La nueva tecnología de seguridad contra incendios utiliza cámaras y algoritmos informáticos para detectar humo y fuego
Los detectores de humo salvan vidas y propiedades, brindan una alerta temprana que permite a los ocupantes evacuar rápidamente y, a menudo, activan otros sistemas de protección contra incendios. Y la tecnología que avanza rápidamente, incluida la detección de humo por video, ofrece nuevas formas de detectar humo y fuego que ofrecen ciertas ventajas sobre los detectores tradicionales.
En el hogar, son comunes los detectores simples montados en el techo (también conocidos como alarmas de humo) que usan rayos infrarrojos o cámaras de ionización para detectar moléculas de humo. Los detectores de humo y llamas comerciales e industriales suelen ser más especializados y pueden incluir modelos direccionables que identifican rápidamente la ubicación exacta de la alarma, así como diversas tecnologías, como detectores láser, que son mucho más sensibles al humo. Se pueden configurar detectores para activar ciertos sistemas de rociadores, convocar automáticamente al departamento de bomberos e incluso modular los sistemas HVAC. Una de las nuevas tecnologías más interesantes y prometedoras en esta área es la detección de imágenes de video (VID) de humo y llamas.
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Imagen de vídeo de detección de humo y llamas: cómo funciona
Tecnología y Equipo
VID se divide en dos categorías: detección de humo y detección de llama. La detección de humo por imagen de video se abrevia más comúnmente como VISD, pero también se denomina VSD. La detección de llama/fuego con imagen de video también se abrevia como VIFD o VFD.
Todos los sistemas VID se basan en dos componentes para detectar humo y fuego: cámaras y algoritmos informáticos. Las cámaras monitorean un área, generalmente un gran espacio abierto como el piso de un almacén, y comparten las imágenes con una computadora. En algunos sistemas, cada cámara alberga una computadora dedicada, mientras que otros tienen cámaras que transmiten imágenes a una computadora centralizada.
El uso de cámaras de seguridad normales conectadas a una computadora central con software VID puede ahorrar dinero. Por otro lado, las cámaras con software incorporado pueden configurarse más fácilmente y pueden diseñarse específicamente para interactuar directamente con los paneles de control de alarma.
En cualquier caso, la computadora ejecuta un algoritmo «entrenado» para identificar grupos de píxeles que exhiben comportamientos característicos de humo y/o fuego. Cuando se detecta humo o llamas, la computadora envía una señal a un sistema de control de alarma.
La mayoría de los sistemas de detección basados en cámaras se basan en imágenes de espectro visual (en color o en blanco y negro) para detectar humo y fuego. Algunos sistemas más avanzados son sensibles a los infrarrojos y se combinan con iluminadores IR para funcionar en la oscuridad. Otros utilizan imágenes térmicas. Sin embargo, los sistemas térmicos pueden no ser prácticos para muchos entornos industriales con muchos motores que generan calor o cuerpos calientes.
Si bien VISD y VIFD pueden variar en la tecnología de detección que utilizan, la principal diferencia entre ellos son las señales que utiliza el software para detectar problemas. Pero los sistemas VID pueden y, a menudo, comprueban tanto humo como llama.
VID y código de incendio
Las tecnologías VISD y VIFD están reconocidas por los códigos modelo de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (específicamente, NFPA 72: Código Nacional de Señalización y Alarma de Incendio) junto con otros tipos de detectores como detectores de ionización, fotoeléctricos y térmicos. Las Secciones 17.7.7 y 17.8.5 de la edición 2019 de NFPA 72 generalmente especifican que los sistemas VID deben:
- Estar fabricado con componentes (hardware y software) listados para detección de humo o llamas.
- Garantice una cobertura adecuada de las instalaciones basada en un estudio de ingeniería y de acuerdo con las pautas publicadas por el fabricante.
- Estar protegido contra manipulaciones y dar una señal de problema cuando no pueda funcionar correctamente.
Debe leer detenidamente los códigos modelo de la NFPA, verificar su código de incendios local y consultar con profesionales de seguridad y códigos antes de implementar un sistema VID.
Aplicaciones: cómo saber si la detección de humo por video es adecuada para usted
A menos y hasta que la tecnología se vuelva más barata y más extendida, VID probablemente no será la primera opción para la mayoría de los hogares y negocios. Para entornos residenciales y comerciales pequeños, los detectores pequeños montados en el techo probablemente sean más que adecuados. Se pueden colocar donde se necesiten y encajar fácilmente en sistemas de alarma personalizados.
Incluso en entornos comerciales o industriales más grandes, los sistemas de detección convencionales a menudo brindan una cobertura suficiente. Los propietarios o gerentes de las instalaciones pueden considerar instalar un sistema VID si necesitan monitorear un área que cumpla con cualquiera de las siguientes condiciones:
- El área es muy grande y abierta con un techo muy alto.
- La zona es al aire libre.
- El área requiere una respuesta contra incendios particularmente rápida porque alberga activos de alto valor, sustancias volátiles o explosivas, o sustancias y equipos bajo alta presión.
- El área estará siempre bajo vigilancia integral por video.
Por supuesto, consulte con un profesional para determinar el mejor curso de acción.
Techos altos y grandes espacios abiertos
La detección de humo por video puede ser una gran solución para grandes áreas abiertas sin techo o con techo alto. Los almacenes y las plantas de producción, por ejemplo, plantean ciertos desafíos de detección de humo. Incluso con las ventajas que brindan los detectores de haz óptico o de aspiración, lograr una cobertura completa en instalaciones muy grandes puede ser difícil.
Además, muchos detectores convencionales requieren contacto con humo o calor para detectar el fuego. Cuanto más alto sea el techo, más tardará el humo o el calor en viajar desde un incendio en el piso hasta el detector del techo.
Además, es posible que el humo y el calor no lleguen a los detectores montados en altura debido a un fenómeno llamado estratificación térmica. El humo se enfría a medida que asciende, lo que reduce su flotabilidad en relación con el aire circundante. Por lo tanto, el humo puede enfriarse y dejar de ascender incluso antes de que llegue a los detectores en ciertos entornos. Las tuberías de bajada conectadas a los sistemas detectores de humo por aspiración, por ejemplo, pueden explicar esto al atraer el humo hacia los detectores más rápido.
Los sistemas VID funcionan a pesar de la estratificación térmica porque evitan la necesidad de contacto físico y reducen la cantidad de sensores necesarios. La detección de humo por video brinda naturalmente una cobertura de piso a techo en todas partes en su campo de visión. El humo no tiene que subir a ningún detector para ser detectado.
Detección de humo y fuego en espacios exteriores
VISD podría ser una opción ideal para la detección de incendios en entornos al aire libre como bosques, plataformas petrolíferas, canteras y obras de construcción. La detección de incendios es difícil en estos lugares porque tienen todos los desafíos de los grandes espacios interiores con la complicación adicional de no tener estructuras para compartimentar el humo. La detección de humo convencional en entornos exteriores puede ser ineficaz porque no hay lugar para montar los detectores o no hay una forma práctica de lograr una cobertura significativa.
Con los incendios forestales cada vez más comunes y destructivos, VISD parece una herramienta probable para brindar una alerta temprana de incendios en áreas que son difíciles de monitorear. Investigadores de todo el mundo están realizando pruebas prometedoras de los algoritmos VISD utilizados para este propósito. Para aquellos interesados, los documentos «Detección de humo de incendios forestales en video» y Detección temprana de humo de video de incendios forestales forestales, así como un informe de 2014 de Fujitsu Global brindan información más detallada sobre los mecanismos y el éxito de los algoritmos para monitorear bosques.
Investigación rápida, detección crítica en entornos peligrosos
Los segundos importan cuando se trata de detección de humo y fuego en lugares con materiales volátiles o explosivos. Debido a que los sistemas VID no requieren contacto con el humo, pueden activar una alarma tan pronto como las firmas de humo o llamas entren en su campo de visión. Según un estudio de Schirmer Engineering encargado por axonX para probar la tecnología VID de Fike, los sistemas VID detectan humo y fuego a velocidades comparables a o más rápido que sistemas de detección convencionales. Esto los convierte en una buena opción en entornos como laboratorios, plantas químicas, refinerías y salas de calderas.
La detección de humo por video también permite a los humanos evaluar rápidamente el riesgo en caso de alarma. Usando una transmisión de video, el personal de seguridad puede determinar en segundos dónde se origina una alarma y si debe cancelar la alarma o tomar medidas adicionales.
Desafíos para la detección de humo por video
Mantener la línea de visión
Los sistemas VID tienen que mantener la línea de visión en un incendio y/o una columna de humo para funcionar. Si se utiliza VID como medio principal de detección de humo y fuego, las cámaras siempre deben tener suficiente luz para funcionar, deben lograr una cobertura visual suficiente de las instalaciones y el movimiento de vehículos o suministros no debe obstruir su vista. Los usuarios de VID también deberán considerar el impacto que podrían tener los cortes de energía en sus sistemas de alarma contra incendios y planificar redundancias.
Configuración, calibración y falsas alarmas
Los sistemas VID no están listos para usar de inmediato. Como muchos sistemas de detección de humo y llamas, deben ser instalados por un profesional. Cada ubicación es única, por lo que el software VID debe ajustarse para detectar adecuadamente las amenazas en su entorno de trabajo. Si un sistema no está calibrado correctamente, es posible que no detecte los peligros reales o emita falsas alarmas. Incluso si se consulta al fabricante y se configura correctamente un sistema VID, puede haber un período de prueba y error durante el cual el sistema emite falsas alarmas a medida que «aprende» a distinguir entre señales relevantes e irrelevantes (por ejemplo, entre humo o humo). fuego y un enjambre de insectos o una llama de soldadura).
Costo, equipo, instalación y mantenimiento.
La detección de humo y llamas con imágenes de video viene con necesidades y gastos únicos. A diferencia de algunos sistemas de detección, VID depende de un software que debe programarse (incluso para eliminar falsas alarmas) y mantenerse. Las cámaras especializadas y suficientes cámaras para cubrir suficientemente un área grande se suman al gasto, junto con el costo de la instalación profesional.
El futuro de la detección de humo por video y VIFD
Busque sistemas VID para que sean más baratos y potentes a medida que avanza la adopción y la tecnología informática. Los algoritmos anteriores y actuales siguen «reglas» relacionadas con las formas, los colores y el movimiento de las imágenes. Sin embargo, el aprendizaje automático y la inteligencia artificial muestran una gran promesa en VISD, VIFD y otras tecnologías de detección de incendios. Los algoritmos futuros tomarán decisiones más rápidas y precisas basadas en el aprendizaje rápido a medida que analizan.
El mercado de VID es relativamente pequeño. En la actualidad, solo unos pocos sistemas están disponibles en los EE. UU., aunque hay grandes proveedores que prestan servicios en Europa. Dicho esto, espere que haya más sistemas VISD y VIFD disponibles en los Estados Unidos a medida que se desarrolle la tecnología.
Los detectores de humo y llamas han brindado durante mucho tiempo una valiosa advertencia en caso de incendio, salvando vidas y propiedades. Y los sistemas VID en desarrollo ofrecen la ventaja de detectar humo y llamas sin tocar físicamente una señal de advertencia. Aunque no son perfectos para todas las situaciones, las capacidades de detección remota de esta tecnología la convierten en una buena opción para monitorear grandes áreas abiertas, espacios al aire libre o ciertas instalaciones y equipos sensibles. Y a medida que mejoran el hardware y el software, VID puede volverse más barato, más fácil de configurar, más rápido y más confiable.
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