Detección lineal por temperatura: Cómo funciona, ventajas y aplicaciones

Abordamos este tema teniendo en cuenta los siguientes puntos:

• ¿Qué es un cable sensor lineal?
• Principio de funcionamiento y tecnologías 
• Rangos de Operación
• Ventajas de los cables sensores lineales
• Tipos de cables sensores lineales
• Aplicaciones comunes
• Principales fabricantes 
   

¿Qué es un cable sensor lineal?

Fuente: duranelectronica.com

La detección lineal por temperatura es un sistema de protección contra incendios que identifica el calor generado por un fuego a través de un cable diseñado específicamente para detectar calor. Un cable sensor lineal es un tipo de detector térmico que está diseñado para detectar la presencia de calor o aumentos de temperatura en un área determinada.

Este cable se compone de dos hilos trenzados, los cuales generan una tensión similar a la de un resorte y están recubiertos por una capa de polímero sensible a la temperatura. Esta capa permite detectar calor en cualquier punto a lo largo de la longitud del cable.

Principio de funcionamiento y tecnologías

Fuente: eurofyre.co.uk

Cuando la temperatura alcanza un umbral previamente establecido, el polímero se derrite, lo que provoca que los conductores hagan contacto entre sí y se genere una señal de alarma de incendio. Este tipo de sistema de detección lineal es capaz de cubrir amplias áreas. El cable térmico puede conectarse directamente a un sistema convencional o, a través de un módulo de entrada, a una central de incendios analógica. Su cobertura es comparable a la de los detectores térmicos tradicionales y debe diseñarse conforme a las pautas y recomendaciones de distintos fabricantes.

Además, el cable sensor está diseñado para resistir condiciones ambientales adversas, entornos peligrosos e industriales, y su instalación y empalme son sencillos. Los cables sensores bimetálicos están disponibles en varias configuraciones para uso en interiores en condiciones normales, así como en versiones para exteriores que soportan radiaciones ultravioletas, son resistentes a agentes químicos y corrosivos, o están fabricados en acero inoxidable para resistir impactos y roturas.

Para facilitar la instalación, se ofrecen numerosos soportes y accesorios, además de sujetadores que permiten una correcta fijación en trayectorias largas o en techos.

Tecnología digital 

Estos cables miden cambios de temperatura y también se conocen como no reiniciables, debido a que se requiere el reemplazo de todo el tramo del cable después de una activación. Operan mediante un proceso de detección que puede ser más inmediato, pero menos flexible que los sistemas analógicos.

Módulo de control sistema lineal de temperatura.
Fuente: duranelectronica.com

En el caso digital, y para agregar valor adicional, el cable de detección lineal de temperatura se puede conectar a un módulo de interfaz digital que cuenta con dos zonas de detección supervisadas, permitiendo hasta 3,000 metros de cable sensor por zona. La temperatura de alarma está predeterminada por una longitud de cable (p. ej., 68 °C).

Este módulo tiene una pantalla que identifica con precisión el metro específico del cable donde se ha detectado la alarma de incendio. Gracias a su diseño con dos zonas, puede emplearse para detección individual o cruzada.

El módulo también puede proporcionar salidas para alarmas de incendio y fallos en cada zona, lo que permite supervisar tanto el estado de alarma como el de avería desde la central de incendios analógica. Además, y según el fabricante, puede contar con salida ModBus, facilitando la supervisión en software de control como BMS o SCADA.

Tecnología análoga

Miden continuamente la resistencia eléctrica a lo largo del cable. Si la temperatura supera un umbral específico, se activa una alarma. A diferencia de los sistemas digitales, estos no tienen una temperatura de alarma predefinida; el usuario puede seleccionar la temperatura de alarma deseada durante la instalación a través de la unidad de control. Por lo tanto, es obligatorio un módulo de interfaz o unidad de control para cada zona del cable, y la longitud máxima del cable por zona usualmente no supera los 500 metros. Este tipo de cable permite el reuso después de una activación.

Típicamente, pueden configurarse para activar alarmas a temperaturas que oscilan entre 54 °C y 100 °C.

Detección de temperatura por fibra óptica

Los sistemas basados en fibra óptica, también conocidos como sistemas DTS (Distributed Temperature Sensing), utilizan tecnología de fibra óptica para medir cambios de temperatura. La fibra transmite pulsos de luz láser, y los cambios en la señal reflejada se analizan para determinar variaciones en la temperatura. Esta tecnología es altamente precisa y puede detectar aumentos de temperatura con exactitud en secciones muy específicas a lo largo de la fibra.

Tipos de cables sensores lineales

Tipo EPC

Los cables de tipo EPC son cables de detección de temperatura que funcionan bajo el principio del Efecto Piroeléctrico Continuo (EPC). Consisten en una funda exterior duradera de vinilo ignífugo. Estos cables están diseñados para detectar cambios de temperatura a lo largo de toda su longitud. Su funcionamiento se basa en la capacidad de ciertos materiales para generar un voltaje eléctrico cuando experimentan variaciones de temperatura, lo que les permite detectar un aumento en la temperatura a lo largo de su recorrido.

La cubierta exterior proporciona un buen rendimiento para la mayoría de las instalaciones. Cuenta con baja absorción de humedad, resistencia contra muchos químicos comunes y una excelente flexibilidad a bajas temperaturas.

Si bien este tipo de cable no es tan común como los sistemas digitales o de fibra óptica, su principio se basa en la capacidad de responder rápidamente a cambios de temperatura distribuidos a lo largo de distancias significativas.

Tipo XLT

Son cables sensores de detección de calor más avanzados, diseñados para operar en sistemas de detección lineal de temperatura, es ideal para el desempeño ambiental a baja temperatura, como el almacenamiento en frío; es del tipo de detector de calor lineal digital con temperatura de alarma mas baja de 57 ° C.

Este tipo de cable es especialmente conocido por su capacidad para soportar ambientes extremos, siendo utilizado en aplicaciones industriales, infraestructuras críticas, túneles y áreas donde se requiere una detección temprana y confiable de incendios.

Tipo XCR

Los cables tipo XCR utilizan una chaqueta de polímero de fluoruro de alto rendimiento. Este detector está diseñado específicamente para su uso en aplicaciones con criterios ambientales extremos, y se deben cumplir los criterios de desempeño del producto. En general, la cubierta tiene resistencia al fuego; bajo humo, el cable XCR proporciona una excelente resistencia a la abrasión y a las propiedades mecánicas. También ofrece una excelente impermeabilización química y resistencia a una amplia variedad de ácidos, bases y disolventes orgánicos, así como a gases simples. Además, la propiedad de la cubierta (dependiendo de la marca y fabricante) evita que sufra alteraciones significativas en exposiciones al aire libre, a la luz solar y a condiciones climáticas adversas.

Los cables de tipo XCR se caracterizan principalmente por su tecnología de detección de calor. Estos cables están especialmente diseñados para proporcionar una solución de detección de incendios en aplicaciones donde los métodos convencionales no son suficientes.

Los detalles específicos y la clasificación exacta de estos tres tipos de cables lineales pueden variar según el fabricante, por lo que es importante consultar la documentación técnica para obtener información más precisa.

Rangos de operación

Los cables digitales suelen operar en un rango de temperatura predefinido de activación (entre 68 °C y 180 °C). Por su parte, los sistemas analógicos y basados en fibra óptica permiten un monitoreo más flexible, con rangos que pueden extenderse hasta los 700 °C, dependiendo del material y el entorno de operación.

Ventajas de los cables sensores lineales

Los beneficios de utilizar la detección de calor lineal son importantes en aplicaciones con entornos difíciles. Entre los principales se encuentran:

• Detección temprana: Los cables pueden detectar un incendio en su etapa inicial, antes de que se propaguen las llamas, detectando aumentos de temperatura localizados.
• Durabilidad: Están diseñados para funcionar en entornos hostiles, siendo resistentes al polvo, la humedad, los productos químicos y otros factores adversos. Son adecuados para entornos industriales y de alta complejidad.
• Cobertura continua: Ofrecen una amplia detección de incendios a lo largo de toda su longitud.
• Facilidad de instalación: Pueden instalarse en entornos no aptos para otros tipos de detectores de calor.
• Costos: Presentan costos de instalación relativamente bajos y requieren menos mantenimiento en comparación con otros detectores.
• Sencillez de funcionamiento: Son compatibles con un sistema de alarma contra incendios o un sistema de gestión de edificios más amplio.
• Certificación: Los sistemas son reconocidos y certificados por los principales organismos de certificación, como UL, FM y VdS.

Aplicaciones comunes

Los cables sensores lineales para detección de incendios se utilizan principalmente en:

• Túneles (carreteros y ferroviarios): Se instalan a lo largo de los túneles para detectar cualquier aumento de temperatura en caso de incendio.
• Plantas industriales y almacenes: Se utilizan para monitorear zonas con mucho equipo mecánico, líneas de producción o donde hay materiales inflamables.
• Cintas transportadoras: Son útiles para detectar incendios en cintas transportadoras, particularmente en la industria minera.
• Depósitos de petróleo y gas: Se emplean para detectar cualquier aumento de temperatura en tanques de almacenamiento o tuberías.
• Centrales hidroeléctricas y patios de distribución de energía: En estos sitios, los cables se instalan alrededor de grandes transformadores de energía. En caso de fallo, y previo a ocasionar un incendio, estos aparatos elevan su temperatura, dando la oportunidad, a través del cable lineal de detección, de generar una alarma previa a un potencial incendio.

Principales fabricantes

1. Inim Electronics: Ofrecen una amplia gama de soluciones en diferentes tipos de cables EPC, XLT y XCR.
2. Cavicel: Conocidos por su gama de cables de detección de calor que cumplen con la norma EN 54-28, ofrecen opciones para temperaturas de alarma desde 68 °C hasta 138 °C.
3. ProtectionWire Fire Systems: Sus sistemas son altamente eficientes y están diseñados para ofrecer una protección confiable en una variedad de entornos industriales, incluso en condiciones extremas, como temperaturas elevadas y ambientes corrosivos.
4. Thermocable: Sus productos ProReact son reconocidos por su flexibilidad y capacidad de no necesitar reemplazo tras una activación, lo que reduce los costos de mantenimiento.

Conclusión 

La detección lineal por temperatura es una solución flexible y robusta para la protección contra incendios en instalaciones donde se requiere cubrir grandes áreas o donde los sistemas de detección puntuales no son prácticos. Es una tecnología efectiva para la detección temprana de incendios en aplicaciones industriales y de infraestructura crítica. Su capacidad para monitorear largas distancias y operar en entornos difíciles la convierte en una solución confiable y duradera para la protección contra incendios.