Detectarea si prevenirea incendiilor in mediul industrial (I)

1. INTRODUCERE

1.1. Contextul importantei detectarii si prevenirii incendiilor in industrie

In mediul industrial, incendiile constituie un risc semnificativ pentru siguranta personalului, integritatea structurilor fizice ale cladirii sau platformei industriale, eficienta economica si mediul inconjurator. Detectarea din timp si prevenirea incendiilor sunt fundamentale pentru orice entitate care opereaza in acest sector, vizand urmatorii vectori:

a) Protectia vietii umane: Incendiile industriale pot avea consecinte devastatoare asupra vietii umane. Detectarea timpurie a incendiilor permite evacuarea rapida si eficienta a personalului, reducand riscul de vatamari grave sau deces;

b) Reducerea pierderilor economice: Un incendiu intr-o instalatie industriala poate duce la pierderi financiare semnificative din cauza distrugerii echipamentelor, scaderii productiei si opririi temporare a activitatilor. Detectarea si interventia rapida pot limita amploarea daunelor si pot scurta timpul de intrerupere a activitatii;

c) Conservarea resurselor si sustenabilitatea: Incendiile pot distruge nu doar bunuri materiale, ci si resurse naturale precum lemnul, petrolul sau alte materii prime combustibile, afectand sustenabilitatea. Sistemele eficiente de prevenire a incendiilor contribuie la protejarea acestor resurse;

d) Conformitatea cu cadrul de reglementare legislativ si normativ: Industriile si procesele industriale sunt adesea supuse unor stricte reglementari de siguranta si mediu. Neconformitatea poate duce la sanctiuni legale, amenzi sau chiar la inchiderea temporara sau permanenta a facilitatilor;

e) Mentinerea continuitatii afacerii, activitatii si productiei: Capacitatea unei companii industriale de a continua sa opereze in urma unui incendiu este cruciala. Planurile eficiente de prevenire si combatere a incendiilor minimizeaza timpul de nefunctionare si ajuta la mentinerea relatiilor cu clientii si furnizorii;

f) Imaginea publica si responsabilitatea sociala: Un incendiu de amploare poate avea un impact negativ asupra reputatiei unei companii/firme. Prevenirea incendiilor si gestionarea eficienta a riscurilor reflecta un angajament fata de siguranta muncii/activitatii personalului angajat si responsabilitatea sociala a firmei respective.

Prin urmare, este vital ca industria sa adopte si sa implementeze tehnologii avansate de detectare si prevenire a incendiilor si sa urmeze cele mai bune practici in acest domeniu, atat pentru a proteja resursele umane si materiale, cat si pentru a asigura un mediu de lucru sigur si sustenabil.

1.2. Scopul articolului

Scopul acestui articol este de a explora si evalua tehnologiile avansate si strategiile eficiente de detectare si prevenire a incendiilor in industrie si procesele industriale, cu obiectivul de a imbunatati siguranta si eficienta in prevenirea si gestionarea situatiilor de incendiu. Prin analiza comparativa a diferitelor tehnologii si abordari, se pot face recomandari bazate pe dovezi pentru implementarea celor mai eficiente metode si sisteme. Vom aborda urmatoarele obiective principale:

• Analiza tehnologiilor de detectare a incendiilor prin evaluarea diferitelor tipuri de senzori si detectoare, cum ar fi senzorii de temperatura, detectoarele de fum si senzorii inteligenti, subliniind punctele lor forte si limitarile in diferite conditii industriale;
• Strategii de prevenire a incendiilor prin identificarea si discutarea celor mai eficiente strategii de prevenire a incendiilor, incluzand instruirea personalului, implementarea masurilor de siguranta si revizuirea regulamentelor si standardelor de siguranta;
• Evaluarea impactului economic si operational prin analizarea costurilor asociate cu implementarea tehnologiilor avansate si a strategiilor de prevenire a incendiilor comparativ cu beneficiile pe termen lung, cum ar fi reducerea pierderilor economice si minimizarea intreruperilor operationale;
• Recomandari pentru implementare prin propunerea de linii directoare pentru implementarea eficienta a tehnologiilor si strategiilor discutate, avand in vedere specificul industriei si particularitatile geografice si structurale ale facilitatilor industriale;
• Contributii la literatura de specialitate, ce se realizeaza prin oferirea de noi perspective si adaugarea de cunostinte semnificative la literatura existenta in domeniul detectarii si prevenirii incendiilor in industrie.

Prin realizarea acestor obiective, articolul poate fi o resursa valoroasa pentru profesionistii din domeniul securitatii industriale, ingineri, manageri de facilitati si factori de decizie, furnizandu-le instrumentele necesare pentru a face alegeri informate si eficiente in protejarea resurselor si personalului.

2. TEHNOLOGII AVANSATE DE DETECTARE A INCENDIILOR

2.1. Descrierea senzorilor inteligenti: tipuri, functionalitati si exemple de utilizare in industrie

Senzorii inteligenti/smart reprezinta o componenta esentiala in sistemele moderne de detectare a incendiilor, avand capacitatea de a monitoriza parametrii mediului si de a raspunde rapid la schimbarile care ar putea indica un incendiu. Acesti senzori combina tehnologii avansate cu algoritmi de procesare a datelor pentru a oferi o detectie mai precisa si o integrare eficienta in sistemele de control centralizat. Prezentam mai jos cateva tipuri comune de senzori inteligenti folositi in industrie si exemple de produse specifice:

• Senzori de fum si gaze – acesti senzorii de fum utilizeaza tehnologie optica sau ionizatie pentru a detecta particulele de fum in aer. Senzorii de gaze, precum detectorii de monoxid de carbon, sunt vitali pentru identificarea gazelor periculoase care pot indica un incendiu. Exemple de produse^*): Google Nest Protect este un detector inteligent de fum si monoxid de carbon ce trimite notificari pe smartphone si poate fi integrat cu alte dispozitive inteligente din casa sau industrie; Honeywell XNX ofera detectie universala de gaze, este compatibil cu o varietate de tehnologii de detectare, si este utilizat frecvent in medii industriale complexe.

^*) Produsele mentionate sunt ilustrate in Tabelul 1.

• Senzori de temperatura – acesti senzori masoara temperatura ambianta si declanseaza o alarma cand detecteaza caldura excesiva. Tehnologia moderna le permite acestor senzori sa fie foarte sensibili si sa detecteze schimbarile rapide de temperatura. Exemple de produse: Fibaro Heat Controller este un termostat inteligent ce poate fi controlat de la distanta si ajusteaza temperatura in functie de prezenta persoanelor in camera; FLIR Systems ofera camere termice care detecteaza caldura generata de echipamentele suprasolicitate sau de incipienta unui incendiu.
• Senzori de imagistica si video – acestia utilizeaza camere video pentru a monitoriza vizual un spatiu. Tehnologia de recunoastere a imaginilor poate identifica semnele de fum sau foc in imagini si video in timp real. Exemple de produse: Avigilon H4 Thermal Camera – aceasta camera utilizeaza imagistica termica pentru a detecta prezenta caldurii si a focului chiar si in conditii de vizibilitate redusa; Axis Q2901-E este o camera termica ce detecteaza temperaturi extreme si este ideala pentru medii industriale, cum ar fi rafinariile sau instalatiile chimice.
• Senzori multifunctionali – reprezinta combinatii de senzori care pot detecta mai multi parametri simultan, cum ar fi miscare, fum, gaze si schimbari de temperatura. Exemple de produse: Ecobee Smart Sensor este integrat cu termostatele Ecobee pentru a oferi o monitorizare complexa a conditiilor din interior, inclusiv detectarea ocuparii si temperaturii.

 Cateva exemple de utilizare in industrie a acestor senzori 

• In industria manufacturiera: utilizarea senzorilor de temperatura si fum pentru monitorizarea proceselor de productie care implica temperaturi inalte sau materiale inflamabile pentru a preveni supraincalzirea si incendiile;
• La depozite si centre de distributie: instalarea de camere termice si senzori de fum pentru a monitoriza depozitele mari, unde accesul rapid si vizibilitatea pot fi limitate, oferind alerte din timp in cazul unui incendiu;
• Facilitati energetice: integrarea senzorilor de gaze si temperatura pentru a detecta scurgerile de gaz sau cresterile anormale de temperatura in statiile de energie, prevenind astfel incidentele majore.

Acesti senzori inteligenti/smart nu doar ca imbunatatesc securitatea industriala, ci ofera si date valoroase pentru analize preventive, contribuind la o mai buna intelegere si gestionare a riscurilor de incendiu.

2.2. Sisteme de monitorizare a temperaturii: cum functioneaza si in ce conditii sunt esentiale 

Sistemele de monitorizare a temperaturii sunt esentiale in multe industrii/procese industriale pentru a asigura functionarea sigura si eficienta a proceselor, prevenirea supraincalzirii echipamentelor si detectarea timpurie a potentialelor incendii. Aceste sisteme pot varia de la simple termometre la solutii complexe integrate de monitorizare in timp real. Despre modul in care functioneaza aceste sisteme vom da exemple concrete in cele ce urmeaza, indicand si produse utilizate in diverse conditii industriale.

Cum functioneaza sistemele de monitorizare a temperaturii 

Sistemele de monitorizare a temperaturii utilizeaza senzori termici pentru a detecta si a inregistra temperaturile in diferite puncte ale unui proces sau echipament. Senzorii pot fi de mai multe tipuri, incluzand termocuple, termorezistente (RTD), si senzori infrarosii, fiecare cu propriile sale caracteristici si domenii de aplicabilitate. Datele colectate sunt transmise catre un sistem central, unde pot fi vizualizate, analizate si utilizate pentru a declansa alarme sau pentru a regla procesele automat.

Exemple de produse si utilizari concrete 

• Termocuple:Termocuplele sunt dispozitive compuse din doua metale diferite care genereaza o tensiune electrica atunci cand sunt expuse la o anumita temperatura. Acestea sunt rezistente si pot masura temperaturi foarte ridicate, caracteristici ce le fac ideale pentru medii industriale severe. Exemplu de produs: Omega K-Type Thermocouple. Acesta poate masura temperaturi pana la 1.260°C si este frecvent utilizat in metalurgie si procese industriale care implica temperaturi inalte. Este folosit pentru monitorizarea temperaturii in cuptoarele industriale si sistemele de incalzire.
• Termorezistente (RTD): RTD-urile utilizeaza proprietatea unor metale de a-si schimba rezistenta electrica odata cu temperatura. Sunt extrem de precise si sunt preferate in aplicatii care necesita masuratori de temperatura foarte exacte. Exemplu de produs: Rosemount 3144P Temperature Transmitter ‒ acesta ofera masuratori de temperatura stabile si precise, fiind adesea utilizat in industria chimica si farmaceutica, pentru monitorizarea proceselor chimice unde o temperatura stabila este cruciala pentru calitatea produsului final.
• Senzori de temperatura cu infrarosu: Senzorii de temperatura infrarosu masoara radiatiile termice fara a necesita contact fizic cu obiectul monitorizat. Aceasta permite masuratori rapide si sigure la distanta. Exemplu de produs: Fluke 62 Max+ IR Thermometer ‒ acest dispozitiv portabil masoara temperaturi de la -30°C pana la 650°C si este ideal pentru monitorizarea echipamentelor rotative si a instalatiilor electrice. Se utilizeaza la monitorizarea temperaturii motoarelor si a panourilor electrice pentru a preveni supraincalzirea si riscurile de incendiu.

Cateva exemple in care sistemele de monitorizare a temperaturii sunt importante 

• Industriile cu risc inalt: In rafinarii, centrale electrice si fabrici de prelucrare a metalelor, unde procesele opereaza la temperaturi extrem de ridicate, aceste sisteme sunt vitale pentru securitatea operationala;
• Controlul proceselor: In industria alimentara si farmaceutica, unde respectarea stricta a regimurilor de temperatura este esentiala pentru calitatea si siguranta produsului;
• Prevenirea incendiilor: In depozite si alte facilitati de stocare, unde materialele inflamabile necesita monitorizare constanta pentru a detecta si a raspunde rapid la orice crestere anormala a temperaturii.

Prin implementarea acestor sisteme de monitorizare a temperaturii, entitatile industriale isi pot imbunatati semnificativ siguranta si eficienta operatiunilor, reducand in acelasi timp riscul de incidente costisitoare si periculoase.

2.3. Detectoare de fum moderne: tehnologii utilizate si avantajele lor comparativ cu sistemele traditionale 

Detectoarele de fum moderne folosesc tehnologii avansate pentru a oferi o detectie mai rapida si mai precisa a incendiilor, reducand astfel riscul de alarme false si imbunatatind timpul de raspuns in situatii de urgenta. Comparativ cu sistemele traditionale, aceste detectoare moderne integreaza functionalitati inteligente si conectivitate imbunatatita. Prezentam si in acest caz cateva dintre cele mai utilizate tehnologii in detectoarele de fum moderne, impreuna cu exemple de produse concrete.

Tehnologii utilizate

• Detectare fotoelectrica: Aceasta tehnologie foloseste un fascicul de lumina pentru a detecta prezenta particulelor de fum in aer. Cand particulele de fum intra in camera optica, ele imprastie lumina, declansand alarma. Detectoarele pe care se bazeaza aceasta tehnologie au avantajul de a fi sensibile la incendiile care ard incet si produc mult fum, reducand riscul de alarme false, comparativ cu detectoarele ionice. Exemplu de produs: Google Nest Protect, care utilizeaza un senzor fotoelectric imbunatatit pentru a detecta fumul si a trimite alerte pe dispozitivele mobile ale utilizatorilor.
• Detectare termica: Detectoarele termice masoara temperatura dintr-o camera. Acestea sunt programate sa alarmeze atunci cand temperatura atinge un prag specific sau cand temperatura creste rapid intr-un timp scurt. Au avantajul ca sunt eficiente in detectarea incendiilor cu flacara deschisa care nu genereaza imediat fum. Exemplu de produs: Kidde HD135F ‒ un detector de caldura care alarmeaza atunci cand temperatura camerei atinge 57,2°C sau mai mult.
• Tehnologie Smart/IoT: Integrarea prin internet a mai multor componente/echipamente permite detectoarelor de fum sa comunice intre ele si cu alte dispozitive inteligente din casa sau in mediul industrial, oferind notificari in timp real si control de la distanta. Ca avantaj, aceasta tehnologie permite monitorizarea de la distanta, notificari instantanee pe smartphone si integrare cu alte sisteme de securitate sau automatizare a casei. Exemplu de produs: First Alert Onelink Safe & Sound care, pe langa detectarea fumului si monoxidului de carbon, include un difuzor Alexa integrat pentru alerte vocale si controlul altor dispozitive inteligente.

Avantajele detectoarelor de fum moderne comparativ cu sistemele traditionale 

• Reducerea alarmelor false: Tehnologiile moderne, cum ar fi cele fotoelectrice, sunt mai putin susceptibile de a declansa alarme false cauzate de praf sau abur, spre deosebire de detectoarele ionice mai vechi.
• Raspuns mai rapid: Combinatia de senzori de fum si caldura in acelasi dispozitiv poate identifica mai rapid diferite tipuri de incendii, permitand o interventie mai eficienta.
• Conectivitate si integrare: Detectoarele inteligente pot fi integrate cu sisteme de securitate si automatizare a casei, oferind o gestionare centralizata si alerte in timp real pe dispozitive mobile.
• Functionalitati aditionale: Multe detectoare moderne includ alte functionalitati, cum ar fi detectarea monoxidului de carbon, difuzoare pentru alerte vocale, si chiar lumini de noapte.

Aceste inovatii tehnologice fac detectoarele de fum mai eficiente si mai adaptabile la nevoile moderne de siguranta in locuinte, afaceri si medii industriale, crescand astfel nivelul de protectie impotriva incendiilor.

BIBLIOGRAFIE

Sursele de informatie utilizate in acest articol sunt redate sistematizat pentru fiecare capitol.

Cap. 1: 

• Carti, ghiduri tehnice, cursuri de specialitate:

 [1] Fire Detection and Suppression Systems, de Robert E. SOLOMON. Acest ghid ofera o privire de ansamblu asupra diferitelor tehnologii utilizate in detectarea si suprimarea incendiilor, incluzand capitole dedicate senzorilor inteligenti;

[2] Industrial Fire Protection Engineering, de Robert G. ZALOSH. Aceasta carte acopera aspecte fundamentale ale protectiei contra incendiilor in medii industriale, inclusiv utilizarea senzorilor si sistemelor de detectare;

[3] Masuri de protectie activa la foc si pentru desfumare, de Stefan DUNA. Acest curs se preda pe parcursul a 2 ani la master DD din cadrul Departamentului CCI, UPT;

[4] Instalatii si PSI, de Stefan DUNA. Acest curs se preda pe parcursul a 2 ani (la anul 3 si anul 5) in cadrul Departamentului de Arhitectura, UPT;

• Articole de specialitate:

[5] Advanced sensors in fire detection systems, publicat in Fire Safety Journal. Acest articol discuta despre ultimele inovatii in domeniul senzorilor pentru detectarea incendiilor, subliniind importanta integrarii lor in sistemele industriale de siguranta;

[6] Intelligent Fire Detection System using Image Processing and Machine Learning, publicat in Journal of Machine Learning Research. Acest studiu exploreaza utilizarea procesarii imaginilor si a invatarii automate in detectarea incendiilor;

• Documentatie de la producatori:

[7] Nest Protect Product Manual ‒ Documentatia tehnica a produsului ofera detalii despre functionalitatile specifice ale detectorului de fum si monoxid de carbon Nest Protect;

[8] Honeywell XNX Universal Transmitter Technical Manual ‒ Acest manual detaliaza caracteristicile tehnice ale transmitatorului universal XNX utilizat pentru detectarea gazelor, oferind informatii valoroase despre aplicabilitatea sa in context industrial;

• Conferinte si workshop-uri:

[9] Proceedings of the International Conference on Automatic Fire Detection ‒ o colectie de lucrari prezentate la conferinta internationala privind detectarea automata a incendiilor, care include studii de caz si cercetari despre senzori inteligenti;

• Resurse online

[10] Evaluating the Effectiveness of Smart Smoke Detector Systems, disponibil pe website-ul Fire Technology Today. Aceasta resursa online analizeaza performanta sistemelor inteligente de detectare a fumului in diferite scenarii de incendiu.

Cap. 2: 

• Carti, referinte tehnice, cursuri de specialitate:

[1] Instrumentation and Process Control, de Terry BARTELT. Aceasta carte ofera o introducere comprehensiva in instrumentatia industriala, incluzand capitole detaliate despre senzori de temperatura si aplicatiile lor;

[2] Practical Temperature Measurement, de Peter R. N. CHILDS. Cartea exploreaza tehnici si echipamente utilizate pentru masurarea temperaturii, inclusiv termocuple si RTD-uri, oferind o baza tehnica solida pentru intelegerea acestor tehnologii;

[3] Masuri de protectie activa la foc si pentru desfumare, de Stefan DUNA. Acest curs se preda pe parcursul a 2 ani la master DD din cadrul Departamentului CCI, UPT;

[4] Instalatii si PSI, de Stefan DUNA. Acest curs se preda pe parcursul a 2 ani (la anul 3 si anul 5) in cadrul Departamentului de Arhitectura, UPT;

• Articole de specialitate si jurnale:

[5] Temperature Measurement in the Industrial Environment, publicat in Engineering Journal. Acest articol discuta despre diverse metode de masurare a temperaturii in contexte industriale si provocarile asociate cu fiecare;

[6] Advanced Temperature Measurement Based on Infrared Sensors, publicat in Journal of Sensor Technology. Articolul analizeaza utilizarea senzorilor infrarosii in monitorizarea temperaturii, cu exemple din industrii specifice;

• Documentatie de la producatori si studii de caz:

[7] Fluke 62 Max+ IR Thermometer User Manual ‒ Manualul de utilizare al termometrului Fluke ofera detalii tehnice si recomandari pentru utilizarea optima in diferite medii industriale;

[8] Rosemount 3144P Temperature Transmitter Product Data Sheet ‒ Fisa tehnica a produsului ofera specificatii detaliate si aplicatii recomandate pentru transmitatorul de temperatura Rosemount in industrie;

• Conferinte si workshop-uri:

[9] Proceedings of the International Conference on Industrial Instrumentation and Control ‒ o colectie de lucrari prezentate la conferinta internationala, care include subiecte despre monitorizarea temperaturii si optimizarea proceselor industriale;

• Resurse online

[10] The Importance of Temperature Monitoring in Industrial Processes, disponibil pe website-ul Industry Today. Aceasta resursa online exploreaza importanta monitorizarii temperaturii si impactul acesteia asupra sigurantei si eficientei in diferite industrii.

Tabel 1: Produse si echipamente la care se face referire in articol

(va urma)

Autori:

dr. ing. Stefan DUNA

Andrei DUNA

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 215 – iulie 2024, pag. 12-14, 16