.webp)
Este artículo explora el uso de cableado y sensores de fibra óptica para lograr una monitorización de intrusiones rentable y a larga distancia. También se abordan las ventajas de estos sensores de fibra óptica no eléctricos y sin chispas, que permiten su uso en plantas químicas, instalaciones subterráneas y otros entornos con posible presencia de gases explosivos.
Fondo
La industria de las telecomunicaciones conoce desde hace tiempo las ventajas de usar fibra óptica para transmitir información a grandes distancias. Ahora, la industria de la seguridad tiene la oportunidad de usar esta misma tecnología para lograr la monitorización de intrusiones a larga distancia, utilizando la misma tecnología y los mismos componentes que se emplean en una red de telecomunicaciones.
Cabe reconocer que el uso de fibra óptica en aplicaciones de seguridad no es una idea nueva. Existen sistemas de seguridad que utilizan fibra óptica especializada y altamente sensible, con revestimiento de fibra dopada y equipos de detección interferómica.
Estos sistemas de seguridad de alta sensibilidad no son el tema de este artículo. Son excelentes para monitorear áreas pequeñas, pero no suelen implementarse para monitorear distancias superiores a 300 metros, como el perímetro de un aeropuerto o un gran complejo industrial. Estos sistemas son demasiado costosos para una implementación a tan gran escala y, al ser tan sensibles, pueden estar sujetos a frecuentes alarmas falsas causadas por factores ambientales al monitorear áreas extensas.
En cambio, este artículo se centra en una nueva técnica de aplicación de fibra óptica común y de bajo coste para supervisar instalaciones a gran escala.
Un enfoque rentable
Este nuevo enfoque aprovecha la sensibilidad de la fibra óptica a las pérdidas ópticas resultantes de la "macrocurvatura", es decir, la curvatura de la fibra con un radio lo suficientemente estrecho como para producir una pérdida de luz medible. Dado que este enfoque utiliza fibra óptica de comunicación estándar, las herramientas, la instalación y el mantenimiento de este tipo de sistema de seguridad no difieren de los requeridos para un enlace de telecomunicaciones de fibra óptica estándar.
De hecho, esta tecnología se ha utilizado en los armarios de comunicaciones durante años para enviar una alerta si un cable de fibra óptica en una red grande se rompe, se dobla severamente o sufre algún otro daño.
Por ejemplo, si un operador de retroexcavadora rompe accidentalmente un cable de telecomunicaciones de fibra óptica enterrado, se alerta al personal de reparación. Este utiliza un dispositivo llamado Reflectómetro Óptico en el Dominio del Tiempo (OTDR) para identificar el tipo de problema y localizar con precisión dónde ocurrió a lo largo de muchos kilómetros de cable.
Se requiere un OTDR para promediar miles de reflexiones a intervalos a lo largo de la fibra para identificar este punto de ruptura, lo que generalmente requiere 10 segundos o más para completar el proceso.
Esta capacidad inherente de la tecnología de fibra óptica para localizar con precisión un cable doblado o roto la convierte en la opción ideal para localizar a un intruso. Por ejemplo, si un intruso rompe o dobla una fibra óptica instalada alrededor del perímetro de una instalación, la ubicación de su intento de intrusión puede determinarse con un OTDR integrado en el sistema.
Un pequeño problema al usar este enfoque en una aplicación de seguridad es que, para que un OTDR detecte una pérdida óptica medible, la fibra óptica debe estar rota o doblada en un ángulo relativamente pronunciado. En la mayoría de los casos, un intruso probablemente doblaría el cable solo ligeramente para acceder a una instalación protegida; la pérdida de luz producida por esta ligera curvatura no sería suficiente para ser detectada por el OTDR.
Afortunadamente, la solución es sencilla. Consiste en instalar dispositivos de activación con resorte a lo largo del recorrido del cable. Estos dispositivos detectan una ligera perturbación en el cable perimetral y la amplifican creando una curvatura mucho más pronunciada en el cable. Esta curvatura más pronunciada produce suficiente pérdida de luz para que el OTDR la detecte.
Ejemplo n.° 1: Seguridad perimetral
En este primer ejemplo, se conecta un cable de fibra óptica estándar (con revestimiento resistente a los rayos UV) a la valla existente que rodea el perímetro de una gran instalación, como una base militar. La fibra se mantiene fija mediante varios dispositivos de activación instalados en la valla a intervalos alrededor del perímetro.
Un láser inyecta luz infrarroja en un extremo del cable de fibra óptica, que se monitoriza continuamente con el OTDR integrado del sistema para determinar si se ha producido algún cambio en la emisión de luz. Si el cable de fibra óptica se rompe o uno de los dispositivos de disparo se activa por una ligera perturbación en el cable, el sistema activa una alarma.
Los dispositivos de activación instalados a lo largo del perímetro pueden incluir ajustes mecánicos para controlar su nivel de sensibilidad. La sensibilidad del sistema también puede ajustarse variando la longitud de onda de la luz infrarroja inyectada.
Ejemplo n.° 2: Seguridad para instalaciones subterráneas
En un ejemplo similar, el cable de fibra óptica se conecta debajo de una serie de tapas de alcantarillas, para proteger contra el acceso no autorizado a los servicios públicos subterráneos.
Se instala un dispositivo de activación optomagnética debajo de cada tapa de registro. Cuando uno de estos dispositivos detecta que se ha retirado una tapa de registro, activa un mecanismo interno que crea una curva cerrada en la fibra. Como en el primer ejemplo, el OTDR en la cabecera del sistema detecta la pérdida de luz resultante, activa una alerta e identifica la ubicación exacta del evento.
Problemas resueltos
Este nuevo enfoque proporciona soluciones a algunos de los desafíos clásicos que enfrentan los diseñadores de sistemas de seguridad, tales como:
¿Cómo monitorizar distancias muy grandes de forma rentable?
La fibra óptica transporta señales a una distancia mucho mayor que el cable de cobre sin necesidad de reamplificar la señal. Con la fibra óptica, no se requiere una fuente eléctrica para alimentar los sensores. Esto convierte a la fibra óptica en una solución de seguridad rentable para la monitorización de perímetros muy amplios, como los que rodean bases militares, grandes complejos industriales, etc.
¿Cómo reducir la mayor incidencia de alarmas molestas que resultan al monitorear áreas extensas?
El enfoque de monitoreo perimetral que se describe aquí implica el uso de sensores opto-mecánicos que incluyen mecanismos que permiten ajustar la tensión del cable sensor de fibra óptica. Los sensores pueden ajustarse para resistir el viento, la nieve y otros factores ambientales, reduciendo o incluso eliminando las alarmas falsas. Variar la longitud de onda de la luz inyectada en el cable también permite ajustar la sensibilidad del sistema.
¿Cómo protegerse contra alguien que pueda burlar el sistema de seguridad?
Un atributo único de un sistema de seguridad de fibra óptica es que, a diferencia del cable de cobre, la fibra óptica no se puede cortar, empalmar ni puentear sin ser detectada.
¿Cómo monitorear entornos sujetos a gases explosivos?
La fibra óptica utiliza luz infrarroja, no electricidad, para transmitir señales. A diferencia del cable de cobre, la fibra óptica no puede generar arcos eléctricos ni chispas que puedan provocar una explosión. Esto hace que los sensores de fibra óptica sean ideales para monitorear plantas químicas, instalaciones subterráneas, tanques de almacenamiento y muchas otras áreas donde pueda haber gases combustibles.
¿Cómo monitorear ambientes donde hay líquidos o gases conductores o corrosivos?
La fibra óptica está hecha de vidrio, que es inerte. A diferencia del cable metálico, no se corroe al exponerse a productos químicos y no puede cortocircuitarse, ni siquiera al exponerse al agua.
¿Cómo diseñar un sistema que pueda sobrevivir a las tormentas eléctricas?
Un sistema de seguridad que cubre un área extensa es más susceptible a daños o destrucción causados por tormentas eléctricas. La fibra óptica, que es de vidrio, no conduce la electricidad ni los rayos. Si un sensor es destruido por un rayo, este no puede viajar por el cable óptico y destruir otros sensores y componentes del sistema.
Consideraciones de instalación
Como se podría concluir, los sistemas de seguridad que utilizan luz (fotones) en lugar de electricidad (electrones) requieren un conjunto de habilidades diferente para los instaladores de seguridad. El manejo de la fibra óptica no es necesariamente más difícil, pero sí requiere nuevos conocimientos y herramientas.
Los sistemas de seguridad de fibra óptica descritos anteriormente también requieren un programa de software intuitivo para integrar el OTDR del sistema con un monitor que muestre los sensores activados a lo largo del tendido del cable. Mapas visuales cuidadosamente etiquetados, que muestran las ubicaciones de atenuación, permitirían al guardia de seguridad localizar rápidamente un intento de intrusión y proporcionar una respuesta rápida.
Como se mencionó anteriormente, existen diferentes tipos de sistemas de seguridad de fibra óptica. Los instaladores deben estar familiarizados con el tipo específico de sistema de fibra óptica especificado por el usuario final, así como con las especificaciones de instalación requeridas por el fabricante del sistema. Solo instaladores capacitados y autorizados por la fábrica deben intentar la instalación de sistemas de seguridad de fibra óptica.
Aun no se han publicado comentarios.