Os pesquisadores desenvolveram um novo sistema baseado em laser que oferece uma maneira eficiente e de baixo custo para detectar incêndios em ambientes desafiadores, como instalações industriais ou grandes canteiros de obras. Com mais desenvolvimento, o sistema poderia eventualmente detectar incêndios que estão a mais de um quilômetro de distância.

"Nosso novo sistema torna possível detectar incêndios em áreas empoeiradas sujeitas a incêndios, onde os sistemas atuais mostram desempenho limitado ou não podem operar, "disse o cientista sênior Mikael Lassen da Danish Fundamental Metrology A / S, um membro da equipe de pesquisa. "Ele pode ser usado em uma variedade de indústrias, como instalações de gerenciamento de resíduos, usinas de fornecimento de energia, fábricas de processamento de alimentos e fábricas têxteis. "

Um grupo multi-institucional de pesquisadores descreve o novo sistema na revista Optical Society Óptica Aplicada . O sistema detecta um incêndio ou mudança de temperatura usando componentes ópticos baratos para criar e detectar mudanças em um padrão de manchas.

"A análise do padrão de manchas é uma solução completamente nova para detectar fogo e mudanças de calor, "disse Lassen." Não é apenas rápido e custo relativamente baixo, mas também funciona em grandes, ambientes severos."

A pesquisa faz parte de um projeto do Eurostars que visa desenvolver um sistema que possa identificar pequenos aumentos de temperatura para fornecer detecção precoce e confiável de incêndio. Além da metrologia fundamental dinamarquesa, o projeto incluiu pesquisadores da Elotec A / s na Noruega e LAP-Sikkerhed ApS e do Instituto Dinamarquês de Tecnologia de Segurança e Incêndio, tudo na Dinamarca.

Prevenindo falsos alarmes

A maioria dos sistemas de detecção e prevenção de incêndio usados ​​hoje não funcionam bem em locais industriais agressivos ou em grandes áreas. Os detectores de fumaça padrão geralmente fornecem alarmes falsos por causa da poeira e dos poluentes nesses ambientes e não podem detectar o material particulado submicrônico liberado durante os estágios iniciais do incêndio.

Embora os sistemas de detecção óptica com base na medição de mudanças de amplitude em um sinal óptico sejam mais avançados, eles também são sensíveis a vibrações e nem sempre podem detectar incêndios por meio de poeira e vapor. Para sensores que detectam radiação emitida por chamas, radiação de outras fontes, como luz solar, luz artificial, soldagem ou outras fontes não perigosas podem dar origem a alarmes falsos.

No novo trabalho, Lassen e seus colegas aplicaram uma abordagem ótica completamente diferente para detectar incêndios medindo padrões de manchas dinâmicas. Esses padrões de mudança são produzidos por interferência quando a luz do laser atinge uma superfície áspera. Quando um incêndio está ocorrendo, o fluxo de calor torna o feixe de laser jitter de uma forma que é detectável quando a luz do laser é refletida para um detector na fonte do laser. Os pesquisadores usaram estatísticas e aprendizado de máquina para analisar o padrão de ruído do padrão de manchas dinâmico criado por aquela luz laser. A presença de ruído branco de banda larga indica um incêndio, enquanto as fontes de ruído confinadas a uma faixa estreita de comprimentos de onda podem ser descartadas como uma influência mecânica, como vibração.

Teste de planta de resíduos

Para validar o novo sistema de detecção de incêndio, os pesquisadores testaram um protótipo de prova de conceito operado remotamente na planta de resíduos Energnist I / S em Kolding, Dinamarca. Devido à extrema severidade, ambiente barulhento e empoeirado, a planta normalmente tem três a quatro alarmes falsos por mês.

"O sistema detectou incêndios com uma precisão de 91 por cento, o que é um resultado muito bom, levando em consideração o ambiente hostil, "disse Lassen." Porque não depende da intensidade absoluta do feixe de luz, é robusto à atenuação geral devido à poeira e fumaça. "

Converter o protótipo em um produto finalizado exigirá o desenvolvimento de produto adicional, como a conclusão da caixa, otimizando eletrônicos e algoritmos, e projetar a interface do usuário. Os pesquisadores também planejam atualizar o detector óptico e o laser para um mais poderoso para aumentar a sensibilidade e expandir o alcance de detecção primeiro para 500 a 600 metros e, eventualmente, para mais de 1 quilômetro.