Evitar los riesgos por siniestro en un edificio apremia a utilizar todo tipo de sistemas. Los variadores de velocidad son equipos que proporcionan soluciones para evitar la propagación de fuego y humo
Por Abraham Rodríguez, Fotografías e imágenes: cortesía de ABB
Actualmente, la diferencia en seguridad la hace, sin duda, el diseño de los sistemas de ventilación y calefacción, si hablamos de edificios comerciales, habitacionales y otras instalaciones públicas que requieren sofisticados sistemas de control para el manejo adecuado del clima interno.
En un caso de emergencia por incendio, los sistemas HVAC deben proporcionar las condiciones adecuadas para que el siniestro no se propague con rapidez. Incluso en contextos normales de operación del clima, los sistemas HVAC pueden ser contraproducentes y acelerar la propagación de fuego y humo.
Los variadores de velocidad son una herramienta esencial para lograr el control climático. No obstante, varios de sus beneficios no han sido reconocidos aún, prioritariamente relativos a la seguridad de la vida y la propiedad, pero también en ahorros considerables para usuarios finales. Los variadores de velocidad de última generación, como el ACH580, tienen integrada una característica crucial: el modo seguro (fireman’s override mode o simplemente override mode).
Este sistema logra que los variadores de velocidad respondan de manera emergente en una situación de seguridad contra incendios o de riesgo para la vida. Por lo tanto, el modo de seguridad del ACH580 le permite al variador ejecutar el motor en cualquier dirección a una velocidad ajustable predefinida, ya sea variable o fija, para apoyar al sistema de control de siniestros de un inmueble durante la evacuación, en caso de la existencia de fuego, así como a realizar acciones contra incendios. Esto aumenta la seguridad de los ocupantes del edificio y minimiza riesgos y costos de restauración.
Generalmente, el modo seguro se dispara mediante un botón especial en la estación de control, pero también puede realizarse de forma automática a través de sensores de detección de flama, gases tóxicos o hasta venenosos. Su funcionamiento se activa al recibir una señal de alarma contra incendios.
El variador entra en modo de seguridad e ignora toda la programación previa para su funcionamiento cotidiano y activa un protocolo mediante el cual el variador de velocidad trabaja de una manera completamente diferente, proporcionando un ambiente protegido. Esto es posible porque internamente existe una programación alterna con la cual el variador de velocidad puede cumplir con esta doble función. Por ejemplo, una manejadora de aire que normalmente inyecta este elemento en un área determinada puede convertirse en un extractor (con la ayuda de un variador de velocidad) de tal modo que en lugar de inyectar aire, extraiga el humo provocado por algún siniestro.
Simplicidad y confiabilidad son dos elementos clave en los sistemas HVAC que contribuyen a lograr una mayor seguridad y ahorros significativos de energía
Rutas de evacuación
Durante el control de incendios, se usa la técnica de presurización en los cubos de las escaleras, para evitar que el humo se extienda por ellas hacia otros pisos. También se proporcionan rutas de evacuación seguras para los ocupantes del edificio, así como un área de preparación para el equipo de bomberos. En caso de fuego, el cubo de las escaleras se convierte en una zona altamente presurizada y la diferencia de presión a lo largo de éste, con las puertas cerradas, evita que el humo se infiltre en el cubo.
Para el control de la humareda en el cubo de las escaleras se dispone de una serie de técnicas de inyección de aire y compensación de presión. No obstante, la solución más duradera, confiable y eficiente al problema, relacionado con la presión insuficiente o en exceso en ese sitio, es la aplicación de variadores de frecuencia (VFD). Éstos permiten ahorrar una cantidad considerable de energía al correr el motor del ventilador a la velocidad requerida en modo normal; sin embargo, el ACH580 controla la velocidad del ventilador y, por tanto, el rango de presurización aun con el modo de seguridad activado.
La operación a diferentes velocidades durante el modo de seguridad soluciona varios problemas importantes: evita una presión alta en el cubo de las escaleras que pudiera causar un bloqueo de las puertas hacia el mismo, cortando las rutas de evacuación y, al mismo tiempo, mantiene la presión lo suficientemente alta para evitar la fuga de humo.
En una emergencia, la presurización en ese lugar garantiza rutas de escape accesibles. Esto es más fácil con un variador de velocidad que cuente con control PID, ya que el arranque directo corre el motor a velocidad máxima sin control alguno; mientras que el control PID mantiene la presión en un valor constante; de esta forma, el espacio se conserva presurizado de manera positiva para que el humo no se introduzca.
La capacidad de control de velocidad del ACH580 activa una estrategia de control de humo más adaptable que los enfoques tradicionales de arranque directo (DOL). Si hay un cambio repentino en la presión, ocasionado por la apertura de las puertas, el aire que entra a través de las ventanas o las paredes quemándose, el controlador PID detecta dichos cambios y altera la velocidad del motor según se requiera para mantener la presión adecuada; el arranque directo no puede hacer esto, ya que sólo cuenta con opciones de ON/OFF.
El variador de velocidad puede programarse para ignorar o restablecer las fallas, garantizando que la operación “se ejecute en cualquier condición”. El modo de seguridad no se puede disparar con ninguna otra señal; una vez activado, el variador no podrá salir de él hasta que la señal de la condición de incendio sea restablecida, abriendo el cierre del contacto o desconectando la energía eléctrica del VFD.
Simplicidad y confiabilidad son dos elementos clave en los sistemas HVAC que contribuyen en ahorros de energía significativos, además de la seguridad que se ha mencionado previamente. Los variadores de velocidad proporcionan estos beneficios con la nueva generación para control del clima, logrando que los usuarios finales se preocupen por lo que realmente es importante.
Abraham Rodríguez
Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica por la Arizona State University. Actualmente se desempeña como HVAC Vertical Segment Manager en ABB México. Especialista en el desarrollo de aplicaciones HVAC, ha trabajado desde hace 11 años en ABB en el desarrollo de negocios para variadores de velocidad, incursionando en diferentes industrias como Cementos y OEMs.
