Fire Protection Systems - Protección Contra Incendio
Dado que el fuego es una de las amenazas más peligrosas para una aeronave, las zonas potenciales de incendio de las aeronaves multi motor modernos están protegidas por un sistema fijo de protección contra incendios. Una zona de fuego es un área, o región, de una aeronave diseñada por el fabricante para requerir equipos de detección y/o extinción de incendios y un alto grado de resistencia inherente al fuego.
El término "fijo" describe un sistema instalado permanentemente en contraste con cualquier tipo de equipo portátil de extinción de incendios, como un extintor de mano de Halón o de agua.
Un sistema completo de protección contra incendios en las aeronaves modernas, y en muchas aeronaves antiguas, incluye un sistema de detección de incendios y un sistema de extinción de incendios. Las zonas típicas de las aeronaves que tienen un sistema fijo de detección y/o extinción de incendios son:
1. Motores y unidad de potencia auxiliar (APU)
2. Compartimentos de carga y equipaje
3. Lavabos en los aviones de transporte
4. Ventanillas electrónicas
5. Pozos de las ruedas
6. Conductos de aire de purga
Para detectar incendios o condiciones de sobrecalentamiento, se colocan detectores en las distintas zonas a vigilar. Los incendios se detectan en las aeronaves con motores recíprocos y turbohélices pequeñas utilizando uno o más de los siguientes elementos
1. Detectores de sobrecalentamiento
2. Detectores de tasa de aumento de temperatura
3. Detectores de llama
4. Observación por parte de los miembros de la tripulación
Además de estos métodos, se utilizan otros tipos de detectores en los sistemas de protección contra incendios de las aeronaves, pero rara vez se utilizan para detectar incendios en los motores. Por ejemplo, los detectores de humo son más adecuados para vigilar las zonas en las que los materiales arden lentamente o arden, como los compartimentos de carga y de equipaje.
Otros tipos de detectores de esta categoría son los detectores de monóxido de carbono y los equipos de muestreo químico capaces de detectar mezclas combustibles que pueden dar lugar a acumulaciones de gases explosivos.
Los sistemas completos de protección contra incendios de la mayoría de las grandes aeronaves con motor de turbina incorporan varios de estos diferentes métodos de detección.
1. Detectores de tasa de aumento de temperatura
2. Detectores de detección de radiación
3. Detectores de humo
4. Detectores de sobrecalentamiento
5. Detectores de monóxido de carbono
6. Detectores de mezclas combustibles
7. Detectores ópticos
8. Observación por parte de la tripulación o los pasajeros
Los tipos de detectores más utilizados para la detección rápida de incendios son los sistemas de velocidad de subida, sensor óptico, bucle neumático y resistencia eléctrica.
Clases de incendios
Las siguientes clases de incendios que es probable que se produzcan a bordo de las aeronaves, tal como se definen en la Norma 10 de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios de los Estados Unidos (NFPA), Norma para Extintores Portátiles, Edición 2007, son
Clase A: Incendios que afectan a materiales combustibles ordinarios, como madera, tela, papel, goma y plásticos.
Clase B: Incendios de líquidos inflamables, aceites de petróleo, grasas, alquitranes, pinturas a base de aceite, lacas, disolventes, alcoholes y gases inflamables.
Clase C: Incendios que involucran equipos eléctricos energizados en los que es importante el uso de un medio de extinción que sea eléctricamente no conductor.
Clase D: Incendios en los que intervienen metales combustibles, como el magnesio, el titanio, el circonio, el sodio, el litio y el potasio.
Requisitos de los sistemas de protección contra incendios y sobrecalentamiento
Los sistemas de protección contra incendios en las aeronaves de producción actual no se basan en la observación de los miembros de la tripulación como método principal de detección de incendios. Un sistema ideal de detección de incendios incluye el mayor número posible de las siguientes características
1. No hay falsos avisos bajo ninguna condición de vuelo o de tierra.
2. Indicación rápida de un incendio y localización precisa del mismo.
3. Indicación precisa de que se ha producido un incendio.
4. Indicación de que un incendio se ha reavivado.
5. Indicación continua de la duración de un incendio.
6. Medios para comprobar eléctricamente el sistema detector desde la cabina de mando de la aeronave.
7. Resistente a los daños causados por la exposición al aceite, el agua, las vibraciones, las temperaturas extremas o la manipulación.
8. Ligero de peso y fácilmente adaptable a cualquier posición de montaje.
9. Circuitos que funcionan directamente desde el sistema de alimentación de la aeronave sin inversores.
10. Requerimientos mínimos de corriente eléctrica cuando no se indica un incendio.
11. Luz de cabina que se ilumina, indicando la ubicación del incendio, y con un sistema de alarma audible.
12. Un sistema de detectores separado para cada motor.
Sistemas de detección de incendios/sobrecalentamiento
Un sistema de detección de incendios debe señalar la presencia de un incendio. Las unidades del sistema se instalan en lugares donde hay más posibilidades de que se produzca un incendio. Tres tipos de sistemas de detección de uso común son el interruptor térmico, el termopar y el bucle continuo.
Sistema de interruptor térmico - Thermal Switch System
Existen varios detectores o dispositivos de detección. Muchas aeronaves de modelos antiguos que todavía funcionan tienen algún tipo de sistema de interruptor térmico o sistema de termopar. Un sistema de interruptor térmico tiene una o más luces energizadas por el sistema de energía de la aeronave e interruptores térmicos que controlan la operación de la(s) luz(es).
Estos interruptores térmicos son unidades sensibles al calor que completan los circuitos eléctricos a una determinada temperatura. Están conectados en paralelo entre sí pero en serie con las luces indicadoras.
Si la temperatura se eleva por encima de un valor establecido en cualquier sección del circuito, el interruptor térmico se cierra, completando el circuito de luces para indicar una condición de incendio o sobrecalentamiento.
No se requiere un número fijo de interruptores térmicos; el número exacto suele ser determinado por el fabricante de la aeronave. En algunas instalaciones, todos los detectores térmicos están conectados a una luz; en otras, puede haber un interruptor térmico para cada luz indicadora.
Algunas luces de advertencia son luces "push-to-test". La bombilla se prueba empujándola para comprobar un circuito auxiliar de prueba. Con el contacto del relé en la posición mostrada, hay dos posibles caminos para el flujo de corriente desde los interruptores a la luz. Esta es una característica de seguridad adicional.
Al energizar el relé de prueba se completa un circuito en serie y se comprueba todo el cableado y la bombilla. Al energizar el relé de atenuación, el circuito se altera para incluir una resistencia en serie con la luz. En algunas instalaciones, varios circuitos están cableados a través del relé de atenuación, y todas las luces de advertencia pueden atenuarse al mismo tiempo.
Sistema de termopar - Thermocouple System
El sistema de aviso de incendio por termopar funciona según un principio totalmente diferente al del sistema de interruptor térmico. Un termopar depende de la tasa de aumento de la temperatura y no avisa cuando un motor se sobrecalienta lentamente o se produce un cortocircuito. El sistema consta de una caja de relés, luces de aviso y termopares. El sistema de cableado de estas unidades puede dividirse en los siguientes circuitos
1. Circuito del detector
2. Circuito de alarma
3. Circuito de prueba
Una caja de este tipo puede contener de uno a ocho circuitos idénticos, en función del número de zonas de incendio potenciales. Los relés controlan las luces de alarma. A su vez, los termopares controlan el funcionamiento de los relés. El circuito consta de varios termopares en serie entre sí y con el relé sensible.
El termopar está construido con dos metales distintos, como el cromo y el constantano. El punto en el que estos metales se unen y se exponen al calor del fuego se denomina unión caliente. También hay una unión de referencia encerrada en un espacio de aire muerto entre dos bloques de aislamiento. Una jaula metálica rodea el termopar para darle protección mecánica sin impedir la libre circulación del aire hacia la unión caliente.
Si la temperatura aumenta rápidamente, el termopar produce una tensión debido a la diferencia de temperatura entre la unión de referencia y la unión caliente. Si ambas uniones se calientan a la misma velocidad, no se produce ninguna tensión.
En el compartimento del motor, se produce un aumento normal y gradual de la temperatura debido al funcionamiento del motor; como es gradual, ambas uniones se calientan a la misma velocidad y no se emite ninguna señal de advertencia. Sin embargo, si hay un incendio, la unión caliente se calienta más rápidamente que la unión de referencia.
La tensión resultante hace que fluya una corriente dentro del circuito del detector. Cada vez que la corriente es superior a 4 miliamperios (0,004 amperios), el relé sensible se cierra. Esto completa un circuito desde el sistema de alimentación de la aeronave hasta la bobina del relé esclavo. El relé esclavo se cierra entonces y completa el circuito a la luz de advertencia para dar una advertencia visual de incendio.
El número total de termopares utilizados en los circuitos de los detectores individuales depende del tamaño de las zonas de incendio y de la resistencia total del circuito, que normalmente no supera los 5 ohmios.
La resistencia conectada a través de los terminales del relé esclavo absorbe la tensión autoinducida de la bobina para evitar la formación de arcos en los puntos del relé sensible. Los contactos del relé sensible son tan frágiles que se queman, o se sueldan, si se permite la formación de arcos.
Cuando el relé sensible se abre, el circuito del relé esclavo se interrumpe y el campo magnético alrededor de su bobina se colapsa. La bobina recibe entonces una tensión por autoinducción pero, con la resistencia a través de los terminales de la bobina, hay un camino para cualquier flujo de corriente como resultado de esta tensión, eliminando el arco en los contactos del relé sensible.
Sistemas de bucle continuo - Continuous-Loop Systems
Los aviones de transporte utilizan casi exclusivamente elementos de detección térmica continua para la protección del grupo motopropulsor y de las ruedas. Estos sistemas ofrecen un rendimiento y una cobertura de detección superiores, y tienen la robustez demostrada para sobrevivir en el duro entorno de los modernos motores turbofán.
Un detector o sistema de detección de bucle continuo permite una cobertura más completa de un área de riesgo de incendio que cualquiera de los detectores de temperatura de tipo puntual.
Dos tipos de sistemas de bucle continuo ampliamente utilizados son los detectores de tipo termistor, como los sistemas Kidde y Fenwal, y el detector de presión neumática, como el sistema Lingberg. (El sistema Lindberg también se conoce como Systron-Donner y, más recientemente, Meggitt Safety Systems).
Sistema Fenwal
El sistema Fenwal utiliza un tubo delgado de Inconel lleno de sal eutéctica térmicamente sensible y un conductor central de alambre de níquel. Las longitudes de estos elementos de detección se conectan en serie a una unidad de control.
Los elementos pueden ser de longitudes iguales o variables y de temperaturas iguales o diferentes. La unidad de control, que funciona directamente desde la fuente de alimentación, imprime una pequeña tensión a los elementos de detección.
Cuando se produce una condición de sobrecalentamiento en cualquier punto de la longitud del elemento, la resistencia de la sal eutéctica dentro del elemento de detección cae bruscamente, provocando el flujo de corriente entre la vaina exterior y el conductor central. Este flujo de corriente es detectado por la unidad de control, que produce una señal para accionar el relé de salida y activar las alarmas.
Cuando el incendio se ha extinguido o la temperatura crítica se ha reducido por debajo del punto de ajuste, el sistema Fenwal vuelve automáticamente a la alerta de espera, listo para detectar cualquier incendio o condición de sobrecalentamiento posterior.
El sistema Fenwal puede cablearse para emplear un circuito en bucle. En este caso, si se produce un circuito abierto, el sistema sigue señalando fuego o sobrecalentamiento. Si se producen varios circuitos abiertos, sólo la sección entre las interrupciones queda inutilizada.
Sistema Kidde
En el sistema de bucle continuo de Kidde, dos cables están incrustados en un tubo de inconel relleno de un material de núcleo de termistor. Dos conductores eléctricos atraviesan la longitud del núcleo.
Un conductor tiene una conexión a tierra con el tubo, y el otro conductor se conecta a la unidad de control de detección de incendios. A medida que la temperatura del núcleo aumenta, la resistencia eléctrica a la tierra disminuye.
La unidad de control de detección de incendios controla esta resistencia. Si la resistencia disminuye hasta el punto de ajuste de sobrecalentamiento, se produce una indicación de sobrecalentamiento en la cabina de vuelo.
Normalmente, se incorpora un retardo de 10 segundos para la indicación de sobrecalentamiento. Si la resistencia disminuye más hasta el punto de ajuste de incendio, se produce una advertencia de incendio.
Cuando la condición de incendio o sobrecalentamiento desaparece, la resistencia del material del núcleo aumenta hasta el punto de restablecimiento y las indicaciones de la cabina de vuelo desaparecen. La velocidad de cambio de la resistencia identifica un cortocircuito eléctrico o un incendio.
La resistencia disminuye más rápidamente con un cortocircuito que con un incendio. En algunas aeronaves, además de la detección de incendios y sobrecalentamiento, el sistema de bucle continuo de Kidde puede suministrar datos de temperatura de la góndola a la función de supervisión del estado del avión del sistema de supervisión en vuelo (AIMS).
Sistemas de respuesta con sensores de tipo de presión
Algunos aviones turbopropulsores más pequeños están equipados con detectores neumáticos de un solo punto. El diseño de estos detectores se basa en los principios de las leyes de los gases. El elemento de detección consiste en un tubo cerrado, lleno de helio, conectado en un extremo a un conjunto de respuesta.
A medida que el elemento se calienta, la presión del gas dentro del tubo aumenta hasta que se alcanza el umbral de alarma. En ese momento, un interruptor interno se cierra y comunica una alarma a la cabina. Se incluye una supervisión continua de los fallos. Este tipo de sensor está diseñado como un sistema de detección de un solo sensor y no requiere una unidad de control.
Sistemas neumáticos de bucle continuo - Pneumatic Continuous-Loop Systems
Los sistemas neumáticos de bucle continuo también son conocidos por los nombres de sus fabricantes Lindberg, Systron-Donner y Meggitt Safety Systems.
Estos sistemas se utilizan para la detección de incendios en los motores de las aeronaves de transporte y tienen la misma función que el sistema Kidde; sin embargo, funcionan según un principio diferente. Normalmente se utilizan en un diseño de doble bucle para aumentar la fiabilidad del sistema.
El detector neumático tiene dos funciones de detección. Responde a un umbral de temperatura media global y a un aumento de temperatura discreto localizado causado por la incidencia de llamas o gases calientes. Tanto la temperatura media como la discreta se ajustan en fábrica y no son ajustables en campo.
Zonas propensas a incendiarse
Los compartimentos de la central eléctrica se clasifican en zonas en función del flujo de aire que los atraviesa.
Zona de clase A: área de gran flujo de aire que pasa por disposiciones regulares de obstrucciones de forma similar. La sección de potencia de un motor recíproco suele ser de este tipo.
Zona de clase B: área de flujo de aire pesado que pasa por obstrucciones aerodinámicamente limpias. Se incluyen en este tipo los conductos de los intercambiadores de calor, las cubiertas de los colectores de escape y las zonas en las que el interior del capó u otro tipo de cierre es liso, está libre de bolsas y cuenta con un drenaje adecuado para que no se produzcan charcos de sustancias inflamables.
Los compartimentos de motores de turbina pueden considerarse en esta clase si las superficies de los motores están aerodinámicamente limpias y todos los formadores estructurales del fuselaje están cubiertos por un revestimiento ignífugo para producir una superficie de cerramiento aerodinámicamente limpia.
Zona de clase C: área de flujo de aire relativamente bajo. Un compartimiento de accesorios del motor separado de la sección de potencia es un ejemplo de este tipo de zona.
Zona de clase D: área con muy poco o ningún flujo de aire. Entre ellas se encuentran los compartimentos de las alas y los huecos de las ruedas, donde la ventilación es escasa.
Zona de clase X: área de gran flujo de aire y de construcción inusual, que hace muy difícil la distribución uniforme del agente extintor. Las zonas que contienen espacios profundamente empotrados y bolsillos entre grandes encofrados estructurales son de este tipo. Las pruebas indican que los requisitos del agente son el doble de los de las zonas de clase A.
Detectores de humo
Un sistema de detección de humo vigila los aseos y los compartimentos de equipaje de carga para detectar la presencia de humo, que es indicativo de una condición de incendio. Los instrumentos de detección de humo que recogen aire para el muestreo se montan en los compartimentos en lugares estratégicos.
Se utiliza un sistema de detección de humo cuando se espera que el tipo de incendio previsto genere una cantidad sustancial de humo antes de que los cambios de temperatura sean suficientes para activar un sistema de detección de calor. Dos tipos comunes utilizados son la refracción de la luz y la ionización.
Tipo refracción de luz
El tipo de detector de humo por refracción de luz contiene una célula fotoeléctrica que detecta la luz refractada por las partículas de humo. Las partículas de humo refractan la luz hacia la célula fotoeléctrica y, cuando ésta detecta un cambio suficiente en la cantidad de luz, crea una corriente eléctrica que activa una luz de aviso. Este tipo de detector de humo se denomina dispositivo fotoeléctrico.
Tipo ionización
Algunos aviones utilizan un detector de humo del tipo ionización. El sistema genera una señal de alarma (tanto la bocina como el indicador) al detectar un cambio en la densidad de iones debido al humo en la cabina.
El sistema se conecta a la alimentación eléctrica de 28 voltios de CC suministrada por el avión. Las comprobaciones de la salida de alarma y de la sensibilidad del sensor se realizan simplemente con el interruptor de prueba del panel de control.
Detectores de fuego
Los sensores ópticos, a menudo denominados detectores de fuego Los dos tipos de sensores ópticos disponibles son los infrarrojos (IR) y los ultravioletas (UV), en función de las longitudes de onda de emisión específicas que están diseñados para detectar.
Los detectores ópticos de llama basados en infrarrojos se utilizan principalmente en los motores de aviones turbohélice ligeros y helicópteros. Estos sensores han demostrado ser muy fiables y económicos para estas aplicaciones.
Cuando la radiación emitida por el fuego atraviesa el espacio aéreo entre el fuego y el detector, incide en la cara frontal del detector y en la ventana. La ventana permite el paso de un amplio espectro de radiación hacia el detector, donde incide en el filtro del dispositivo sensor.
El filtro sólo permite que la radiación en una banda de ondas estrecha centrada en 4,3 micrómetros en la banda IR pase a la superficie sensible a la radiación del dispositivo de detección.
La radiación que incide en el dispositivo sensor aumenta minuciosamente su temperatura, lo que provoca la generación de pequeñas tensiones termoeléctricas. Estas tensiones se transmiten a un amplificador cuya salida se conecta a varios circuitos de procesamiento electrónico analítico.
La electrónica de procesamiento se adapta exactamente a la firma temporal de todas las fuentes de llamas de hidrocarburos conocidas e ignora las fuentes de falsa alarma, como las luces incandescentes y la luz solar. El nivel de sensibilidad de la alarma se controla con precisión mediante un circuito digital.
Detectores de monóxido de carbono
El monóxido de carbono es un gas incoloro e inodoro que es un subproducto de la combustión incompleta. Su presencia en el aire respirable de los seres humanos puede ser mortal. Para garantizar la seguridad de la tripulación y los pasajeros, se utilizan detectores de monóxido de carbono en las cabinas de los aviones y en las cabinas de mando.
Se encuentran con mayor frecuencia en los aviones con motores recíprocos con calentadores de la cubierta de escape y en los aviones equipados con un calentador de combustión.
El aire de purga de la turbina, cuando se utiliza para calentar la cabina, se extrae del motor antes de la cámara de combustión. Por lo tanto, no existe ninguna amenaza de presencia de monóxido de carbono.
El gas monóxido de carbono se encuentra en diversos grados en todos los humos y vapores de la combustión de sustancias carbonosas. Cantidades muy pequeñas de este gas son peligrosas si se inhalan.
Una concentración de tan sólo 2 partes por cada 10.000 puede producir dolor de cabeza, embotamiento mental y letargo físico en pocas horas. Una exposición prolongada o concentraciones más altas pueden causar la muerte.
Hay varios tipos de detectores de monóxido de carbono. Los detectores electrónicos son comunes. Algunos están montados en paneles y otros son portátiles. También son comunes los detectores químicos de cambio de color.
La mayoría son portátiles. Algunos son simples botones, tarjetas o placas que tienen una sustancia química aplicada a la superficie. Normalmente, el color de la sustancia química es bronceado.
En presencia de monóxido de carbono, el producto químico se oscurece hasta volverse gris o incluso negro. El tiempo de transición necesario para cambiar de color está inversamente relacionado con la concentración de CO presente.
A 50 partes por millón, la indicación es evidente en 15 a 30 minutos. Una concentración de 100 partes por millón cambia el color de la sustancia química en tan sólo 2 a 5 minutos.
A medida que la concentración aumenta o la duración de la exposición se prolonga, el color evoluciona de gris a gris oscuro y a negro. Si se contamina, la instalación de un nuevo elemento indicador permite volver a poner en servicio una unidad de prueba portátil de monóxido de carbono.
Agentes extintores y extintores portátiles
Debe haber al menos un extintor portátil de mano para uso en el compartimento del piloto que esté ubicado en un lugar de fácil acceso para el piloto mientras está sentado.
Debe haber al menos un extintor de mano situado convenientemente en el compartimento de pasajeros de cada avión con capacidad para más de 6 y menos de 30 pasajeros. Cada extintor para uso en un compartimento de personal debe estar diseñado para minimizar el riesgo de concentraciones de gases tóxicos.
Hidrocarburos halogenados
Durante más de 45 años, los hidrocarburos halogenados (halones) han sido prácticamente los únicos agentes extintores utilizados en las aeronaves de transporte civil. Sin embargo, el halón es un producto químico que agota la capa de ozono y provoca el calentamiento global, y su producción ha sido prohibida por un acuerdo internacional.
Aunque el uso del halón se ha prohibido en algunas partes del mundo, se ha concedido una exención a la aviación debido a sus singulares requisitos operativos y de seguridad contra incendios.
El halón ha sido el agente de extinción de incendios elegido en la aviación civil porque es extremadamente eficaz por unidad de peso en una amplia gama de condiciones ambientales de las aeronaves. Es un agente limpio (sin residuos), no conductor de la electricidad y tiene una toxicidad relativamente baja.
En la aviación se emplean dos tipos de halones: El Halón 1301 (CBrF3), un agente de inundación total, y el Halón 1211 (CBrClF2), un agente de flujo. Los incendios de clase A, B o C se controlan adecuadamente con halones.
Sin embargo, no utilice halones en un incendio de clase D. Los agentes de halón pueden reaccionar vigorosamente con el metal en llamas.
NOTA: Aunque los halones siguen en servicio y son agentes apropiados para estas clases de incendios, la producción de estos agentes que agotan la capa de ozono se ha restringido.
Aunque no es obligatorio, considere la posibilidad de sustituir los extintores de halón por extintores de sustitución de halón cuando se descarguen. Los agentes sustitutivos del halón que se han considerado conformes hasta la fecha incluyen los halocarbonos HCFC Blend B, HFC-227ea y HFC-236fa.
Gases fríos inertes
El dióxido de carbono (CO2) es un agente extintor eficaz. Se utiliza con mayor frecuencia en los extintores que están disponibles en la rampa para combatir los incendios en el exterior de la aeronave, como los incendios de motores o APU. El CO2 se ha utilizado durante muchos años para extinguir incendios de fluidos inflamables y de equipos eléctricos.
Es incombustible y no reacciona con la mayoría de las sustancias. Proporciona su propia presión para la descarga del recipiente de almacenamiento, excepto en climas extremadamente fríos, donde se puede añadir una carga de refuerzo de nitrógeno para invernar el sistema. Normalmente, el CO2 es un gas, pero se puede licuar fácilmente por compresión y enfriamiento.
Una vez licuado, el CO2 permanece en un contenedor cerrado como líquido y como gas. Cuando el CO2 se expulsa a la atmósfera, la mayor parte del líquido se convierte en gas. El calor absorbido por el gas durante la vaporización enfría el líquido restante a -110 °F, y se convierte en un sólido blanco finamente dividido, la nieve de hielo seco.
El dióxido de carbono es aproximadamente 1½ veces más pesado que el aire, lo que le confiere la capacidad de sustituir el aire por encima de las superficies en llamas y mantener una atmósfera asfixiante.
El CO2 es eficaz como agente extintor sobre todo porque diluye el aire y reduce el contenido de oxígeno de manera que la combustión ya no se ve favorecida.
En determinadas condiciones, también se produce un cierto efecto de enfriamiento. El CO2 se considera ligeramente tóxico, pero puede provocar la inconsciencia y la muerte por asfixia si se deja que la víctima respire CO2 en concentraciones de extinción de incendios durante 20 o 30 minutos.
El CO2 no es eficaz como agente extintor en los incendios en los que intervienen productos químicos que contienen su propio suministro de oxígeno, como el nitrato de celulosa (utilizado en algunas pinturas para aviones). Además, los fuegos de magnesio y titanio no pueden extinguirse con CO2.
Polvos secos - Dry Powders
Los incendios de clase A, B o C pueden controlarse con agentes extintores químicos secos. Los únicos extintores de polvo químico seco de uso general (clase A, B, C) contienen fosfato monoamónico.
Todos los demás polvos químicos secos tienen una clasificación de fuego de clase B, C U.S - UL solamente. Los extintores de polvo químico seco controlan mejor los incendios de clase A, B y C, pero su uso es limitado debido a los residuos y a la limpieza después del despliegue.
Clase de agua
Los fuegos de clase A se controlan mejor con agua, enfriando el material por debajo de su temperatura de ignición y empapando el material para evitar su reignición.
Interiores de la cabina de mando y de la cabina de pasajeros
Todos los materiales utilizados en la cabina de mando y en la cabina deben cumplir normas estrictas para evitar incendios. En caso de incendio, existen varios tipos de extintores portátiles para combatir el fuego. Los tipos más comunes son el Halón 1211 y el agua.
Tipos de extintores
Los extintores portátiles se utilizan para extinguir incendios en la cabina o en la cabina de vuelo. La figura muestra un extintor de Halón utilizado en un avión de aviación general.
Los extintores de Halón se utilizan en incendios eléctricos y de líquidos inflamables. Algunas aeronaves de transporte también utilizan extintores de agua para su uso en incendios no eléctricos.
A continuación se presenta una lista de agentes extintores y el tipo (clase) de incendios para los que cada uno es apropiado.
1. Agua: clase A. El agua enfría el material por debajo de su temperatura de ignición y lo empapa para evitar su reignición.
2. Dióxido de carbono: clase B o C. El CO2 actúa como agente de cobertura. NOTA: El CO2 no se recomienda para los extintores manuales de uso interno de las aeronaves.
3. Productos químicos secos: clase A, B o C. Los productos químicos secos son los mejores agentes de control para este tipo de incendios.
4. Halones: sólo de clase A, B o C.
5. Agentes limpiadores de halocarbonos: sólo clase A, B, o C.
6. Polvo seco especializado: clase D. (Siga las recomendaciones del fabricante del extintor debido a la posible reacción química entre el metal en llamas y el agente extintor).
Los siguientes extintores de mano no son adecuados como equipo de cabina o de pilotaje.
- CO2
- Productos químicos secos (debido a la posibilidad de daños por corrosión en los equipos electrónicos, la posibilidad de oscurecimiento visual si el agente se descargara en la zona de la cabina de vuelo y los problemas de limpieza derivados de su uso)
- Polvo seco especializado (es adecuado para su uso en operaciones en tierra)
Sistemas de extinción de incendios en el avión
Las aeronaves de transporte tienen instalados sistemas fijos de extinción de incendios en:
1. Los compartimentos de los motores de turbina
2. Compartimentos de APU
3. Compartimentos de carga y equipaje
4. Lavaderos
Sistemas de extinción de incendios con CO2
Las aeronaves más antiguas con motores recíprocos utilizaban CO2 como agente extintor, pero todos los diseños de aeronaves más recientes con motores de turbina utilizan Halón o un agente extintor equivalente, como los agentes limpiadores de halocarburos.
Sistemas de extinción de incendios por hidrocarburos halogenados
Los sistemas fijos de extinción de incendios utilizados en la mayoría de los sistemas de protección contra incendios de motores y compartimentos de carga están diseñados para diluir la atmósfera con un agente inerte que no favorece la combustión. Muchos sistemas utilizan tubos perforados o boquillas de descarga para distribuir el agente extintor.
Los sistemas de alta velocidad de descarga (HRD) utilizan tubos de extremo abierto para suministrar una cantidad de agente extintor en 1 o 2 segundos. El agente extintor más común que se sigue utilizando hoy en día es el Halón 1301 debido a su eficaz capacidad de lucha contra el fuego y a su relativamente baja toxicidad (clasificación UL Grupo 6).
El Halón 1301, que no es corrosivo, no afecta al material con el que entra en contacto y no requiere limpieza cuando se descarga. El Halón 1301 es el actual agente extintor para los aviones comerciales, pero se está desarrollando un sustituto. El halón 1301 ya no se puede producir porque agota la capa de ozono.
El halón 1301 se utilizará hasta que se desarrolle un sustituto adecuado. Algunos aviones militares utilizan el HCL-125 y la Administración Federal de Aviación (FAA) está probando el HCL-125 para su uso en aviones comerciales.
Contenedores
Los contenedores de extintores (botellas HRD) almacenan un agente extintor halogenado líquido y gas presurizado (normalmente nitrógeno). Normalmente se fabrican en acero inoxidable. Dependiendo de las consideraciones de diseño, hay materiales alternativos disponibles, incluyendo el titanio.
Los contenedores también están disponibles en una amplia gama de capacidades. Se fabrican según las especificaciones o exenciones del Departamento de Transporte (DOT).
La mayoría de los contenedores para aeronaves tienen un diseño esférico, que proporciona el menor peso posible. Sin embargo, hay formas cilíndricas disponibles cuando las limitaciones de espacio son un factor.
Cada contenedor incorpora un diafragma de seguridad sensible a la temperatura/presión que impide que la presión del contenedor supere la presión de prueba del mismo en caso de exposición a temperaturas excesivas.
Válvulas de descarga
Las válvulas de descarga están instaladas en los contenedores. En la salida del conjunto de la válvula de descarga se instalan un cartucho (squib) y una válvula de disco frangible. También existen conjuntos especiales con válvulas de asiento accionadas por solenoide o manualmente. Se utilizan dos tipos de técnicas de liberación de disco de cartucho.
El tipo de liberación estándar utiliza un proyectil impulsado por energía explosiva para romper un disco de cierre segmentado. Para las unidades de alta temperatura o herméticamente selladas, se utiliza un cartucho de tipo impacto explosivo directo que aplica un impacto de fragmentación para romper un diafragma de acero pretensado resistente a la corrosión.
La mayoría de los contenedores utilizan juntas metálicas convencionales que facilitan el reacondicionamiento tras la descarga.
Indicación de presión
Se utiliza una amplia gama de diagnósticos para verificar el estado de la carga del agente extintor. Se dispone de un simple indicador visual, normalmente un indicador helicoidal de tipo bourdon que es resistente a las vibraciones.
Un interruptor de manómetro combinado indica visualmente la presión real del contenedor y también proporciona una señal eléctrica si se pierde la presión del contenedor, lo que evita la necesidad de indicadores de descarga. Un presostato de baja presión de tipo diafragma verificable en tierra se utiliza habitualmente en los contenedores herméticamente cerrados.
El sistema Kidde tiene un presostato compensado por temperatura que sigue las variaciones de presión del contenedor con las temperaturas utilizando una cámara de referencia herméticamente sellada.
Válvula de retención de dos vías - Two-Way Check Valve
Las válvulas de retención de dos vías son necesarias en un sistema de dos disparos para evitar que el agente extintor de un contenedor de reserva retroceda al contenedor principal previamente vaciado. Las válvulas se suministran con las configuraciones de accesorios MS-33514 o MS-33656.
Indicadores de descarga
Los indicadores de descarga proporcionan una evidencia visual inmediata de la descarga del contenedor en los sistemas de extinción de incendios. Se pueden suministrar dos tipos de indicadores: térmicos y de descarga. Ambos tipos están diseñados para el montaje en aviones y en la piel.
Interruptor de fuego - Fire Switch
Los interruptores de incendio del motor y de la APU suelen estar instalados en el panel central de la cabina de vuelo o en la consola central. Cuando se activa un interruptor de incendio del motor, sucede lo siguiente: el motor se detiene porque el control de combustible se apaga, el motor se aísla de los sistemas de la aeronave y se activa el sistema de extinción de incendios.
Algunas aeronaves utilizan interruptores de incendio que deben ser tirados y girados para activar el sistema, mientras que otras utilizan un interruptor de tipo pulsador con una protección.
Para evitar la activación accidental del interruptor de incendios, se instala un bloqueo que libera el interruptor de incendios sólo cuando se ha detectado un incendio. Este bloqueo puede ser liberado manualmente por la tripulación de vuelo si el sistema de detección de incendios funciona mal.
Detección de incendios en la bodega
Las aeronaves de transporte deben tener las siguientes disposiciones para cada compartimiento de carga o de equipaje:
1. El sistema de detección debe proporcionar una indicación visual a la tripulación de vuelo dentro de 1 minuto después del inicio de un incendio.
2. El sistema debe ser capaz de detectar un incendio a una temperatura significativamente inferior a la que disminuye sustancialmente la integridad estructural del avión.
3. Deberá haber medios que permitan a la tripulación comprobar, en vuelo, el funcionamiento de cada circuito detector de incendios.
Clasificación del compartimento de carga
Clase A
Un compartimiento de carga o de equipaje de Clase A es aquel en el que la presencia de un incendio sería fácilmente descubierta por un miembro de la tripulación mientras está en su puesto y cada parte del compartimiento es fácilmente accesible en vuelo.
Clase B
Un compartimento de carga o de equipaje de Clase B es aquel en el que hay suficiente acceso en vuelo para que un miembro de la tripulación pueda llegar efectivamente a cualquier parte del compartimento con el contenido de un extintor de mano.
Cuando se utilizan las disposiciones de acceso, no entra ninguna cantidad peligrosa de humo, llamas o agente extintor en ningún compartimento ocupado por la tripulación o los pasajeros. Hay un detector de humo o un sistema de detección de incendios aprobado por separado para dar aviso en el puesto del piloto o del ingeniero de vuelo.
Clase C
Un compartimiento de carga, o de equipaje, de Clase C es aquel que no cumple con los requisitos de un compartimiento de Clase A o B, pero en el que
1. Hay un sistema independiente aprobado de detección de humo o de incendios que avisa al piloto o al ingeniero de vuelo.
2. Hay un sistema aprobado de extinción o supresión de incendios incorporado y controlable desde la cabina de mando.
3. Existen medios para excluir las cantidades peligrosas de humo, llamas o agente extintor de cualquier compartimento ocupado por la tripulación o los pasajeros.
4. Existen medios para controlar la ventilación y las corrientes de aire dentro del compartimento, de modo que el agente extintor utilizado pueda controlar cualquier incendio que pueda iniciarse dentro del compartimento.
Clase E
El compartimento de carga de clase E es el que se encuentra en los aviones utilizados únicamente para el transporte de carga y en el que
1. Hay un sistema separado de detectores de humo o de incendios aprobado para dar aviso en el puesto del piloto o del ingeniero de vuelo.
2. Los controles para cortar el flujo de aire de ventilación hacia, o dentro del compartimiento, son accesibles a la tripulación de vuelo en el compartimiento de la tripulación.
3. Existen medios para excluir cantidades peligrosas de humo, llamas o gases nocivos del compartimiento de la tripulación de vuelo.
4. Las salidas de emergencia de la tripulación requeridas son accesibles en cualquier condición de carga.
Sistema de detección y extinción de incendios en el compartimiento de carga y equipaje
El sistema de detección de humo del compartimiento de carga avisa en la cabina de vuelo si hay humo en un compartimiento de carga. Cada compartimento está equipado con un detector de humo. Los detectores de humo controlan el aire de los compartimentos de carga en busca de humo.
Los ventiladores llevan el aire del compartimento de carga al detector de humo. Antes de que el aire entre en el detector de humo, los separadores de agua en línea eliminan la condensación y los calentadores aumentan la temperatura del aire.
Sistema del detector de humo
El detector de humo óptico está formado por diodos emisores de luz (LED) de origen, fotodiodos de control de intensidad y fotodiodos de detección de dispersión. Dentro de la cámara de detección de humo, el aire fluye entre una fuente (LED) y un fotodiodo detector de dispersión. Normalmente, sólo una pequeña cantidad de luz del LED llega al detector de dispersión.
Si el aire contiene humo, las partículas de humo reflejan más luz en el detector de dispersión. Esto provoca una señal de alarma. El fotodiodo de control de intensidad se asegura de que el LED de la fuente esté encendido y mantiene constante la salida del LED de la fuente. Esta configuración también detecta la contaminación del LED y de los fotodiodos.
Un diodo defectuoso, o una contaminación, hace que el detector cambie a El detector de humo tiene múltiples puertos de muestreo. Los ventiladores extraen el aire de los puertos de muestreo a través de un separador de agua y una unidad de calentamiento hacia el detector de humo.
Sistema de extinción del compartimento de carga
El sistema de extinción del compartimento de carga es activado por la tripulación de vuelo si los detectores de humo detectan humo en el compartimento de carga. Algunas aeronaves están equipadas con dos tipos de contenedores extintores. El primer sistema es el de descarga que libera el agente extintor directamente cuando se activa el interruptor de descarga de incendios de la carga. Esta acción extingue el fuego.
El segundo sistema es el sistema medido. Tras un tiempo de espera, las botellas dosificadas se descargan lentamente y a un ritmo controlado a través del filtro regulador. El halón de las botellas dosificadas sustituye la fuga de agente extintor. Esto mantiene la concentración correcta de agente extintor en el compartimento de carga para mantener el fuego extinguido durante 180 minutos.
Las botellas de extinción contienen Halón 1301 o un agente extintor equivalente presurizado con nitrógeno. Los tubos conectan las botellas a las boquillas de descarga en los techos del compartimento de carga.
Las botellas de extinción están equipadas con squibs. El squib es un dispositivo explosivo accionado eléctricamente. Se encuentra junto a un diafragma de la botella que puede romperse. El diafragma normalmente sella la botella presurizada. Cuando se activa el interruptor de descarga de la carga, el squib se dispara y la explosión rompe el diafragma.
La presión del nitrógeno dentro de la botella empuja el Halón a través del puerto de descarga hacia el compartimiento de carga. Cuando la botella se descarga, se activa un interruptor de presión que envía una indicación a la cabina de vuelo de que se ha descargado una botella.
Se incorporan válvulas de control de flujo si las botellas pueden descargarse en varios compartimentos. Las válvulas de control de flujo dirigen el agente extintor al compartimiento de carga seleccionado.
Si hay humo en un compartimento de carga, se producen las siguientes indicaciones en la cabina de mando
- - Se encienden las luces de advertencia principales.
- - Funciona el aviso de incendio.
- - Se muestra un mensaje de advertencia de incendio en la carga.
- - Se enciende la luz de advertencia de incendio de la carga.
Las luces de advertencia principales y el aural de advertencia de incendio no funcionan durante parte de la operación de despegue.
Detectores de humo del baño
Los aviones con capacidad para 20 pasajeros o más están equipados con un sistema de detectores de humo que supervisa los lavabos en busca de humo.
Las indicaciones de humo proporcionan una luz de advertencia en la cabina de mando o proporcionan una luz de advertencia o una advertencia audible en el lavabo y en los puestos de los auxiliares de vuelo que serían fácilmente detectados por un auxiliar de vuelo.
Cada aseo debe tener un extintor de incendios incorporado que se descargue automáticamente. El detector de humo está situado en el techo del aseo.
Sistema de Detector de Humo del Baño
El detector de humo del lavabo se alimenta del bus principal de CC de 28 voltios a la izquierda/derecha. Si hay humo en la cámara de detección del detector de humo, se enciende el LED de alarma (rojo).
El circuito de temporización realiza una conexión a tierra intermitente. La bocina de advertencia y la luz de llamada del lavabo funcionan de forma intermitente. El circuito de detección de humo hace una toma de tierra para el relé.
El relé energizado hace una señal de tierra para la unidad electrónica superior (OEU) en los sistemas centrales de monitoreo (CMS). Esta interfaz da estas indicaciones: la luz de llamada principal del lavabo parpadea, se muestra la ventana emergente del panel de control del sistema de cabina (CSCP) y del panel de control del área de cabina (CACP), y el timbre de llamada del lavabo funciona.
Pulse el interruptor de reposición de la llamada del lavabo o el interruptor de interrupción del detector de humo para cancelar las indicaciones de humo. Si todavía hay humo en el lavabo, el LED de alarma (rojo) permanece encendido. Todas las indicaciones de humo desaparecen automáticamente cuando el humo desaparece.
Sistema de extinción de incendios en el baño
El compartimento del lavabo está equipado con una botella extintora para extinguir los incendios en el compartimento de residuos. El extintor es una botella con dos boquillas. La botella contiene Halon 1301 presurizado o un agente extintor equivalente.
Cuando la temperatura en el compartimento de residuos alcanza aproximadamente los 170 °F, la soldadura que sella las boquillas se funde y el Halón se descarga. Pesar la botella suele ser la única forma de determinar si está vacía o llena.
Mantenimiento del sistema de detección de incendios
Los elementos de detección de incendios están situados en muchas zonas de alta actividad alrededor de los motores de las aeronaves. Su ubicación, junto con su pequeño tamaño, aumenta la posibilidad de que se dañen los elementos de detección durante el mantenimiento.
El mantenimiento general de un sistema de detección de incendios suele incluir la inspección y el mantenimiento de las secciones dañadas, la contención del material suelto que podría provocar un cortocircuito en los terminales del detector, la corrección de las juntas de conexión y el blindaje, y la sustitución de los elementos de detección dañados.
Un programa de inspección y mantenimiento para todos los tipos de sistemas de bucle continuo debe incluir las siguientes comprobaciones visuales.
Nota: Estos procedimientos son ejemplos y no deben utilizarse para sustituir las instrucciones aplicables del fabricante.
Los elementos de detección de un sistema de bucle continuo deben inspeccionarse para comprobar lo siguiente
1. Secciones agrietadas o rotas causadas por el aplastamiento o la compresión entre las placas de inspección, los paneles del capó o los componentes del motor.
2. Abrasión causada por el roce del elemento con el capó, los accesorios o los miembros estructurales.
3. Trozos de cable de seguridad, u otras partículas metálicas, que puedan provocar un cortocircuito en los terminales del detector puntual.
4. Estado de los ojales de goma en las abrazaderas de montaje que pueden estar ablandados por la exposición a aceites o endurecidos por el calor excesivo.
5. Abolladuras y torceduras en las secciones de los elementos de detección. Los fabricantes especifican los límites del diámetro del elemento, las abolladuras y torceduras aceptables y el grado de suavidad del contorno del tubo. No se debe intentar enderezar ninguna abolladura o torcedura aceptable, ya que se pueden establecer tensiones que podrían causar el fallo de la tubería.
6. Las tuercas en el extremo de los elementos de detección deben inspeccionarse para comprobar su apriete y el cable de seguridad. Las tuercas sueltas deben reapretarse al valor especificado por las instrucciones del fabricante. 7. Algunos tipos de juntas de conexión de los elementos de detección requieren el uso de juntas de aplastamiento de cobre. Estas deben ser reemplazadas cada vez que se separe una conexión.
7. Si se utilizan cables flexibles apantallados, deben inspeccionarse para ver si se deshilacha el trenzado exterior. La cubierta trenzada está formada por muchos hilos metálicos finos entretejidos en una cubierta protectora que rodea el cable aislado interior. La flexión continua del cable o el tratamiento brusco pueden romper estos finos hilos, especialmente los que están cerca de los conectores.
8. El enrutamiento y la sujeción del elemento sensor deben inspeccionarse cuidadosamente. Los tramos largos y sin soporte pueden permitir una vibración excesiva que puede causar roturas. La distancia entre las abrazaderas en los tramos rectos, generalmente de 8 a 10 pulgadas, es especificada por cada fabricante.
En los conectores finales, la primera abrazadera de soporte suele estar situada a unas 4 a 6 pulgadas de los accesorios del conector final. En la mayoría de los casos, se mantiene un tramo recto de una pulgada desde todos los conectores antes de iniciar un codo, y normalmente se respeta un radio de codo óptimo de 3 pulgadas.
9. La interferencia entre una abrazadera del capó y un elemento sensor puede causar roces. Esta interferencia puede causar desgaste y cortocircuitar el elemento sensor.
10. Los ojales deben ser instalados en el elemento sensor de manera que ambos extremos estén centrados en su abrazadera. El extremo dividido de la arandela debe mirar hacia el exterior de la curva más cercana. Las abrazaderas y las arandelas deben ajustarse al elemento.
Mantenimiento del sistema de extinción de incendios
El mantenimiento regular de los sistemas de extintores de incendios suele incluir elementos como la inspección y revisión de las botellas (contenedores) de los extintores, la retirada y reinstalación de los cartuchos y las válvulas de descarga, la comprobación de las fugas en los tubos de descarga y las pruebas de continuidad del cableado eléctrico.
Los siguientes párrafos contienen detalles de algunos de los procedimientos de mantenimiento más típicos.
Comprobación de la presión del contenedor
Los contenedores de los extintores se comprueban periódicamente para determinar que la presión está entre los límites mínimo y máximo prescritos. Los cambios de presión con la temperatura ambiente también deben estar dentro de los límites prescritos. Si la presión no está dentro de los límites gráficos, se sustituye el contenedor del extintor.
Cartuchos de descarga
La vida útil de los cartuchos de descarga de los extintores se calcula a partir del sello de fecha del fabricante, que suele estar colocado en la cara del cartucho. La vida útil del cartucho recomendada por el fabricante suele ser de años.
Existen cartuchos con una vida útil de 5 años o más. Para determinar la vida útil no vencida de un cartucho de descarga, suele ser necesario retirar los cables eléctricos y la línea de descarga del cuerpo del enchufe, que luego puede extraerse del contenedor del extintor.
Contenedores de agentes
Se debe tener cuidado en la sustitución del cartucho y las válvulas de descarga. La mayoría de los contenedores de extintores nuevos se suministran con el cartucho y la válvula de descarga desmontados.
Antes de la instalación en la aeronave, el cartucho debe ser ensamblado correctamente en la válvula de descarga y la válvula conectada al contenedor, generalmente por medio de una tuerca giratoria que se aprieta contra una junta de anillo de empaque.
Si se retira un cartucho de una válvula de descarga por cualquier motivo, no debe utilizarse en otro conjunto de válvula de descarga, ya que la distancia que sobresale el punto de contacto puede variar en cada unidad. Por lo tanto, la continuidad podría no existir si un tapón usado que ha sido mellado con un punto de contacto largo se instalara en una válvula de descarga con un punto de contacto más corto.
Nota: El material precedente en este capítulo ha sido en gran parte de naturaleza general que trata de los principios involucrados y los procedimientos generales a seguir. Al realizar el mantenimiento, consulte siempre los manuales de mantenimiento aplicables y otras publicaciones relacionadas con una aeronave en particular.
Advertencia: Los artículos publicados en este sitio web deben ser utilizados únicamente con fines educativos (instrucción).
No los utilice para operar una aeronave, volar, ni hacer procedimientos de mantenimiento. Tenga en cuenta que "Aprendamos Aviación" no está afiliado de ninguna manera con ninguna compañía fabricante de aeronaves.
Verificar y confirmar la información con personal aeronáutico certificado y documentación certificada.
