Los investigadores han desarrollado un nuevo sistema basado en láser que ofrece una forma eficiente y de bajo costo de detectar incendios en entornos desafiantes, como instalaciones industriales o grandes obras de construcción. Con un mayor desarrollo, el sistema podría eventualmente detectar incendios a más de un kilómetro de distancia.

"Nuestro nuevo sistema permite detectar incendios en áreas polvorientas propensas a incendios, donde los sistemas actuales muestran un rendimiento limitado o no pueden funcionar, "dijo el científico principal Mikael Lassen de Danish Fundamental Metrology A / S, miembro del equipo de investigación. "Podría utilizarse en una variedad de industrias, como instalaciones de gestión de residuos, plantas de suministro de energía, fábricas de procesamiento de alimentos y fábricas textiles ".

Un grupo multiinstitucional de investigadores describe el nuevo sistema en la revista Optical Society Óptica aplicada . El sistema detecta un incendio o un cambio de temperatura mediante el uso de componentes ópticos económicos para crear y detectar cambios en un patrón de moteado.

"El análisis de patrones de moteado es una solución completamente nueva para detectar incendios y cambios de calor, ", dijo Lassen." No solo es rápido y de costo relativamente bajo, pero también funciona en grande, Ambientes hostiles."

La investigación es parte de un proyecto de Eurostars que tiene como objetivo desarrollar un sistema que pueda identificar pequeños aumentos de temperatura para proporcionar una detección temprana y confiable de incendios. Además de la metrología fundamental danesa, el proyecto incluyó a investigadores de Elotec A / s en Noruega y LAP-Sikkerhed ApS y el Instituto Danés de Tecnología de Seguridad e Incendios, todo en Dinamarca.

Prevención de falsas alarmas

La mayoría de los sistemas de detección y prevención de incendios que se utilizan hoy en día no funcionan bien en sitios industriales hostiles o en áreas grandes. Los detectores de humo estándar a menudo dan falsas alarmas debido al polvo y los contaminantes en estos entornos y no pueden detectar las partículas submicrónicas liberadas durante las primeras etapas del fuego.

Aunque los sistemas de detección óptica basados ​​en la medición de cambios de amplitud en una señal óptica son más avanzados, también son sensibles a las vibraciones y no siempre pueden detectar incendios a través del polvo y el vapor. Para sensores que detectan la radiación emitida por llamas, radiación de otras fuentes como la luz solar, luz artificial, la soldadura u otras fuentes no peligrosas pueden dar lugar a falsas alarmas.

En el nuevo trabajo Lassen y sus colegas aplicaron un enfoque óptico completamente diferente para detectar incendios midiendo patrones dinámicos de motas. Estos patrones cambiantes se producen por interferencia cuando la luz láser incide en una superficie rugosa. Cuando ocurre un incendio, el flujo de calor hace que el rayo láser se mueva de una manera que es detectable cuando la luz del láser se refleja en un detector en la fuente del láser. Los investigadores utilizaron estadísticas y aprendizaje automático para analizar el patrón de ruido del patrón de moteado dinámico creado por esa luz láser. La presencia de ruido blanco de banda ancha indicó un incendio, mientras que las fuentes de ruido limitadas a un rango estrecho de longitudes de onda podrían descartarse como una influencia mecánica como la vibración.

Pruebas en plantas de residuos

Para validar el nuevo sistema de detección de incendios, los investigadores probaron un prototipo de prueba de concepto operado de forma remota en la planta de residuos de Energnist I / S en Kolding, Dinamarca. Debido a la extrema dureza, ambiente ruidoso y polvoriento, la planta normalmente tiene de tres a cuatro falsas alarmas por mes.

"El sistema detectó incendios con una precisión del 91 por ciento, que es un muy buen resultado teniendo en cuenta el duro entorno, "dijo Lassen." Debido a que no depende de la intensidad absoluta del haz de luz, es resistente a la atenuación general debida al polvo y al humo ".

Convertir el prototipo en un producto terminado requerirá un desarrollo de producto adicional, como completar la carcasa, optimizar la electrónica y los algoritmos, y diseño de la interfaz de usuario. Los investigadores también planean actualizar el detector óptico y el láser a uno más potente para aumentar la sensibilidad y expandir el rango de detección primero a 500 a 600 metros y finalmente a más de 1 kilómetro.