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Aviación
El sistema de protección contra incendios (en motores y APU) es el encargado de garantizar la detección temprana, aviso de fuego y la extinción en los motores y los compartimentos entre sus mamparos cortafuegos así como en el compartimento del APU.
Revisaremos el sistema del motor puesto que, al menos en cuanto a las generalidades, sería también aplicable para el APU. El sistema de protección completo consta de los siguientes subsistemas de:
• Prevención de la posibilidad de ignición.
• Detección de fuego o sobretemperatura.
• Contención del fuego.
• Extinción del fuego.
• Subsistema de Prevención:
o El motor (la planta de potencia completa) se diseña(n) para que la posibilidad de fuego sea lo más remota posible. En la mayoría de los casos se requiere que haya un fallo doble para que haya la posibilidad de fuego.
o La mayoría de las conducciones de fluidos potencialmente inflamables se aíslan de la zona caliente del motor localizándolas en la zona del compresor o fan (zona fría) y separando esta zona de la zona caliente del motor (combustión, turbina y tobera) por medio de mamparo cortafuego.
o Las zonas del compartimento del motor se ventilan con aire atmosférico para evitar la acumulación en ellas de vapores potencialmente inflamables purgándoles al exterior del compartimento del motor (Fig. “70”).
o Todas las tuberías de conducción de combustible, aceite o líquido hidráulico se fabrican resistentes al fuego y los componentes eléctricos son resistentes a la explosión.
o Se evita la posibilidad de descargas de electricidad estática entre los componentes de motor avión mediante uniéndolos eléctricamente (“bonding”).
o En ciertos motores las tuberías conduciendo fluidos inflamables en la zona caliente del motor se construyen de doble tubo, de forma que ante cualquier fuga de fluido por rotura de la tubería principal quedaría contenida por la tubería exterior.
o Los capots (“Cowling”) de la góndola del motor se dotan de los drenajes apropiados para verter al exterior los fluidos inflamables procedentes de fugas por las juntas de cierre de los componentes del motor. Los drenajes se localizan en posiciones adecuadas para que el fluido drenado no pueda volver a reentrar en la góndola con el consiguiente riesgo de incendiarse.
o La ignición espontánea se minimiza en aviones volando a elevado Nº de Mach por medio de una corriente de aire sangrado, envolviendo al motor y circulando de adelante hacia atrás, que arrastre cualquier vapor inflamable que pueda surgir.
No obstante si llegase a producirse un incendio en el interior del compartimento del motor esta corriente de aire debería cortarse inmediatamente para no agravar la intensidad de las llamas y no reducir la efectividad del sistema de extinción por dispersar el agente extintor.
• Subsistema de Detección:
o Es el encargado de proporcionar el aviso de fuego en el motor o en su compartimento. o Es un sistema eléctrico sensible al calor. Responde a la elevación anormal de temperatura (sobretemperatura) o al fuego localizado mediante una señal eléctrica que activa las señales de aviso y la alarma en cabina de vuelo.
o Los elementos sensores son termistores (materiales que tienen la propiedad de reducir la resistencia al paso de la corriente eléctrica a medida que aumenta su temperatura), constituidos por semiconductores (de coeficiente térmico negativo).
o Los elementos sensores están encerrados dentro de un recubrimiento de protección (contra impactos) formando el bucle detector continuo (“loop”). Hay dos elementos detectores envueltos en el mismo recubrimiento (“loop A” y “loop B”) que pueden funcionar independientemente entre si.
o Cada elemento detector consta de dos hilos conductores rodeados por el material termistor dentro de un tubo de Inconel. Uno de los conductores está conectado al tubo exterior (y a masa) mientras que el otro termina en un conector conectado a una unidad de control que mide constantemente la resistencia del elemento sensor (Figs. “71” y “72”).
o Cualquier elevación anormal de temperatura o punto caliente (fuego) localizado en el elemento sensor hace que la resistencia del material termistor caiga y por tanto la resistencia entre los hilos conductores. La unidad de control detecta la caída de resistencia y dispara el aviso de fuego.
o Son selectables desde cabina la operación de cada uno de los bucles (“A” o “B”) o de ambos (“Both”).
o La ubicación de los bucles detectores en el motor se esquematiza en la Fig. “73”.
o La sobretemperatura en turbina no constituye por si un riesgo serio de producción de incendio, pero tiene la importancia de avisar al piloto de la situación y que pueda parar el motor antes de que se produzcan deterioros mecánicos importantes o daños serios en el motor o el avión.
o Un sistema de detección similar al de fuego (o de termopares) estratégicamente ubicados pueden ser usados como detectores de sobretemperaturas. “Switches” térmicos posicionados en las salidas de aire de ventilación o de refrigeración pueden usarse para dar una protección adicional.
o Hay otros tipos de sensores, además de los termistores, aplicados a sistemas de detección de fuego que solo enumeraremos:
“Termoswitch”: Bimetálicos de bucle sencillo o doble.
Detección de elevación de temperatura por termopares.
Bucle continuo de bolitas cerámicas.
Bucle continuo de tipo neumático.
Detección de luz infrarroja o ultravioleta.
o Evita que el fuego que pueda originarse en el compartimento del avión pueda trasladarse a otros puntos del avión.
o Los “Cowling” que rodean el motor suelen ser de alguna aleación de aluminio que podría no ser apta para contener por si misma el fuego cuando el avión está en el suelo, pero que en vuelo con la corriente de aire que los rodea puede refrigerarlos suficientemente para hacerlos seguros y suficientes para evitar la propagación del fuego a través de ellos.
o Mamparos cortafuegos y secciones del “Cowling” que pueden no estar expuestos a la corriente de aire aludida en el párrafo anterior y ciertas salidas que pudieran actuar como contenedoras de llama en caso de incendio suelen fabricarse de acero o titanio.
• Subsistema de Extinción:
o Debe ser eficaz para extinguir el fuego en 2 segundos después de conocida esta situación y comprobados los avisos de ella.
o El subsistema de extinción dispone de botellas extintoras en número, ubicación y destino de su agente extintor variables según el tipo de avión. Igualmente es variable el tipo de agente extintor (Freón, bromo‐trifluorometano
o Halon 1301, bromocloro‐difluorometano o Halon 1211, etc.) que suele ser dispersado con nitrógeno seco a alta presión (alrededor de 600 p.s.i.) salvo el Halon 1301 que no precisa presurización.
o Como ejemplo típico para ver como funciona nos fijaremos en un determinado tipo de avión de dos motores ubicados en la zona trasera del avión (donde también se ubica el APU):
Dispone de dos botellas extintoras, ubicadas en la zona posterior del fuselaje, que se pueden usar indistintamente para cualquiera de los dos motores o para el APU.
Cuando el sistema de detección activa la señal de aviso de sobretemperatura en un motor el maneral contra‐incendios en el cockpit que le corresponde se ilumina.
Se tira de el maneral iluminado hacia fuera y con esta acción se cierra una serie de válvulas de corte de sistemas (combustible, hidráulico, neumático) para aislar la condición de fuego.
Si la condición de fuego persiste se gira el maneral hacia un lado (izquierdo o derecho).
Al hacerlo se manda una señal eléctrica a una pequeña carga explosiva, situada en la boca de descarga de la botella extintora seleccionada, que rompe su membrana de cierre y el gas a presión contenida en ella con el agente extintor se descarga en el motor donde se había detectado el fuego.
La botella extintora queda totalmente descargada con la acción anterior y el aviso de ello se enciende (“Bottle Discharged” o “Agent Low”).
En caso de persistencia del incendio se puede girar el maneral hacia el otro lado y descargar también la botella remanente.
El panel actuador del sistema de extinción, que también sirve para probar la operatividad de los “loops” de detección, se muestra en la Fig. “74”.
o Un ejemplo de cómo funciona un subsistema de extinción para un avión de tres motores se muestra en el esquema de la Fig. “75”. en el esquema se muestra la existencia de dos discos rojos (uno por cada botella extintora) y otro amarillo que se encuentran adosados al fuselaje y que saltan cuando la botella correspondiente se ha despresurizado o cuando el sistema de extinción se ha disparado. Esto puede ser comprobado por la tripulación en la inspección prevuelo del exterior del avión.
