CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

Antecedentes de la Investigación.

LARCO, (2010), efectuó una tesis denominada “Diseño de un sistema

automático de detección de fuego y gas para la nueva área de generación

eléctrica (gas-crudo) de Petro Amazonas” para la Escuela Politécnica

Nacional, en donde afirma que la protección contra incendios es un sector en

auge dentro del campo de la seguridad en todo tipo de instalaciones. El

hecho exige a las personas que intervienen en estas áreas, tener el

conocimiento necesario y estar al día en cuanto a la aplicación de normas

relacionadas con el tema, y así ofrecer un trabajo de calidad en cualquier

actividad que implique actuar en la prevención de riesgos, incendios o

explosiones, racionándose esto con la presente investigación ya que de igual

forma el presente trabajo se busca implementar un dispositivo detector de

fuego con la finalidad de minimizar los riesgos de perdidas materiales y

humanas en el Destacamento Nº 54 del CORE 5.

Por su parte, RAZA (2009), realizó un trabajo de investigación

denominado “Diseño y construcción de un sistema de detección y alarma

contra incendios”, en la universidad de Cartagena, Colombia, en dicho

trabajo de investigación el plantea el diseño y construcción de un sistema de

detección y alarma contra incendios que asemeje el funcionamiento de las

alarmas comerciales, razón por la cual desarrolla un sistema que según sus

conclusiones, permitió detección de incendios y que además de ello tiene la

capacidad de funcionar inalabricamente, ofreciendo así mayor cantidad de

ventajas, tales como monitorear elementos iniciadores de una señal de

alarma que comúnmente esta restringida a un solo espacio, relacionándose

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con la presente investigación ya que lo que se desea lograr es la

implementación de una señal inalámbrica en un área distinta a aquella donde

se encuentra ubicado el dispositivo.

Por otra parte, GUTIÉRREZ (2010), efectúa una tesis denominada

“Sistemas de Seguridad en un Hotel”, bajo estudios en la Universidad Carlos

III de Madrid, en la cual el propone “implementar sistemas de seguridad para

evitar incendios” entre los cuales menciona un detector de humo inalámbrico.

Al final de su investigación el expone que “El tipo de detector de humos será

mucho mas efectivo debido a la ventaja de que el receptor (emisor de señal)

estará en un área distinta a la del emisor (detector de humo) identificando la

novedad existente en diversos sectores. Esta investigación se relaciona

entonces con la actualmente planteada por el tipo de tecnología que se

pretende implementar y los resultados que se pretenden obtener.

BASES TEÓRICAS

Las investigaciones en busca de mejoras, tanto en las propiedades como,

sobre todo, en el tamaño de los componentes, dieron origen a la aparición de

unos nuevos materiales llamados semiconductores, que a su vez provocaron

la creación de una nueva disciplina tecnológica denominada electrónica.

Sea como fuere, tanto en electricidad como en electrónica, el movimiento

de los electrones es el motivo fundamental del funcionamiento de sus

circuitos; la única diferencia es que la segunda utiliza componentes tales

como las válvulas, los semiconductores y los circuitos integrados, a los que

genéricamente se denomina elementos activos en oposición a los usados en

electricidad (resistencias, condensadores, bobinas etc.), llamados elementos

pasivos

Gracias a tales elementos activos, la electrónica se constituye en una

ciencia cuyo objetivo primordial es ser una perfecta herramienta para

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obtener, manejar y utilizar información. Como ya se ha dicho, los

componentes son elementos básicos con los que se construyen circuitos, y

desempeñan, por lo tanto, las funciones elementales de la electrónica. Cada

circuito, ya sea eléctrico o electrónico ha de contener, por lo menos, un

componente pasivo que actué como conductor y que provoque la circulación

de una corriente eléctrica por dicho circuito.

A finales de la década de 1940, la electrónica no tenia mayor

consideración que la de ser una rama secundaria de la electricidad. Aunque

por aquel entonces ya existían aparatos que podrían tener al menos

exteriormente, cierto aspecto de "electrónicos", como receptores de radio,

tocadiscos o rudimentarias máquinas de calcular no dejaban de ser circuitos

y piezas puramente eléctricas unidas mediante cables.

AGOSTINI, (2010) en su trabajo denominado: Instalaciones contra

incendio, disponible en, explica los siguientes conceptos:

Sistemas contra incendio: Las diferentes normas de construcción

establecen que la totalidad de los edificios se han de construir teniendo en

cuenta la combustibilidad de los materiales, la duración de la resistencia al

fuego de los elementos constructivos y la clase de resistencia al fuego a la

que pertenecen, la estanquidad de los cerramientos de los fuegos existentes,

la situación de los recorridos de emergencia, de manera que se prevenga la

declaración de un incendio, se evite la propagación del fuego y del humo y,

en caso de incendio, se garantice el salvamento de personas y animales, así

como la eficacia de los trabajos de extinción.

Para satisfacer estos requisitos existen medidas activas y pasivas. Las

medidas activas incluyen todos aquellos sistemas que, en caso de incendio,

se ponen en marcha automáticamente, al igual que las instalaciones de

extinción mediante rociadores de agua, instalaciones de detención de humo

y fuego, instalaciones de sprinklers, rociadores de CO2 etc. Las medidas

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pasivas abarcas todas aquellas soluciones constructivas adoptadas en un

edificio y en sus elementos, colocación de vidrios y puertas contrafuego.

El diseño de un sistema de contra incendio esta integrado por una serie

de elementos los cuales son: Sistemas de detección y alarmas, los cuales a

su vez pueden ser de diferentes tipos:

A) Detectores de Calor

B) Detectores de humo:

Los segundos se definen como dispositivos electrónicos, los cuales

poseen internamente un contacto que se activa, cuando penetra humo en su

cámara de detección. Se conectan al tablero de alarmas, al que envían la

señal y del cual toman la energía necesaria para su funcionamiento.

1.- Dispositivos Electrónicos: Los dispositivos electrónicos se usan en

casi todos o todos los objetos que se tienen en casa, están dentro de ellos y

pueden llegar a ser de muy variadas formas y tipos. Se usan para permitir el

mayor o el menor paso de electricidad, detectar humedad, bajar la potencia

de la electricidad. Existen diversos tipos de ellos.

2.- Tipos de Dispositivos Electrónicos: Hay distintos tipos, los más

comunes y que serán incluidos en el diseño a efectuar en esta oportunidad

son:

2.1.- Diodos: son uniones de dos materiales semiconductores extrínsecos

tipos p y n, por lo que también reciben la denominación de unión pn. Hay

distintos tipos:

- Fotodiodos: algo que se ha utilizado en favor de la técnica

electrónica moderna es la influencia de la energía luminosa en la ruptura de

los enlaces de electrones situados en el seno constitutivo de un diodo.

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2.2.- Resistencia eléctrica: resistencia de una sustancia, a la oposición

que encuentra la resistencia eléctrica para circular a través de dicha

sustancia. Su valor viene dado en ohmios, (Ω), y se mide con el ohminetro.

2.3.- El transistor: es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple

funciones de amplificado, oscilador, de transfer resistor

2.4.- Condensador: es un dispositivo que almacena energía eléctrica.

2.5.- Circuito Integrado (CI) o chip: es una pastilla muy delgada en la que

se encuentra una enorme cantidad (del orden de miles o millones) de

dispositivos microelectrónicos interconectados.

2.6.- Amplificador Electrónico: es un tipo de circuito electrónico

ampliamente usado. Su función es incrementar alguna magnitud eléctrica del

circuito, entre ellas la intensidad de corriente, la tensión o la potencia de una

señal. El amplificador puede realizar su función de manera pasiva, variando

la relación entre la corriente y el voltaje manteniendo constante la potencia, o

de forma activa, tomando potencia de una fuente de alimentación y

aumentando la potencia de la señal a su salida del amplificador,

habitualmente manteniendo la forma de la señal, pero dotándola de mayor

amplitud. La relación entre la entrada y la salida del amplificador puede

expresarse en función de la frecuencia de la señal de entrada.

2.7.- Transformador: Dispositivo eléctrico que consta de una bobina de

cable situada junto a una o varias bobinas más, y que se utiliza para unir dos

o más circuitos de corriente alterna(CA) aprovechando el efecto de inducción

entre las bobinas. La bobina conectada a la fuente de energía se llama

bobina primaria. Las demás bobinas reciben el nombre de bobinas

secundarias. Un transformador cuyo voltaje secundario sea superior al

primario se llama transformador elevador. Si el voltaje secundario es inferior

al primario este dispositivo recibe el nombre de transformador reductor.

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2.8.- Pila (Acumulador, Batería): Dispositivo que convierte la energía

química en eléctrica. Todas las pilas consisten en un electrolito (que puede

ser líquido, sólido o en pasta), un electrodo positivo y un electrodo negativo.

El electrolito es un conductor iónico; uno de los electrodos produce

electrones y el otro electrodo los recibe. Al conectar los electrodos al circuito

que hay que alimentar, se produce una corriente eléctrica.

Las pilas en las que el producto químico no puede volver a su forma

original una vez que la energía química se ha transformado en energía

eléctrica (es decir, cuando las pilas se han descargado), se llaman pilas

primarias o voltaicas. Las pilas secundarias o acumuladores son aquellas

pilas reversibles en las que el producto químico que al reaccionar en los

electrodos produce energía eléctrica, puede ser reconstituido pasando una

corriente eléctrica a través de él en sentido opuesto a la operación normal de

la pila.

Los componentes electrónicos han venido evolucionando a través del

tiempo que cada día, mas pequeños y complejos son los circuitos eléctricos,

esto se debe a que los componentes son elaborados con la finalidad de

realizar diversas tareas dentro del circuito en el caso de los circuitos

integrados su desarrollo ha revolucionado los campos de las

comunicaciones, la gestión de la información y la informática.

Los circuitos integrados han permitido reducir el tamaño de los

dispositivos con el consiguiente descenso de los costes de fabricación y de

mantenimiento de los sistemas. Al mismo tiempo, ofrecen mayor velocidad y

fiabilidad. Los relojes digitales, las computadoras portátiles y los juegos

electrónicos son sistemas basados en microprocesadores.

Otro avance importante es la digitalización de las señales de sonido,

proceso en el cual la frecuencia y la amplitud de una señal de sonido se

codifica digitalmente mediante técnicas de muestreo adecuadas, es decir,

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técnicas para medir la amplitud de la señal a intervalos muy cortos. La

música grabada de forma digital, como la de los discos compactos, se

caracteriza por una fidelidad que no era posible alcanzar con los métodos de

grabación directa.

De igual manera pasa con los transistores, ha reemplazado casi

completamente al tubo de vacío en la mayoría de sus aplicaciones. Al

incorporar un conjunto de materiales semiconductores y contactos eléctricos,

el transistor permite las mismas funciones que el tubo de vacío, pero con un

coste, peso y potencia más bajos, y una mayor fiabilidad.

3.- Detector de Humo: Un detector de humo es un aparato de seguridad

que detecta la presencia de humo en el aire y emite una señal acústica

avisando del peligro de incendio. Atendiendo al método de detección que

usan, pueden ser de dos tipos: ópticos o iónicos, aunque algunos usen los

dos mecanismos para aumentar su eficacia.

4.- Tipos de detectores de humo: Pueden ser ópticos o iónicos:

4.1.- Detector óptico: son dos tipos, según detecten el humo por

oscurecimiento o por dispersión del aire en un espacio:

- De rayo infrarrojo, compuestos por un dispositivo emisor y otro

receptor. Cuando se oscurece el espacio entre ellos debido al humo sólo una

fracción de la luz emitida alcanza al receptor provocando que la señal

eléctrica producida por éste sea más débil y se active la alarma.

- De tipo puntual, en los que emisor y receptor se encuentran alojados

en la misma cámara pero no se ven al formar sus ejes un ángulo mayor de

90º y estar separados por una pantalla, de manera que el rayo emitido no

alcanza el receptor. Cuando entra humo en la cámara el haz de luz emitido

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se refracta en las partículas de humo y puede alcanzar al receptor,

activándose la alarma.

4.2.- Detector iónico: según el instituto nacional de higiene y seguridad de

México, los dispositivos iónicos de detección gases y humos son aquellos

que cuentan con 3 características básicas; estas son:

1.- Aplicables a todo tipo de fuego

2.- Fallan con corrientes de aire y con polvo

3.- Solución con par avientos y telas filtrantes

Este tipo de detector es más económico que el óptico y puede detectar

partículas que son demasiado pequeñas para influir en la luz. La cámara de

ionización de estas alarmas, contiene una ínfima cantidad (menos de 1

microgramo) de americio. Este isótopo radioactivo emite partículas alfa

(núcleos de helio de alta energía) durante siglos. Debido a la gran capacidad

de ionizar el aire de las partículas alfa, solo una hoja de papel o unos 7 cm

de aire son suficientes para absorberlas. La radiación pasa a través de una

cámara abierta al aire en la que se encuentran dos electrodos, permitiendo

una pequeña y constante corriente eléctrica. Si entra humo en ese cámara se

reduce la ionización del aire y la corriente disminuye o incluso se interrumpe,

con lo que se activa la alarma.

Cuando el humo entra en la cámara de ionización, las partículas alfa

quedan prácticamente inmovilizadas por los productos de la combustión,

disminuyendo notablemente la corriente eléctrica.

5.- Mantenimiento: Muchos detectores residenciales usan pilas alcalinas,

mas otros pueden ser alimentados constantemente por cableado eléctrico

específicamente dirigido a éste propósito, e incluso estar conectados a un

sistema ó central domótica que se encargue de sus alertas y mantenimiento.

Si es un detector que utiliza pilas, éstas se gastan, y el detector deja de

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funcionar, con lo que se vuelve inservible. Para evitarlo, algunos han sido

diseñados para emitir una señal de baja batería. También es posible que

incorporen un botón de prueba, lo que permite verificar su funcionamiento.

Los que no lo tienen pueden ser probados usando humo artificial.

Se recomienda que se revisen las pilas cada 6 meses o más

frecuentemente. También se recomienda que haya un detector por cada

habitación.

También existen detectores cableados, conectados a un sistema central

de detección de incendios, estos detectores no llevan pilas, emiten un

pequeño destello de luz de LED para indicar su correcto funcionamiento,

deben limpiarse periódicamente ya que su cámara puede ensuciarse con

polvo, viruta de madera, o residuos de tela o pelo que pueden provocar un

disparo erróneo.

Por su parte, según la Universidad Central de Venezuela. (1998, Febrero

17). [Página Web en línea]. Disponible: http://www.ucv.edu.ve

Cuando se declara un incendio en una actividad existen toda una gama de

medidas de protección que pueden estar previstas para limitar su

propagación y por tanto sus consecuencias. Estas medidas son de tipo

estático o de tipo dinámico.

Las medidas de tipo dinámico deben cubrir dos etapas previas que

implican un tiempo de retardo en la actuación; estas etapas son la detección

y alarma del incendio. Si el tiempo gastado en dichas etapas es excesivo las

consecuencias pueden quedar fuera de control y comprobar impotentes

como el fuego consume bienes y medios de protección contra incendios que

no se utilizaron, o lesiona a personas.

También esta página nos explica que se entiende por detección de

incendios, como actúan desde el punto de vista físico, así como también

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explica el hecho de como actual al descubrir y como avisar que hay un

incendio en un determinado lugar a nivel laboral.

Las características últimas que deben valorar cualquier sistema de

detección en su conjunto son la rapidez y la fiabilidad en la detección. De la

rapidez dependerá la demora en la puesta en marcha del plan de

emergencia y por tanto sus posibilidades de éxito; la fiabilidad es

imprescindible para evitar que las falsas alarmas quiten credibilidad y

confianza al sistema, lo que desembocaría en una pérdida de rapidez en la

puesta en marcha del plan de emergencia.

La elección del sistema de detección viene condicionada por:

A. Las pérdidas humanas o materiales en juego.

B. La posibilidad de vigilancia constante y total por personas.

C. La rapidez requerida.

D. La fiabilidad requerida.

E. Su coherencia con el resto del plan de emergencia.

BASES LEGALES

Se encuentran dispuestos, en diferentes Leyes y reglamentos,

especificaciones que dan en primer lugar la base legal para la conformación

y uso de parques de armas así como su mantenimiento y normas de

seguridad.

En primer lugar, del Capitulo III de La Constitución de la República

Bolivariana de Venezuela, se encuentran los artículos siguientes:

“Artículo 328. La Fuerza Armada Nacional constituye una institución

esencialmente profesional, sin militancia política, organizada por el

Estado para garantizar la independencia y soberanía de la Nación y

asegurar la integridad del espacio geográfico, mediante la defensa

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militar, la cooperación en el mantenimiento del orden interno y la

participación activa en el desarrollo nacional, de acuerdo con esta

Constitución y la ley. En el cumplimiento de sus funciones, está al

servicio exclusivo de la Nación y en ningún caso al de persona o

parcialidad política alguna. Sus pilares fundamentales son la

disciplina, la obediencia y la subordinación. La Fuerza Armada

Nacional está integrada por el Ejército, la Armada, la Aviación y la

Guardia Nacional, que funcionan de manera integral dentro del

marco de su competencia para el cumplimiento de su misión, con un

régimen de seguridad social integral propio, según lo establezcan

sus respectivas leyes orgánicas.”

Artículo 329. El Ejército, la Armada y la Aviación tienen como

responsabilidad esencial la planificación, ejecución y control de las

operaciones militares requeridas para asegurar la defensa de la Nación.

La Guardia Nacional cooperará en el desarrollo de dichas operaciones y

tendrá como responsabilidad básica la conducción de las operaciones

exigidas para el mantenimiento del orden interno del país. La Fuerza

Armada Nacional podrá ejercer las actividades de policía administrativa y

de investigación penal que le atribuya la ley.

En los artículos antes citados, se encuentra establecido claramente las

funciones de la Fuerza Armada Nacional Bolivariana y específicamente la de

la Guardia Nacional Bolivariana, el cual expone la obligatoriedad de este

componente, a través de sus integrantes, a resguardar el orden interno de la

nación a través de las operaciones militares, entiéndase con esto, la

utilización de armas y equipos que han de estar resguardados en algún lugar

en particular.

Por otra parte, también de la Constitución de la República Bolivariana de

Venezuela, encontramos el artículo 330 que expone muy brevemente la

competencia de la Fuerza Armada Nacional sobre todo material o

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armamento de guerra, manejo uso y disposiciones específicas en la ley

emanada al respecto.

Artículo 324. Sólo el Estado puede poseer y usar armas de guerra, todas

las que existan, se fabriquen o introduzcan en el país, pasarán a ser

propiedad de la República sin indemnización ni proceso. La Fuerza Armada

Nacional será la institución competente para reglamentar y controlar, de

acuerdo con la ley respectiva la fabricación, importación, exportación,

almacenamiento, tránsito, registro, control, inspección, comercio, posesión y

uso de otras armas, municiones y explosivos.

Por otra parte, la Ley Orgánica de la Fuerza Armada Nacional, establece

que los integrantes de ella pueden promover o desarrollar actividades de

investigación que permitan coadyuvar con las responsabilidades de esta. Lo

encontramos así en el Articulo 4, Numeral 9, que textualmente expresa;

“Promover y realizar actividades de investigación y desarrollo, que

contribuyan al progreso científico y tecnológico de la Nación, dirigidas a

coadyuvar a la independencia tecnológica de la Fuerza Armada Nacional

Bolivariana”

En la Ley de Armas y Explosivos, por su parte, se expresa claramente en

su artículo numero 12 que “Los polvorines y depósitos de explosivos estarán

bajo el inmediato control del Ministerio de la Defensa, el cual dictará todas

las medidas conducentes para su organización, reglamentación y vigilancia“

Finalmente, en la Directiva siglas DIR GN CL 05 01 01-4, que es la

encargada de establecer las normas sobre medidas de seguridad en los

parques, depósitos de armas, municiones y material para el control del orden

público de las unidades de la Guardia Nacional Bolivariana, expone en sus

disposiciones de carácter general, parágrafo 26 que; “Los parques deberán

tener un plan de evacuación del material, plan contra incendio, plan de

adiestramiento de tiro, plan de mantenimiento, los cuales deberán ser

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cumplidos a cabalidad”, recordando que entre los planes contra incendio se

encuentran los dispositivos detectores de humo, ya que estos los previenen o

los alertan al momento de que están sucediendo.

Definición de Términos Básicos

Ánodo: es un electrodo en el cual se produce la reacción de oxidación. Un

error muy extendido es que la polaridad del ánodo es siempre positiva (+).

Esto es a menudo incorrecto y la polaridad del ánodo depende del tipo de

dispositivo, y a veces incluso en el modo que opera, según la dirección de la

corriente eléctrica, basado en la definición de corriente eléctrica universal

Cátodo: El cátodo es el electrodo en el que se produce la reacción de

reducción. Según la regla nemotécnica: Cátodo = Reducción y Ánodo =

Oxidación.

Detector: El término detector hace referencia a aquel dispositivo capaz de

detectar o percibir cierto fenómeno físico, tal como la presencia de humo

proveniente de un incendio, la existencia de un gas en el aire y la presencia

de un intruso en una vivienda.

Diodo: es un componente electrónico de dos terminales que permite la

circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. Este

término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más

común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor

conectada a dos terminales eléctricos.

Electricidad: La electricidad (del griego elektron, cuyo significado es ámbar)

es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía

se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos,

entre otros.

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Electrodo: Un electrodo es una placa de membrana rugosa de metal, un

conductor utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un

circuito, por ejemplo un semiconductor, un electrolito, el vacío, un gas, etc.

Electrónica: La electrónica es la rama de la física y especialización de la

ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la

conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras

partículas cargadas eléctricamente.

Electrón: comúnmente representado por el símbolo: e−, es una partícula

subatómica de tipo fermiónico. En un átomo los electrones rodean el núcleo,

compuesto únicamente de protones y neutrones.

Extrínseco: Lo que es ajeno o exterior a la sustancia de un objeto, así como

INTRINSECO lo que pertenece o es interior a ella.

Fotodiodo: es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la

incidencia de la luz visible o infrarroja. Debido a su construcción, los

fotodiodos se comportan como células fotovoltaicas, es decir, en ausencia de

luz exterior generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y

el negativo en el cátodo. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el

nombre de corriente de oscuridad.

Iónico: De los iones o relativo a ellos:

Ohmnio: El ohmio u ohm (símbolo Ω) es la unidad derivada de resistencia

eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades. Su nombre se deriva del

apellido del físico alemán Georg Simon Ohm, autor de la Ley de Ohm.

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