Fiabilidad Sistema De Detección De Incendios

Francisco JosÄ Salieron Corraliza

Reliability of a fire detector system.
Reliability analysis of a fire detector system located in a production room, is developped in this job. Basic concepts and results are detailed when they are necessaries for the analisys. Differents assumptions and points of view are treated. KEY WORDS: Reliability, failure rate, MTTF, lifetime, fault tree, reliabilityblocks diagrams. 

0-INTRODUCCI€N

Se estudia la fiabilidad de un sistema de detecci•n de incendios, que se describe en el pr•ximo apartado. Se supone que todas las componentes son independientes y con tasa de fallo constante, es decir, la variable tiempo hasta el primer fallo sigue una ley exponencial. El sistema tiene una estructura serie/paralelo, con una estructura 2 de 3conectada en serie con un “ voter “. Ademƒs consta de una alarma, que se puede accionar manualmente por un operario. Por su naturaleza el sistema debe estar preparado para funcionar cuando se produzca una emergencia. Se van a introducir los conceptos bƒsicos de la teor„a de la fiabilidad desde el punto de vista probabil„stico y se calcula la fiabilidad del sistema de varias formas. En primer lugar no setiene en cuenta en el estudio el error humano, estudiƒndose por tanto la fiabilidad intr„nseca. Posteriormente se tienen en cuenta un posible fallo en el interruptor y la influencia de un mantenimiento preventivo. Se considera que cuando una inmediatamente sustituida por otra igual. componente falla es

1-DESCRIPCI€N DEL SISTEMA

El siguiente esquema muestra la estructura del sistema dedetecci•n de incendios:

Figura 1.1. ESQUEMA DEL SISTEMA DE DETECCI€N

El sistema de detecci•n estƒ dividido en dos partes, detecci•n de calor y detecci•n de humo. Ademƒs hay un bot•n de alarma que puede ser accionado manualmente. DetecciÄn de calor: En la nave de producci•n hay un circuito neumƒtico cerrado con cuatro vƒlvulas id…nticas, FP1, FP2, FP3 y FP4. Estas vƒlvula introducen aire en elsistema si se exponen a temperaturas superiores a 72† C. El sistema neumƒtico tiene una presi•n de 3 bares y estƒ conectado a un presostato PS. Si al menos una de las vƒlvulas se activa, el presostato se activarƒ y darƒ una se‡al el…ctrica al rel… que activa la alarma y se cierra el sistema. Para transmitir una se‡al el…ctrica, la fuente de corriente DC, debe estar intacta.

DetecciÄn de humo: Elsistema de detecci•n de humo consiste en tres detectores •pticos de humo, SD1, SD2 y SD3; todos son independientes y tienen sus propias bater„as. Estos detectores son muy sensibles y pueden avisar demasiado pronto. Para evitar falsas alarmas, los tres detectores estƒn conectadas en una estructura l•gica “voting” 2 de 3, VU. Esto significa que al menos dos detectores deben detectar el fuego antes deque la alarma se active. Si se activan al menos dos de los tres detectores, la unidad VU ( el voter ) darƒ una se‡al el…ctrica al rel… que activa la alarma, SR y el sistema se cierra. Otra vez la fuente de corriente, DC debe estar intacta. ActivaciÄn manual Junto con el circuito neumƒtico de cuatro vƒlvulas, hay tambi…n un interruptor manual MS que puede ser accionado para liberar presi•n en elcircuito. Si el operario OP, que debe estar continuamente presente, advierte un fuego, puede activar este interruptor. Cuando se activa el interruptor se libera presi•n del circuito y se activa el presostato, que env„a una se‡al el…ctrica al rel… SR. Otra vez la fuente de energ„a debe estar intacta. El relÅ SR Cuando el rel… SR recibe una se‡al el…ctrica del sistema de detecci•n, se activa y da unase‡al para:  Cerrar el proceso  Activar la alarma y los extintores de fuego. Notemos que el rel… SR recibe la se‡al el…ctrica bien del presostato PS ( que se activa con el interruptor manual o con las vƒlvulas del circuito neumƒtico ) bien de la unidad VU.

2-CONCEPTOS B‰SICOS Tiempo de fallo
Para cada componente, sistema o subsistema se define la variable aleatoria T, tiempo de vida (...