han cambiado. Las modernas plantas de telecomunicaciones son significativamente diferentes a las existentes cuando se condujeron las investigaciones tempranas.

Hoy el equipamiento es fabricado con nuevos materiales que tienen diferentes índices de combustión. En particular lo compacto de los equipos genera mucho más calor por unidad de superficie, Lo que requiere una gran cantidad de refrigeración forzada, tanto por ventiladores internos y externos como por robustos sistemas de refrigeración ambiental.

Si se compara el camino que hace el humo de un incendio producido en una oficina central de los años '70 con el recorrido del humo en una típica oficina central digital, se podrá observar que, por ejemplo, en un incendio típico de plaqueta de circuito en un bastidor con poca ventilación inducida, el humo se elevará una pequeña distancia y luego estratificará en una "nube" a bajo nivel.

Esta estratificación ocurre porque el fuego es de baja intensidad y no libera gran cantidad de calor. A medida que el humo se eleva, se mezcla con aire más frío del recinto. Una vez que esto ocurre, el humo ya no tiene fuerza ascensional y no se elevará más, a no ser que sea impelido por ventiladores o que el fuego crezca en tamaño. Cuando el fuego crece de tamaño se incrementa la cantidad de humo liberado y el calor contenido en él es mayor.

El penacho de humo entonces adquiere suficiente fuerza ascensional térmica, o asistencia mecánica, como para elevarse por encima del equipamiento. A medida que el penacho alcanza las bandejas porta cables, tiende nuevamente a estratificarse como una nube. En este caso eL mismo enfriamiento de dilución es acentuado por las barreras mecánicas de las bandejas y por el efecto refrigerante que ejerce la masa metálica de las bandejas y los cables de cobre. En esta etapa de un incendio está involucrado más de un paquete de circuitos y probablemente ya haya ocurrido una interrupción del servicio.

A medida que el incendio continúa creciendo, el penacho se extiende hacia el techo del recinto, donde se alojan los sistemas de detección más habituales. Siguiendo este ejemplo, donde tanto el efecto de dilución como el de enfriamiento están muy acentuados, el efecto de un sistema HVAC ambiental diluye rápidamente los penachos de humo hasta que desaparecen y el humo es visto de inmediato casi uniformemente distribuido a través del recinto.

En este caso se necesita mucha cantidad de humo para incrementar los niveles de concentración del mismo de modo que active los detectores de humo del tipo spot estándar del techo. Durante los últimos diez años, el impacto de efectos no térmicos [daños causados por gases corrosivos y/o conductores, químicos o compuestos por partículas que son liberados típicamente durante el proceso de combustión en forma de humo ha sido puesto de relieve en muchos incendios ocurridos en la industria de la telecomunicación y otras de alta tecnología.

Investigación y ensayos

El registro de pérdidas derivadas del fuego en plantas de telecomunicaciones durante los últimos diez años y las investigaciones relacionadas han demostrado que los daños no térmicos causados por un incendio en o cerca de equipamiento electrónico frecuentemente pueden ser responsables del 95 % del daño total. Dado que estos agentes nacidos en el humo causan efectos no térmicos, los daños que provocan ocurrirán donde quiera que el humo se propague.

Ensayos de incendio involucrando equipamiento de telecomunicaciones energizado han demostrado que donde la ignición es atribuible a una falla eléctrica, estos fuegos son de desarrollo lento pero liberan grandes volúmenes de humo corrosivo muy poco después de la ignición. Los productos de combustión emitidos durante estos ensayos incluían cloro de la combustión de plásticos, estaño y plomo de conexiones soldadas, zinc de recubrimientos de chips, cobre y bromo de plaquetas de circuitos, manganeso, silicio, etc.

Combinado con humedad de cloro formaba ácido clorhídrico, y cloruros iónicos formaban compuestos conductores de electricidad. Este tipo de deposición de partículas sobre paquetes de circuitos conduce a fugas de corriente resultantes que contribuyen al deterioro de la performance y pérdida de confiabilidad del equipamiento.

A partir de esos datos se encontró que el éxito de la recuperación y restauración del equipamiento expuesto a humo conteniendo gases halógenos después de un incendio depende, en gran medida, de la cantidad de cloruro de zinc acumulado sobre las superficies del equipamiento.

Además, se observó que equipos de conmutación eléctrica acumulaban niveles de 8-9 microgramos por cm2 después de más de veinte años de exposición ambiental normal sin evidenciar ningún problema especial, mientras que equipos de conmutación eléctricos expuestos a gases provocados por el fuego que llegaban a acumulaciones de 30 microgramos por cm2 se volvían susceptibles a daños por corrosión, requiriendo una limpieza inmediata para asegurar la continuación de su confiabilidad.

Determinación del rendimiento requerido de sistemas de detección

La ingeniería para el diseño de sistemas efectivos de detección de humo. requiere cuidadosas consideraciones sobre los aspectos fundamentales para el proceso. El más decisivo es la determinación del tamaño crítico de un fuego en el espacio a ser protegido.

Para lograr un mínimo de interrupción del servicio el fuego debe detectarse temprano. Fuegos de bajo índice de emisión de calor son generalmente condiciones de incandescencia o llameantes liberando menos de 5 kilovatios de energía calórica.

En áreas de equipamiento digital y en las de equipamiento analógico crítico, el objetivo es la detección de fuegos con un índice de emisión de: kilovatio (partes de una o dos plaquetas de circuitos, o de uno o dos cables en la bandeja porta cables).

Una vez que el tamaño crítico del fuego ha sido determinado, puede establecerse el tiempo crítico de la curva de crecimiento para el equipamiento en el espacio. Después de fijar el tiempo crítico, restar el tiempo de viaje del humo (el requerido para que el humo viaje desde la fuente del fuego hasta el detector), el tiempo de operación del detector (el requerido para que el mismo opere una vez que el humo está presente en cantidades suficientes dentro del detector), el tiempo de respuesta del personal y un factor de seguridad adecuado, para llegar a tiempo requerido de detección. Del tiempo requerido de activación del detector, se puede determinar el tamaño máximo admisible del fuego.

El período de viaje del humo es una función del diseño del HVCA del recinto, la ubicación del fuego, la fuente de combustible, el índice de emisión de calor y el modo de combustión. El uso del procedimiento de ensayo de alambre caliente British Standard BS6266 proporciona una performance fija de ventana de detección tiempo de 2-3 minutos para un escenario de fuego incandescente con índices de emisión de calor mucho menores a: kilovatio.

El tiempo de operación del detector puede ser medido directamente. El lapso de respuesta del personal incluye tiempo para reconocer que ha ocurrido una alarma, acciones requeridas por el pre-plan [llamar a los bomberos).

Llegar hasta el recinto donde está activada la alarma y tomar medidas de extinción adecuadas. El factor de seguridad está incluido en las posibles variantes de respuesta del personal, que también puede expresarse como un índice de tiempo.

Resultados de ensayos de detección anticipada de incendio

En respuesta a fuegos mayores en una cantidad de plantas de telecomunicaciones, varias empresas telefónicas han llevado a cabo ensayos a escala completa de sistemas de detección convencional y anticipada de incendio, tanto en áreas de equipamiento activo como fuera de funcionamiento, de oficinas centrales.

Los ensayos se realizaron, en primer lugar, para determinar las características de respuesta de equipos de detección de humo convencionales y anticipados a condiciones de fuego de baja energía.

Los resultados de estos ensayos de incendios en equipamientos de telecomunicaciones revelaron varios hallazgos significativos, a saber:

• Los sensores de tipo spot, ubicados en el techo de una sala de equipamiento no responden a tiempo para impedir una caída del servicio.
• Los sistemas de detección por aspiración de aire fueron los únicos sistemas que respondieron a los tres ensayos de incendio, proporcionando el tiempo de detección más temprano de todos los sistemas de detección.
• Los sistemas de detección por aspiración de aire respondieron a los ensayos de incendio con generación de humo menor a la mitad del menor de los fuegos por cualquier otro detector convencional.
• Condiciones ambientales incluyendo grandes corrientes de aire afectaron adversamente los tiempos de respuesta de los detectores de humo tipo spot, pero tuvieron poco efecto sobre los tiempos de respuesta de los sistemas de detectores por aspiración de aire, los cuales respondieron con suficiente premura como para permitir la intervención antes de principiar la caída del servicio. Por lo ya expuesto, actualmente muchas empresas están usando sistemas de detección de humo de alta sensibilidad tales como los sistemas por aspiración de aire.

Por último, el Factory Mutual Loss Prevention Standard para telecomunicaciones ha otorgado a la detección de humo por aspiración de aire el mismo crédito que a la protección por sprinklers cuando pueden iniciarse procedimientos de respuesta efectiva dentro de los diez minutos de la detección del incendio. @

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