Robots contra incendios en modernas tecnologías automáticas de extinción de incendios.

Robots de fuego en tecnologías modernas de extinción automática de incendios.

Robots de fuego en tecnologías modernas de extinción automática de incendios

Se considera que la fecha oficial de creación del primer robot extintor de nuestro país es el 18 de junio de 1984. En este día, hay una obligación constante de proteger los monumentos de arquitectura de madera en la isla. El primer robot de extinción de incendios creado por especialistas de Karelia se hizo cargo de Kizhi: mensaje de TASS “Robot in Kizhi” [Kizhi, 18, TASS], periódico “Pravda”, 19/06/1984 (Fig. 1). Sobre esto se escribió detalladamente en las revistas “Unión Soviética”, n° 12, 1984, “Ciencia en la URSS”, n° 2, 1985 y en otras publicaciones periódicas.

Cuando ocurrió el desastre de Chernobyl, el primer robot de bomberos y dos productos similares más, según un telegrama del Ministro del Interior de la URSS A.V. Vlasov fue enviado a Chernobyl. Allí limpiaron de residuos radiactivos una parte importante del tejado a 70 m y salvaron la salud de muchos soldados de las fuerzas químicas, que tuvieron que realizar este trabajo manualmente.

La revisión de la dirección de la central nuclear de Chernobyl destacó la «profunda promesa» de las soluciones técnicas. Particularmente relevante para las centrales nucleares, a partir de la amarga experiencia de la central nuclear de Chernobyl, fue la necesidad de sustituir literalmente a los bomberos en las zonas peligrosas. Después de todo, todos los bomberos que defendieron la sala de turbinas de la central nuclear de Chernóbil murieron a causa de la radiación. El Comité Estatal de Energía Atómica decidió crear sistemas robóticos de extinción de incendios para proteger las salas de turbinas de las centrales nucleares. Y ese complejo se creó en la central nuclear de Leningrado. Estos complejos permiten, en caso de incendio en condiciones de humo y radiación, regar las cerchas del suelo de la sala de turbinas según programas predeterminados, evitando el colapso de las estructuras.

Los robots contra incendios comenzaron a utilizarse activamente en la década de 2000. En nuestro país, el desarrollo, creación e implementación de robots contra incendios lo lleva a cabo la Institución Estatal Federal VNIIPO EMERCOM de Rusia, el Centro de Ingeniería de Robótica contra Incendios de NPO «EFER» (que incluye la Planta de Robots contra Incendios), que lleva el nombre de MSTU. Bauman, Universidad de Sistemas de Seguridad Integrados. Hoy en día, los robots contra incendios se utilizan ampliamente en muchas áreas de la industria y la actividad económica.

Los robots contra incendios pertenecen a instalaciones automáticas de extinción de incendios (AFU) y se consideran uno de los medios más fiables. de lucha contra incendios: se activan según indicadores objetivos y aseguran la rápida extinción de un incendio en su fase inicial sin intervención humana.

Cabe señalar que la lista de objetos sujetos a protección por parte de la AUP está regulada por NPB 110*03 y regulaciones de la industria. La presencia de sistemas automáticos de extinción de incendios en los sistemas de seguridad contra incendios de los objetos también es un requisito de las compañías de seguros para reducir el grado de riesgo. El ámbito de aplicación de los sistemas automáticos de extinción de incendios ha aumentado significativamente con la llegada de los sistemas automáticos de extinción de incendios en
una base de complejos robóticos de extinción de incendios (RPC) producidos comercialmente, que proporcionan amplias capacidades técnicas que permiten su uso donde los sistemas tradicionales de extinción de incendios por rociadores y diluvios son ineficaces o inaceptables. Se trata de edificios y estructuras de gran envergadura: hangares
para aviones, salas de turbinas de centrales térmicas y nucleares (fig. 2), complejos deportivos y de exposiciones con alojamiento para personas, almacenes para diversos fines. Estos incluyen objetos al aire libre con riesgo de incendio: áreas de tanques de combustible, bastidores de descarga, helipuertos, subestaciones transformadoras.

Fig. 1.Riego por chorro de pulverización. Iglesia de la Transfiguración, P. Kijí	Fig. 2.Robots de fuego protegiendo las salas de turbinas de una central térmica de Petrozavodsk

La base de los complejos robóticos contra incendios son los robots contra incendios. Entre los tipos conocidos de robots de extinción de incendios, incluidos los Android y móviles, los robots de extinción de incendios estacionarios basados ​​​​en monitores de incendios han encontrado la aplicación práctica más amplia (Fig. 3, 4).

Fig. 3.Robot de fuego con control de programa con un caudal de 20 l/s	Fig.4. Robot de fuego con control software, escáner IR* y cámara de TV,  con un caudal de 40 l/s
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Los requisitos técnicos para los robots de extinción de incendios de este tipo se presentan en GOST R 53326*2009, según el cual un robot contra incendios es un dispositivo automático que manipula una boquilla contra incendios en un sistema de coordenadas esféricas, fabricado sobre la base de una boquilla estacionaria monitoreada con control remoto. Control con instalación fija o móvil.

El robot contra incendios incluye un dispositivo de detección de incendios y un dispositivo de control de software. Está diseñado para extinguir y localizar incendios o enfriar equipos de proceso y estructuras de edificios. Al realizar este trabajo, el robot de bomberos reemplaza al bombero en áreas potencialmente mortales.

Una de las valiosas cualidades de los robots contra incendios es la capacidad de proteger un área bastante grande: 5*15 mil m2 con un caudal de 20*60 l/s, respectivamente. El suministro de agua se proporciona únicamente a través de la red principal. Es importante que la entrega selectiva de agua y espuma se realice por vía aérea en toda el área protegida directamente al foco del incendio, y no al área calculada determinada por el proyecto de una vez por todas. Al mismo tiempo, se observa la intensidad de riego requerida debido al suministro dosificado de, respectivamente, la potencia térmica de la fuente de fuego.

Los robots contra incendios pueden equiparse con escáneres de infrarrojos para la detección automática de incendios y cámaras de televisión para el seguimiento por vídeo. Su sensibilidad permite detectar un incendio con una superficie de 0,1 m2 dentro del área protegida, y su tiempo de respuesta es cuestión de segundos, durante los cuales se determina el tamaño del incendio en un sistema de coordenadas tridimensional. Sobre la base de robots contra incendios conectados por un bus RS*485 con controladores de red y dispositivos de control, se forman instalaciones automáticas de extinción de incendios: complejos robóticos contra incendios (AUP RPK). El esquema de la AUP del PKK se muestra en la Figura 5.

Fig. 5. Esquema de AUP RPK

Toda la información sobre la extinción de incendios es registrada por cámaras de video y protocolo electrónico con registro de la secuencia de acciones. Durante el tiempo de espera, el sistema está en modo de autoprueba: si es necesario, informa la necesidad de corregir el sistema, lo que lo mantiene en constante disponibilidad.

Para facilitar el uso de estas instalaciones en la construcción, se han desarrollado soluciones de diseño estándar: el uso de AUP RPK en la protección contra incendios de estructuras de gran envergadura: complejos deportivos y hangares de aviones.

Así, se aplicó a los deportes universales el diseño de trabajo del AUP RPK para estructuras multifuncionales sustentadas por aire con un área de 1000, 3000 y 7000 m2, respectivamente, recomendado por la Institución Estatal Federal VNIIPO EMERCOM de Rusia como proyectos estándar. complejo en Novogorsk, región de Moscú (Fig. 6). El polideportivo universal de este complejo es una estructura sustentada por aire que cubre completamente el núcleo deportivo y se apoya sobre el estilobato del edificio con una altura de 3,9 m.

El núcleo deportivo del complejo, con unas medidas de 90×64 m en planta, incluye 2 pasillos separados por un tabique transformable. Pabellón n° 1 – pista de hielo (64 x 38 m) y pabellón n° 2 – pabellón polideportivo universal (64 x 52 m). La altura máxima del espacio es de 26,6 m.

Fig. 6.Complejo deportivo universal. Esquema de instalación de robots contra incendios en el plano del sitio	Fig. 8. Cine y sala de conciertos. Esquema de instalación de robots extintores en el plano del sitio

La tarea de la AUP RPK era garantizar la extinción de incendios de las salas y, si fuera necesario, la refrigeración de las estructuras de la cúpula. En este caso, todos los equipos automáticos contra incendios, incluidas las comunicaciones, deben montarse en el estilobato del edificio, es decir, a no más de 3,9 m, y no deben conectarse a la carcasa flexible de la cúpula a partir del estilobato.

Para resolver este problema, se instalan 2 robots PR*LSD*S40(25)U*IK a lo largo del perímetro de la sala en la pared estilobato de la sala nº 1 y 4 robots PR*LSD*S40(25 )U*IK en el pabellón nº 2.

Al colocar robots sobre objetos con estructuras sustentadas por aire, se debe tener en cuenta la posibilidad de que la carcasa se hunda y se debe excluir la posibilidad de que se dañe al mover el cañón en modo operativo.

El caudal total cuando dos robots funcionan simultáneamente es de 50 l/s. Como dispositivos de detección de incendios que inician el lanzamiento del AUP RPK se adoptaron detectores de llama direccionables “Ladoga PP*A” con una estación receptora “Ladoga*A”. La información sobre la activación de los detectores se transmite al dispositivo de interfaz de objeto (USD) a través de la unidad de interfaz de interfaz. Antes de iniciar el proceso de extinción, los robots contra incendios determinan las coordenadas exactas del foco del incendio y su área en un sistema de coordenadas tridimensional en la dirección de la zona determinada por los detectores de llama. En la Figura 7 se muestra un esquema típico para proteger un objeto mediante robots de fuego.

Fig. 7.Esquema típico para proteger un objeto mediante robots contra incendios (FR)

Una instalación similar utilizando AUP RPK está equipado con: Palacio de Atletismo en Gomel en la República de Bielorrusia
(robots contra incendios PR*LSD*S50U*IK – 8 unidades, año de instalación – 2005), complejo deportivo en Neryungri (robots contra incendios PR*LSD*S40U*IK – 6 unidades, año de fabricación – 2007), deportes universales complejo en Yaroslavl (robots contra incendios PR*LSD*S20U*IK*TV — 8 piezas, año de instalación — 2008), complejo deportivo «Orenburgzhye» en Orenburg (robots contra incendios PR*LSD*S20U*IK — 4 piezas, año de instalación — 2007), Palacio de Deportes de los Sindicatos «Nagorny» en Nizhny Novgorod (robots de calefacción PR*LSD*S20U — 4 piezas, año de instalación — 2007).

Consideremos el uso de AUP RPK para la protección contra incendios de estructuras de entretenimiento usando el ejemplo de la sala de conciertos del pabellón de exposiciones No. 3 «Crocus Expo», para la cual se desarrollaron especificaciones técnicas especiales de seguridad contra incendios 68 Algoritmo de seguridad (Fig.8) . De acuerdo con estas condiciones, a la sala de conciertos con capacidad para 6.000 personas se le asigna un compartimento contra incendios separado, el palco del escenario está protegido por sistemas tradicionales de extinción de incendios por agua y el auditorio con balcón está equipado con un sistema de extinción de incendios del RPK. En caso de incendio, sólo cuatro robots de extinción PR*LSD*S40U*IR*TV garantizan que cada punto del auditorio sea irrigado con dos chorros. El consumo total cuando dos robots funcionan simultáneamente es de 80 l/s.

La instalación abierta de robots contra incendios no siempre está estéticamente justificada, además, debido al libre acceso, el equipo puede sufrir daños; En esta instalación, a petición del cliente, se instalan robots contra incendios en nichos en la pared detrás de paneles decorativos. Esta solución permite utilizar la tecnología de barriles en instalaciones cuyo diseño está sujeto a mayores requisitos. Una característica especial de los robots de extinción de incendios es que tienen un grado adicional de movilidad. En el modo «Alarma», los robots salen del nicho, entran en posición de combate, realizan seguimientos, encuentran el origen del incendio y realizan la extinción automática del incendio. En el modo de espera, los robots de extinción de incendios se mueven hacia un nicho y cierran la abertura detrás de ellos. Estos sistemas deberían encontrar una amplia aplicación para la protección contra incendios de complejos deportivos y de entretenimiento y otros lugares públicos.

Consideremos el uso de AUP RPK para proteger hangares de aviones usando el ejemplo de una instalación montada en un hangar de aviones en el aeropuerto base de Gazprom Ostafyevo, cuyo diseño se llevó a cabo de acuerdo con condiciones técnicas especiales (Fig. 9).

Fig. 9.Hangar de aviones. Diagrama de instalación de robots contra incendios en el plano del sitio

El AUP RPK incluye 12 robots de extinción de incendios PR *LSD*S40Ue*IR con dispositivos de expulsión y escáneres IR*, cada uno de los cuales puede suministrar tanto solución de espuma como agua.

El propósito de la instalación es extinguir el fuego en modo automático, automatizado y remoto y enfriar estructuras portantes de edificios y aeronaves ubicadas cerca del foco de incendio, en modo remoto.

Teniendo en cuenta las particularidades del objeto protegido, se consideró que la principal carga de incendio era el derrame del combustible de aviación restante no drenable.

Como agente extintor de incendios se utiliza una solución al 3% de agente espumante fluorado PO*RZF. El volumen de espumógeno se calcula en función del tiempo de funcionamiento de la instalación de extinción de incendios de espuma, la reserva 2x y el llenado de la red de suministro de espumógeno.

El almacenamiento del suministro general de espumógeno en forma concentrada se realiza en tanques de acero inoxidable con una capacidad de 200 litros, ubicados en las paredes del hangar sobre el segundo nivel de los robots contra incendios y conectados por una tubería de tubos de latón. Este sistema de vasos comunicantes permite un importante ahorro de agente espumante.

La dosificación del agente espumante se realiza mediante dispositivos eyectores incluidos en el PR. El suministro de espumógeno a los dispositivos de expulsión de los robots contra incendios se realiza a través de válvulas solenoides con accionamiento eléctrico.

El suministro de agua al AUP RPK se realiza como un anillo, lleno de agua (hasta las válvulas de mariposa), la presión en modo de espera se mantiene mediante un alimentador de agua automático instalado en la estación de bombeo de extinción de incendios.

El caudal de diseño del PR es de 20 l/s. La presión delante de sus válvulas de mariposa no es inferior a 0,65 MPa.
El caudal total de la instalación basado en el funcionamiento de 2* sistemas de extinción de incendios y 2* camiones de bomberos para refrigeración es de 80 l/s.
Se acepta el tiempo de funcionamiento del sistema de extinción de incendios de espuma para locales de categoría B1 por peligro de incendio
15 minutos. 69 Algoritmo de seguridad nº 3 2010

El tiempo de funcionamiento de una unidad de refrigeración por agua se compone del tiempo de funcionamiento de la unidad de extinción de incendios de espuma y del tiempo adicional para que se disuelva el humo. La instalación automática de alarma contra incendios que inicia el lanzamiento del AUP RPK se realiza mediante detectores de llama direccionables Ladoga PPA.

Para garantizar la capacidad de localizar y extinguir rápidamente un incendio en toda el área del hangar, incluso debajo del fuselaje del avión, hay robots contra incendios y detectores de llamas ubicados en 2 niveles.

El sobrecalentamiento de las estructuras portantes se controla mediante un cable térmico Protectowire. Principio de funcionamiento de la instalación de extinción de incendios: cuando se activan los detectores de llama Ladoga PPA, las señales se envían al equipo de control RPK a través de la unidad de interfaz. AUP RPK aclara las coordenadas del incendio en el espacio tridimensional utilizando escáneres IR de robots contra incendios. Tras determinar las coordenadas del incendio, la AUP RPK selecciona los robots que realizan la extinción y da la orden de abrir sus válvulas de mariposa y las correspondientes electroválvulas
para suministrar el agente espumante. En modo automático, la extinción del incendio comienza después de un retraso de tiempo que garantiza la evacuación de las personas de la zona del incendio; en modo automatizado, después de las acciones normales del operador.

En el proceso de extinción del origen del incendio, la elevación; El ángulo de disparo se ajusta para tener en cuenta la balística del chorro en
dependiendo de la presión en la salida PR. Durante la extinción del incendio, el programa de búsqueda de incendios para áreas adyacentes continúa funcionando, monitoreando automáticamente la posibilidad de propagación del incendio. Cuando cambian las coordenadas del incendio, el programa de extinción de incendios se ajusta automáticamente. El programa de extinción de incendios se detiene automáticamente después de un intervalo de tiempo calculado y el programa de búsqueda de una fuente de fuego continúa en toda el área protegida.

El programa de búsqueda de una fuente de fuego se repite periódicamente en el ausencia de una fuente de incendio detectada y solo puede ser apagado por el operador.

El sistema de vigilancia por televisión existente en la instalación ofrece al operador, si es necesario, la posibilidad de ajustar el proceso de extinción mediante controles remotos.

El principio de funcionamiento de la unidad de refrigeración: cuando se recibe una señal de sobrecalentamiento En el caso de estructuras de edificios portantes, el operador enfría las estructuras del edificio mediante el suministro de agua utilizando no más de 2 robots.

Los robots contra incendios se producen en masa en Rusia desde hace más de 10 años, incluso en la planta de robots contra incendios, que está certificada según la norma internacional de calidad ISO 9001:2000. Los robots contra incendios también están certificados según el sistema de normas de seguridad contra incendios y GOSTR, cumplen con los requisitos del registro marítimo y protección contra explosiones de acuerdo con las condiciones de los objetos de uso.

Las soluciones técnicas desarrolladas para la tecnología de extinción de incendios El uso de robots de bomberos AUP RPK es un conocimiento ruso. La novedad de las soluciones técnicas está confirmada por las patentes2.

En Rusia y la CEI más de 30 instalaciones están equipadas con robots de extinción de incendios. Estos incluyen hangares para aviones en Sheremetyevo-1 (2 hangares, está previsto un tercero), en Ostafyevo (aeropuerto base de Gazprom), en Vnukovo (VIPangar); un helipuerto en Igarka, un parque de tanques y una plataforma de descarga TNK*BP en Petrozavodsk, un cine y una sala de conciertos en el Crocus Exhibition Complex en Moscú, complejos deportivos (mencionados anteriormente), etc.

Actualmente, se están llevando a cabo desarrollos fundamentalmente nuevos que pueden hacer frente a problemas técnicos que antes eran insolubles, elevar el nivel de seguridad contra incendios por encima de los indicadores globales conocidos, reducir significativamente los daños por incendio, ahorrar agua, electricidad y costos de capital.

Este tipo de equipo es necesario en todas las ciudades, en todas las instalaciones con riesgo de incendio. La principal ventaja de los robots contra incendios es un sistema de extinción de incendios de proceso completo: detección del incendio en una etapa temprana, determinación de las coordenadas y el área del incendio en un sistema de coordenadas tridimensional, suministro preciso de agente extintor con alta intensidad a través del aire y extinción rápida según un programa optimizado, finalización de la extinción en ausencia de signos de combustión, reextinción cuando se produce un incendio. Estamos seguros de que es precisamente este tipo de sistemas automáticos contra incendios los que deberían sustituir los sistemas de rociadores y diluvios utilizados actualmente por miles de rociadores puntuales, con muchas horas de extinción reglamentaria cuando ya no hay incendio, y que termina, por regla general, en caso de inundación, tras lo cual es necesario afrontar las consecuencias extinguiendo el fuego.

El software del robot de bomberos se mejora constantemente. Su desarrollo consiste en una autocomprobación en modo de espera, de modo que en el modo «Alarma» el sistema está confiablemente en plena preparación para el combate.

En nuestra era de la tecnología informática, se debe dar prioridad a los sistemas inteligentes que respondan al desarrollo real de los acontecimientos, garantizando funciones autorregulables y reprogramables de forma flexible.

También se está mejorando la eficacia de extinción de incendios de los robots contra incendios. Se propone utilizar ultrasonido para formar agua atomizada de dos componentes: con partículas grandes de 100 * 400 micrones, de alta energía, utilizadas para el alcance de vuelo, y partículas pequeñas formadas durante la cavitación en la transición del flujo de baja a alta velocidad, en las burbujas de vapor, donde el agua hierve se descompone en moléculas (tamaño de molécula de agua de hasta 0,1 nm). Estas diminutas partículas tienen una alta eficiencia de extinción de incendios asociada con una importante absorción volumétrica de energía térmica debido al aumento múltiple de la superficie de contacto del agua.

Y esto es la nanotecnología. Y aquí está su saber hacer. Para los túneles, donde las consecuencias de los accidentes de tráfico son especialmente importantes, se propone utilizar robots móviles que se muevan rápidamente a lo largo del monorraíl sobre bolas de fuego y operen eficazmente directamente en el lugar del accidente.

Cuando hay problemas con el agua, el uso de complejos robóticos contra incendios con extinción de incendios con agua y nitrógeno resulta especialmente eficaz. Después de todo, el aire está en todas partes y contiene un 78% de nitrógeno, un gas inerte que se utiliza para extinguir incendios. Los generadores de nitrógeno están ahora muy extendidos. Una corriente de nitrógeno, “reforzada” por el agua pulverizada expulsada, crea una mayor concentración de nitrógeno localmente en el lugar de la combustión. Cuando el oxígeno en el aire disminuye al 10%, la combustión se detiene.

Los complejos robóticos de seguridad y contra incendios que utilizan robots de doble propósito extinguen los incendios y protegen el objeto del acceso no autorizado, utilizando la influencia hidromecánica sobre un objeto en movimiento (Fig. 10).

El uso de tales complejos en largas distancias Los buques son especialmente relevantes donde estos robots, conectados a la tubería de bomberos del barco, equipados con vigilancia por televisión y sistemas de control remoto, pueden usarse como armas no letales para combatir a los piratas (Fig. 11).

En conclusión , Me gustaría Cabe señalar que la robótica contra incendios es la base de tecnologías innovadoras que permitirán en el siglo XXI responder a los desafíos de los elementos y resolver problemas de seguridad contra incendios con la mayor eficiencia.

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2Patente de invención No. 2319530 del 20 de marzo de 2008 “Complejo robótico contra incendios”; Patente de invención No. 2128536 del 22 de enero de 1997 “Instalación robótica de extinción de incendios”.

Yu. Gorban
Director General, Diseñador Jefe
CJSC “Centro de Ingeniería de Robótica contra Incendios “EFER” —
miembro colectivo de la Academia Nacional de Ciencias de Seguridad contra Incendios,
E. Sinelnikova
diputada comienzo Departamento, Ph.D. (FGU VNIIPO EMERCOM de Rusia)