Química del Fuego

Academia2013

OPOSICIÓN BOMBERO

José Ramírez AneroBombero Ayuntamiento de Palencia

QUÍMICA DE LA COMBUSTIÓN

CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA

MATERIA: TODO AQUELLO QUE OCUPA LUGAR Y ESTÁ SUJETO A LA ACCIÓN DE LA GRAVEDAD, ES DECIR, TIENE MASA, POR LO QUE PRESENTA UN DETERMINADO PESO Y UNA FORMA EN UN MOMENTO CONCRETO.

FACTORES DEL ESTADO FÍSICO:• TIPO DE SUSTANCIA .• DE LA TEMPERATURA.• DE LA PRESION.

SEIS ESTADOS DE LA MATERIA, PERO LOS MÁS IMPORTANTES SON:

- SÓLIDO: EN ESTE ESTADO LA MATERIA TIENE FORMA Y VOLUMEN PROPIO Y CTE, MANTIENE POSICIONES FIJAS A DISTANCIA CTE. LAS FUERZAS DE ATRACCIÓN MAYORES QUE LAS DE REPULSIÓN.

-LÍQUIDO: TIENE VOLUMEN PROPIO PERO LA FORMA VARIA EN FUNCIÓN DEL RECIPIENTE QUE LOS OCUPA. EN ESTE ESTADO LAS MOLÉCULAS ESTAN EN CTE MOVIMIENTO. LAS PARTÍCULAS ESTÁN UNIDAS PERO LAS FUERZAS DE ATRACCIÓN SON MENORES QUE LAS DE LOS LÍQUIDOS

- GASEOSO: ES EL ESTADO DONDE LAS MÓLECULAS ESTARAN MAS ALEJADAS ENTRE SI Y POR ELLO SON FACILMENTE MANEJABLES. PODEMOS VARIAR SU FORMA Y VOLUMEN. LAS FUERZAS DE ATRACCIÓN SON DESPRECIABLES Y POR TANTO MENORES A LAS DE REPULSIÓN.

SÓLIDO

Masa constante Volumen constante Forma constante

LÍQUIDO

Masa constante Volumen constante Forma variable

GAS

Masa constante Volumen variable Forma variable

SÓLIDO

LÍQUIDO GAS

AUMENTO DE ENERGIA

CAMBIOS DE ESTADO:

PROGRESIVOS: SE PRODUCEN EN UN CUERPO CUANDO ABSORBE CALOR.•FUSIÓN: DE SÓLIDO A LÍQUIDO POR APORTE DE CALOR.•VAPORIZACIÓN: DE ESTADO LÍQUIDO AL ESTADO GASEOSO POR APOTE DE CALOR.•SUBLIMACIÓN PROGRESIVA: EL PASO DIRECTO DE SÓLIDO A GAS SIN PASAR POR LÍQUIDO, POR APORTE DE CALOR.

REGRESIVOS: SE PRODUCEN EN UN CUERPO ESTE DESPRENDE CALOR.•SOLIDIFICACIÓN: EL PASO DEL LÍQUIDO A SÓLIDO POR ENFRIAMIENTO.•CONDENSACIÓN: DE GAS A LÍQUIDO O SÓLIDO POR ENFRIAMIENTO.•LICUACIÓN: DE GASEOSO A LIQUIDO POR PRESIÓN. PERO SE PRODUCE CIERTO DESPRENDIMIENTO DE ENERGIA.•SUBLIMACIÓN REGRESIVA: EL PASO DIRECTO DE GAS A SOLIDO.

DIFERENCIA ENTRE FUEGO E INCENDIO

SEGÚN LAS NORMAS UNE, EL FUEGO ES UNA COMBUSTIÓN CARACTERIZADA POR UNA EMISIÓN DE CALOR ACOMPAÑADA DE HUMO, LLAMAS O AMBOS.

INCENDIO ES UN FUEGO INCONTROLADO EN EL ESPACIO Y EN EL TIEMPO Y DESTRUYE AQUELLO QUE EL HOMBRE NO QUIERE QUEMAR.

¿QUÉ ES UN FUEGO? = COMBUSTIÓN

ES UNA REACCIÓN EXOTÉRMICA DE OXIDACIÓN- REDUCCIÓN, EN LA CUAL CONCURREN DOS PRODUCTOS, UN COMBUSTIBLE EN FASE CONDENSADA O EN GASEOSA, Y UN OXIDANTE DEL COMBUSTIBLE.

ES EL PROCESO DE UNA REACCION EXOTÉRMICAS AUTOCATALIZADAS EN LAS CUALES APARECEN CUATRO ELEMENTOS PRINCIPALES:

› COMBUSTIBLE› COMBURENTE› ENERG. DE ACTIVACIÓN› REACCION EN CADENA

COMBUSTIBLE

AQUELLAS SUSTANCIAS QUE PUEDEN ARDER EN DETERMINADAS CIRCUNTANCIAS,ES DECIR, QUE NO HAN ALCANZADO SU GRADO MÁXIMO DE OXIDACIÓN.

DESDE EL PUNTO DE VISTA PRÁCTICO, TODOS AQUELLOS MATERIALES QUE CONTIENEN HIDRÓGENO O CARBONO PUEDEN SER OXIDADOS.

PODEMOS DECIR QUE EL COMBUSTIBLE ES EL AGENTE REDUCTOR QUE SE PUEDE OXIDAR Y PERDER LOS ELECTRODOS QUEDANDO CON CARGA POSITIVA.

TODOS LOS COMBUSTIBLES ENTRAN EN COMBUSTIÓN EN FASE GASEOSA,CUANDO EL COMBUSTIBLE ES SÓLIDO O LIQUIDO ES NECESARIO UN APORTE DE ENERGIA PREVIO PARA LLEVERLO A ESTADO GASEOSO.

COMBURENTE

TODA MEZCLA DE GASES EN LA CUAL EL OXIGENO ESTA EN PROPORCIÓN SUFICIENTE PARA QUE EN SU SENO SE INICIE Y SE DESARROLLE LA COMBUSTIÓN.

EL COMBURENTE MÁS NORMAL ES EL AIRE , QUE TIENE APROXIMADAMENTE UN 21% DE OXIGENO.

CIERTAS SUSTANCIAS QUIMICAS DESPRENDEN OXÍGENO EN DETERMINADAS CIRCUNSTANCIAS PROVOCANDO LA COMBUSTION EN AUSENCIA DE COMBURENTE. (NITRATO DE SODIO, CLORURO DE POTASIO). TAMBIEN EL CLORO Y EL FLUOR PUEDEN ACTUAR COMO OXIDANTES.

ES EL AGENTE OXIDANTE, SE REDUCEN Y GANAN ELECTRONES. PARA QUE SE DE LA COMBUSTIÓN EN LOS PROCESOS

NORMALES, ES NECESARIO LA PRESENCIA DE UNA PROPORCIÓN MÍNIMA DE OXIGENO AMBIENTE ( 14 – 15%)

ES LA ENERGÍA MÍNIMA QUE NECESARIA PARA QUE SE ACTIVEN LAS MÓLECULAS DE COMBUSTIBLE Y ASI REACIONEN CON EL COMBURENTE. LOS FOCOS DE IGNICIÓN SE PUEDEN CLASIFICAR EN:

1. - Fuentes Físicos (Trabajos de soldaduras y corte, Llamas abiertas, maquinas a motor, rayos solares)

2. - Fuentes eléctricas (Sobrecargas, arcos eléctricos, cortocircuitos)

3. - Fuentes mecánicas (Roces mecánicos, impactos)4. - Fuentes químicas (Reacciones exotérmicas, diluciones)

ENERGÍA DE ACTIVACIÓN.FUENTES DE IGNICIÓN

TRIÁNGULO DEL FUEGO

TERAEDRO DEL FUEGO

SI DESAPARECE UNA DE LAS CARAS DEL TETRAEDRO DEL FUEGO, CONSECUENTEMENTE, ÉSTE SE EXTINGUIRÁ

REACCIÓN EN CADENA

ES EL PROCESO MEDIANTE EL CUAL PROGRESA LA REACCIÓN EN EL SENO DE LA MEZCLA COMBUSTIBLE-COMBURENTE. DE LA ENERGIA QUE SE DESPRENDE EN LA REACCIÓN, PARTE SE DISIPA EN EL AMBIENTE Y PARTE CALIENTA A MÁS PRODUCTOS REACCIONANTES APORTANDO LA ENERGIA DE ACTIVACIÓN PRECISA PARA QUE EL PROCESO CONTINUE.

A NIVEL MOLECULAR, LA ENERGIA DE ACTIVACIÓN PERMITE A LOS PRODUCTOS REACCIONANTES DESCIENDAN EN SUS ENLACES FORMANDO PÁRTICULAS DE GRAN ACTIVIDAD QUE RECIBEN EL NOMBRE DE RADICALES LIBRES QUE PROBOCANLA REORGANIZACIÓN DE ÁTOMOS, GRUPOS DE ÁTOMOS Y PARTICULAS ACTIVAS DANDO LUGAR A LOS PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN.

Compuestos altamente reactivos que interaccionan rápida y agresivamente con otras moléculas. Químicamente, son moléculas en cuya última órbita existe un electrón impar, inestable, altamente reactivo, que necesita "robar" o "donar" un electrón a otro átomo, que, a su vez, se transforma en un radical libre, lo que genera una reacción en cadena.

http://ciencia.glosario.net/botanica/radical-8925.html

http://lengua-y-literatura.glosario.net/terminos-filosoficos/reacci%F3n-6021.html

LA DESCOMPOSICIÓN DE UN SÓLIDO POR CALOR.

LA PIROLISOIS PUEDE TENE LUGAR A PARTIR DE LOS 80ºC. EN EL CASO DE LA MADERA TIENE LUGAR ENTRE LOS 150ºC Y 200ºC.

PIROLISIS

EL CALOR ES PRINCIPAL RESPONSBLE DE LA PROPAGACIÓN DE LOS INCENDIOS. SIEMPRE LO HACE DEL CUERPO MAS CALIENTE AL MAS FRIO.

EL CALOR PUEDE TRANSFERIRSE POR LOS SIGUIENTES MÉTODOS:

CONDUCCIÓN CONVECCIÓN RADIACIÓN

TIPOS DE PROPAGACIÓN

CONDUCCIÓN: TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONTACTO. SE TRATA DE UN INTERCAMBIO DE ENERGIA ENTRE LAS PARTÍCULAS PRÓXIMAS, SIN DESPLAZAMIENTO DE LAS MISMAS.

ESTA TRANSFERENCIA DE CALOR TIENE LUGAR MEDIANTE EL SUMINISTRO DE ENERGIA DE UNA PARTICULA A OTRA POR CONTACTO. ES UN PROCESO GENERALMENTE LENTO.

ES LA FORMA DE PROPAGACIÓN DE LOS SÓLIDOS. LA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DEPENDE DEL MATERIAL

UTILIZADO Y DE SU CONDUCTIVIDAD TÉRMICA. LOS METLES SON BUENOS CONDUCTORES Y OTRAS SUSTANCIAS

COMO LA MADERA, CORCHO, MARMOL, SON AISLANTES TÉRMICOS LOS GASES Y LOS LIQUIDOS, EN GENERAL, SON MALOS

CONDUCTORES.

TRANSMISIÓN DEL CALOR

CONVECCIÓN: ES LA TRANS FERENCIA DE CALOR DEBIDO AL

MOVIMIENTO DE UN GAS O DE UN LIQUIDO, ES DECIR, ES EL PROCESO DE TRANSMISION DE CALOR A TRAVÉS DE UN FLUIDO EN MOVIMIENTO.

EN LOS SÓLIDOS NO SE DA POR QUE DEBE DE HABER MOVIMIENTO DE ESA MEZCLA. LA CONVECCIÓN SE BASA EN ESTE MOVIMIENTO ORIGINADO POR DISTINTAS DENSIDADES PARA CONSEGUIR ESA MEZCLA QUE TRANSMITE EL CALOR. UN MISMO FLUIDO TIENE MENOS DENSIDAD, CUANTO MAYOR SEA SU TEMPERATURA.LA CONVECCIÓN TIENE MUCHA IMPORTANCIA EN EL DESARROLLO VERTICAL DE LOS INCENDIOS Y SUELE SEREL CAUSANTE DE LA PROPAGACIÓN DE LOS INCENDIOS EN LA MAYORIA DE LOS CASOS.


RADIACIÓN: ES LA TRANSMISIÓN DE CALOR A TRAVÉS DE

LA ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS QUE SE PROPAGAN EN TODAS LAS DIRECCIONES, POR LO TANTO, NO NECESITA SOPORTE MATRIAL ALGUNO.ESTAS ONDAS SON EMITIDAS POR LOS CUERPOS CALIENTES EN LINEA RECTA Y EN TODAS LAS DIRECCIONES, SE MUEVEN A TRAVÉS DEL AIRE Y NO SE VEN AFECTADAS POR EL VIENTO. PENETRAN SUPERFICIES TRANSLÚCIDAS.LA CANTIDAD DE CALOR DEPENDE DE LA TEMPERATURA DEL CUERPO RADIANTE Y DEL TAMAÑO.


CONDUCCION

CONVECCION

RADIACION


COMBUSTIONES LENTAS U OXIDACIÓN SIMPLE: ES UNA REACCION MUY LENTA, EN LA QUE LA ENERGÍA DESPRENDIDA EN EL AMBIENTE ES DISIPADA EN EL MEDIO SIN PRODUCIR AUMENTO DE TEMPERATURA. NO SE PUEDE HABLAR DE COMBUSTIÓN POR QUE NO HAY RECCION EN CADENA Y APENAS SE GENERA CALORCOMBUSTIONES SIMPLES O RÁPIDAS: LA VELOCIDAD DE REACCIÓN ES APRECIABLE PERO SE MANTIENE INFERIOR A 1 METRO/ SEGUNDO. SON INCENDIOS NORMALES. PARTE DE CALOR SE DISIPA EN EL AMBIENTE Y PARTE MANTIENE ACTIVA LA REACCIÓN EN CADENA.COMBUSTIONES MUY RÁPIDAS O EXPLOSIONES: AQUELLOS FÉNOMENOS QUE CONLLEVAN LA APARICIÓN DE ONDAS DE PRESIÓN QUE CAUSAN FÉNOMENOS DESTRUCTIVOS.

TIPOS DE COMBUSTIÓN SEGÚN LA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN

EXPLOSIONES:- DEFLAGRACIONES: VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN SUPERIOR A 1 METROS/SEGUNDO E INFERIOR A LA VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL MEDIO.LA ONDA DE PRESIÓN VA POR DELANTE DEL FRENTE DE LLAMA Y GENERA SOBREPRESIONES DE 1 A 10 VECES LA PRESIÓN INiCIAL.

- DETONACIONES: VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN SUPERIOR A LA VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL MEDIO. EL FRENTE DE REACCIÓN Y EL DE PRESIÓN AVANZAN PARALELOS. Y SE PRODUCEN SOBREPRESIONES DE 40 Y HASTA 100 VECES LA PRESIÓN INICIAL

TIPOS DE COMBUSTIÓN SEGÚN LA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN

BLEVE: EXPLOSIÓN DEL VAPOR DE UN LIQUIDO EN EBULLICIÓN. ESTE FÉNOMENO SE DA EN RECIPIENTES CERRADOS QUE CONTIENEN LIQUIDOS O GASES LICUADOS INFLAMABLES O NO. LA BLEVE NO SON COMBUSTIONES, SON EXPLOSIONES MÉCANICAS, QUE AFECTAN A RECIPIENTES O DEPOSITOS CERRADOS, CUANDO LA TEMPERATURA DEL LIQUIDO SUPERA SU TEMPERATURA DE EBULLICIÓN, SE PROBOCA UNA VAPORIZACIÓN DEL LIQUIDO Y UN CONSIGIENTE AUMENTO DE PRESIÓN.BOIL-OVER: REBOSAMIENTO POR EBULLICIÓN DE UN LÍQUIDO.SE PRODUCE EN UN RECIPIENTE SINTECHO QUE CONTIENE UN LÍQUIDO INCENDIADO, EXISTE UNA CAPA DE AGUA EN EL FONDO QUE ENTRA EN EBULLICIÓN Y EL VAPOR SE EXPANDE BRUSCAMENTE EXPULSANDO GRAN CANTIDAD DEL ÍIQUIDO INDENDIADO FUERA DEL RECIPIENTE.

OTRO TIPO DE EXPLOSIONES

SE DIVIDEN EN DOS EN FUNCIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE VAPORES:

LÍMITE INFERIOR DE INFLAMABILIDAD (LII).CONCENTRACIÓN MÍNIMA DE UNA MEZCLA VAPOR-AIRE POR DEBAJO DE LA CUAL NO TIENE LUGAR LA COMBUSTIÓN.

LÍMITE SUPERIOR DE INFLAMABILIDAD (LSI).CONCENTRACIÓN MÁXIMA DE UNA MEZCLA VAPOR-AIRE POR ENCIMA DE LA CUAL NO TIENE LUGAR LA COMBUSTIÓN

LÍMITES DE INFLAMABILIDAD

LAS CONCENTRACIONES INTERMEDIAS ENTRE AMBOS LÍMITES CONSTITUYEN EL RANGO DE INFLAMABILIDAD

EL RANGO VARIARÁ SEGÚN LA TEMPERATURA, LA PRESIÓN DE VAPOR Y

LA CONCENTRACIÓN DE OXÍGENO

RANGO DE INFLAMABILIDAD

LIMITES DE INFLAMBILIDA DE INFLAMABILIDADLIMITES DE INFLAMBILIDA DE INFLAMABILIDADProducto Limite Inferior Mezcla Ideal Limite Superior

Acetato de etiloAcetilenoAcetonaAmoniacoBencenoButanoEtanoEtanolGasolinaHidrogenoMetanoMetanolMonóx. carbonoPentanoPropanoTolueno

2.22.02.015.01.41.83.03.00.74.05.06.012.01.42.01.2

4.07.44.821.02.63.05.46.01.628.89.012.028.82.44.02.2

11.480.013.027.07.09.012.519.07.076.015.037.074.07.810.07.0

Según la norma UNE-EN-ISO13943-2001:Punto de encendido: Temperatura mínima a la que un material debe ser calentado para que los vapores emitidos se inflamen momentáneamente en presencia de una llama en condiciones específicas y cuando retiramos dicha llama la combustión se detienePunto de inflamación: Temperatura mínima a la que un material se inflama y continua ardiendo por un tiempo determinado tras la aplicación de una llama reducida o pequeña sobre su superficie en unas condiciones determinadas, es decir que aunque retiremos la llama la combustión continua.

TEMPERATURAS CARACTERÍSTICAS

Punto de ebullición: Temperatura mínima en la que la presión de vapor de un liquido iguale la presión atmosférica existente en superficie.Punto de auto-inflamación: Temperatura mínima en grados centígrados a760 mm de Hg, a la que un material arde espontáneamente en el aire sin precisar de una energía deactivación externa.

TEMPERATURAS CARACTERÍSTICAS

MANIFESTACIONES DEL FUEGO Y PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN

LOS PRODUCTOS DE COMBUSTIÓN SE PUEDEN DIVIDIR EN CUATRO CATEGORÍAS:

1. GASES DE COMBUSTIÓN2. LLAMAS3. CALOR 4. HUMOS.

PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN

Humo: Se trata de partículas solidas y liquidas en suspensión en vapor de agua y gases. Normalmente son partículas de hollín, alquitrán, partículas parcialmente quemadas en suspensión . Los efectos de los gases son: quemaduras, intoxicación por los gases que contiene, falta de visibilidad, y desorientación.La formación de humo es favorecida por:

- La combustión incompleta.- La humedad de los materiales.- La naturaleza del combustible. Las distintas coloraciones del humo nos puede dar información de que

sustancias arden.Los efectos perniciosos del humo son:

* Intoxicación.* Asfixia* Desorientación* Quemaduras


Gases: Todas las materias emiten gases cuando combustionan que dependerán de factores como el tipo de sustancia, el aporte de oxígeno, y la temperatura. Los gases más frecuentes en un incendio son: Co, Co2, óxidos nitrosos, acroleína, ácido clorhídrico, sulfuro de hidrógeno, cianuro de hidrógeno, amoniaco,....Se pueden clasificar en función de los perjuicios que causan a la salud humana en:

Tóxicos o venenosos: aquellos gases que dañan la salud humana pudiendo incluso causar la muerte. Ej. Co, Fosgeno, sulfuro de hidrógeno,...

Asfixiantes : son los que desplazan él oxigeno existente en el aire, estos no causan daños directamente al organismo pero pueden producir la asfixia de forma indirecta. Ej., Co2

Irritantes: son los que irritan partes delicada de nuestro organismo como son: los ojos, vías respiratorias,.... Ej. Amoniaco, acroleína,...


El CO ( Monóxido de carbono ): Es el mas peligroso de la atmosfera de un incendio. A pesar de no ser el más tóxico, su abundancia y el hecho de ser incoloro , inodoro e insípido, le convierten en el principal peligro.Es muy frecuente en combustiones incompletas, donde la ausencia de oxigeno impiden la oxidación completa de carbono de las sustancias, dando lugar a una gran cantidad de CO.Su toxicidad se debe al poder de combinación con la hemoglobina de la sangre, formando carboxihemoglobina, desabasteciendo de o2 a las células.210 mas afín que el O2.El CO2:El peligro de este gas es que desplaza el O2, es decir, es asfixiante. además aumenta el ritmo respiratorio.Es muy frecuente en combustiones completas, con aporte continuado de O2, lo que permite una oxidación completa del carbono.


Sulfuro de hidrogeno. SH2.Se produce en la combustión incompleta de las materias orgánicas que contienen Azufre, tales como piel, cabello, carne, madera, caucho, goma, lana, etc.). También se encuentra a menudo en cloacas, plantas de tratamiento de residuos, debido a la descomposición de las materias orgánicas.Es un gas incoloro y tiene un fuerte olor a huevos podridos.Si no se huye con velocidad, el sentido del olfato se paraliza rápidamente y se produce un envenenamiento intenso a concentraciones muy pequeñas. A concentraciones del orden de 600ppm, actúa sobre el sistema nervioso, causando una respiración acelerada, seguida de parálisis respiratoria.El tratamiento general es aplicar agua sobre los vertidos sobre piel y ojos y suministrar respiración artificial en los casos más graves.

Anhídrido sulfuroso. S02.Se produce por la oxidación completa de las materias orgánicas que contienen Azufre, tales como lana, goma o algunas maderas. Se delata inmediatamente al ser muy irritante para los ojos y el sistema respiratorio. Esto lo convierte en un “gas amigo”.Es un gas incoloro. Cuando se combina con la humedad del tracto respiratorio se convierte en corrosivo, causando edemas a determinadas concentraciones.La exposición a concentraciones de un 0,05% (500ppm) se considera peligrosa incluso durante períodos breves.Efectos similares pueden provocar los Óxidos de nitrógeno (NO, NO2), también conocido este último como “gas del silo”.


Amoníaco. NH3.Los incendios sin producción de llama de muchos materiales sintéticos, producen a menudo Amoníaco.Es un gas tóxico de penetrante olor, que hace que la gente huya de atmósferas ricas en él, ya que produce efectos extremadamente irritantes en ojos, nariz, garganta y pulmones.Si la concentración excede de 200ppm durante unos pocos minutos, se puede producir la muerte o heridas de consideración.

Acroleína. Aldehído acrílico.Se genera por la combustión de madera, papel y, sobre todo, por la pirólisis del Polietileno.Es muy tóxico por inhalación e ingestión, y un irritante sensorial y pulmonar, muy potente, incluso en concentraciones muy bajas.


Llamas: Son los gases incandescentes que producen muchas de las materias al entrar en combustión. Atendiendo a la coloración nos podemos hacer una idea de la intensidad de las misma, así las llamas más rojizas serán mas frías, las amarillas o naranjas tendrán mas intensidad y las blancas serán las más fulgurantes pudiendo alcanzar temperaturas de hasta 1800º C.


Color Temperatura en ºC

Rojo oscuro De 600 a 800

Rojo brillante De 800 a 1.000

Naranja De 1.000 a 1.200

Amarillo brillante De 1.200 a 1.400

Blanco De 1.400 a 1.600

Calor: Es la energía desprendida en una combustión y el principal responsable de la propagación de los incendios.Existen tres formas o mecanismos para transmitir o propagar el calor: conducción, convección y radiación.


CALOR

Definición de calor.Es la energía transmitida entre un sistema y sus alrededores a consecuencia de una diferencia de temperatura.El calor es un tipo de energía, -como la electricidad, la luz, etc. Todo cuerpo tiende a adoptar la forma de menor energía, cediendo el exceso que pueda poseer al ambiente que le rodea.

Caloría.Unidad de medida de cantidad de calor designada por la abreviatura cal. Al ser la caloría una unidad de medida relativamente pequeña, en la práctica se utiliza un múltiplo: la kilocaloría –Kcal. La kilocaloría equivale a la cantidad de calor preciso para aumentar de 14,5 a 15,5ºC la masa de un kilogramo de agua.

Calor específico.Se define como calor específico, a la cantidad de calor necesario para variar en 1ºC la temperatura de la unidad de masa de un cuerpo.Difiere de un cuerpo a otro y la cantidad tiene relación con la naturaleza del cuerpo. Q= Ce x Masa ( Tf – Ti ) .

Calor latente.Es la cantidad de calor que absorbe una sustancia al cambiar de estado.

Temperatura:Es una propiedad física del estado de los cuerpos, es decir, el mayor o menor grado térmico de los cuerpos. El calor siempre fluye de mayor a menor.La temperatura es una variable termodinámica condicionada al nivel de calor que tienen los cuerpos. Por lo tanto, la temperatura es la medida del calentamiento del cuerpo no la cantidad de calor del cuerpo. La medida de la temperatura se mide con una escala que previamente se toman dos puntos de referencia coincidiendo con dos fenómenos físicos que son fijos: la fusión y la ebullición del agua. Diferencia entre calor y temperaturaEl calor es energía, debida a la interacción de las moléculas de las materias, mientras que temperatura es una manifestación del grado de calor que alcanzan los cuerpos. Cuando se aplica a un cuerpo calor lo que se observa en el, es un cambio de temperatura.La temperatura es una variable termodinámica condicionada al nivel calorífico de un cuerpo.La temperatura será la medida de su calentamiento, no la cantidad de calor en el.

Poder caloríficoEs la cantidad de calor emitida por un combustible por unidad de masa. Generalmente se mide en mega calorías por kilogramo de combustible (Mcal/kg).Ejemplos: La madera posee un poder calorífico de 4 Mcal/kg y el propano de 11 Mcal/kg. A mayor poder calorífico del combustible mayor será la temperatura de los materiales provocando la propagación del fuego.

Mcal./kg.Alcohol etílico 6,45Propano 10,98Tolueno 8,59Serrín de pino 5,37Virutas de madera 4,57Papel prensa 4,37Asfalto 9,87

CLASIFICACIÓN DEL FUEGO

Según la norma UNE 23.010.76 , sustituido por la norma UNE- En 2,clasifica los fuegos en:

Fuegos de clase A Fuegos de clase B Fuegos de clase C Fuegos de clase D Fuegos de Clase F Se debe contemplar la posibilidad de

presencia eléctrica,

SEGÚN LA NATURALEZA DEL COMBUSTIBLE

Fuegos clase “A”. Son fuegos originados por combustibles sólidos que tienen un alto “punto de fusión”. Producen brasas en la combustión y normalmente tienen origen orgánico, entrando en su composición el Carbono y el Hidrógeno. (Papeles, maderas, textiles, carbón, plásticos, etc.) A recordar que este tipo de combustibles antes de arder deben sufrir “pirólisis”.


Fuegos clase “B”.

Son los ocasionados por combustibles líquidos o sólidos con bajo “puntos de fusión”. (alquitranes, grasas, etc.). Antes de arder debe tener lugar la “evaporación”.


Fuegos clase “C”. Son los fuegos de gases, es decir,

combustibles en estado o fase gaseosa, no las combustiones de los gases producidos en la pirolisis o evaporación de los combustibles sólidos o líquidos, respectivamente. También pueden ser clasificados en esta clase los fuegos originados por líquidos a presión, que en realidad se encuentran en fase gaseosa.


Fuegos clase “D”. Este tipo de fuegos es muy especial y de muy difícil y peligrosa extinción. Son fuegos originados por metales. Dan lugar a reacciones químicas complejas y lo que ocurre es que normalmente el fuego de este tipo de metales es capaz de desplazar el Hidrógeno del agua (o de otros compuestos) lo que origina explosiones por combustión de este gas. Su extinción es compleja y necesita Agentes Extintores específicos (el uso del agua está prohibido en casi todos los casos). Ejemplos típicos son: magnesio, sodio, potasio, etc.


La posibilidad de presencia eléctrica:Hasta hace relativamente poco tiempo se consideraba una quinta clase de fuego. Eran los fuegos en presencia de corriente eléctrica, y se clasificaban como fuegos clase “E”. Hoy día ha desaparecido de casi todas las clasificaciones porque basta con desconectar la corriente para encontrarnos en un fuego de otra clase .


Fuegos planos: Predomina la dimensión del

plano horizontal. Se podrá ver toda la superficie en combustión. Predomina la radiación.

Fuegos verticales: Predomina la dimensión del plano vertical. Suele haber ángulos muertos. Predomina la convección.

Fuegos alimentados: Se aporta combustible que no procede del incendio. Serán líquidos o gases

POR LA DISPOIBILIDAD DEL COMBUSTIBLE

Pequeño o de grado I: Superficie en llamas inferior a 4 m2

Mediano o de grado II: Superficie en llamas entre 4 y 10 m2

Grande o de grado III: Superficie en llamas entre 10 y 100 m2

De envergadura: Grado IV: De 100 a 1.000 m2

Grado V: De 1.000 a 5.000 m2

Grado VI: De 5.000 a 10.000 m2

Forestales: Grado VII: De 1 a 25 Ha Grado VIII: De 25 a 100 Ha Grado IX: De 100 a 500 Ha Grado X: Más de 500 Ha

POR EL TAMAÑO

Fases de un Incendio

Fases de un incendio

Una vez iniciado el fuego, en un incendio de evolución normal veamos las tresfases usualmente aceptadas.

Primera fase: comprende los 10 primeros minutos de evolución del mismo, durante el cual se produce un progresivo aumento del calor ambiental que provoca el consiguiente aumento de temperatura en los elementos combustibles presentes, y su inflamación progresiva. Si se alcanzan unas condiciones determinadas, se produce la auto-inflamación súbita y repentina de todo el sector (Flash Over). Durante la primera fase se debe producir la evacuación, los mayores riesgos son los derivados del calor, las llamas, la toxicidad de los elementos de combustión y la falta de oxígeno.

Segunda fase: comprendida entre Ios 10 minutos y la primera .hora, se produce el desarrollo generalizado del incendio que vendrá condicionado por Ia combustibilidad de los matenal.es presentes, su. cantidad y la mayor facilidad de propagación del fuego según .as características de los materiales, la disposición de los mismos y la propia configuración del edificio. En esta fase ponen a prueba las condiciones de resistencia al fuego del edificio. Es un periodo de rápida destrucción y expansión del incendio.

Tercera fase: comprende desde el momento de máxima intensidad y desarrollo del Incendio hasta el final de la extinción. Es el período más crítico para Ia estabilidad estructural. A el grado de combustibilidad de los materiales tiene una importancia fundamental en la primera fase del desarrollo del incendio.El desarrollo de la segunda y tercera fase viene condicionado por la carga térmica existente y por la sectorización del edificio.

Combustión súbita generalizada (Flash-Over)

Es una combustión incontrolada, todo un recinto cerrado en el que todos los materiales entran en combustión prácticamente instantánea produciendo a veces verdaderas explosiones. Es lo que ocurre si en una habitación donde se está produciendo una combustión incompleta se abre la puerta y se deja entrar aire. Todos los productosde esa habitación están muy calientes y con la temperatura por encima de su punto de inflamación, lo que pasa es que no arden porque no hay suficiente oxígeno, al abrir la puerta se Introduce aire, y por tanto oxígeno, con lo que instantáneamente comienzan a arder todos los materiales del recinto de forma violenta, en resumen, el (Flash Over) es una combustión de gases de fuego en una habitación virtualmente cerrada.

Fuentes de ignición

Los tres tipos de ignición que pueden desencadenar el desarrollo de un (Flash Over) en una atmósfera con presencia de gases de fuego son:

Ignición abierta. La mezcla de gases y fuente de ignición están en contacto

directo; no hay nada entre ellos.Un ejemplo lo tenemos en un fuego en una habitación, un escape de gas con presencia de una llama cercana.

Ignición oculta.

La mezcla de gases y la fuente de ignición no tienen un contacto directo un elemento se interpone entre ellos como puede ser una pared, un mueble, 'etc.La explosión producida por éste es más violenta por acercarsemás a la mezcla ideal, dentro del rango de inflamabilidad.

Ignición intermitente.

La característica de ésta es precisamente la intermitencia de la fuente de ignición como puede ser la producida por una chispa de un interruptor, la conexión de un frigorífico, etc. En este caso la explosión que se genera tiene más posibilidades de acercarse a la mezcla ideal por lo que será más violenta.

Tipos de Flash-Over

Flash-Over pobre

El fuego generalmente se inicia en las partes bajas de una habitación, este fuego inicial genera gases no quemados que se elevan y van reuniéndose en el techo.Estos gases a medida que aumenta la temperatura y su concentración, se acercan a su rango de inflamabilidad. Alcanzado el L.I.I el propio fuego actúa como fuente de ignición e incendia la mezcla de gases de forma instantánea a menos que el recinto sea muy grande, éste dura de 15 a 20 segundos y en general se produce antes de la llegada de los servicios contra-incendios.Las temperaturas alcanzadas son alrededor de 600 a 1000C y los incrementos de presión producidos son bajos.Una vez producido el Flash-Over, éste consume el 02 existente en la habitación, baja la intensidad de la combustión y aumenta la concentración de la mezcla de gases pasando a ser una mezcla rica, por lo que si no existe un suministro de aire el incendio pasará a una fase de latencia por falta de 02 mezcla demasiado rica para la combustión.

Flash-Over rico.Éste se produce cuando estando en presencia de una mezcla de gases porencima de su L.S.I, por alguna causa la concentración baja y entra dentro desu rango de inflamabilidad, generalmente debido a un suministro o entrada deaire fresco. Aunque menos probable, también puede ser por un elevadoaumento de temperatura.Los resultados de este Flash-Over es el incendio generalizado y con un fuertedesarrollo en toda la habitación generando gran cantidad de calor y gasesde fuego. Flash-Over rico demorado.Las principales diferencias son:El retraso que se produce en la ignición de la mezcla a medida que ésta bajadesde el L.S.I al punto óptimo, produciéndose el Flash-Over en los alrededoresde éste. Se ocasiona una fuerte explosión con un elevado incremento entemperatura y presiones. Este tipo se suele producir en raras ocasiones. Flash-Over rico y calienteCuando los gases del fuego llegan a su temperatura de autoinflamación, no es necesita ninguna fuente de Ignición, al contacto con el aire se autoinflaman. Su aspecto exterior es ver fuertes llamas brillantes saliendo del recinto generalmente en las aberturas (puertas, ventanas) donde hacen contacto los gases con. El aire fresco, en una primera etapa, posteriormente las llamas avanzan hacia el interior hasta convertirse en un fuego de habitación completamente desarrollado.

Backdraft.Este tipo de Flash-Over no suele darse con frecuencia. Requiere una serie de factores concretos como son:La existencia de una mezcla rica de gases.Una fuente de ignición una gran distancia o que esté oculta o cubierta yefectiva en un determinado momento.El proceso es el mismo que en un Flash-Over rico, pero con la diferencia deque todo el gas se mezcla con el aire antes de la ignición.Se produce entonces una explosión de gas de fuego con un elevado aumentode presten y temperatura. La onda de presión producida destruye puertas yventanas acampanando con frecuencia de daños en la estructura. Este fenómeno se le conoce como Backdraft. Equilibrio termal o plano neutro Generalmente podemos ver bien, cuando entramos en una zona incendiada, debido a que los vapores calientes empujan el humo y las partículas no quemadas completamente a las partes altas, ocupando el aire frío los espacios inferiores, podemos decir que en esta área existe equilibrio termal.Generalmente podemos ver bien, cuando entramos en una zona incendiada, debido a que los vapores calientes empujan el humo y las partículas no quemadas completamente a las partes altas, ocupando el aire frío los espacios inferiores, podemos decir que en esta área existe equilibrio termal

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