Cómo la detección por imágenes de video puede mejorar la respuesta en entornos difíciles
Por el Ingeniero Joshua Dinaburg
La detección de humo ha demostrado ser una herramienta crítica para salvar vidas y bienes. La advertencia temprana da tiempo a los ocupantes para realizar una evacuación segura y alertar a los bomberos permitiendo su rápida movilización. La detección efectiva también distingue al fuego y el humo de las posibles falsas alarmas. Los avances en la detección por imágenes de video (DIV) permiten llevar la detección temprana de humo y llamas a entornos difíciles y altamente peligrosos. Hoy, la detección de humo por imágenes de video (DHIV) y la detección de llamas por imágenes de video (DLLIV) se está utilizando cada vez más en infraestructuras críticas – como en centrales de generación eléctrica, fabricación, depósito y distribución, transporte, hangares aeronáuticos, túneles y edificios prestigiosos – para proteger a la gente, los bienes y la producción.
Problemas de los métodos de detección de humo convencionales
Los detectores de humo puntuales convencionales dependen de que las partículas de combustión lleguen al dispositivo para que se active la alarma. Incluso la detección de humo por aspiración toma partículas de una esfera de influencia limitada. La detección puntual puede verse limitada por la altura de los cielorrasos, la separación entre los detectores y la flotabilidad térmica de la fuente. Además, el humo debe acumular la suficiente densidad y penetrar en el elemento de detección para que se active.
El entorno que eleva y transporta al humo también puede afectar a los métodos de detección puntual convencionales. Por ejemplo, el humo puede estratificarse antes de llegar a los detectores del cielorraso si las fuerzas de flotabilidad pierden impulso. Los detectores ubicados por encima del nivel de estratificación recién detectan el humo cuando el aumento del fuego eleva la capa de humo. El aumento del fuego implica un mayor peligro.
Para muchas aplicaciones, como en las residencias, oficinas y espacios comerciales, la detección de humo puntual convencional ha demostrado ser confiable y efectiva. Pero, en los espacios abiertos más grandes, es posible que estos sistemas no logren una detección efectiva. A menudo, la instalación y el mantenimiento de los detectores puntuales tradicionales en estos lugares difíciles de llegar resultan muy costosos y dificultosos, si no imposible. Cada lugar tiene sus necesidades propias y, en algunos casos, la tecnología DIV podría permitir una detección más rápida, sensible y confiable que los detectores puntuales convencionales.
¿Cómo funciona la detección de humo y llamas por video?
Los sistemas de DIV comenzaron a desarrollarse a fines de la década del 90 y reconocen patrones, colores, destellos y cambios temporales en las imágenes para identificar humo y/o llamas. Los sistemas de DIV pueden usar las cámaras de seguridad de la red estándar (CCTV) con una computadora de análisis central, o se pueden instalar cámaras independientes con procesamiento interno y relés. Las imágenes pasan por una serie de algoritmos patentados que utilizan diferentes técnicas para identificar el comportamiento del humo y las llamas. Dependiendo del campo visual, las obstrucciones, el movimiento del humo y las reflexiones de las llamas, es posible que el DIV no muestre dónde se originó el incendio. Por eso es importante que ambos tipos puedan confiar en el video para que los operadores de las salas de control sepan lo que está ocurriendo 24/7. Los operadores pueden ayudar a eliminar las falsas alarmas o localizar el origen del incendio para mejorar las tácticas de los bomberos.
Ventajas de la detección por imágenes de video
En ciertas aplicaciones, la tecnología de DIV puede permitir una rápida detección en comparación con los detectores de humo puntuales. La DIV ofrece un campo de detección amplio y no se ve limitada por el desplazamiento y la estratificación del humo. Los detectores de DIV pueden detectar humo o llamas dentro de todo el campo visual de la cámara, que pueden ser grandes superficies horizontales y alturas verticales. Con el diseño correcto, hasta pueden utilizarse en exteriores para detectar penachos de llamas y columnas de humo. En cambio, los detectores de humo típicos deben instalarse a una distancia fija y su rendimiento disminuye a medida que aumenta la altura del cielorraso. Los analistas de los videos no necesitan estar en contacto con el humo, sino que “ven” el peligro en el campo visual, lejos del detector.
En muchas instalaciones con cielorrasos muy altos y superficies de horizontales abiertas, los diseñadores encuentran que no resulta práctico instalar dispositivos de detección de humo convencionales por cuestiones de mantenimiento y prueba; los dispositivos convencionales suelen funcionar mal en estos entornos. Los sistemas de detección por video pueden tener una mayor sensibilidad a los incendios incipientes y una tasa de respuesta más rápida que los sistemas convencionales – lo que termina limitando los incidentes de incendios graves y evitando grandes daños.
¿Cómo se adaptan los códigos de incendio a la DIV?
El Código Nacional de Alarmas de Incendio, NFPA 72, reconoce el uso de los sistemas de detección de llamas y humo por imágenes de video. La instalación de estos sistemas requiere de un diseño basado en el rendimiento. Salvo que se utilice la DIV como método de detección complementario, los diseñadores deben cumplir con los requisitos de energía eléctrica de la norma NFPA 72, que establecen un mínimo de 24 horas de energía de reserva. Dada la gran variabilidad de las capacidades del sistema de DIV y las diferencias de las tecnologías de algoritmos de las alarmas, la NFPA 72 exige la inspección, testeo y mantenimiento de los sistemas de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Al considerar los componentes de un nuevo sistema de seguridad contra incendios, es importante recordar que el mercado suele actualizarse más rápido que los códigos de la NFPA, por lo que se debe consultar con expertos para asegurarse de que la tecnología en la que se invierte hoy no contradiga de ningún modo a las actuales reglamentaciones de seguridad contra incendios y protección vital.
Cómo pueden ayudar los ingenieros de protección contra incendios
Los diseños de DIV basados en el rendimiento deben tener en cuenta una diversidad de factores, como la ubicación de las cámaras, la luz ambiente y las condiciones de circulación de aire, el uso de las instalaciones, el cambio de las condiciones a lo largo del día y del año, la presencia de monitoreo 24/7, el cambio de las obstrucciones visuales y los posibles lugares y fuentes de ignición. Los cambios en la distribución del lugar o las operaciones pueden afectar mucho la efectividad de este diseño. La DIV puede activarse accidentalmente ante condiciones que no son de emergencia, como el reflejo de la luz solar, la llegada de luz solar directa o la presencia de niebla o polvo. Las condiciones puede variar de invierno a verano, o cuando se esté realizando una construcción o un trabajo industrial. Los ingenieros de protección contra incendios calificados pueden evaluar su sistema y desarrollar un diseño de protección integrado que incluya el testeo y la puesta en marcha, para asegurarse de que los sistemas funcionen de acuerdo con la finalidad del diseño.
Mirando al futuro
Si bien los diseñadores de sistemas de protección contra incendios han aplicado los sistemas de DIV exitosamente en infraestructuras críticas, siguen existiendo nuevas aplicaciones para estos sistemas, como centros de investigación nuclear y plantas automotrices. Las innovadoras investigaciones sobre la clasificación de imágenes de video a través del aprendizaje automático continúan mejorando el potencial de los dispositivos de DIV. A medida que se sigan mejorando e innovando las tecnologías de análisis de imágenes, la detección de humo y llamas de estos sistemas será cada vez más confiable y eficiente.
El Ing. Joshua Dinaburg, trabaja para JENSEN HUGHES