Guía para elegir sistemas de detección de incendio eficientes en ambientes hostiles

Analizamos las alternativas tecnológicas avanzadas que ofrecen una detección más fiable y temprana en dichos entornos. Se analizan en detalle:

• La detección lineal de calor por fibra óptica (FO-LHD)
• Detección de humo por aspiración
• Detección de incendios por video
• Los detectores de llama (UV, IR, UV/IR, Multi-IR)
• Los sistemas de detección de gases y los detectores multisensores 

Para cada tecnología se describen sus principios de funcionamiento, ventajas, limitaciones, aplicaciones típicas y requisitos de mantenimiento.

La importancia del diseño en detección de incendio

Los aspectos cruciales de diseño e implementación son fundamentales para el éxito de estos sistemas avanzados. Esto incluye una cuidadosa selección y emplazamiento de detectores basada en análisis de riesgos, la protección adecuada de equipos en áreas peligrosas (clasificadas ATEX/IECEx o NEMA), la implementación de redundancia y tolerancia a fallos, y un suministro energético fiable. 

La integración con Sistemas de Control Industrial (SCADA/DCS) y sistemas de supresión de incendios, considerando la ciberseguridad (ISA/IEC 62443), es vital para una respuesta coordinada y automatizada. El cumplimiento de normativas internacionales (NFPA, EN, IEC) y prácticas recomendadas por la industria (API) es imperativo.

El desafío de la detección de incendios en entornos industriales hostiles

La prevención y mitigación de incendios en instalaciones industriales es una prioridad absoluta debido al potencial de pérdidas humanas, daños materiales significativos e interrupciones operativas costosas. Los entornos industriales hostiles, por su propia naturaleza, exacerban estos riesgos y complican enormemente la tarea de una detección de incendios temprana y confiable.

Caracterización de entornos industriales hostiles

Los entornos industriales hostiles se definen por una serie de condiciones extremas que pueden comprometer el funcionamiento de los equipos de detección convencionales. Estas condiciones incluyen la presencia de suciedad, polvo abundante y atmósferas corrosivas que pueden obstruir o degradar los sensores tradicionales.

La alta humedad, los cambios de temperatura abruptos y extremos, la presencia de vapores de disolventes y, en algunos casos, la radiactividad, también son factores característicos. Muchas de estas áreas están clasificadas como ATEX (Atmósferas Explosivas) debido al riesgo inherente de explosiones provocadas por la acumulación de polvo combustible o la presencia de gases y vapores inflamables.

Además de las condiciones ambientales adversas, los propios procesos industriales pueden generar riesgos significativos. Operaciones como la soldadura, el oxicorte y la fundición de metales a altas temperaturas son fuentes potenciales de ignición.

El uso y manipulación de productos químicos inflamables, especialmente si las reacciones no se controlan adecuadamente o si el almacenamiento es incorrecto, pueden llevar a la combustión espontánea. El almacenamiento inadecuado de materiales combustibles, como la falta de ventilación en zonas de almacenamiento o la ubicación de estos materiales cerca de fuentes de calor, también incrementa el riesgo.

La acumulación de polvo como factor degradante

Los fallos en las instalaciones eléctricas, incluyendo cables deteriorados, sobrecargas en circuitos, conexiones flojas que generan chispas y la acumulación de polvo en componentes eléctricos, se identifican consistentemente como una de las principales causas de incendios industriales. 

Es crucial entender que la hostilidad de un entorno industrial no se debe a factores aislados, sino a la interrelación de múltiples condiciones adversas que, en conjunto, multiplican la complejidad de la detección de incendios. Por ejemplo, el polvo, mencionado como una característica común, no solo representa un desafío al poder obstruir los sensores de los detectores, sino que también puede ser un material combustible en sí mismo. 

Esta misma acumulación de polvo sobre componentes eléctricos puede sobrecalentarlos o facilitar la ignición por chispas, incrementando directamente el riesgo de incendio. Por lo tanto, el polvo se convierte en un doble agente: interfiere con los medios de detección y, simultáneamente, actúa como una potencial fuente de combustible o facilitador de la ignición. Esta interconexión de factores implica que las soluciones de detección no solo deben ser resistentes a la acumulación de polvo, sino que el diseño global de la seguridad contra incendios debe considerar la gestión activa del polvo como una medida preventiva fundamental.

Limitaciones de los sistemas tradicionales de detección de incendios

Los sistemas tradicionales de detección de incendios, como los detectores de humo por ionización o fotoeléctricos y los detectores de calor convencionales, muestran serias limitaciones cuando se despliegan en los entornos industriales hostiles descritos anteriormente. Su eficacia se ve mermada, lo que conduce a una protección inadecuada.

Una de las principales deficiencias es la alta incidencia de falsas alarmas. Los detectores de humo convencionales pueden ser activados erróneamente por el humo generado durante procesos industriales normales (por ejemplo, en cocinas industriales o áreas de soldadura), por la alta humedad (común cerca de duchas de emergencia o en zonas con vapor), por la presencia de polvo en suspensión o por vapores químicos no relacionados con un incendio.

Estas falsas alarmas no solo interrumpen la producción, sino que también pueden erosionar la confianza del personal en el sistema de detección, llevando a una confianza peligrosa. Otro problema significativo es la incapacidad del humo para alcanzar los detectores instalados en el techo. En naves industriales con techos altos o grandes volúmenes, el fenómeno de la estratificación térmica puede impedir que el humo ascienda lo suficiente como para activar los detectores.

El aire caliente generado por procesos o por la propia estructura del edificio puede crear una barrera térmica que atrapa el humo a niveles inferiores. De manera similar, las obstrucciones físicas o las fuertes corrientes de aire pueden desviar el humo de los detectores. Las temperaturas extremas también afectan negativamente a los detectores convencionales. Las altas temperaturas pueden provocar falsas alarmas en los sensores térmicos, especialmente aquellos fijados a cubiertas metálicas que se calientan con el sol, o incluso dañar los componentes electrónicos de los detectores.

Por otro lado, las bajas temperaturas pueden causar condensación en el interior de los detectores, provocando cortocircuitos o daños eléctricos, y también pueden enfriar el humo rápidamente, dificultando su ascenso y detección. La contaminación ambiental por partículas, como el polvo o los aerosoles industriales, no solo causa falsas alarmas, sino que también exige una limpieza frecuente de los detectores para mantener su operatividad. 

Esta necesidad de mantenimiento se convierte en un problema mayor en áreas de difícil acceso, como falsos techos o zonas elevadas, lo que incrementa los costos operativos y, lo que es más importante, introduce riesgos laborales adicionales para el personal de mantenimiento. Además, los detectores de calor, aunque más robustos frente a ciertas condiciones ambientales, no detectan humo y, por lo tanto, no son adecuados para situaciones en las que se requiere una alerta temprana antes de que se desarrolle un calor significativo, ni son aptos para la activación de barreras cortahumo. 

Las consecuencias de estas limitaciones van más allá de los fallos de detección o las falsas alarmas. Un sistema que genera continuamente alarmas no deseadas puede llevar al personal a ignorarlas o, en el peor de los casos, a desactivar porciones del sistema, comprometiendo gravemente la seguridad integral de la planta. 

Así, la ineficacia de los sistemas tradicionales en entornos hostiles crea un efecto dominó: reduce la fiabilidad del sistema de protección, aumenta los costos operativos y de mantenimiento, y puede incluso introducir nuevos riesgos laborales y de seguridad. Esta situación resalta la necesidad imperativa de adoptar tecnologías de detección más avanzadas y adecuadas para estos entornos desafiantes.

Tecnologías avanzadas para la detección de incendios en aplicaciones industriales críticas

Frente a las limitaciones de los sistemas convencionales, han surgido diversas tecnologías avanzadas de detección de incendios diseñadas específicamente para operar de manera confiable en las condiciones adversas de los entornos industriales. Estas tecnologías ofrecen mejoras significativas en cuanto a sensibilidad, inmunidad a falsas alarmas y capacidad de supervivencia en ambientes hostiles:

Detección lineal de calor por fibra óptica (FO-LHD)

Fuente: eurofyre.co.uk

La Detección Lineal de Calor por Fibra Óptica (FO-LHD), también conocida como Detección Distribuida de Temperatura (DTS), es una tecnología que permite el monitoreo continuo de la temperatura a lo largo de toda la extensión de un cable sensor de fibra óptica. Un único cable puede cubrir distancias considerables, en términos de kilómetros según modelo y fabricante con un solo controlador. 

El principio de funcionamiento se basa en el análisis de la luz retrodispersada dentro de la fibra óptica. Pulsos de luz láser se envían a través de la fibra, y las variaciones de temperatura a lo largo del cable alteran las propiedades de la luz retrodispersada, específicamente las componentes de Stokes y Anti-Stokes (dispersión Raman). La relación de intensidad entre estos componentes permite calcular la temperatura en cada punto del cable con gran precisión.

Ventajas

• Inmunidad ambiental y electromagnética: El cable sensor de fibra óptica es intrínsecamente inmune a interferencias electromagnéticas (EMI) y de radiofrecuencia (RFI), lo que es crucial en entornos con alta densidad de equipos eléctricos como transformadores o bandejas de cables. También es resistente a la suciedad, el polvo, atmósferas corrosivas, alta humedad, cambios extremos de temperatura, vapores de disolventes e incluso radiactividad.
• Seguridad intrínseca: Al ser un sensor pasivo que no conduce electricidad y opera con baja potencia óptica, el cable es intrínsecamente seguro para su uso en atmósferas explosivas (áreas clasificadas ATEX/IECEx), incluyendo la Zona 0, sin necesidad de complejas envolventes protectoras.
• Bajo mantenimiento y larga vida útil: Los cables sensores son pasivos, robustos y no contienen componentes electrónicos, lo que se traduce en requisitos de mantenimiento mínimos o nulos. 
• Localización precisa del incendio: Los sistemas FO-LHD pueden localizar el origen de un sobrecalentamiento o incendio con una resolución espacial muy alta, en algunos casos inferior a 0.5 metros (por ejemplo, la serie N45 de AP Sensing).
• Resistencia a altas temperaturas: Ciertos cables sensores están diseñados para soportar temperaturas extremadamente altas, por ejemplo, hasta 750°C durante dos horas sin perder la capacidad de monitoreo.
• Redundancia: Los sistemas FO-LHD pueden configurarse en bucle (Clase A), de modo que la monitorización puede continuar incluso si el cable sensor sufre una rotura en un punto.8

Limitaciones

La principal limitación es que la FO-LHD detecta calor y no directamente humo o llamas. Por lo tanto, el tiempo de respuesta dependerá de la rapidez con que el calor generado por el incendio llegue efectivamente al cable sensor. En escenarios de incendio de desarrollo muy rápido con poca emisión inicial de calor, o donde el cable está alejado de la fuente, la detección podría retrasarse en comparación con otras tecnologías.

Aplicaciones típicas

Dada su robustez y versatilidad, la FO-LHD se utiliza en una amplia gama de aplicaciones industriales críticas: túneles (carretera, ferroviarios, de servicios), sistemas de metro, aparcamientos subterráneos, cintas transportadoras (especialmente para materiales como carbón), bandejas de cables eléctricos y de comunicaciones, transformadores de potencia, conductos de cables, falsos suelos y techos, parques de depósitos de combustible, almacenes de carbón, áreas de producción diversas, centrales eléctricas (convencionales, nucleares y solares fotovoltaicas), refinerías, plantas químicas, plantas de procesamiento de alimentos, cámaras frigoríficas, instalaciones de tratamiento de residuos, minas, tanques de almacenamiento y buques. 

Detección de humo por aspiración (ASD)

Fuente: extintorespresman.es

Los sistemas de Detección de Humo por Aspiración (ASD) representan un enfoque activo para la detección de incendios. Funcionan extrayendo continuamente muestras de aire del entorno protegido a través de una red de tuberías con puntos de muestreo estratégicamente ubicados. Estas muestras de aire son transportadas a una unidad de detección centralizada y altamente sensible, donde se analizan en busca de partículas de humo.

Ventajas:

• Detección muy temprana: Son capaces de detectar incendios en sus etapas más incipientes, a menudo en la fase de pirólisis, antes de que el humo sea visible para el ojo humano. Algunos sistemas ASD pueden ser hasta 2000 veces más sensibles que los detectores de humo puntuales convencionales. Esta capacidad de detección ultra-temprana proporciona un tiempo valioso para la investigación y la intervención.
• Rendimiento en entornos difíciles: Los ASD son ideales para proteger áreas con techos muy altos o grandes volúmenes, donde la estratificación térmica puede impedir que el humo llegue a los detectores de techo. También son eficaces en áreas con alto flujo de aire (como centros de datos o salas limpias) que diluyen el humo para los detectores convencionales, y en aplicaciones donde la detección debe ser discreta por razones estéticas o para evitar el vandalismo (por ejemplo, en edificios históricos o prisiones).
• Alta inmunidad a falsas alarmas: Los sistemas ASD avanzados incorporan sofisticados algoritmos de reconocimiento de patrones de incendio y utilizan filtros especializados para discriminar entre partículas de humo reales y contaminantes ambientales como polvo o suciedad, lo que resulta en una alta inmunidad a las falsas alarmas.
• Mantenimiento centralizado: La unidad de detección y la electrónica usualmente se encuentran en un lugar accesible, lo que facilita el mantenimiento. Sin embargo, la red de tuberías y los puntos de muestreo requieren una inspección y limpieza periódicas.

Limitaciones:

El diseño y la instalación de la red de tuberías de muestreo son críticos para el rendimiento del sistema ASD y deben ser realizados por personal cualificado y certificado, utilizando software de diseño específico para asegurar el cumplimiento con normativas como EN54-20.

El costo inicial de un sistema ASD puede ser más elevado que el de los detectores puntuales convencionales, aunque esto puede compensarse por la reducción del número de unidades de detección en grandes áreas y por la disminución de los costos asociados a falsas alarmas o fallos de detección.

Aplicaciones típicas:

Los sistemas ASD se emplean en una gran variedad de aplicaciones donde la detección temprana y la fiabilidad son cruciales: centros de procesamiento de datos, salas de servidores, salas limpias en la industria farmacéutica o electrónica, almacenes de gran altura y centros de distribución, industria papelera, centrales eléctricas, subestaciones eléctricas, instalaciones ferroviarias y de metro, plantas nucleares, operaciones mineras, almacenes frigoríficos, áreas de difícil acceso para mantenimiento, museos, galerías de arte, edificios históricos, y más recientemente, en la protección de instalaciones de almacenamiento de energía con baterías de ion-litio, donde pueden detectar los gases de electrolito emitidos durante las primeras etapas de un fallo de la batería.

Detección de incendios por video (VSD/VFD)

Cámara AVIOTEC. Fuente: BOSCH

La Detección de Incendios por Video (Video Smoke Detection - VSD, o Video Flame Detection - VFD) es una tecnología que utiliza cámaras de videovigilancia y algoritmos avanzados de análisis de imágenes para identificar la presencia de humo y/o llamas en el campo de visión de la cámara. Estos sistemas analizan el flujo de video en tiempo real, buscando características visuales específicas asociadas con el humo (como cambios en el contraste, movimiento, forma, densidad y color) y/o con las llamas (como brillo, color, forma y el patrón de parpadeo característico).

Ventajas:

• Detección rápida en la fuente: Al "ver" el humo o las llamas directamente en su origen, estos sistemas pueden lograr una detección muy rápida, a menudo en cuestión de segundos desde la aparición del primer signo visible. Esto contrasta con los detectores de techo que deben esperar a que el humo o el calor lleguen hasta ellos.
• Ideal para espacios grandes y abiertos: Son particularmente efectivos en edificios con techos muy altos, grandes volúmenes (como almacenes, hangares, atrios), áreas exteriores o semi-cerradas, donde los detectores de humo convencionales pueden fallar debido a la estratificación del humo, la dilución por grandes volúmenes de aire o la dispersión por corrientes de aire.
• Verificación visual inmediata: Una de las mayores ventajas es la capacidad de proporcionar una verificación visual inmediata del evento detectado. El personal de seguridad puede ver la imagen de la cámara que activó la alarma, lo que permite confirmar rápidamente si se trata de un incendio real o una falsa alarma, y evaluar la magnitud y ubicación del incidente para una respuesta más eficaz.
• No requiere contacto físico: A diferencia de los detectores de humo que necesitan que las partículas entren en una cámara de detección, la VSD/VFD no requiere contacto físico con el humo o el calor.
• Cobertura de grandes áreas: Una sola cámara puede monitorear un área extensa, lo que puede reducir el número total de detectores necesarios en comparación con los detectores puntuales.
• Resistencia a la contaminación (con matices): Si los algoritmos son lo suficientemente robustos y se utilizan carcasas protectoras adecuadas para las cámaras, los sistemas VSD pueden ofrecer una buena resistencia a las falsas alarmas causadas por altos niveles de contaminación ambiental, como polvo o suciedad. La carcasa también protege la cámara y facilita su mantenimiento.

Limitaciones:

• Requisitos de iluminación: La mayoría de los sistemas VSD/VFD requieren un nivel mínimo de iluminación ambiental para funcionar eficazmente. Aunque algunos sistemas pueden operar en la oscuridad utilizando cámaras sensibles al infrarrojo e iluminadores IR, esto puede añadir costos y complejidad.
• Campo de visión despejado: El rendimiento depende de que la cámara tenga un campo de visión claro y sin obstrucciones hacia el área protegida. Cualquier obstáculo bloqueará la detección en esa zona.
• Condiciones climáticas adversas: En aplicaciones exteriores, el rendimiento puede verse afectado negativamente por condiciones como niebla densa, lluvia intensa, nieve o incluso la luz solar directa incidiendo en el objetivo o creando reflejos fuertes.
• Potencial de falsas alarmas: Aunque los algoritmos son cada vez más sofisticados, todavía existe el riesgo de falsas alarmas si ciertos fenómenos ambientales (como vapor, polvo en movimiento, reflejos de luz) simulan las características del humo o las llamas, especialmente si el sistema está configurado con una sensibilidad muy alta o los algoritmos no están bien ajustados al entorno específico.
• Calidad de la imagen: La calidad de la imagen de video es fundamental para el rendimiento. Factores como la resolución de la cámara, la calidad de la lente, el enfoque y la limpieza de la óptica son cruciales.

Aplicaciones típicas:

La VSD/VFD se utiliza en una variedad de aplicaciones, incluyendo almacenes y centros logísticos, hangares de aviación, atrios de edificios, estadios y grandes recintos, túneles, estaciones de tren, plataformas petrolíferas y gasísticas offshore, la industria de reciclaje de residuos (especialmente para grandes pilas de material), plantas de generación de energía (por ejemplo, para monitorizar turbinas), salas de máquinas, áreas de prueba de motores, y en general, cualquier espacio grande y abierto donde la detección temprana visual es ventajosa.

Detectores de Llama (UV, IR, UV/IR, Multi-IR)

Diferentes tipos de detectores de llama. Fuente: tasc.es

Los detectores de llama son dispositivos diseñados para reconocer la radiación electromagnética emitida por las llamas de un incendio. Operan detectando longitudes de onda específicas en el espectro ultravioleta (UV) y/o infrarrojo (IR).

Detectores Ultravioleta (UV): Estos sensores responden a la radiación UV emitida en el momento de la ignición. Son capaces de detectar una amplia variedad de fuegos, incluyendo aquellos originados por hidrocarburos, hidrógeno y metales. Ofrecen un tiempo de respuesta intrínsecamente muy rápido, del orden de 3-4 milisegundos, aunque en la práctica se suele incorporar un retardo de 2-3 segundos para minimizar las falsas alarmas provocadas por fuentes UV transitorias.

Detectores Infrarrojos (IR): Estos detectores se sintonizan para identificar la radiación IR en bandas espectrales particulares que son características de los gases calientes producidos en la combustión (por ejemplo, el dióxido de carbono (CO2​) emite fuertemente en la región de 4.3 a 4.4 µm). Además, muchos detectores IR analizan el parpadeo característico de las llamas, que típicamente ocurre en una frecuencia de 1 a 20 Hz, para ayudar a discriminar las llamas reales de otras fuentes de radiación IR estacionarias.

Detectores Ultravioleta/Infrarrojo (UV/IR): Estos dispositivos combinan un sensor UV y un sensor IR. Para generar una alarma, ambos sensores deben detectar simultáneamente las señales características de una llama en sus respectivos espectros. Esta doble validación mejora significativamente la inmunidad a las falsas alarmas en comparación con los detectores que utilizan una sola tecnología.

Detectores Multi-Infrarrojo (Multi-IR): Estos son algunos de los detectores de llama más avanzados. Utilizan múltiples sensores IR que monitorean diferentes longitudes de onda dentro del espectro infrarrojo. Al analizar las relaciones entre las intensidades de estas longitudes de onda, junto con el análisis del parpadeo, pueden distinguir con mayor precisión entre una llama real y otras fuentes de radiación IR (como la radiación de cuerpo negro de superficies calientes), lo que resulta en una mayor fiabilidad y un rango de detección extendido. Un ejemplo es el FGuard IR3, que puede tener un rango de detección de hasta 60 metros.

Ventajas:

• Respuesta muy rápida: Son especialmente rápidos para detectar incendios que desarrollan llamas abiertas desde el inicio.
• Eficacia en áreas abiertas y con corrientes de aire: Son muy adecuados para áreas grandes, abiertas, con altas corrientes de aire, o en exteriores, donde el humo puede dispersarse o tardar mucho en alcanzar los detectores de humo o calor.
• Detección de fuegos de líquidos y gases: Son particularmente efectivos para detectar incendios de líquidos inflamables y gases, que a menudo producen llamas intensas pero relativamente poco humo en las etapas iniciales.
• Robustez: Algunos diseños están construidos con materiales resistentes como latón o acero inoxidable y ofrecen altos grados de protección (ej. IP66), lo que los hace aptos para entornos industriales agresivos.

Limitaciones: 

• Detectores UV: Son susceptibles a falsas alarmas provocadas por fuentes de radiación UV no ígneas, como arcos de soldadura, rayos, chispas eléctricas intensas, e incluso la luz solar directa si no están adecuadamente filtrados o apantallados. También pueden ser "cegados" o su sensibilidad reducida por la acumulación de contaminantes aceitosos en su ventana óptica.
• Detectores IR: Pueden ser activados por fuentes de calor intenso que no son llamas (como hornos, calentadores radiantes, superficies metálicas calientes) si el sistema no discrimina eficazmente el patrón de parpadeo de la llama o si la fuente de interferencia emite en las mismas longitudes de onda que el detector está monitorizando. La radiación IR, especialmente en ciertas longitudes de onda (por ejemplo, alrededor de 4.3-4.4 µm), puede ser fuertemente absorbida por el agua, vapor de agua, hielo o niebla densa, lo que puede reducir significativamente su rendimiento en aplicaciones exteriores o en ambientes con alta humedad. La luz solar directa también puede reducir su sensibilidad.
• Detectores UV/IR: Generalmente no detectan fuegos que no sean a base de carbono (ya que estos pueden no emitir suficiente radiación UV o IR en los rangos espectrales esperados para activar ambos sensores) o fuegos que solo emitan fuertemente en una de las dos bandas espectrales.25

Todos estos tipos de detectores requieren una línea de visión directa y sin obstrucciones hacia el área donde podría originarse la llama. Cualquier objeto que bloquee esta línea de visión impedirá la detección.

Aplicaciones típicas:

Los detectores de llama se utilizan ampliamente en refinerías de petróleo y gas, plantas químicas y petroquímicas, plataformas offshore, hangares de aeronaves, áreas de almacenamiento y trasvase de combustibles líquidos o gaseosos, cabinas de pintura industrial, salas de turbinas de gas, imprentas (donde se usan solventes inflamables), y en general, en cualquier proceso o área donde exista un riesgo significativo de incendios de líquidos o gases inflamables que produzcan llamas rápidamente.

Sistemas de detección de gases (puntuales y de trayectoria abierta)

Detectores de Gas Camino abierto Senscient ELDS de MSA. Fuente: sgmx.mx

Los sistemas de detección de gases son una línea de defensa crucial en entornos industriales, ya que pueden alertar sobre la presencia de gases inflamables o tóxicos mucho antes de que se produzca una ignición o de que los gases alcancen concentraciones peligrosas para la salud. Estos gases pueden ser precursores de un incendio o explosión, o bien productos de una combustión incompleta.

Existen varios tipos de tecnologías de detección de gases:

Detectores puntuales

Estos dispositivos miden la concentración de un gas específico en el punto donde están instalados. Las tecnologías más comunes incluyen:

• Sensores Catalíticos (Pelistores): Detectan gases combustibles mediante la oxidación catalítica del gas en una perla caliente, lo que provoca un cambio en la resistencia eléctrica. 
• Sensores Infrarrojos (IR): Miden la absorción de luz infrarroja a longitudes de onda específicas por parte de los gases hidrocarburos. 
• Sensores Electroquímicos: Se utilizan principalmente para gases tóxicos (CO, H2​S, NH3​, etc.) y oxígeno. El gas reacciona con un electrolito, generando una corriente eléctrica proporcional a su concentración.
• Sensores de Semiconductor de Óxido Metálico (MOS): Detectan cambios en la conductividad de un material semiconductor cuando interactúa con el gas objetivo. Pueden detectar una amplia gama de gases, incluyendo VOCs.

Detectores de trayectoria abierta (Open Path)

Estos sistemas proyectan un haz de luz (generalmente infrarroja o láser) entre una unidad transmisora y una unidad receptora separadas por una distancia que puede variar desde unos pocos metros hasta varios cientos. Si un gas objetivo cruza la trayectoria del haz, absorberá parte de la luz a longitudes de onda características. El receptor mide esta atenuación y calcula la concentración integrada del gas a lo largo de la trayectoria, expresada típicamente en LEL.m (Límite Inferior de Explosividad por metro) o ppm.m (partes por millón por metro).

Detectores Ultrasónicos de Fugas de Gas (UGLD)

A diferencia de los anteriores, estos detectores no miden la concentración de gas. En su lugar, "escuchan" el sonido de alta frecuencia (ultrasonido) que se produce cuando un gas escapa a presión de una tubería, brida o equipo. Son muy rápidos y no se ven afectados por la dirección del viento ni por la dilución del gas, lo que los hace ideales para áreas exteriores, ventiladas o ruidosas.

Ventajas

• Alerta muy temprana de riesgos de ignición: La principal ventaja es la capacidad de detectar fugas de gases inflamables antes de que alcancen concentraciones que puedan inflamarse o explotar, proporcionando una oportunidad crítica para la intervención.
• Cobertura de grandes áreas (trayectoria abierta): Los detectores de trayectoria abierta pueden monitorizar perímetros extensos o grandes áreas con un solo par de unidades, lo que puede ser más rentable y práctico que instalar múltiples detectores puntuales. 
• Detección inmediata de fugas (ultrasónicos): Los UGLD ofrecen una detección prácticamente instantánea de fugas de gas presurizadas (generalmente por encima de 2 bar o 29 psi). Son especialmente útiles para gases ligeros como el hidrógeno, que se dispersan muy rápidamente y pueden no ser detectados eficazmente por sensores puntuales en áreas abiertas. La tecnología de Redes Neuronales Artificiales (ANN) en algunos modelos, como el Observer i de MSA, ayuda a discriminar el sonido de una fuga real del ruido de fondo industrial, reduciendo las falsas alarmas.
• Mantenimiento reducido (algunos tipos): Algunos detectores de gas, como los de trayectoria abierta basados en láser o ciertos detectores IR puntuales, tienen ciclos de calibración muy largos o son calibrados de por vida en fábrica, lo que reduce los costos de mantenimiento.

Limitaciones

• Detectores puntuales: Su detección se limita al punto exacto de instalación. Para cubrir un área grande se necesita un número considerable de unidades. Los sensores catalíticos son susceptibles al envenenamiento y la saturación, y requieren oxígeno para funcionar. Los sensores IR puntuales no son efectivos para detectar hidrógeno o gases no hidrocarburos.
• Detectores de trayectoria abierta: Requieren una línea de visión clara y sin obstrucciones entre el transmisor y el receptor. La desalineación debido a vibraciones o impactos, o la obstrucción por objetos temporales o permanentes, pueden causar fallos o falsas alarmas. El costo inicial puede ser más elevado que el de los detectores puntuales. Aunque los sistemas láser son más robustos, los sistemas IR de trayectoria abierta pueden verse afectados por condiciones ambientales muy severas si no están adecuadamente compensados. Es importante destacar que estos sistemas indican la presencia de gas en la trayectoria, pero no localizan el punto exacto de la fuga.
• Detectores ultrasónicos: No miden la concentración del gas, solo detectan el hecho de la fuga. Para ser efectivos, la fuga debe estar a una presión suficiente para generar el ultrasonido detectable.

Aplicaciones típicas

Los sistemas de detección de gases son indispensables en refinerías, plantas químicas y petroquímicas, plataformas de petróleo y gas (onshore y offshore), instalaciones de almacenamiento y distribución de gas (GNL, GLP), gasoductos y oleoductos, salas de compresores y bombas, áreas de almacenamiento de disolventes, instalaciones que utilizan o producen hidrógeno, y en cualquier lugar donde se manejen o almacenen gases inflamables o tóxicos.

Detectores multisensores/multicriterio

Detector multisensor ESD15L-4D. Fuente: orenafirealarm.com

Los detectores multisensores, también conocidos como detectores multicriterio, representan una evolución en la tecnología de detección de incendios al combinar múltiples principios de detección dentro de una sola unidad física.

Estos dispositivos suelen integrar, por ejemplo, un sensor de humo óptico, uno o más sensores de calor (temperatura fija y/o termovelocimétrico), y a menudo sensores de gases como monóxido de carbono (CO) o incluso compuestos orgánicos volátiles (VOC). La clave de su funcionamiento reside en algoritmos sofisticados que analizan las señales combinadas de estos diferentes sensores para tomar una decisión más informada y fiable sobre la presencia de un incendio.

Ventajas

• Reducción significativa de falsas alarmas: Al requerir la confirmación de múltiples sensores o el reconocimiento de patrones específicos en las señales combinadas, los detectores multi sensores son mucho menos propensos a las falsas alarmas causadas por un único fenómeno no relacionado con un incendio (como polvo, vapor, humos de cocina, o cambios rápidos de temperatura ambiental).
• Detección más rápida y fiable para diversos tipos de incendio: Diferentes tipos de incendios se desarrollan de manera distinta. Algunos fuegos latentes (smoldering) producen mucho humo y poco calor inicialmente, mientras que otros fuegos de llama rápida (flaming) generan calor intenso y llamas rápidamente, pero pueden tener menos humo al principio. Los detectores multisensores, al monitorizar varios indicadores simultáneamente, pueden ofrecer una respuesta más rápida y fiable a una gama más amplia de escenarios de incendio.
• Mayor adaptabilidad a entornos variables: Son especialmente útiles en entornos donde las condiciones ambientales fluctúan o donde existen fuentes conocidas de fenómenos que podrían engañar a los detectores de un solo sensor. Pueden ajustarse o programarse con diferentes modos de sensibilidad o perfiles de detección para adaptarse a las condiciones de trabajo y no trabajo, o a los riesgos específicos del área protegida.
• Detección de riesgos específicos: Algunos modelos industriales avanzados, están diseñados para detectar una combinación específica de indicadores como VOC, humo, temperatura y CO. Esto los hace particularmente adecuados para riesgos emergentes o especiales, como los asociados con el sobrecalentamiento o fallo de baterías de ion-litio, donde la emisión de VOC y CO puede preceder a la aparición de humo visible o llamas.
• Estrategias de alarma multinivel: Algunos detectores multi sensores pueden programarse con estrategias de alarma escalonadas. Por ejemplo, el ESD15L-4D tiene una estrategia de 3 niveles: una alerta temprana basada en un solo indicador, una alarma más seria si se detectan múltiples indicadores, y una alarma crítica con activación de extinción si se alcanzan umbrales muy altos.

Limitaciones

El costo inicial de los detectores multisensores puede ser superior al de los detectores de un solo criterio. Además, la complejidad de sus algoritmos internos y las opciones de configuración pueden requerir un mayor nivel de conocimiento y experiencia especializada para su correcta programación, instalación y puesta en marcha.

Aplicaciones típicas

Dada su versatilidad y fiabilidad mejorada, los detectores multi sensores son adecuados para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo oficinas, almacenes, fábricas, hoteles, hospitales, y especialmente en entornos industriales propensos a falsas alarmas por polvo, vapor o humos de procesos. También se utilizan en aplicaciones de transporte (trenes, metros), salas de máquinas, armarios de distribución eléctrica, instalaciones de generación de energía eólica, y de forma creciente, en estaciones de almacenamiento de energía con baterías y otras instalaciones con riesgos de incendio complejos.

Conclusión 

Los estudios de caso demuestran la efectividad de estas tecnologías avanzadas cuando se implementan correctamente, subrayando que la selección tecnológica debe ir acompañada de una ingeniería de aplicación robusta, un mantenimiento adecuado y una estrategia de seguridad integral. 

Las tecnologías como FO-LHD y ASD ofrecen ventajas significativas en términos de resistencia ambiental y bajos requisitos de mantenimiento, mientras que VSD y los detectores de llama proporcionan una respuesta rápida en escenarios específicos.

La detección de gases y los detectores multisensores aportan capas adicionales de protección y alerta temprana. La adopción de estas soluciones avanzadas, adaptadas a los riesgos específicos de cada instalación, es esencial para mejorar la seguridad y minimizar las pérdidas en la industria.