Funcionamiento de los detectores de humo, ¿como nos protegen?

Ocasionalmente, entrarás en una tienda y sonará una campana cuando cruces el umbral. Si miras, de manera frecuente apreciarás que un descubridor 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 descubre la carencia de luz y activa una campana. Puede imaginarse cómo este mismo tipo de sensor podría actuar como detector de humo. Si en algún momento había suficiente humo en la tienda como para denegar el haz de luz lo bastante, sonaría la campana. Pero aquí hay dos inconvenientes:

Debería haber MUCHO humo antes que se activara la alarma; el humo debería ser lo suficientemente denso como para denegar totalmente la luz. Se necesita bastante humo para llevar a cabo eso.

Los detectores de humo fotoeléctricos, por consiguiente, utilizan la luz de una forma diferente. En el detector de humo hay una luz y un sensor, pero están colocados en ángulos de 90 grados entre sí, de este modo: En la situacion habitual, la luz de la fuente de luz de la izquierda se dispara de forma directa y no alcanza el sensor. No obstante, en el momento en que el humo entra en la cámara, las partículas de humo desperdigan la luz y alguna cantidad de luz llega al sensor:

El sensor entonces hace sonar la bocina en el detector de humo. Los detectores fotoeléctricos son mejores para advertir incendios con humo, como un colchón humeante.

Los detectores de humo por ionización usan un cámara de ionización y una fuente de radiación ionizante para detectar humo. Esta clase de detector de humo es más frecuente porque es económico y descubre mejor las proporciones más pequeñas de humo producidas por los incendios en llamas. En un descubridor 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 buena fuente de partículas alfa.

Otra forma de charlar sobre la cantidad de americio en el detector es decir que un descubridor habitual contiene 0.9 microcurio de americio-241. A curie es una unidad de medida para materiales nucleares. Si tienes un curie de algo en la mano, tienes una cantidad de material que padece 37.000.000.000 de transformaciones nucleares por segundo. Generalmente, eso quiere decir que 37 mil millones de átomos en la exhibe están decayendo 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, logró gran parte de su investigación usando radio). Echemos una ojeada ahora a la cámara de ionización.

Una cámara de ionización es muy simple. Radica en 2 placas con un voltaje mediante ellas, adjuntado con una fuente radiactiva de radiación ionizante, como esta:

Las partículas alfa creadas por el americio tienen la siguiente propiedad: ionizar los átomos de oxígeno y nitrógeno del aire en la cámara. «Ionizar» significa «eliminar un electrón». En el momento en que eliminas un electrón de un átomo, acabas 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 descubridor de humo descubre la pequeña cantidad de corriente eléctrica que representan estos electrones y también iones que se mueven hacia las placas.

En el momento en que 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 descubre la caída de corriente entre las placas y hace sonar la bocina.

Comentando de alarmas, cada vez que se usan las palabras «radiación nuclear» suena una alarma en la cabeza de bastante gente. La cantidad de radiación en un detector de humo es increíblemente pequeña. Asimismo es predominantemente radiación alfa. La radiación alfa no puede penetrar una hoja de papel y está denegada por múltiples centímetros de aire. El americio del descubridor de humo solo podría representar un riesgo si lo inhalara. Por lo tanto, no querrá jugar con el americio en un detector de humo, pincharlo o incordiarlo de ninguna forma, pues no desea que se propague por el aire. Consulte De qué forma funciona la radiación nuclear para conseguir mucho más detalles.

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

Así es como se ve el exterior de un descubridor de humo habitual. En el momento en que quita la cubierta, revela que un detector de humo es bastante fácil. Éste se compone 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 tubo plateado hacia la parte superior derecha en la siguiente imagen) y un bocina electrónica (el tubo de latón hacia la parte de abajo derecha en la siguiente imagen):