Cómo funcionan los detectores de humo

Los detectores de humo son uno de esos inventos sorprendentes que, debido a su producción en masa, no cuestan prácticamente nada. Puedes conseguir un detector de humo por tan sólo 7 dólares. Y aunque cuestan muy poco, los detectores de humo salvan miles de vidas cada año. De hecho, se recomienda que cada vivienda disponga de un detector de humo por planta.

Todos los detectores de humo constan de dos partes básicas: un sensor para detectar el humo y una bocina electrónica muy fuerte para despertar a las personas. Los detectores de humo pueden funcionar con una batería de 9 voltios o con una corriente doméstica de 120 voltios.

En este artículo, examinaremos los dos tipos de detectores de humo más comunes que se utilizan en la actualidad: detectores fotoeléctricos y detectores de ionización. Y también echaremos un vistazo al interior de un detector de ionización.

Empecemos por los detectores fotoeléctricos.

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Contenido

1. Detectores fotoeléctricos
2. Detectores de ionización: Radiación ionizante
3. Detectores de ionización: Cámara de ionización
4. Dentro de un detector de humo por ionización

Detectores fotoeléctricos

De vez en cuando, entrarás a una tienda y sonará una campana al cruzar el umbral. Si observa, a menudo notará que se está utilizando un detector de fotohaz . Cerca de la puerta, en un lado de la tienda, hay una luz (ya sea una luz blanca y una lente o un láser de baja potencia ), y en el otro lado hay un fotodetector que puede “ver” la luz.

Cuando cruzas el haz de luz, lo bloqueas. El fotodetector detecta la falta de luz y activa una campana. Puedes imaginar cómo este mismo tipo de sensor podría actuar como detector de humo. Si alguna vez hubiera suficiente humo en la tienda como para bloquear el haz de luz lo suficiente, la campana sonaría. Pero aquí hay dos problemas:

1. Es un detector de humo bastante grande.
2. No es muy sensible.

Tendría que haber MUCHO humo antes de que sonara la alarma; el humo tendría que ser lo suficientemente espeso como para bloquear completamente la luz. Se necesita bastante humo para hacer eso.

Por lo tanto, los detectores de humo fotoeléctricos utilizan la luz de otra manera. Dentro del detector de humo hay una luz y un sensor, pero están colocados en ángulos de 90 grados entre sí, así:

En el caso normal, la luz de la fuente de luz de la izquierda se dispara en línea recta y no alcanza el sensor. Sin embargo, cuando el humo entra en la cámara, las partículas de humo dispersan la luz y una cierta cantidad de luz llega al sensor:

Luego, el sensor activa la bocina del detector de humo.

Los detectores fotoeléctricos son mejores para detectar incendios con humo , como un colchón humeante.

¿Sabías?

Los sensores de incendios se desarrollaron a partir de la tecnología que utiliza la NASA para mejorar fotografías de planetas distantes. Obtenga más información sobre las interesantes innovaciones de la NASA en esta animación interactiva de Discovery Channel .

Detectores de ionización: Radiación ionizante

Los detectores de humo por ionización utilizan una cámara de ionización y una fuente de radiación ionizante para detectar humo. Este tipo de detector de humo es más común porque es económico y mejor para detectar cantidades más pequeñas de humo producidas por incendios.

Dentro de un detector de ionización hay una pequeña cantidad (quizás 1/5000 de gramo) de americio-241 . El elemento radiactivo americio tiene una vida media de 432 años y es una buena fuente de partículas alfa .

Otra forma de hablar sobre la cantidad de americio en el detector es decir que un detector típico contiene 0,9 microcurios de americio-241. Un curie es una unidad de medida para material nuclear. Si tienes un curie de algo en la mano, estás sosteniendo una cantidad de material que sufre 37.000.000.000 de transformaciones nucleares por segundo. En general, eso significa que 37 mil millones de átomos de la muestra se están desintegrando y emitiendo una partícula de radiación nuclear (como una partícula alfa) por segundo. Un gramo del elemento radio genera aproximadamente 1 curie de actividad (Marie Curie, la mujer que da nombre a la curie, realizó gran parte de su investigación utilizando radio).

(Para obtener una explicación detallada de los materiales nucleares y la radiación nuclear, consulte Cómo funciona la radiación nuclear ).

Echemos un vistazo ahora a la cámara de ionización.

Detectores de ionización: Cámara de ionización

Una cámara de ionización es muy sencilla. Consta de dos placas con un voltaje a través de ellas, junto con una fuente radiactiva de radiación ionizante, como esta:

Las partículas alfa generadas por el americio tienen la siguiente propiedad: Ionizan los átomos de oxígeno y nitrógeno del aire de la cámara. "Ionizar" significa "arrancar un electrón". Cuando eliminas un electrón de un átomo , terminas con un electrón libre (con carga negativa) y a un átomo al que le falta un electrón (con carga positiva). El electrón negativo es atraído hacia la placa con un voltaje positivo y el átomo positivo es atraído hacia la placa con un voltaje negativo (los opuestos se atraen, como ocurre con los imanes). La electrónica del detector de humo detecta la pequeña cantidad de corriente eléctrica que representan estos electrones e iones que se mueven hacia las placas.

Cuando el humo entra en la cámara de ionización, interrumpe esta corriente: las partículas de humo se adhieren a los iones y los neutralizan. El detector de humo detecta la caída de corriente entre las placas y hace sonar la bocina.

Hablando de alarmas, cada vez que se utilizan las palabras “radiación nuclear” suena una alarma en la mente de muchas personas. La cantidad de radiación en un detector de humo es extremadamente pequeña. También es predominantemente radiación alfa . La radiación alfa no puede penetrar una hoja de papel y queda bloqueada por varios centímetros de aire. El americio del detector de humo sólo podría suponer un peligro si se inhala. Por lo tanto, no querrás jugar con el americio en un detector de humo, pincharlo ni alterarlo de ninguna manera, porque no quieres que se disperse por el aire. Consulte Cómo funciona la radiación nuclear para obtener más detalles.

Ahora, echemos un vistazo al interior de un detector de humo por ionización.

Dentro de un detector de humo por ionización

Así es como se ve el exterior de un detector de humo típico.

Cuando quitas la tapa, descubres que un detector de humo es bastante simple. Éste consta de una placa de circuito impreso (consulte el artículo Dentro de un control remoto para obtener una explicación sobre las placas de circuito impreso), una cámara de ionización (el cilindro plateado hacia la parte superior derecha en la siguiente imagen) y una bocina electrónica (el cilindro de latón hacia la parte inferior derecha en la siguiente imagen):

Aquí hay un primer plano del tablero:

y la parte inferior del tablero:

La cámara de ionización es una lata de aluminio que contiene la fuente de ionización . Puede ver que la lata tiene ranuras para permitir el flujo de aire. La propia lata actúa como placa negativa de la cámara de ionización .

Debajo de la lata hay un soporte cerámico que contiene la placa positiva de la cámara de ionización. Debajo de esa placa está la fuente de ionización, QUE DEBE ASEGURARSE DE NO MOLESTAR .

Para obtener más información sobre detectores de humo y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.

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