Curso de inducción 20071 Academia Nacional de Bomberos Módulo 02 Química del fuego

Curso de inducción 2007Curso de inducción 2007 11

Academia Nacional de Bomberos

Módulo 02

Química

del fuego


Objetivos de CapacitaciónObjetivos de CapacitaciónLección 1Lección 1

Al finalizar esta lección el participante Al finalizar esta lección el participante será capaz de:será capaz de:

1.1. Citar los 4 estados de la materiaCitar los 4 estados de la materia2.2. Definir densidad de los gases y Definir densidad de los gases y

densidad de los líquidosdensidad de los líquidos3.3. Explicar los conceptos de calor y Explicar los conceptos de calor y

temperaturatemperatura4.4. Definir el término fuego.Definir el término fuego.


Energía y materia.Energía y materia.

Energía: Se define como la capacidad Energía: Se define como la capacidad de realizar una fuerza.de realizar una fuerza.

Trabajo: Cuando se aplica una fuerza Trabajo: Cuando se aplica una fuerza a lo largo de una distancia.a lo largo de una distancia.


Tipos de energíaTipos de energía

Mecánica: Energía que posee un Mecánica: Energía que posee un objeto en movimiento.objeto en movimiento.

Eléctrica: Se desarrolla cuando los Eléctrica: Se desarrolla cuando los electrones pasan por un conductor.electrones pasan por un conductor.

Nuclear: Energía que se libera Nuclear: Energía que se libera cuando los átomos se separan o se cuando los átomos se separan o se unen. unen.


Estados de la energíaEstados de la energía

Energía cinéticaEnergía cinética Es la que posee un objeto en moviento.Es la que posee un objeto en moviento.

Energía potencialEnergía potencial Es la energía que posee un objeto y Es la energía que posee un objeto y

puede liberarse en el futuro.puede liberarse en el futuro.


Calor y temperaturaCalor y temperatura

CalorCalor Es la energía que se transfiere de un Es la energía que se transfiere de un

cuerpo a otro cuando las temperaturas cuerpo a otro cuando las temperaturas de los cuerpos son diferentes.de los cuerpos son diferentes.

TemperaturaTemperatura Es un indicador del calor y se utiliza Es un indicador del calor y se utiliza

como medida para determinar hasta como medida para determinar hasta qué punto un objeto está frío o caliente, qué punto un objeto está frío o caliente, basándose en un a norma.basándose en un a norma.


MateriaMateria

Definición de materia: Es toda la Definición de materia: Es toda la sustancia que conforma el universo.sustancia que conforma el universo.

Se puede describir según su aspecto Se puede describir según su aspecto físico (masa, tamaño o volúmen)físico (masa, tamaño o volúmen)

Estados de la materia: Sólido, líquido Estados de la materia: Sólido, líquido o gaseoso).o gaseoso).

Otras características: color y olor.Otras características: color y olor.


Factores que determinan el Factores que determinan el estado de la materia.estado de la materia.

Presión.Presión. Temperatura.Temperatura.

Ejemplo: Olla de presión, el punto de Ejemplo: Olla de presión, el punto de ebullición aumenta a medida que se ebullición aumenta a medida que se incrementa la presión del recipiente.incrementa la presión del recipiente.


Estado gaseosoEstado gaseoso Tiende a ocupar odo el espacio Tiende a ocupar odo el espacio

disponible.disponible. Los enlaces entre moléculas son muy Los enlaces entre moléculas son muy

débiles (poca energía).débiles (poca energía). Lo movilidad de las partículas y su Lo movilidad de las partículas y su

capacidade de difusión son grandes.capacidade de difusión son grandes. Los combistibles en estado gaseoso Los combistibles en estado gaseoso

pueden ser los más peligrosos ya que pueden ser los más peligrosos ya que están en el estado necesario para la están en el estado necesario para la igniciónignición


Densidad de vaporDensidad de vapor

Es la relación del peso de un gas o Es la relación del peso de un gas o vapor desprendido por un líquido, vapor desprendido por un líquido, con respecto al aire.con respecto al aire.

Densidad del aire es 1.Densidad del aire es 1.

Peso molecular de la Peso molecular de la sustanciasustancia

Densidad de vapor:Densidad de vapor:Peso molecular de aire (29)Peso molecular de aire (29)


EjemplosEjemplosSustanciaSustancia Peso Peso

molecularmolecularDensidad Densidad de vaporde vapor

GasolinaGasolina 87-11687-116 3 – 43 – 4

G.L.PG.L.P 50.7550.75 1.751.75

HidrógenoHidrógeno 22 0.0690.069

AcetilenoAcetileno 26.126.1 0.900.90


Estado líquidoEstado líquido

Enlaces entre las partículas Enlaces entre las partículas relativamente fuertes.relativamente fuertes.

Menos capacidad de movilidad y Menos capacidad de movilidad y difusión limitada a su tensión difusión limitada a su tensión superficial.superficial.

Tendencia a adquirir la forma del Tendencia a adquirir la forma del recipiente.recipiente.

Requiere de un proceso previo para la Requiere de un proceso previo para la ignición (vaporización).ignición (vaporización).


Densidad de los líquidosDensidad de los líquidos

Tambien conocido como gravedad Tambien conocido como gravedad específica.específica.

Es la relación que existe entre un Es la relación que existe entre un líquido y el agua.líquido y el agua.


Coeficiente superficie - Coeficiente superficie - volumenvolumen

Como una característica del líquido cuando se derrama, es que adopta la forma del suelo (plano), fluye y se acumula en áreas bajas, cuando está en un recipiente, el volumen especifico del líquido tiene un coeficiente de superficie – volumen relativamente bajo, al derramarse el coeficiente aumenta significativamente, su vaporización es mayor, debido a que el combustible tiene mayor contacto con una fuente de calor y con el aire.


Estado sólidoEstado sólido

Enlaces entre partículas muy fuertes.Enlaces entre partículas muy fuertes. Capacidad de movilidad de partículas Capacidad de movilidad de partículas

prácticamente nula.prácticamente nula. Tiene forma propia y definida.Tiene forma propia y definida. Para que un sólido desprenda vapores Para que un sólido desprenda vapores

es necesario que se la Pirólisis, que es es necesario que se la Pirólisis, que es la descomposición química de una la descomposición química de una sustancia por efecto del calor. sustancia por efecto del calor.


Coeficiente superficie - Coeficiente superficie - masamasa

Mientras la masa del Mientras la masa del material combustible material combustible se distribuya más su se distribuya más su superficie, mayor superficie, mayor contacto con el aire y contacto con el aire y la energía calórica la energía calórica tendrá.tendrá.


Factor de posición realFactor de posición real La posición de un combustible sólido, La posición de un combustible sólido,

también afecta la forma en que arde.también afecta la forma en que arde. Si está en posición vertical, la Si está en posición vertical, la

expansión del fuego será más rápida expansión del fuego será más rápida que si está en posición horizontal.que si está en posición horizontal.


Definición de fuegoDefinición de fuego

Es una reacción de el material Es una reacción de el material combustible con el oxígeno del aire, combustible con el oxígeno del aire, generando un fenómeno de luz y generando un fenómeno de luz y calor.calor.


Otras definicionesOtras definiciones

Proceso de combustión Proceso de combustión suficientemente intenso como para suficientemente intenso como para emitir calor y luz.emitir calor y luz.

Es una reacción química de Es una reacción química de materiales combustibles y oxígeno, materiales combustibles y oxígeno, causada por el calor.causada por el calor.

Oxidación rápida con Oxidación rápida con desprendimiento de luz y calor.desprendimiento de luz y calor.



Al finalizar esta lección el participante será capaz Al finalizar esta lección el participante será capaz de:de:

1.1. Explicar las 5 fases del incendio.Explicar las 5 fases del incendio.

2.2. Mencionar los 4 elementos para que se Mencionar los 4 elementos para que se produzca la combustiónproduzca la combustión

3.3. Indicar las 5 clases de fuegos.Indicar las 5 clases de fuegos.

4.4. Mencionar los 4 productos de la combustión.Mencionar los 4 productos de la combustión.

5.5. Identificar los 3 métodos de tranferencia de Identificar los 3 métodos de tranferencia de calor.calor.



6.6. Citar los factores que afectan el Citar los factores que afectan el desarrollo del fuego.desarrollo del fuego.

7.7. Mencionar los 4 métodos de Mencionar los 4 métodos de extinción del fuegoextinción del fuego

8.8. Explicar los límites de Explicar los límites de inflamabilidadinflamabilidad


Elementos del tetraedro del Elementos del tetraedro del fuegofuego

AGENTE OXIDANTE

CALOR AGENTE REDUCTOR

Rx QUÍMICA

EN CADENA



Agente reductor (combustible):Agente reductor (combustible): Cualquier sustancia que pueda Cualquier sustancia que pueda experimentar combustión.experimentar combustión.

Agente oxidante: Agente oxidante: En la mayoría de En la mayoría de los casos es el oxígeno de la los casos es el oxígeno de la atmósfera terrestre. Se pueden atmósfera terrestre. Se pueden producir incendios en ausencia del producir incendios en ausencia del oxígeno atmosférico.oxígeno atmosférico.



Calor:Calor: Forma de energía que se produce con Forma de energía que se produce con el movimiento de las moléculas de un el movimiento de las moléculas de un cuerpo a otro.cuerpo a otro.

Reacción química en cadena:Reacción química en cadena: Disociación del Disociación del combustible en partículas más pequeñas. El combustible en partículas más pequeñas. El H, O, C y OH son radicales libres, se trata de H, O, C y OH son radicales libres, se trata de moléculas incompletas y activadas a nivel moléculas incompletas y activadas a nivel de energía elevado. Si se elimina uno de de energía elevado. Si se elimina uno de ellos no puede continuar el fuego.ellos no puede continuar el fuego.


Productos de la combustión.Productos de la combustión.

Humo.Humo. Llama.Llama. Calor.Calor. Gases Gases

inflamables.inflamables.


Clasificación del fuegoClasificación del fuegoClase AClase A: Fuego de materiales : Fuego de materiales

combustibles sólidos ( madera, combustibles sólidos ( madera, tejidos, papel, goma, etc.). Para su tejidos, papel, goma, etc.). Para su extinción requieren de extinción requieren de enfriamiento, o sea se elimina el enfriamiento, o sea se elimina el componente temperatura.componente temperatura. Clase BClase B: Fuego de líquidos : Fuego de líquidos

combustibles (pinturas, grasas, combustibles (pinturas, grasas, solventes, naftas, etc.). Se apagan solventes, naftas, etc.). Se apagan eliminando el aire, o interrumpiendo eliminando el aire, o interrumpiendo la reacción en cadena. la reacción en cadena. Clase CClase C: Fuego de equipos eléctricos : Fuego de equipos eléctricos

bajo tensión. El agente extintor no bajo tensión. El agente extintor no debe ser conductor de la electricidad. debe ser conductor de la electricidad. Una vez desconectado el aparato se lo Una vez desconectado el aparato se lo puede apagar con extintores para puede apagar con extintores para fuegos tipo A o B.fuegos tipo A o B.


Clasificación del fuegoClasificación del fuego

Clase DClase D: Fuego de ciertos metales : Fuego de ciertos metales combustibles (magnesio, titanio, combustibles (magnesio, titanio, zirconio, sodio, potasio, etc.). zirconio, sodio, potasio, etc.). Requieren extintores especiales. Requieren extintores especiales.

Clase K:Clase K: Fuego de aceites vegetales Fuego de aceites vegetales (ejemplo: aceite de cocina). (ejemplo: aceite de cocina). Requieren extintores especiales.Requieren extintores especiales.


Transferencia de calorTransferencia de calor El calor fluye desde un cuerpo más El calor fluye desde un cuerpo más

caliente hasta uno más frío, hasta que los caliente hasta uno más frío, hasta que los dos alcanzen la misma temperatura.dos alcanzen la misma temperatura.

El calor se transmite de un lugar a otro de El calor se transmite de un lugar a otro de tres maneras diferentes:tres maneras diferentes: ConducciónConducción ConvecciónConvección RadiaciónRadiación


ConducciónConducción

Es la forma que tiene el calor para Es la forma que tiene el calor para propagarse por los sólidos.propagarse por los sólidos.


ConvecciónConvección Las moléculas calientes Las moléculas calientes

de un líquido o de un de un líquido o de un gas tienden a elevarse, gas tienden a elevarse, mientras que las mientras que las moléculas frías moléculas frías descienden.descienden.

Se forman corrientes, Se forman corrientes, llamadas de convección llamadas de convección que transportan el calor que transportan el calor a otras partes.a otras partes.


RadiaciónRadiación Es la transferencia de energía a Es la transferencia de energía a

través del espacio por medio de través del espacio por medio de ondas electromagnéticas en igual ondas electromagnéticas en igual proporcion a todas las direcciones.proporcion a todas las direcciones.


Límites de inflamabilidadLímites de inflamabilidad

Todos los materiales inflamables y Todos los materiales inflamables y combustibles tienen dos límites de combustibles tienen dos límites de inflamabilidadinflamabilidad Límite inferior (LI)Límite inferior (LI) Límite superior (LS)Límite superior (LS)


Límite inferiorLímite inferior Se refiere al porcentaje mínimo de vapor – Se refiere al porcentaje mínimo de vapor –

aire, por debajo del cual no se enciende.aire, por debajo del cual no se enciende. Se considera una mezcla demasiado pobreSe considera una mezcla demasiado pobre

Límite superiorLímite superior Es el porcentaje máximo por encima del Es el porcentaje máximo por encima del

cual, una mezcla de vapor – aire no cual, una mezcla de vapor – aire no enciende.enciende.

Es una mezcla demasiado rica.Es una mezcla demasiado rica. Cuando la mezcla está entre este Cuando la mezcla está entre este

rango, se tiene las condiciones rango, se tiene las condiciones óptimas para la oxidación.óptimas para la oxidación.


Fases del incendioFases del incendio

IgniciónIgnición CrecimientoCrecimiento FlashoverFlashover Incendio totalmente desarrolladoIncendio totalmente desarrollado DecrecimientoDecrecimiento


Fases del incendioFases del incendio


Factores que afectan el Factores que afectan el desarrollo de los incendiosdesarrollo de los incendios

Tamaño, número y organización de las Tamaño, número y organización de las aberturas de ventilación.aberturas de ventilación.

Volumen del compartimientoVolumen del compartimiento Las propiedades térmicas de los Las propiedades térmicas de los

cierres del compartimiento.cierres del compartimiento. Tamaño, la composición y la ubicación Tamaño, la composición y la ubicación

del paquete de combustible que se del paquete de combustible que se enciende primero.enciende primero.


Teoría de extinciónTeoría de extinción

Reducción de la temperatura Reducción de la temperatura (enfriamiento).(enfriamiento).

Supresión del combustible Supresión del combustible (eliminando el combustible).(eliminando el combustible).

Dilución de oxígeno.Dilución de oxígeno. Inhibición de la reacción química en Inhibición de la reacción química en

cadena.cadena.


Reducción de la Reducción de la temperaturatemperatura

El método más común de extinción es el El método más común de extinción es el enfriamiento con agua.enfriamiento con agua.

Consiste en bajar la temperatura de un Consiste en bajar la temperatura de un combustible hasta un punto donde no combustible hasta un punto donde no produzca vapores para arder.produzca vapores para arder.

El enfriamiento con agua no reduce la El enfriamiento con agua no reduce la producción de vapor para extinguir incendios producción de vapor para extinguir incendios en los que intervengan líquidos con puntos en los que intervengan líquidos con puntos de ignición bajos y gases inflamables.de ignición bajos y gases inflamables.


Supresión del combustibleSupresión del combustible

La fuente del combustible puede La fuente del combustible puede suprimirse deteniendo el flujo del suprimirse deteniendo el flujo del combustible líquido o gaseoso, o combustible líquido o gaseoso, o suprimiendo el combustible sólido en suprimiendo el combustible sólido en el camino del incendio.el camino del incendio.

Otro método es dejar que un Otro método es dejar que un incendio arda hasta que todo el incendio arda hasta que todo el combustible se consuma.combustible se consuma.


Dilución del oxígeno.Dilución del oxígeno.

El contenido de oxígeno se puede El contenido de oxígeno se puede reducir inundando un área con un reducir inundando un área con un gas inerte, como el dióxido de gas inerte, como el dióxido de carbono.carbono.

También se puede saparar el oxígeno También se puede saparar el oxígeno del combustible, por medio de una del combustible, por medio de una capa de espuma.capa de espuma.


Inhibición de la reacción Inhibición de la reacción química en cadena.química en cadena.

Algunos agentes químicos secos y Algunos agentes químicos secos y halones, interrumpen la reacción de halones, interrumpen la reacción de combustión y detienen las llamas.combustión y detienen las llamas.

Es efectivo para combustibles Es efectivo para combustibles gaseosos y líquidos que deben tener gaseosos y líquidos que deben tener llama para arder.llama para arder.

No se recomienda para incendios No se recomienda para incendios incandescentes.incandescentes.



Al finalizar esta lección el participante Al finalizar esta lección el participante será capaz de:será capaz de:

1.1. Definir los fenómenos de flashover, Definir los fenómenos de flashover, backdraft, boild over y bleve.backdraft, boild over y bleve.

2.2. Establecer la diferencia entre Establecer la diferencia entre líquidos inflamables y líquidos líquidos inflamables y líquidos combustibles.combustibles.


Combustión súbita Combustión súbita generalizadageneralizada(flashover)(flashover)

Transición rápida al estado donde Transición rápida al estado donde todas las superficies de los todas las superficies de los materiales contenidos en un materiales contenidos en un compartimiento se ven involucrados compartimiento se ven involucrados en un incendio.en un incendio.






Explosión por flujo reverso Explosión por flujo reverso (backdraft)(backdraft)

Si el suministro de aire en el recinto se restinge, Si el suministro de aire en el recinto se restinge, el oxígeno del interior se irá consumiendo, lo el oxígeno del interior se irá consumiendo, lo que produce un incremento en la temperatura y que produce un incremento en la temperatura y las llamas a apagarse, sin embargo no se las llamas a apagarse, sin embargo no se reduce la cantidad de gases inflamables.reduce la cantidad de gases inflamables.

Si se realiza una apertura en el compartimiento Si se realiza una apertura en el compartimiento que permita el ingreso de aire, se formará una que permita el ingreso de aire, se formará una mezcla explosiva, la cual puede encendierse mezcla explosiva, la cual puede encendierse debido a la temperatura del recinto.debido a la temperatura del recinto.


Rebosamiento en incendios Rebosamiento en incendios de líquidos combustibles de líquidos combustibles

(boild over)(boild over) Expulsión violenta y repentina de una porción Expulsión violenta y repentina de una porción

o todo el petróleo crudo en el tanque, debido a o todo el petróleo crudo en el tanque, debido a la ebullición.la ebullición.

Cuando un tanque de petroleo está encendido, Cuando un tanque de petroleo está encendido, se forma una onda convectiva de calor que se forma una onda convectiva de calor que desciende aproximadamente a 1 metro por desciende aproximadamente a 1 metro por hora.hora.

Cuando la onda convectiva de calor entra en Cuando la onda convectiva de calor entra en contacto con agua decantada, produce una contacto con agua decantada, produce una súbita transformación a vapor dando lugar al súbita transformación a vapor dando lugar al rebosamiento del contenido del tanque.rebosamiento del contenido del tanque.


Rebosamiento en incendios Rebosamiento en incendios de líquidos combustibles de líquidos combustibles

(boild over)(boild over)


Condicines fundamentales Condicines fundamentales para que se produzca un para que se produzca un

bolid overbolid over Incendio total de un tanque con Incendio total de un tanque con

voladura del techovoladura del techo Presencia de agua en estratos o Presencia de agua en estratos o

capas del combustible o en el fondo capas del combustible o en el fondo del tanque.del tanque.

Desarrollo de la onda convectiva de Desarrollo de la onda convectiva de calor, intercambio de capas frías por calor, intercambio de capas frías por capas calientes.capas calientes.


Explosión de un líquido en Explosión de un líquido en ebullición de un recipiente ebullición de un recipiente

(BLEVE)(BLEVE) Boiling Expansion Vapor ExplosionBoiling Expansion Vapor Explosion Líquido confinado en un recipiente, el cual es capaz Líquido confinado en un recipiente, el cual es capaz

de generar vapores al calentarse (gases licuados).de generar vapores al calentarse (gases licuados). Se encuentran a temperartura superior del punto de Se encuentran a temperartura superior del punto de

ebullición y una presión superior a la de vapor a ebullición y una presión superior a la de vapor a temperatura ambiente.temperatura ambiente.

Si se produce una pérdida de presión en la fase Si se produce una pérdida de presión en la fase gaseosa, el líquido se evapora, para conseguir el gaseosa, el líquido se evapora, para conseguir el equilibrio.equilibrio.

Si se calienta la fase líquida, aumenta la presión del Si se calienta la fase líquida, aumenta la presión del vapor.vapor.


Condiciones para que se Condiciones para que se produzca el BLEVEproduzca el BLEVE

Que la fase líquida esté Que la fase líquida esté sobrecalentada.sobrecalentada.

Descenso brusco de presión en la Descenso brusco de presión en la fase gas.fase gas.

Que se dan las condiciones de Que se dan las condiciones de presión y temperatura para producir presión y temperatura para producir una evaporación instantánea de toda una evaporación instantánea de toda la fase líquida.la fase líquida.


Líquidos inflamables y Líquidos inflamables y líquidos combustibleslíquidos combustibles

Se clasifican de acuerdo a su punto Se clasifican de acuerdo a su punto de inflamación.de inflamación.

Líquidos inflamablesLíquidos inflamables Son los que tienen el punto de Son los que tienen el punto de

inflamación inferior a 37.8°C.inflamación inferior a 37.8°C. Líquidos combustiblesLíquidos combustibles

Tienen el punto de inflamación superior Tienen el punto de inflamación superior a 37.8°C.a 37.8°C.


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Curso de inducción 20071 Academia Nacional de Bomberos Módulo 02 Química del fuego