Por qué el análisis de transitorios térmicos en recintos eléctricos es importante para las inspecciones posteriores a un incendio

Las secuelas de un incendio eléctrico de gran magnitud siempre son desastrosas. Hay muchos indicios visibles de daños, como cables derretidos, carcasas chamuscadas o el olor persistente a aislamiento quemado que es imposible eliminar de la ropa. Dentro de estos indicios se esconden pistas que nuestros expertos ingenieros forenses buscan, como patrones de temperatura, gradientes térmicos y vías de propagación del calor.

Nuestro objetivo es determinar la secuencia exacta de los acontecimientos utilizando procedimientos basados en pruebas y conocimientos empíricos. Ahí es donde el análisis térmico transitorio resulta crucial para nuestro trabajo. Podemos modelar cómo se desplazó el calor a través de una caja eléctrica a lo largo del tiempo, determinando no solo qué falló, sino también el cómo, el porqué y el cuándo que las compañías de seguros y los expertos legales necesitan para asignar responsabilidades.

Los límites de la inspección visual en las investigaciones posteriores a un incendio

La mayoría de las investigaciones posteriores a un incendio se basan en exceso en los patrones de quemadura, la deformación física, el mapeo de arcos o los signos de fallas mecánicas. Si bien esos datos proporcionan cierta información, a menudo carecen de un comprensión de cómo el fuego externo Los daños pueden ocultar el origen interno de las fallas, o las marcas dejadas por los arcos eléctricos pueden confundirse rápidamente con puntos de ignición secundarios.

No nos detenemos en los fallos secuenciales de los componentes que a menudo aparecen simultáneamente tras un colapso térmico. Nuestro objetivo es reducir la ambigüedad de lo sucedido siguiendo directrices estrictas, tales como NFPA 921 (Guía para investigaciones sobre incendios y explosiones), donde el modelado científico se vuelve cada vez más esencial a medida que las pruebas físicas se degradan. Ahí es donde dependemos en gran medida del análisis térmico transitorio.

¿Qué es el análisis de transitorios térmicos?

La idea básica del análisis térmico transitorio es recrear lo que sucedió simulando las transferencias de calor a lo largo del tiempo dentro de un recinto, como una placa de circuito o la carcasa de un equipo. Esto ayudará a determinar puntos de datos como:

• Intensidad de la fuente de calor
• Duración de la fuente de calor
• Conductividad térmica (incluido el análisis de materiales)
• Flujo de aire insuficiente o excesivo (dentro de la carcasa)
• Emisividad de la superficie
• Impacto de las condiciones ambientales
• Espaciado entre componentes, geometría y blindaje protector

Nuestro personal experimentado y con licencia Los ingenieros forenses pueden reconstruir eficazmente el proceso térmico. entorno durante un periodo específico. A continuación, podemos generar una cronología de la degradación, respondiendo a preguntas como cuándo falló el interruptor, si se dañó el fusible térmico o si se activaron los mecanismos de refrigeración.

Por qué son importantes los transitorios térmicos en las cajas eléctricas

El problema con la mayoría de los diseños de sistemas eléctricos comerciales e industriales es que los paneles de interruptores, los gabinetes de control y las cajas de conexiones pueden convertirse rápidamente en compartimentos a presión durante un incendio. Cuanto más aumentan las temperaturas, mayor es la probabilidad de que se derritan los conductores, se carbonice el aislamiento o se vaporicen los metales, lo que provoca la ruptura del resto de la carcasa (y la expulsión del material en llamas hacia el exterior).

Sin el análisis térmico transitorio para determinar la causa de estas expulsiones, puede resultar difícil decidir si el incendio se inició dentro o fuera del recinto, o si el recinto fue afectado por un incendio externo y falló debido a otro factor.

Numerosos estudios de prueba Equipos como el NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tecnología) han investigado los incendios en aparatos de conexión industriales para determinar si la propagación térmica se produce dentro de las cajas o provoca arcos secundarios en los terminales de los conductores. De este modo, ingenieros como los de nuestro equipo disponen de más pruebas para distinguir entre falsos positivos y localizar el origen real de los daños durante una inspección visual.

Entradas comunes para simulaciones térmicas precisas

La forma más eficaz de realizar un análisis térmico transitorio es recopilar tantos datos e información fiables como sea posible. Esto puede incluir examinar más detenidamente:

• Los componentes materiales y las propiedades de los conductores, barras colectoras, carcasas de plástico, etc.
• Teniendo en cuenta la geometría del recinto, especialmente en relación con las configuraciones de ventilación.
• Recopilación de datos de tiempo y temperatura mediante cámaras infrarrojas y registradores/loggers de temperatura.
• Estimación de los puntos de ignición mediante escáneres de rayos X o mapeo de arcos
• Analizar más detenidamente las condiciones ambientales en el momento estimado del incidente, como la temperatura, la humedad y el flujo de aire.

En algunos casos únicos, nuestro equipo de expertos en Dreiym Engineering Abordaremos el modelado térmico posterior al incendio basándonos en imágenes térmicas tomadas durante pruebas en sistemas en funcionamiento. Esto nos proporciona una referencia que podemos utilizar para comparar los datos posteriores al incendio. Utilizamos una combinación de herramientas y procedimientos modernos, que van desde la recopilación de datos sobre el terreno hasta software de simulación y análisis de laboratorio.

En la mayoría de los casos, podemos generar informes completos que incluyen esquemas eléctricos, registros del sistema, imágenes infrarrojas y de rayos X, modelos 3D y mucho más. Estos resultados no solo ayudan a prevenir problemas futuros en sistemas iguales o similares, sino que también ayudan a las compañías de seguros a determinar cómo prevenir de manera proactiva dichos riesgos para otros clientes.

Cómo se aplican las herramientas de modelado en el análisis de transitorios térmicos

Normalmente comenzamos con una inspección visual in situ y, a continuación, recopilamos datos mediante varias herramientas. Nuestro objetivo es realizar ingeniería inversa de la geometría de la carcasa, teniendo en cuenta el grosor de las paredes, la ubicación de las rejillas de ventilación y cualquier otra disposición interna. Podemos utilizar modelos de malla derivados de CAD o aplicar parámetros térmicos específicos del material (conductividad, calor específico, emisividad, etc.).

A partir de ahí, nuestro objetivo es determinar una entrada térmica basada en el tiempo utilizando una simulación que calcule la distribución de la temperatura en todo el volumen del recinto. Eso podría identificar mejor el inicio de un arco o la llegada del fuego. Estamos tratando de calibrar la información utilizando datos de cámaras térmicas (si están disponibles) u otros dispositivos para establecer puntos de referencia. Eso también podría incluir patrones de fusión, desplazamiento de soldadura y decoloración del aislamiento.

Estos son solo algunos ejemplos de cómo aplicamos las herramientas de modelado al análisis térmico transitorio. Durante décadas, hemos realizado análisis posteriores a incendios para clientes de Texas, Luisiana, Oklahoma, Nuevo México y Colorado. Nuestros investigadores de incendios también son Asociación Nacional de Investigadores de Incendios (NAFI), Investigadores Certificados en Incendios y Explosiones (CFEI) e Investigadores Certificados en Incendios de Vehículos (CVFI). Esto significa que nos tomamos nuestro tiempo para garantizar que la información esté respaldada por pruebas y sea lo más completa posible para todas las partes interesadas.

Por qué el modelado de transitorios térmicos es más importante que nunca

El diseño moderno de las cajas eléctricas es cada vez más complejo. Las aplicaciones comerciales e industriales hacen que sea difícil descubrir los fallos, que a menudo no son tan fáciles de interpretar. Es habitual encontrar sistemas con controladores lógicos programables (PLC), variadores de frecuencia (VFD) y monitoreo inteligente conectado para notificaciones remotas en tiempo real. Esto da lugar a un comportamiento de carga no lineal y a perfiles de calor mixtos, lo que hace que la investigación forense sea aún más crucial para determinar la responsabilidad.

Analizamos cada modelo térmico desde el punto de vista técnico y en el contexto legal o de seguros. Nuestra investigación forense A menudo se ha recurrido a los ingenieros para que aporten su experiencia. testimonio en procedimientos legales, por lo que debemos presentar los datos técnicos de manera que resulten más accesibles para los ingenieros no forenses. Esa capacidad de comunicar los puntos de fallo de las cajas eléctricas contribuye en gran medida a que nuestros clientes comprendan los acontecimientos recientes, auditen los sistemas actuales y se preparen para riesgos futuros.

Conocimientos de ingeniería que van más allá de las cenizas

El costo total de un incendio comercial en los Estados Unidos (combinación de los daños causados y el dinero gastado en prevención, protección y mitigación) asciende a un total de 1,5 billones de dólares. Eso fue en 2011 y las medidas son aproximadamente 2.11 TP4T del total Producto interno bruto de Estados Unidos.

Contar con un equipo de ingeniería forense con experiencia y certificado para realizar análisis térmicos transitorios ayuda a identificar las causas de la falla y a determinar las responsabilidades para descubrir o reducir los gastos. Nuestro equipo en Dreiym Engineering está aquí para garantizar que usted reciba toda la información necesaria sobre las causas, qué falló primero y cómo evitar que vuelva a suceder.

Llámenos hoy mismo para programar una consulta., y asegurémonos de que sus sistemas estén mejor protegidos para el futuro.