di Grainne Murphy |
Nell’ambito della sicurezza degli edifici intelligenti, una delle applicazioni fondamentali è la rilevazione dei fumi. In questo ambito, essendo in gioco valori fondamentali come la salvaguardia della vita umana, i regolamenti sono d’importanza critica.
La sfida principale consiste nell’eliminare i falsi allarmi, poiché i segnali di evacuazione possono provocare blocchi della produzione e panico, in modo particolare negli edifici moderni progettati per ospitare migliaia di persone.
Nell’eventualità di un’emergenza reale, a causa dei processi di carbonizzazione dei materiali sintetici scatenanti fumi che possono diventare letali molto velocemente, oggi c’è meno tempo a disposizione per evacuare un edificio. Per questi motivi, le normative più recenti specificano un numero minore di falsi allarmi e tempi di allerta sempre più brevi.
Rilevatori di fumo a ionizzazione e fotoelettrici
Nei sistemi di rilevazione del fumo vengono utilizzate fondamentalmente due tecnologie: sistemi a ionizzazione e rilevatori di fumo fotoelettrici. I primi utilizzano una piccola quantità di materiale radioattivo collocata fra due piastre polarizzate elettricamente. Questo causa la ionizzazione dell’aria e genera un flusso di corrente.
Quando il fumo raggiunge l’interno della camera, il flusso di corrente si riduce attivando l’allarme. In alcuni Paesi europei e negli Stati Uniti l’uso dei rilevatori a ionizzazione è stato bandito, poiché tali sistemi non sempre si sono dimostrati in grado di rilevare incendi allo stadio iniziale. I rilevatori di fumo fotoelettrici usano invece una fonte luminosa per rilevare l’incendio.
All’interno del dispositivo si trova un rivelatore fotosensibile che utilizza la luce per rilevare il fumo. La presenza di quest’ultimo deflette la luce del LED verso l’elemento fotosensibile. Nel momento in cui la luce colpisce questo sensore, viene attivato l’allarme.
Gli standard internazionali e i test per soddisfarli
I sistemi per la rilevazione del fumo devono essere completamente verificati come prodotti finiti, ma esistono anche dei test che si possono eseguire a livello di sottosistema, che non sostituiscono la certificazione completa, ma possono garantire una certa tranquillità prima di arrivare alle costose certificazioni finali del sistema.
In Europa gli standard a cui fare riferimento sono l’EN 14604: Smoke alarm devices (2006) e il BS EN 54: Fire detection and fire alarm systems (2015), Part 29: Multisensor fire detectors—Point detectors using a combination of smoke and heat sensors.
In Usa e Canada sono in vigore gli standard UL 268: Smoke Detectors for Fire Alarm System e UL 217: Smoke Alarms, le cui edizioni aggiornate dovrebbero entrare in vigore il 29 maggio 2020.
Vanno poi citati lo standard ISO 7240: Fire detection and alarm systems (2018) e lo standard Cinese per rilevatori di fumo puntiformi, che segue l’edizione 2003 di questo standard.
Ogni regione può avere un proprio insieme di prove molto dettagliate che prevedono metodi (e setup) diversi per i test da superare per essere conformi agli standard.
Superare le prove degli standard UL 217 e UL 268, che al momento rappresentano la coppia di normative più rigide, può rappresentare un buon indice di conformità, nonostante questo non sostituisca i collaudi regionali. Per conformarsi a quest’ultimi è necessaria un’analisi molto dettagliata dei requisiti e dei metodi di test locali. In futuro, le normative diverranno progressivamente più rigide anche a livello regionale. L’utilizzo di componenti o sottosistemi già certificati UL garantisce una certa tranquillità per la conformità del prodotto finale.
Che cosa richiede e richiederà il mercato
Oggi gli utenti chiedono prodotti dall’estetica accattivante e utilizzabili in una gamma più ampia di scenari sempre più complessi. Soddisfare queste richieste implica soluzioni con fattori di forma e consumi ridotti, requisiti che si ritrovano nella rilevazione del fumo basata su tecnologia ottica: questa, infatti, consente di ottenere una dinamica maggiore, migliora l’affidabilità del sistema e permette fattori di forma ridotti e/o diminuisce la potenza assorbita.
Con l’eliminazione dei falsi allarmi, dovuti per esempio a vapori o fumi di cottura, i rilevatori possono essere collocati con densità maggiori anche in locali come bagni e cucine, aumentando il numero di dispositivi presenti negli edifici e permettendo di realizzare sistemi connessi in rete sempre più ampi. Di conseguenza, la minore potenza assorbita consentirà il funzionamento a batteria (autonomia aumentata) o l’installazione di più dispositivi nella rete principale.
A livello di sistema, per le reti wireless, la necessità di un’allerta più veloce richiede connessioni di rete a bassa latenza. A causa degli aspetti legati alla salvaguardia della vita umana nella rilevazione di fumo, il sistema fisico continuerà a esistere come unità autonoma, ma in futuro potrebbe presentarsi la necessità di incorporare la rilevazione del fumo in altri sistemi di controllo come, ad esempio, un sistema di evacuazione o di illuminazione di emergenza, dove un fattore di forma più piccolo diverrà un aspetto sempre più importante.
Il modulo ADPD188BI
Il modulo per la rilevazione di fumo ADPD188BI di Analog Devices integra un LED, un fotodiodo e un front end analogico (AFE) in un package di dimensioni ridotte, pari a 3,8 mm × 5,0 mm × 0,9 mm. Costituito da un ridotto numero di componenti, il modulo è conforme alle normative attuali e future per la salvaguardia della vita umana, grazie a un elevato rapporto segnale-rumore (SNR) e un’ampia dinamica in grado di misurare anche i segnali più bassi.
La rilevazione a doppia lunghezza d’onda (due colori) e l’ampia dinamica riducono i falsi allarmi, così come è ridotta la dissipazione di potenza, che permette il collegamento di un maggior numero di dispositivi a una stessa rete cablata o wireless. Tra gli altri vantaggi offerti dal modulo vi sono le sue dimensioni ridotte, che consentono di collocarlo in posizioni difficili da raggiungere, l’eliminazione della necessità di gestire la catena di alimentazione dei LED e il processo di assemblaggio SMT standard.
* Grainne Murphy è Marketing Manager presso Analog Devices
