Cómo funcionan los detectores de humo

-Los detectores de humo son uno de esos inventos asombrosos que, debido a la producción en masa, no cuestan prácticamente nada. Puede obtener un detector de humo por tan solo $ 7. Y aunque cuestan muy poco, los detectores de humo salvan miles de vidas cada año. De hecho, se recomienda que cada hogar tenga un detector de humo por piso..

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 más comunes de detectores de humo 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..

-

-

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

De vez en cuando, entrarás en una tienda y sonará una campana al cruzar el umbral. Si miras, a menudo notarás que un detector de haz de fotos esta siendo usado. 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. Puede imaginarse cómo este mismo tipo de sensor podría actuar como detector de humo. Si alguna vez había 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 se activara la alarma; el humo tendría que ser lo suficientemente denso como para bloquear completamente la luz. Se necesita bastante humo para hacer eso.

Los detectores de humo fotoeléctricos utilizan la luz de una manera diferente. 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 directamente y no alcanza el sensor. Sin embargo, cuando el humo entra en la cámara, las partículas de humo dispersan la luz y cierta cantidad de luz llega al sensor:

El sensor luego hace sonar la bocina en el detector de humo..

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

Los sensores de fuego se desarrollaron a partir de la tecnología que utiliza la NASA para mejorar las fotos de planetas distantes. Obtenga más información sobre las geniales innovaciones de la NASA en esta animación interactiva de Canal de descubrimiento.

Los detectores de humo por ionización utilizan un 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 detecta mejor las cantidades más pequeñas de humo producidas por incendios con llamas..

Dentro de un detector de ionización hay una pequeña cantidad (quizás 1/5000 de un 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 microcurio de americio-241. UNA curie es una unidad de medida para materiales nucleares. Si tienes un curie de algo en la mano, tienes una cantidad de material que sufre 37.000.000.000 de transformaciones nucleares por segundo. Generalmente, eso significa que 37 mil millones de átomos en 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 al curie, hizo 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..

Una cámara de ionización es muy simple. Consiste en 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: ionizar los átomos de oxígeno y nitrógeno del aire en la cámara. "Ionizar" significa "eliminar un electrón". Cuando eliminas un electrón de un átomo, terminas con un electrón libre (con carga negativa) y a un átomo le falta un electrón (con carga positiva). El electrón negativo se atrae a la placa con un voltaje positivo y el átomo positivo se atrae a la placa con un voltaje negativo (los opuestos se atraen, al igual que con los imanes). La electrónica del detector de humo detecta la pequeña cantidad de corriente eléctrica que estos electrones e iones que se mueven hacia las placas representan.

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 activa 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 está bloqueada por varios centímetros de aire. El americio en el detector de humo solo podría representar un peligro si lo inhalara. Por lo tanto, no querrá jugar con el americio en un detector de humo, pincharlo o molestarlo de alguna manera, porque no quiere que se esparza 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..

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

Cuando quita la cubierta, descubre 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 de las placas de circuito impreso), un cámara de ionización (el cilindro plateado hacia la parte superior derecha en la siguiente imagen) y un 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 el fuente de ionización. Puede ver que la lata tiene ranuras para permitir el flujo de aire. La lata en sí actúa como la placa negativa del cámara de ionización.

Debajo de la lata hay un soporte de cerámica que contiene la placa positiva de la cámara de ionización. Debajo de esa placa está la fuente de ionización, QUE QUIERES ESTAR SEGURO DE NO MOLESTAR.

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

Artículos relacionados

• Cómo funciona el fuego
• Cómo funcionan los extintores de incendios
• Cómo funciona la radiación nuclear
• Cómo funcionan los átomos
• ¿Cómo se escribe la reacción química que tiene lugar en un detector de humo??
• ¿Por qué sale humo de un incendio??
• ¿Cómo se intercomunican los detectores de humo??

Más enlaces geniales

• Departamento de Bomberos de Charlotte: detectores de humo
• USFA: Seguridad contra incendios en el hogar
• Los detectores de humo salvan vidas
• Detectores de humo y americio