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Detector de humo

Detector de humo montado en el techo Un detector de humo es un dispositivo que detecta el humo , generalmente como indicador de incendio . Los detectores/alarmas de humo suelen ...

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Detector de humo montado en el techo

Un detector de humo es un dispositivo que detecta el humo , generalmente como indicador de incendio . Los detectores/alarmas de humo suelen estar alojados en carcasas de plástico, normalmente con forma de disco de unos 125 milímetros (5 pulgadas) de diámetro y 25 milímetros (1 pulgada) de grosor, aunque la forma y el tamaño varían. El humo se puede detectar ópticamente ( fotoeléctricamente ) o mediante un proceso físico ( ionización ). Los detectores pueden utilizar uno o ambos métodos de detección. Los detectores sensibles se pueden utilizar para detectar y disuadir a los fumadores en zonas prohibidas. Los detectores de humo en grandes edificios comerciales e industriales suelen estar conectados a un sistema central de alarma contra incendios .  

Los detectores de humo domésticos, también conocidos como alarmas de humo , suelen emitir una alarma sonora o visual desde el propio detector o desde varios detectores si hay varios dispositivos interconectados. Los detectores de humo domésticos varían desde unidades individuales alimentadas por pilas hasta varias unidades interconectadas con batería de respaldo. En las unidades interconectadas, si alguna detecta humo, se activarán todas las alarmas. Esto ocurre incluso si se interrumpe el suministro eléctrico en la vivienda.

Los detectores de humo residenciales suelen alimentarse con una batería de 9 voltios, una batería sellada no extraíble con una vida útil de 10 años o con la red eléctrica . Algunos detectores de humo utilizan una combinación de ambas, generalmente con una batería como fuente de alimentación adicional en caso de un corte de energía. Los detectores de humo comerciales emiten una señal a un panel de control de alarma contra incendios como parte de un sistema de alarma. Normalmente, un detector de humo comercial individual no emite una alarma; sin embargo, algunos incorporan sirenas.

El riesgo de morir en un incendio residencial se reduce a la mitad en casas con detectores de humo en funcionamiento. La Asociación Nacional de Protección contra Incendios de EE. UU. informa de 0,53 muertes por cada 100 incendios en hogares con detectores de humo en funcionamiento, en comparación con 1,18 muertes en hogares sin ellos (2009-2013). [ 1 ] Los detectores de humo no son adecuados para todos los lugares de un edificio; por ejemplo, en la cocina de una vivienda, donde un detector de calor sería más apropiado.

Historia

La primera alarma automática eléctrica contra incendios fue patentada en 1890 por Francis Robbins Upton , [ 2 ] un asociado de Thomas Edison . [ 3 ] En 1902, George Andrew Darby patentó el primer detector eléctrico de calor europeo en Birmingham , Inglaterra . [ 4 ] [ 5 ] A finales de la década de 1930, el físico suizo Walter Jaeger intentó inventar un sensor para gas venenoso. [ 6 ] Esperaba que el gas que entraba en el sensor se uniera a las moléculas de aire ionizadas y, por lo tanto, alterara una corriente eléctrica en un circuito del instrumento. [ 6 ] Sin embargo, su dispositivo no logró su propósito ya que pequeñas concentraciones de gas no afectaron la conductividad del sensor. [ 6 ] Frustrado, Jaeger encendió un cigarrillo y se sorprendió al notar que un medidor en el instrumento había registrado una caída en la corriente. [ 7 ] A diferencia del gas venenoso, las partículas de humo de su cigarrillo pudieron alterar la corriente del circuito. [ 7 ] El experimento de Jaeger fue uno de los avances que allanaron el camino para el detector de humo moderno. [ 7 ] En 1939, el físico suizo Ernst Meili ideó un dispositivo de cámara de ionización capaz de detectar gases combustibles en minas. [ 8 ] También inventó un tubo de cátodo frío que podía amplificar la pequeña señal generada por el mecanismo de detección para que fuera lo suficientemente fuerte como para activar una alarma. [ 8 ]

En 1951, los detectores de humo de ionización se vendieron por primera vez en los Estados Unidos. En los años siguientes, se utilizaron solo en grandes instalaciones comerciales e industriales debido a su gran tamaño y alto costo. [ 8 ] En 1955, se desarrollaron simples "detectores de incendios" para hogares, [ 9 ] que detectaban altas temperaturas. [ 10 ] En 1963, la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos (USAEC) otorgó la primera licencia para distribuir detectores de humo que utilizaban material radiactivo. [ 6 ] En 1965, Duane D. Pearsall y Stanley Bennett Peterson desarrollaron el primer detector de humo de bajo costo para uso doméstico . Era una unidad individual, reemplazable, alimentada por batería que se podía instalar fácilmente. [ 11 ] [ 12 ] El "SmokeGard 700" [ 13 ] tenía forma de colmena, era resistente al fuego y estaba hecho de acero. [ 14 ] La empresa comenzó a producir en masa estas unidades en 1975. [ 7 ] Estudios realizados en la década de 1960 determinaron que los detectores de humo responden a los incendios mucho más rápido que los detectores de calor. [ 10 ]

El primer detector de humo de una sola estación se inventó en 1970 y se lanzó al año siguiente. [ 10 ] Era un detector de ionización alimentado por una sola batería de 9 voltios . [ 10 ] Costaba alrededor de US$125 (equivalente a $1,036 en 2025) y se vendía a un ritmo de unos cientos de miles de unidades por año. [ 8 ] Entre 1971 y 1976 se produjeron varios avances en la tecnología de detectores de humo, incluyendo el reemplazo de los tubos de cátodo frío por electrónica de estado sólido . Esto redujo considerablemente el costo y el tamaño de los detectores y permitió monitorear la duración de la batería. [ 8 ] Las sirenas de alarma anteriores que requerían baterías especiales fueron reemplazadas por sirenas más eficientes energéticamente y permitieron el uso de baterías ampliamente disponibles. [ 8 ] Estos detectores también podían funcionar con cantidades más pequeñas de material fuente radiactivo, y la cámara de detección y la carcasa del detector de humo fueron rediseñadas para hacer que el funcionamiento fuera más efectivo. [ 8 ] Las baterías recargables a menudo se reemplazaban por un par de baterías AA junto con una carcasa de plástico que envolvía el detector.

El detector de humo fotoeléctrico (óptico) fue inventado por Donald Steele y Robert Emmark de Electro Signal Lab y patentado en 1972. [ 15 ] La alarma de humo alimentada por una batería de litio de 10 años se introdujo años después, en 1995. [ 10 ]

Diseño

El humo se puede detectar mediante un sensor fotoeléctrico o un proceso de ionización . El fuego sin humo se puede detectar midiendo el dióxido de carbono . La combustión incompleta se puede detectar midiendo el monóxido de carbono .

Fotoeléctrico

Detector de humo óptico con la cubierta retirada; el plástico en ángulo que forma un arco en la parte superior es un deflector de luz.
Detector de humo óptico
  1. Cámara óptica
  2. Cubrir
  3. Moldeo de cajas
  4. Fotodiodo (transductor)
  5. LED infrarrojo

Un detector de humo fotoeléctrico u óptico contiene una fuente de luz infrarroja , visible o ultravioleta (normalmente una bombilla incandescente o un diodo emisor de luz [LED]), una lente y un receptor fotoeléctrico (normalmente un fotodiodo ). En los detectores de tipo puntual, todos estos componentes están dispuestos dentro de una cámara que admite aire del ambiente, incluido el humo si está presente. En grandes áreas abiertas como atrios y auditorios, se utilizan detectores de humo de haz óptico o de haz proyectado en lugar de una cámara dentro de la unidad: una unidad montada en la pared emite un haz de luz infrarroja o ultravioleta que es recibido y procesado por un dispositivo separado o reflejado al receptor por un reflector. En algunos tipos, particularmente los de haz óptico, la luz emitida por la fuente de luz pasa a través del aire que se está probando y llega al fotosensor. La intensidad de la luz recibida se reducirá debido a la dispersión de partículas de humo, polvo en suspensión u otras sustancias; El circuito detecta la intensidad de la luz y genera la alarma si está por debajo de un umbral especificado, posiblemente debido al humo. [ 16 ]

En otros tipos, generalmente de tipo cámara, la fuente de luz se dirige lejos del sensor y no detecta luz reflejada en ausencia de partículas. Sin embargo, una vez que el aire en la cámara contiene partículas (humo o polvo), la luz se dispersa y parte de ella se refleja de vuelta al sensor, activando la alarma. [ 16 ]

Según la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA), "la detección fotoeléctrica de humo generalmente responde mejor a los incendios que comienzan con un período prolongado de combustión lenta". Estudios realizados por Texas A&M y la NFPA, citados por la ciudad de Palo Alto, California, afirman: "Las alarmas fotoeléctricas reaccionan más lentamente a los incendios de rápida propagación que las alarmas de ionización, pero las pruebas de laboratorio y de campo han demostrado que las alarmas de humo fotoeléctricas proporcionan una advertencia adecuada para todo tipo de incendios y se ha comprobado que es mucho menos probable que los ocupantes las desactiven". [ 17 ]

Si bien las alarmas fotoeléctricas son muy eficaces para detectar incendios latentes y brindan una protección adecuada contra incendios con llamas, los expertos en seguridad contra incendios y la NFPA recomiendan instalar alarmas combinadas, que detectan tanto calor como humo o utilizan métodos de detección de humo por ionización (ver más abajo) y fotoeléctricos. Algunas alarmas combinadas también pueden incluir la detección de monóxido de carbono.

El tipo y la sensibilidad de la fuente de luz y del sensor fotoeléctrico, así como el tipo de cámara de humo, varían entre los diferentes fabricantes.

Ionización

Vídeo explicativo sobre cómo funciona un detector de humo por ionización.
Interior de un detector de humo de ionización básico. La estructura redonda y negra de la derecha es la cámara de ionización. La estructura redonda y blanca de la parte superior izquierda es la bocina piezoeléctrica que produce el sonido de alarma.
Un recipiente de americio de un detector de humo

Un detector de humo por ionización utiliza un radioisótopo , generalmente americio-241 , para ionizar el aire; se detecta una diferencia debida al humo y se genera una alarma. Los detectores de ionización son más sensibles a la fase de llamas de los incendios que los detectores ópticos, mientras que estos últimos son más sensibles a los incendios en la fase inicial de combustión lenta. [ 18 ]

El detector de humo tiene dos cámaras de ionización , una abierta al aire y otra cerrada como referencia que impide la entrada de partículas. La fuente radiactiva emite partículas alfa en ambas cámaras, las cuales ionizan algunas moléculas de aire . Existe una diferencia de potencial (voltaje) entre pares de electrodos en las cámaras; la carga eléctrica de los iones permite el paso de una corriente eléctrica . Las corrientes en ambas cámaras deberían ser iguales, ya que se ven afectadas por igual por la presión atmosférica, la temperatura y la disminución de la radiactividad de la fuente. Si alguna partícula de humo entra en la cámara abierta, algunos iones se adhieren a las partículas y no están disponibles para conducir la corriente en esa cámara. Un circuito electrónico detecta la diferencia de corriente entre las cámaras abierta y cerrada, y activa la alarma. [ 19 ] El circuito también monitoriza la batería utilizada para suministrar o respaldar la energía. Emite una advertencia intermitente cuando la energía está a punto de agotarse. Un botón de prueba, que el usuario puede activar, simula un desequilibrio entre las cámaras de ionización y hace sonar la alarma solo si la fuente de alimentación, la electrónica y el dispositivo de alarma funcionan correctamente. El consumo de corriente de un detector de humo por ionización es lo suficientemente bajo como para que una pequeña batería, utilizada como fuente de alimentación principal o de respaldo, pueda proporcionar energía durante años sin necesidad de cableado externo.

Los detectores de humo de ionización suelen ser menos costosos de fabricar que los detectores ópticos. Los detectores de ionización pueden ser más propensos que los detectores fotoeléctricos a falsas alarmas provocadas por eventos no peligrosos, [ 20 ] [ 21 ] y son mucho más lentos en responder a incendios domésticos típicos: "En pruebas de combustión lenta, el tiempo promedio hasta la primera alarma fue de 2489 s ± 1324 s para las alarmas de ionización y de 1927 s ± 1065 s para las alarmas fotoeléctricas." [ 22 ] [ 23 ]

Radiación

Una partícula de 141 ng de dióxido de americio-241 en un botón de aluminio del tamaño de una moneda [ 24 ].

El americio-241 es un emisor alfa con una vida media de 432,6 años. [ 25 ] La radiación de partículas alfa, a diferencia de la radiación beta (electrónica) y gamma (electromagnética), se utiliza por dos razones: las partículas alfa pueden ionizar suficiente aire como para generar una corriente detectable; y tienen un bajo poder de penetración, lo que significa que serán detenidas, de forma segura, por el aire o la carcasa de plástico del detector de humo. Durante la desintegración alfa, el 241El americio emite radiación gamma , pero es de baja energía y, por lo tanto, no se considera un contribuyente significativo a la exposición humana. [ Nota 1 ] [ Nota 2 ] [ Nota 3 ]

La cantidad de americio-241 elemental en los detectores de humo de ionización es lo suficientemente pequeña como para estar exenta de las regulaciones aplicadas a fuentes radiactivas más grandes. Un detector de humo contiene aproximadamente 37 kBq (1000 nCi ) del elemento radiactivo americio-241 ( 241  Am ), que corresponde a aproximadamente 0,3  μg del isótopo. [ 26 ] [ 27 ] Esto proporciona una corriente iónica suficiente para detectar humo, al tiempo que produce un nivel muy bajo de radiación fuera del dispositivo. Algunos detectores de humo de fabricación rusa, en particular los modelos RID-6m [ 28 ] e IDF-1m, contienen una pequeña cantidad de plutonio [ 29 ] , en lugar del típico 241Fuente de Am , en forma de 239 de grado reactorPu mezclado con dióxido de titanio sobre una superficie cilíndrica de alúmina. [ 30 ] [ 31 ]

Una fuente de plutonio de referencia para detectores de humo RID-6M, con una actividad inicial de ²³⁹Pu de 5,7 μCi.

La cantidad de americio-241 contenida en los detectores de humo ionizantes no representa un riesgo radiológico significativo. [ 32 ] Si el americio permanece en la cámara de ionización blindada de la alarma, el riesgo radiológico es insignificante, ya que la cámara actúa como un escudo contra la radiación alfa. Una persona tendría que abrir la cámara sellada e ingerir o inhalar el americio para que la dosis fuera comparable a la radiación de fondo natural . El riesgo de radiación por exposición a un detector de humo ionizante en funcionamiento normal es mucho menor que la radiación de fondo natural.

Desecho

Las normas y recomendaciones para la eliminación de detectores de humo de ionización varían según la región. En Nueva Gales del Sur, Australia, los detectores de humo deben llevarse a un evento de limpieza de residuos químicos domésticos o a un centro de reciclaje comunitario. [ 33 ] La EPA de EE. UU. considera que los detectores de humo de ionización se pueden desechar con la basura doméstica de forma segura. [ 34 ] Como alternativa, los detectores de humo se pueden devolver al fabricante. [ 35 ]

Diferencias de rendimiento

Los detectores fotoeléctricos y los detectores de ionización difieren en su rendimiento según el tipo de humo generado por un incendio.

Una presentación de Siemens y la Asociación Canadiense de Alarmas contra Incendios informa que el detector de ionización es el mejor para detectar incendios en etapa incipiente con partículas invisibles, incendios de llama rápida con partículas más pequeñas de 0,01 a 0,4 micras y humo oscuro o negro, mientras que los detectores fotoeléctricos más modernos son los mejores para detectar incendios de combustión lenta con partículas más grandes de 0,4 a 10,0 micras y humo blanco/gris claro. [ 36 ]

Los detectores de humo fotoeléctricos responden más rápido a un incendio que se encuentra en su fase inicial de combustión lenta. [ 37 ] El humo de la fase de combustión lenta de un incendio suele estar compuesto por partículas de combustión grandes, de entre 0,3 y 10,0 μm . Los detectores de humo de ionización responden más rápido (normalmente entre 30 y 60 segundos) a la fase de combustión con llamas de un incendio. El humo de la fase de combustión con llamas suele estar compuesto por partículas de combustión microscópicas, de entre 0,01 y 0,3 μm. Además, los detectores de ionización son menos eficaces en entornos con mucho flujo de aire. [ 37 ]  

Algunos países europeos, entre ellos Francia, [ 38 ] y algunos estados y municipios de EE. UU . han prohibido el uso de detectores de humo de ionización domésticos debido a la preocupación de que no sean lo suficientemente fiables en comparación con otras tecnologías. [ 39 ] Cuando un detector de humo de ionización ha sido el único detector, los incendios en sus primeras etapas no siempre se han detectado eficazmente.

En junio de 2006, el Consejo de Autoridades de Servicios de Bomberos y Emergencias de Australasia (AFAC), el principal organismo representativo de todos los departamentos de bomberos de Australia y Nueva Zelanda, publicó un informe oficial titulado «Posición sobre los detectores de humo en alojamientos residenciales». La cláusula 3.0 establece: «Los detectores de humo de ionización pueden no funcionar a tiempo para alertar a los ocupantes y permitirles escapar de un incendio latente». [ 40 ]

En agosto de 2008, la Asociación Internacional de Bomberos (IAFF) aprobó una resolución que recomendaba el uso de detectores de humo fotoeléctricos, afirmando que el cambio a estos detectores "reducirá drásticamente la pérdida de vidas entre ciudadanos y bomberos". [ 41 ]

En mayo de 2011, la posición oficial de la Asociación de Protección contra Incendios de Australia (FPAA) sobre detectores de humo declaró: «La Asociación de Protección contra Incendios de Australia considera que todos los edificios residenciales deberían estar equipados con detectores de humo fotoeléctricos». [ 42 ] En diciembre del mismo año, la Asociación de Bomberos Voluntarios de Australia publicó un informe de la Fundación Mundial para la Seguridad contra Incendios, «Los detectores de humo de ionización son MORTALES», citando una investigación que describía diferencias sustanciales en el rendimiento entre la tecnología de ionización y la fotoeléctrica. [ 43 ]

En noviembre de 2013, la Asociación de Jefes de Bomberos de Ohio (OFCA) publicó un documento de posición en apoyo del uso de tecnología fotoeléctrica en las residencias de Ohio. La posición de la OFCA afirma: "En aras de la seguridad pública y para proteger a la población de los efectos mortales del humo y el fuego, la Asociación de Jefes de Bomberos de Ohio respalda el uso de detectores de humo fotoeléctricos tanto en construcciones nuevas como al reemplazar detectores de humo antiguos o adquirir nuevos". [ 44 ]

En junio de 2014, las pruebas realizadas por la Asociación de Prevención de Incendios del Noreste de Ohio (NEOFPA) sobre detectores de humo residenciales se transmitieron en el programa Good Morning America de ABC . Las pruebas de la NEOFPA demostraron que los detectores de humo de ionización no se activaban en la fase inicial de combustión lenta de un incendio. [ 45 ] Los detectores combinados de ionización/fotoeléctricos no se activaron durante un promedio de más de 20 minutos después que los detectores de humo fotoeléctricos independientes. Esto confirmó la postura oficial de junio de 2006 del Consejo de Autoridades de Servicios de Incendios y Emergencias de Australasia y la postura oficial de octubre de 2008 de la Asociación Internacional de Bomberos (IAFF). Tanto el AFAC como la IAFF recomiendan los detectores de humo fotoeléctricos, pero no los detectores de humo combinados de ionización/fotoeléctricos. [ 46 ]

Según las pruebas de fuego conformes a la norma EN 54 , el CO2 La nube de fuego abierto generalmente se puede detectar antes que las partículas. [ 47 ] Debido a los diferentes niveles de capacidad de detección entre los tipos de detectores, los fabricantes han diseñado dispositivos multicriterio que comparan las señales separadas para descartar falsas alarmas y mejorar los tiempos de respuesta a incendios reales. [ 37 ] La opacidades una unidad de medida que se ha convertido en la forma estándar de especificarla sensibilidad. La opacidad es el efecto que tiene el humo al reducir la intensidad de la luz, expresada en porcentaje de absorción por unidad de longitud; [ 36 ] concentraciones más altas de humo dan como resultado niveles de opacidad más altos.

Detección de monóxido de carbono y dióxido de carbono

Los sensores de monóxido de carbono detectan concentraciones potencialmente mortales de monóxido de carbono , que pueden acumularse debido a una ventilación deficiente en lugares donde hay aparatos de combustión como calentadores y cocinas de gas, aunque no haya un fuego incontrolado fuera del aparato. [ 49 ]

Altos niveles de dióxido de carbono ( CO2 ) puede indicar un incendio y puede ser detectado por unsensor de dióxido de carbono. Dichos sensores se utilizan a menudo para medir los niveles deCO2 que pueden ser indeseables y dañinos, pero no indicativos de un incendio. Este tipo de sensor también se puede utilizar para detectar y advertir sobre niveles mucho más altos deCO.2 generados por un incendio. Algunos fabricantes dicen que los detectores basados ​​enCOLos indicadores de incendio de nivel 2 son los más rápidos. A diferencia de los detectores de ionización y ópticos, también pueden detectar incendios que no generan humo, como los alimentados con alcohol o gasolina.COLos detectores 2 no son susceptibles a falsas alarmas debido a partículas, lo que los hace particularmente adecuados para su uso en entornos polvorientos y sucios. [ 47 ]

Residencial

Los sistemas de alarma de humo utilizados en hogares o entornos residenciales suelen ser más pequeños y económicos que las unidades comerciales. El sistema puede incluir una o más unidades individuales independientes, o varias unidades interconectadas. Generalmente, su única acción es generar una fuerte señal acústica de advertencia. Normalmente, se utilizan varios detectores (ya sean independientes o interconectados) en las habitaciones de una vivienda. Existen alarmas de humo económicas que pueden interconectarse de manera que cualquier detector active todas las alarmas. Pueden alimentarse mediante la red eléctrica, con baterías de respaldo desechables o recargables, o con una batería no extraíble que dura toda la vida útil del dispositivo (normalmente 10 años). [ 50 ] Pueden interconectarse mediante cables o de forma inalámbrica. Son obligatorias en las nuevas instalaciones en algunas jurisdicciones. [ 51 ]

Se utilizan varios métodos de detección de humo, los cuales están documentados en las especificaciones de la industria publicadas por Underwriters Laboratories . [ 52 ] Los métodos de alerta incluyen:

  • Tonos audibles
    • Varía entre 2900 y 3500 Hz dependiendo de la marca y el modelo.
    • Nivel de sonoridad de 95 dB a 3  pies (aproximadamente 90 cm), aunque puede variar entre marcas y modelos.
  • Alerta de voz hablada
  • Luces estroboscópicas visuales
  • Luz de emergencia para iluminación
  • Estimulación táctil (por ejemplo, vibrador de cama o almohada), aunque en 2008 no existían normas para los dispositivos de alarma de estimulación táctil.

Algunos modelos incorporan una función de silencio temporal que permite silenciar el sistema, normalmente pulsando un botón en la carcasa, sin necesidad de extraer la batería. Esto resulta especialmente útil en lugares donde las falsas alarmas son frecuentes (por ejemplo, cerca de una cocina) o en situaciones donde los usuarios podrían retirar la batería de forma permanente para evitar las molestias de las falsas alarmas, impidiendo así que la alarma detecte un incendio en caso de producirse.

Si bien la tecnología actual es muy eficaz para detectar humo y fuego, la comunidad sorda y con discapacidad auditiva ha expresado su preocupación por la eficacia de la función de alerta para despertar a personas dormidas en ciertos grupos de alto riesgo. Las personas pertenecientes a grupos como los ancianos, las personas con pérdida auditiva y las personas intoxicadas pueden tener más dificultades para usar detectores basados ​​en sonido. [ 53 ] Entre 2005 y 2007, una investigación patrocinada por la Asociación Nacional de Protección contra Incendios de los Estados Unidos (NFPA) se centró en comprender la causa del mayor número de muertes en estos grupos de alto riesgo. La investigación inicial sobre la eficacia de los diversos métodos de alerta es escasa. Los resultados de la investigación sugieren que una  salida de onda cuadrada de frecuencia media (520 Hz) es significativamente más eficaz para despertar a personas de alto riesgo. Los detectores inalámbricos de humo y monóxido de carbono vinculados a mecanismos de alerta como almohadillas vibratorias para personas con discapacidad auditiva, luces estroboscópicas y dispositivos de advertencia remotos son más eficaces para despertar a personas con pérdida auditiva grave que otras alarmas. [ 54 ]

Baterías

Audio de un detector de humo con baja potencia

Las baterías se utilizan como fuente de alimentación principal o de respaldo para los detectores de humo residenciales. Los detectores conectados a la red eléctrica utilizan baterías desechables o recargables como respaldo. Los detectores que funcionan exclusivamente con baterías suelen usar una batería desechable de 9 voltios que debe reemplazarse cada uno o dos años, o una batería de litio no reemplazable que dura aproximadamente 10 años, lo que significa que el detector debe reemplazarse cuando la batería se agota. [ 55 ] También existen baterías de litio desechables de 9 voltios reemplazables por el usuario , que duran al menos el doble que las baterías alcalinas, para detectores de humo.

Cuando la batería se agota, un detector de humo que funciona solo con baterías se desactiva; la mayoría de los detectores de humo emiten pitidos repetidamente si la batería tiene poca carga. Se ha descubierto que los detectores de humo que funcionan con baterías en muchas casas tienen baterías agotadas. Se ha estimado que en el Reino Unido, más del 30 % de las alarmas de humo tienen baterías agotadas o extraídas. En respuesta, se han creado campañas de información pública para recordar a las personas que cambien las baterías de los detectores de humo con regularidad, si usan baterías reemplazables. En Australia, por ejemplo, una campaña de información pública sugiere que las baterías de las alarmas de humo se cambien el Día de los Inocentes de cada año. [ 56 ] En las regiones que usan el horario de verano , las campañas pueden sugerir que las personas cambien sus baterías cuando cambian la hora o en su cumpleaños.

La Asociación Nacional de Protección contra Incendios de EE. UU. (NFPA) recomienda que los propietarios reemplacen las baterías de los detectores de humo al menos una vez al año, o antes si comienzan a emitir un pitido (señal de que la batería tiene poca carga). Las baterías también deben reemplazarse si fallan en una prueba, la cual la NFPA recomienda realizar al menos una vez al mes presionando el botón de "prueba" en la alarma. [ 57 ]

Fiabilidad

Un informe del NIST de 2004 concluyó que "las alarmas de humo, ya sean de tipo ionización o fotoeléctricas, proporcionaron de manera consistente tiempo para que los ocupantes escaparan de la mayoría de los incendios residenciales", y, "en consonancia con hallazgos anteriores, las alarmas de tipo ionización proporcionaron una respuesta algo mejor a los incendios con llamas que las alarmas fotoeléctricas (de 57 a 62 segundos más rápida), y las alarmas fotoeléctricas proporcionaron (a menudo) una respuesta considerablemente más rápida a los incendios latentes que las alarmas de tipo ionización (de 47 a 53 minutos más rápida)". [ 21 ]

La limpieza regular puede prevenir falsas alarmas causadas por la acumulación de polvo e insectos, especialmente en las alarmas ópticas, ya que son más susceptibles a estos factores. Se puede usar una aspiradora para limpiar los detectores de humo domésticos y eliminar el polvo perjudicial. Los detectores ópticos son menos propensos a las falsas alarmas en lugares como cerca de una cocina donde se generan humos de cocción. [ 58 ]

La noche del 31 de mayo de 2001, Bill Hackert y su hija Christine, de Rotterdam, Nueva York , fallecieron cuando su casa se incendió y un detector de humo de ionización de la marca First Alert no se activó. [ 59 ] La causa del incendio fue un cable eléctrico deshilachado detrás de un sofá que ardió lentamente durante horas antes de envolver la casa en llamas y humo. [ 59 ] Se determinó que el detector de humo de ionización tenía un diseño defectuoso y, en 2006, un jurado del Tribunal de Distrito de los Estados Unidos para el Distrito Norte de Nueva York dictaminó que First Alert y su entonces empresa matriz, BRK Brands , eran responsables de millones de dólares en daños. [ 59 ]

Instalación y colocación

Una guía estadounidense de 2007 sobre la colocación de detectores de humo sugería colocar uno en cada piso de un edificio y en cada dormitorio.

En Estados Unidos, la mayoría de las leyes estatales y locales relativas al número y la ubicación de los detectores de humo se basan en las normas establecidas en la NFPA 72, Código Nacional de Alarmas y Señalización contra Incendios. [ 60 ] Las leyes que rigen la instalación de detectores de humo varían según la localidad. Sin embargo, algunas normas y directrices para viviendas existentes son relativamente uniformes en todo el mundo desarrollado. Por ejemplo, Canadá y Australia exigen que un edificio tenga un detector de humo en funcionamiento en cada planta. El código NFPA de Estados Unidos, citado anteriormente, exige detectores de humo en cada planta habitable y en las proximidades de todos los dormitorios. Las plantas habitables incluyen los áticos que sean lo suficientemente altos como para permitir el acceso. [ 60 ] Muchos otros países tienen requisitos similares.

En las construcciones nuevas, los requisitos mínimos suelen ser más estrictos. Por ejemplo, todos los detectores de humo deben estar conectados directamente al cableado eléctrico , interconectados y contar con una batería de respaldo . Además, generalmente se requieren detectores de humo dentro o fuera de cada dormitorio , según las normativas locales. Los detectores de humo exteriores detectarán los incendios más rápidamente, siempre que el fuego no se origine en el dormitorio, pero el sonido de la alarma será menor y podría no despertar a algunas personas. Algunas zonas también exigen detectores de humo en escaleras , pasillos principales y garajes . [ 61 ]

Se pueden conectar una docena o más de detectores mediante cableado o de forma inalámbrica, de modo que si uno detecta humo, las alarmas se activarán en todos los detectores de la red, lo que aumenta la probabilidad de que los ocupantes sean alertados incluso si el humo se detecta lejos de su ubicación. La interconexión por cable es más práctica en construcciones nuevas que en edificios ya existentes.

En el Reino Unido, la instalación de detectores de humo en construcciones nuevas debe cumplir con la norma británica BS5839 pt6. BS 5839: Pt.6: 2004, que recomienda que una propiedad de nueva construcción de no más de 3 plantas (menos de 200 metros cuadrados por planta) esté equipada con un sistema de grado D, LD2. Las normativas de construcción en Inglaterra, Gales y Escocia recomiendan que se siga la norma BS 5839: Pt.6, pero como mínimo se debe instalar un sistema de grado D, LD3. Las normativas de construcción en Irlanda del Norte exigen la instalación de un sistema de grado D, LD2, con detectores de humo en las vías de evacuación y en el salón principal, y un detector de calor en la cocina; esta norma también exige que todos los detectores tengan alimentación eléctrica y batería de respaldo. [ 62 ]

Comercial

Mecanismo de cierre integrado para puertas de edificios comerciales. En el interior de la carcasa se encuentran el dispositivo de cierre, el detector de humo y la fuente de alimentación.

Los detectores de humo comerciales pueden ser convencionales o direccionables, y se conectan a sistemas de alarma de seguridad o de incendios controlados por paneles de control de alarmas contra incendios (FACP). [ 63 ] Este es el tipo de detector más común y suele ser significativamente más caro que los detectores de humo residenciales de una sola estación que funcionan con baterías. [ 63 ] Se utilizan en la mayoría de las instalaciones comerciales e industriales y en otros lugares como barcos y trenes, [ 63 ] pero también forman parte de algunos sistemas de alarma de seguridad en hogares. [ 64 ] Estos detectores no necesitan tener alarmas incorporadas, ya que los sistemas de alarma pueden ser controlados por el FACP conectado, que activará las alarmas pertinentes y también puede implementar funciones complejas como una evacuación por etapas. [ 63 ]

Convencional

La palabra "convencional" es jerga utilizada para distinguir el método utilizado para comunicarse con la unidad de control en sistemas direccionables más nuevos. [ 63 ] Los llamados "detectores convencionales" son detectores de humo utilizados en sistemas interconectados más antiguos y se asemejan a interruptores eléctricos por su funcionamiento. [ 63 ] Estos detectores están conectados en paralelo a la ruta de señalización de modo que se monitorea el flujo de corriente para indicar el cierre de la ruta del circuito por cualquier detector conectado cuando el humo u otros estímulos ambientales similares influyen suficientemente en cualquier detector. [ 63 ] El aumento resultante en el flujo de corriente (o un cortocircuito) es interpretado y procesado por la unidad de control como una confirmación de la presencia de humo y se genera una señal de alarma de incendio. [ 63 ] En un sistema convencional, los detectores de humo generalmente están cableados juntos en cada zona y un solo panel de control de alarma de incendio generalmente monitorea varias zonas que pueden estar dispuestas para corresponder a diferentes áreas de un edificio. [ 63 ] En caso de incendio, el panel de control puede identificar qué zona o zonas contienen el detector o detectores en alarma. Sin embargo, no pueden identificar qué detector o detectores individuales están en estado de alarma. [ 63 ]

Direccionable

Un detector de humo Simplex TrueAlarm direccionable

Un sistema direccionable asigna a cada detector un número o dirección individual. [ 63 ] Los sistemas direccionables permiten visualizar la ubicación exacta de una alarma en el FACP, a la vez que permiten conectar varios detectores a la misma zona. [ 63 ] En algunos sistemas, se proporciona una representación gráfica del edificio en la pantalla del FACP que muestra la ubicación de todos los detectores del edificio, [ 63 ] mientras que en otros simplemente se indica la dirección y la ubicación del detector o detectores en alarma. [ 63 ]

Los sistemas direccionables suelen ser más caros que los sistemas convencionales no direccionables, [ 65 ] y ofrecen opciones adicionales, incluyendo un nivel de sensibilidad personalizado (a veces llamado modo Día/Noche) que puede determinar la cantidad de humo en un área determinada y la detección de contaminación desde el FACP que permite determinar una amplia gama de fallas en las capacidades de detección de los detectores de humo. [ 63 ] Los detectores se contaminan generalmente como resultado de la acumulación de partículas atmosféricas en los detectores que circulan por los sistemas de calefacción y aire acondicionado en los edificios. Otras causas incluyen trabajos de carpintería, lijado, pintura y humo en caso de incendio. [ 66 ] Los paneles también se pueden interconectar para monitorear una gran cantidad de detectores en múltiples edificios. [ 63 ] Esto se usa más comúnmente en hospitales, universidades, centros turísticos y otros grandes centros o instituciones. [ 63 ]

Estándares

Normas europeas EN54

Los productos de detección de incendios cumplen con la norma europea EN 54 sobre sistemas de detección y alarma de incendios, que es de cumplimiento obligatorio para todos los productos que se distribuyan e instalen en cualquier país de la Unión Europea (UE). La parte 7 de la norma EN 54 se aplica a los detectores de humo. Las normas europeas se desarrollan para facilitar la libre circulación de mercancías en los países de la UE. La norma EN 54 goza de amplio reconocimiento internacional. La certificación EN 54 de cada dispositivo debe emitirse anualmente. [ 67 ] [ 68 ]

Cobertura de detectores de humo y temperatura según la norma europea EN54.

  • EN54-7: Detector de humo
  • EN54-5: Detector de temperatura
  • SA: Área de superficie
  • Smax (metros cuadrados): Cobertura máxima de la superficie
  • Rmax (m): Radio máximo

La información en negrita corresponde a la cobertura estándar del detector. La cobertura del detector de humo es de 60 metros cuadrados y la del detector de humo por temperatura es de 20 metros cuadrados . La altura desde el suelo es un factor importante para una protección adecuada. [ 69 ]

Existe también una norma adicional (armonizada) EN14604, que suele ser la que se cita habitualmente en los puntos de venta domésticos. Esta norma amplía las recomendaciones de la EN54 para detectores de humo domésticos y especifica los requisitos, los métodos de ensayo, los criterios de rendimiento y las instrucciones del fabricante. También incluye requisitos adicionales para detectores de humo aptos para su uso en vehículos de alojamiento turístico. [ 70 ] Sin embargo, gran parte de la EN14604 es de carácter voluntario. Un estudio publicado en 2014 evaluó seis áreas de cumplimiento y descubrió que el 33 % de los dispositivos que afirmaban cumplir esta norma no lo hacían en uno o más de los aspectos específicos. El estudio también reveló que el 19 % de los productos presentaban problemas con la detección real de incendios. [ 71 ]

Australia y Estados Unidos

En Estados Unidos, el primer estándar para alarmas de humo domésticas se estableció en 1967. [ 10 ] En 1969, la USAEC permitió a los propietarios de viviendas usar detectores de humo sin una licencia. [ 6 ] El Código de Seguridad contra Incendios (NFPA 101), aprobado por la Asociación Nacional de Protección contra Incendios de EE. UU. (NFPA) en 1976, fue el primero en exigir alarmas de humo en los hogares. [ 10 ] Los requisitos de sensibilidad de las alarmas de humo en UL 217 se modificaron en 1985 para reducir la susceptibilidad a las falsas alarmas. [ 10 ] En 1988 , los códigos de construcción modelo BOCA , ICBO y SBCCI comenzaron a exigir que las alarmas de humo estuvieran interconectadas y ubicadas en todas las habitaciones. [ 10 ] En 1989, la NFPA 74 fue la primera en exigir que las alarmas de humo estuvieran interconectadas en todas las construcciones de viviendas nuevas, y en 1993, la NFPA 72 fue la primera en exigir que las alarmas de humo se instalaran en todos los dormitorios. [ 10 ] La NFPA comenzó a exigir el reemplazo de los detectores de humo después de diez años en 1999. [ 10 ] En 1999, Underwriters Laboratory (UL) cambió los requisitos de etiquetado de las alarmas de humo para que todas las alarmas de humo tengan una fecha de fabricación escrita en inglés sencillo.

En junio de 2013, se publicó en la revista oficial de la Asociación Australiana de Bomberos Voluntarios un informe de la Fundación Mundial para la Seguridad contra Incendios titulado "¿Se puede confiar en las normas australianas y estadounidenses sobre detectores de humo?". El informe cuestiona la validez de los criterios de prueba utilizados por las agencias gubernamentales estadounidenses y australianas al realizar pruebas científicas a los detectores de humo de ionización. [ 72 ]

Legislación

En junio de 2010, la ciudad de Albany, California , promulgó una ley que solo permitía el uso de sistemas fotoeléctricos tras una decisión unánime del Ayuntamiento de Albany; varias otras ciudades de California y Ohio promulgaron leyes similares poco después. [ 73 ]

En noviembre de 2011, el Territorio del Norte promulgó la primera legislación residencial fotoeléctrica de Australia que obliga al uso de detectores de humo fotoeléctricos en todas las viviendas nuevas del Territorio del Norte. [ 74 ]

A partir del 1 de enero de 2017, el estado australiano de Queensland estableció como obligatorio que todos los detectores de humo en viviendas nuevas (o en viviendas que hayan sido renovadas sustancialmente) fueran fotoeléctricos y no incluyeran un sensor de ionización. Además, debían estar conectados directamente a la red eléctrica con una fuente de alimentación secundaria (por ejemplo, una batería) e interconectados con todos los demás detectores de humo de la vivienda. Esto garantiza que todos se activen simultáneamente. Desde esa fecha, todos los detectores de humo de reemplazo deben ser fotoeléctricos; a partir del 1 de enero de 2022, todas las viviendas vendidas, arrendadas o cuyo contrato de arrendamiento se renueve deben cumplir con los mismos requisitos que las viviendas nuevas; y a partir del 1 de enero de 2027, todas las viviendas deben cumplir con los mismos requisitos que las viviendas nuevas. [ 75 ]

En junio de 2013, en un discurso parlamentario australiano, se planteó la pregunta: "¿Son defectuosos los detectores de humo de ionización?". Esto se produjo tras los datos de la agencia de pruebas científicas del Gobierno australiano (la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth – CSIRO ) que revelaban graves problemas de rendimiento con la tecnología de ionización en la fase inicial y latente de un incendio, un aumento de los litigios relacionados con los detectores de humo de ionización y una legislación cada vez más estricta que exigía la instalación de detectores de humo fotoeléctricos. El discurso citó un informe de la Fundación Mundial para la Seguridad contra Incendios de mayo de 2013, publicado en la revista de la Asociación Australiana de Bomberos Voluntarios, titulado "¿Se puede confiar en las normas australianas y estadounidenses sobre detectores de humo?". El discurso concluyó con una solicitud a uno de los mayores fabricantes mundiales de detectores de humo de ionización y a la CSIRO para que revelaran el nivel de humo visible necesario para activar los detectores de humo de ionización de los fabricantes según las pruebas científicas de la CSIRO. [ 76 ] El estado estadounidense de California prohibió la venta de detectores de humo con baterías reemplazables. [ 77 ]

Preocupaciones sobre la privacidad en relación con los detectores de humo inteligentes

Los detectores de humo inteligentes, al igual que otros dispositivos del Internet de las cosas , pueden recopilar y transmitir una cantidad significativa de datos. Esto puede incluir información sobre cuándo y dónde se utiliza el dispositivo, la frecuencia de las alarmas e incluso datos de audio y vídeo si el dispositivo incluye un micrófono o una cámara. Estos datos podrían revelar información sensible sobre los hábitos, rutinas y estilo de vida del usuario. Dado que los detectores de humo inteligentes están conectados a internet, son vulnerables a los ataques informáticos. Una persona no autorizada podría acceder al dispositivo y a los datos que recopila. En casos extremos, si el dispositivo incluye una cámara o un micrófono, un pirata informático podría utilizarlo para espiar a los habitantes de la vivienda. [ 78 ]

Muchos fabricantes de dispositivos inteligentes comparten datos de usuarios con terceros, a menudo con fines publicitarios o de análisis de datos. Esto puede suponer un grave problema de privacidad si los datos incluyen información sensible o de identificación personal. Algunos fabricantes también pueden cooperar con las fuerzas del orden, lo que podría permitirles acceder a los datos de los usuarios sin su conocimiento ni consentimiento. [ 79 ]

Muchos usuarios han tomado medidas para proteger su privacidad al usar detectores de humo inteligentes. Esto puede incluir el uso de contraseñas seguras y únicas para sus dispositivos, la desactivación de funciones innecesarias y la actualización periódica del software para protegerse contra vulnerabilidades de seguridad. Algunos usuarios también pueden optar por usar detectores de humo tradicionales que no se conectan a internet, para evitar por completo estas preocupaciones sobre la privacidad. [ 80 ] [ 79 ]

Notas

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